indicatori di stress

INDICATORI DI STRESS
crescita infantile
statura dell’adulto
Indicatori di stress
iperostosi porotica (anemie)
linee di Harris (di arresto di crescita)
ipoplasia dello smalto
1° anno di vita
Periodi di crescita rapida
adolescenza
= indicatori
stato di salute
-fattori genetici
-deficit di ormone della crescita (STH)
Statura
-stress psicologici
alimentazione
-fattori alimentari
malattie infettive
(diarroiche)
classi superiori (ben nutrite)
Bambini di
Guatemala City
velocità di crescita simile agli
Europei
Bambini più alti
classi inferiori (mal nutrite)
Velocità di crescita più lenta
Bambini più
bassi
-aumentata disponibilità e
qualità di cibo
“trend”
comune
Nazioni industrializzate
e
in via di sviluppo
-migliori condizioni sanitarie
-maggiore accesso alle
cure sanitarie occidentali
-riduzione malattie infettive
Periodi bellici di fame
carestie
Declino velocità di crescita
crisi economiche
Vallata centrale
fiume Illinois
(bambini 2-5 anni)
Indiani Arikara
(valle superiore
fiume Missouri)
-primo periodo
(950-1200 d.C.)
periodo Mississippiano
(1200-1300 d.C.)
Economia mista cacciaagricoltura
Economia agricola
intensiva-mais
Riduzione lunghezza e
circonferenza
(femore, tibia, omero)
-primo periodo (1600-1733)
di post-contatto
= più
alti
= più
bassi
Età perinatale
(femore, tibia,
radio) v. età dentaria
-tardo periodo (1760-1835)
di post-contatto
Influsso europeo
(vaiolo, parotite…)
declino stato
di salute
pressione
altre tribù
(guerre)
STATURA dell’adulto
Nelle popolazioni
Viventi
ritardo di crescita infantile
statura finale dell’adulto
= meno elevata
malnutrizione
Rapporto
statura
stress
(malnutrizione)
bassa statura
storia antropometrica
(es. militari di leva)
(controversia sugli schiavi
afro-americani)
alimentazione
malattia
Clima
STATURA
(determinata geneticamente)
es. statura giapponesi ben nutriti
15% meno degli inglesi ben nutriti
diametri trasversali = meno superficie che perde calore
-militari di leva
-scuole militari
Registri
statura adulta delle popolazioni
di epoca storica
-prigioni
-schiavi afroamericani
variabilità temporale
geografica socio-economica
-passaporti
USA
-dati di archivio
(1710-1950)
-misure ossee
Danimarca
miglioramento
gli Americani del XX secolo non sono
più alti di quelli del XVIII secolo
no cambiamenti tra età pre-contemporanea
(1675-1879) ed età contemporanea (1950-1975)
– aumento statura
società rurale pre-industriale
società industriale
-scheletri medievali
-archivi XIX e XX secolo
Caccia e raccolta
agricoltura del mais
-deficit aminoacidi essenziali
mais
buona fonte
di calorie
-deficit proteine
lisina
isoleucina
triptofano
-deficit vitamina B3 (niacina)
-scarso assorbimento Fe
metionina e
-minima presenza
fenilalanina
legame chimico
col mais
meno
disponibile
Nelle serie archeologiche
cacciatori-raccoglitori
agricoltori (del mais, di altre piante)
trend minore qualità nutrizionale
Regione del
Canale di
S. Barbara
(California merid.)
risorse terrestri 6.000 a.C.
(caccia e raccolta piante)
Statura = - 10 cm !
risorse marine 500 a.C.
1782
Ipotesi
(Lambert)
=
Alimentazione peggiore
+ malattie infettive più
frequenti
pesce
Statura ridotta
proteine abbondanti
ma
mancanza di altri nutrienti, importanti (vitamine vegetali)
sedentarismo > popolazione >> malattie infettiva
Società stratificate
Stato sociale differente
Sistema “tampone” contro gli stress differente
-tarda età del Bronzo Grecia
(Micenei, 1300-1200 a.C.)
-Etruschi
(Tarquinia)
elite = 6 cm più alti (principi dei
circoli di Micene)
non elite = 6 cm più bassi (Lerna)
elite = più alti (tombe a camera ricche)
non elite = più bassi (tombe povere)
IPEROSTOSI POROTICA
molte funzioni
Fe (ferro)
Molti fattori
emoglobina globuli rossi
biodisponibilità di Fe dalle fonti alimentari
Fe
eme = mioglobina (carne)
non eme (no carne)
Fe-eme (carne)
Fe-eme
Ben assorbito
-non richiede processazione gastrica
-gli aminoacidi della carne = migliorano
l’assorbimento
Trasporto ferro
intestino
Midollo empoietico
sangue
Ferro non-eme
fonti vegetali
noci, legumi, cereali
(mais, riso, grano)
ma poco assorbito!
fitati
noci, soia, lupini
proteine vegetali
tè, caffè
tannati di Fe non-eme
agrumi
vit.C (acido ascorbico)
acido citrico
acido lattico
birre (di cereali)
consumo di carne
e pesce
proteine animali
inibiscono l’assorbimento
(si legano al Ferro)
Migliorano
l’assorbimento di Ferro
non-eme
-
Bambini sotto-peso alla nascita
Perdite di sangue (menorragie, metrorragie)
Emorragie acute e croniche
Diarrea cronica
perdita di sangue
anemia (da carenza di ferro)
(Fe dieta insufficiente)
parassitosi intestinali
mucosa intestino
fegato, intestino (parete), vescica, reni
Vasi sanguigni
schistosomiasi
(Schistosoma
Heamatobium)
larve
cute
Diffusione mondiale
tropicale
Ingestione o
inalazione larve
anchilostomiasi
(Ancylostoma duodenale,
Necator americanus)
-talassemia
Anemie
emolitiche
Congenite
-anemia falciforme
-anemie emolitiche
congenite non sferocitiche
-sferocitosi ereditaria
Favismo o deficit di
G6PDH
-deficit di piruvatochinasi
-ellissocitosi ereditaria
Globuli rossi meno resistenti
distruzione (emolisi)
Anemia
Anemia
Congenita
acquisita (da carenza)
iperproduzione di globuli rossi
iperplasia midollo emopietico
erosione tavolato esterno teca cranica (di osso compatto)
sostituzione con osso spugnoso
aspetto radiologico “a spazzola”
-orientamento perpendicolare delle trabecole
diploiche
“cranio a spazzola”
-allargamento della diploe
Alterazioni
scheletriche
delle anemie
-assottigliamento osso compatta esterna del cranio
-perforazione del tetto delle orbite (cribra orbitalia)
-cribrosità alle metafisi delle ossa lunghe (> nelle
anemie congenite)
cranio (parietali,
occipitale)
(Angel, 1966) IPEROSTOSI POROTICA
cribra orbitalia
(secondo A.A. = le
lesioni più precoci)
Sezione del parietale con iperplasia della diploe in un cranio con
iperostosi porotica
Marcata iperostosi in un cranio di un bambino precolombiano di 1-2 anni. Visione frontale
Lesioni porotiche sulla volta cranica del cranio precedente
Visione laterale e radiografica del cranio precedente
Lesioni della volta in un bambino precolombiano di
2 anni con iperostosi porotica
Sezione di cranio con iperostosi porotica (a destra). Si noti l’ispessimento
della diploe, confrontato con un cranio normale (a sinistra)
Aspetto “a spazzola” di un cranio con iperostosi porotica,
visto ai raggi X
Aspetto “a spazzola” di un cranio con iperostosi porotica visto ai raggi X
Cribra orbitalia
Cribra orbitalia
Cribra orbitalia
Aspetto radiografico di un femore di
bambino con anemia (al centro)
comparato con due femori sani. Si
notino l’assottigliamento della
corticale e la riduzione dello spazio
midollare
attiva = < 5 anni
Iperostosi porotica
anemia
guarita (rimodellata) = adulti
iperplasia midollo emopoietico
bambini
spazi midollari già occupati
da midollo emopoietico
(iperplasia)
aumento di stress sull’osso
iperostosi porotica
“gli effetti dell’anemia sulla
componente infantile possono
essere determinati”
importante indicatore di stress
espansione midollo
adulti
spazi midollari liberi
(iperplasia)
no stress sull’osso
no iperostosi porotica
“gli effetti dell’anemia sulla
componente adulta non
possono essere
determinati”
Comparsa
dell’iperostosi porotica
Nord Africa
Mediterraneo orientale
Epipaleolitico
Mesolitico
America
Tarda preistoria
primo contatto
Ipotesi di Angel (1966)
Su grandi serie scheletriche del Mediterraneo orientale
(2200 individui)
livello populazionistico
livello regionale (habitat diversi)
Grecia
Cipro
Turchia
occidentale
Anemie emolitiche congenite
omozigoti
muoiono
-talassemia
-anemia falciforme
eterozigoti
tassi infezione
inferiori
protetti contro la
malaria
normali
Malaria
vantaggio
selettivo
(Plasmodium
falciparum)
muoiono
(di malaria)
sopravvivono
“quando il plasmodio penetra nel globulo rosso talassemico
questo, già debole, si distrugge (si emolizza) immediatamente
impedendo la replicazione intra-eritrocitaria del parassita”
Wadi HAlfa (Nubia) nella Valle del Nilo
Meroitico (350 a.C. – 350 d.C.)
Periodi
X-group (350 d.C. – 550 d.C.)
= 21,4 %
cribra orbitalia
Cristiano-Medievale (550-1400)
-dieta base = cereali macinati (miglio, grano)
poco Fe, tanti fitati
Dati archeologici,
Storici,
etnografici
-parassitosi (schistosomiasi, anchilostomiasi)
endemiche nella Valle del Nilo
-sindromi diarroiche croniche = enteriti infantili
anemia acquisita da carenza di Ferro
Kulubnarti (valle del Nilo meridionale)
Tutto il periodo (550-1500 d.C.)
Iperostosi porotica
45 % (globale)
Primo Periodo Cristiano (550-750 d.C.)
giovani
94 %
adulti
51,8 %
Tardo Periodo Cristiano (750-1500 d.C.)
82 %
39 %
autonomia politica
(individui con iperostosi
migliori condizioni di vita
=speranza di vita più corta)
-alimentazione povera di Ferro
Cause
-fattori negativi (stanzialità, condizioni di vita malsane)
-Tokio (medievale, XVII secolo)
Stress
ambientali
Elevati
-Iran e Iraq preistorici
-Cartagine III secolo a.C.
-Moldavia III secolo d.C.
Elevata
incidenza di
iperostosi
-Gran Bretagna (romano-britannica,
Medievale, XVIII-XIX secolo)
parassitismo
Circostanze
malattie infettive
Poudbury Camp
avvelenamento
Regionali
(Romano-Britannico)
da Pb
specifiche
parassitismo
dell’anemia
Londra (XVIII-XIX secolo)
dieta infantile scadente
trend
generale
miglioramento ambientale
Ferro basso nelle madri
↓affollamento
abbassamento incidenza
iperostosi
Es. Giappone
moderno
↓mal. Infettive
↓iperost. porotica
America di Sud-Ovest (ben studiata)
-Canyon de Chelly
Campioni
preistorici
tardi (Pueblo)
-Chaco Canyon
71,8 %
34,3 %
-Casa delle Iscrizioni
-Riserva Navajo
-Gran Quivira
Periodo
preistorico
tardo o
contatto
-San Cristobal
90 %
-Hawikku
84 %
-Black Mesa
88 %
-Mesa Verde
70%
-Dolores
82 %
-Cases Grandes
46 %
-Valle La Plata
40 %
Tutte culture
agricole del
mais
Ipotesi di El-Najjar
America di Sud-Ovest
agricoltura del mais (fitati)
+
Potenziamento
tecniche particolari di trattamento dei cibi (con
alcali, calce…)
(facilitano la vit. B3, ma riducono altri nutrienti)
deficit di Ferro e di altri oliogoelementi
anemia
elevata incidenza di iperostosi porotica
America del Mid-west
Culture
Agricole
Iperostosi porotica
America di Sud-Est
America di Nord-Est
> 15-20 %
Mesoamerica
Sud-America
cacciatori e raccoglitori o
Passaggio da
culture agricole non intensive (miste)
culture agricole intensive
Dati favorevoli all’ipotesi di El-Najjar
ma…
Aumento
iperostosi
porotica
Dati non in accordo con l’ipotesi dietetica
-grandi centri Mississippiani della Tarda Preistoria
-culture agricole mais delle Grandi Pianure nel periodo di contatto
-grande centro urbano in Mesoamerica (Teothiuacan)
-culture agricole del deserto costiero del Perù e del Cile
bassa incidenza di iperostosi porotica
Inoltre
l’ipotesi dietetica non spiega
l’elevata frequenza di iperostosi porotica in alcune popolazioni di
cacciatori-raccoglitori (con ottimo regime alimentare!)
Gruppi di cacciatori (e pescatori)
Elevata incidenza di
iperostosi porotica
=
accesso a risorse marine ricche di Fe
Popolazioni della costa di Nord-Ovest
del periodo
pre-contatto
contatto (nonostante
le malattie europee)
culture agricole
=
Livelli modesti di
iperostosi porotica
(13-14 %)
Isole del Canale di S. Barbara (California costiera)
Indiani
costieri
delle isole
Iperostosi porotica
Early Early Period
= 12,8 %
Late-Middle Period
= 32,1 %
quelli più lontani dalla costa (Isola di S. Miguel) = 73,1 %
aumentata stanzialità e grandezza delle popolazioni
e passaggio da dieta terrestre a dieta marina
pescatori della tarda preistoria = incidenza più elevata di iperostosi
porotica
Australia
Sud-occident.
(cacciatori e
raccoglitori)
Rufus Valley
= 62,5 % (< 21 anni)
(clima tropicale)
= 30 % (< 21 anni)
Deserto
stessa economia (caccia e raccolta)
Dipende dall’ambiente
es.:
Tricuris trichuria
Murray Valley
(costa sud-orientale)
clima tropicale
Ascaris lumbricoides
Strongyloides stercoralis
= parassitismo ↑↑
Enterobius vermicolaris
Ben il 40 % dei bambini in Australia tropicale è affetto da anchilostomiasi
perciò:
iperostosi porotica indipendente dalla dieta: dato contro l’ipotesi di El-Najjar
America di Sud-ovest
Popolazione mais-dipendente, ma
residente in fondo alle valli dei canyons
acque stagnanti
acque contaminate
parassiti
Enterobius vermicularis
Moniliformis clarki
Strongyloides sp.
perciò:
cacciatori/ raccoglitori
agricoltori
affollamento
diffusione di parassiti (+ dieta agricola)
enorme aumento di Enterobius vermicularis (Pueblos Anasazi)
anemie
iperostosi porotica
Teoria di Ubelaker
per l’America del Sud
Popolazioni affollate + igiene scadente
Ancilostomiasi
problema importante nelle
popolazioni costiere
nell’Ecuador attuale
Anemia
Iperostosi porotica
È il parassitismo che conta
Studi regionali
Stati Uniti sud-orientali (costa atlantica della Georgia /nord della Florida)
confronto fra popolazioni preistoriche pre-contatto e contatto
XII secolo
iperostosi porotica
6,5 % prima del XII secolo
introduzione agricoltura del mais
6,2 % dopo il XII secolo
Pre-contatto
aggregazione della popolazione,
ma anche
aumento delle risorse marine
Contatto
infezioni non
specifiche
alimentazione
migliore ricca di Fe
Isola di S. Caterina (1686-1680) in Georgia = 26,5 %
Isola Amelia (1686-1702) in Florida
aumento del mais ma abbondanza di cibi marini !
= 27,2 %
Isola di S. Caterina in Georgia (1607-1680)
Periodo della Missione
sorgente alla periferia della Missione
canalizzazione artificiale
abbondanti depositi archeologici
(con resti di cibo!)
si infiltrano nel condotto idrico
fontana principale
concentrazione della popolazione
+
> sedentarietà
contaminazione dell’acqua
potabile
infezioni
anemia da carenza di Ferro
-parassitismo
Fattori generali
-malnutrizione
-cattive condizioni igieniche
anemia
-ambiente
(molti fattori!)
-posizione insediamenti
Fattori locali
-posizione abitazioni
-stile di vita
-posizione immondezzai
-pratiche alimentari
-tecniche di preparazione cibi
Iperostosi porotica e sesso
In genere
F>M
Es. Australia
gravidanza
allattamento
mestruazioni
taboo alimentari
secondo Webb
ipotesi mal sostenibile negli
adulti! (ormai stabilizzati)
anemia
maggiore iperostosi
Più verosimile
maggiore anemia
stress maggiori
nel periodo di
accrescimento delle
femmine
Iperostosi porotica e classe sociale
America di
Sud-ovest
Mid-West
Classi superiori
meno iperostosi
Classi inferiori
più iperostosi
elite = 2,5 %
Cultura
Mississippiana
Periodo
Tardo-Preist.
Moundville (Alabama)
Toqua (Tennessee)
non-elite = 9,9 %
mound = 5 %
villaggio = 21 %
Cahokia (Illinois)
Mound 72
Classi superiori = 0 %
Classi inferiori = 12,5 %
Conclusioni = “gli individui di classe sociale elevata possedevano dei
sistemi tampone contro i fattori di stress causa di anemie da carenza di
Ferro”
CONCLUSIONI
Più importanti
anemie acquisite da carenza di Ferro
iperostosi porotica
-talassemia
Meno importanti
anemie genetiche
-anemia falciforme
(mancano in America e Australia
prima del contatto!)
Iperostosi porotica nella Campania costiera antica
-cribra cranii
iperostosi porotica
-cribra orbitalia
-ispessimento della diploe
frontale
parietale = “osteoporosi simmetrica”
occipitale
congenite = talassemie
anemie
Iperostosi porotica
lieve
grave
acquisite = sideropeniche
cribra orbitalia
1-3 Hengen
4-7 Hengen
cribra cranii
no > spessore diploe e osteoporosi
si > spessore diploe e osteoporosi
Iperostosi porotica/Paleonutrizione/Longevità/Ipoplasia smalto/Statura
Iperostosi porostica
VII-VI secolo a.C.
V-IV secolo a.C.
8,72 %
3,26 %
X2 = 8,31***
Paleonutrizione
VII-VI secolo a.C.
con iperostosi senza iperostosi
Sr/Ca 0,98±0,4 0,80±0,3
Zn
141±28
122±47
V-IV secolo a.C.
con iperostosi senza iperostosi
0,84±0,5
0,90±0,3
134±25
111±24
t=2,09*
alimentazione omogenea, economia agricola
No anemie carenziali
Si anemie emolitiche congenite
VII-VI sec. a.C.
V-IV sec. a.C.
Longevità
con iperostosi
senza iperostosi
M 31,2 a.
M 36,5 a.
iperostosi
protezione malaria
iperostosi
31,4 a.
25,3 a.
fattore sfavorevole
Ipoplasia smalto
VII-VI sec. a.C.
V-IV sec. a.C.
con iperostosi senza iperostosi
con iperostosi senza iperostosi
54,5%
31,4 %
60 %
8,2 %
iperostosi
maggiore morbilità infantile
Statura
VII-VI sec. a.C.
con iperostosi senza iperostosi
M 164
165±5
F 153±4
152±5
V-IV sec. a.C.
con iperostosi senza iperostosi
167
166±4
155
154±4
Frequenze geniche
Iperostosi porotica grave
+ interessamento post-craniale
Cribra (orbitalia o cranii) isolati
VII-VI sec. a.C.
N.
frequenza osservata
aa
11
0,04
Aa
13
0,05
AA
251 0,986
Totale 275
Talassemia major (o intermedia)
Talassemia minor
(legge di Hardy-Weinberg
>
frequenza attesa
0,00075
-
V-IV sec. a.C.
N.
frequenza osservata
frequenza attesa
aa
3
0,0075
>
0,0004
Aa
10 0,04
AA
385 0,96
-Eterozigoti gravi
Eccesso
Totale 398
-Altre anemie emolitiche (es. favismo o deficit G6PD
di aa
-Anemie malnutrizionali
IX-VII secolo a.C.
civilizzazione etrusca in Campania
pianura alluvionale del Sele
+ innalzamento del livello marino (+1 m)
impaludamento
malaria
talassemia (polimorfismo genetico bilanciato)
VII-VI secolo a.C. = alta incidenza di iperostosi porotica
bonifiche etrusche
V-IV secolo a.C.
scomparsa della malaria
diminuzione talassemia
bassa incidenza di iperostosi porotica
Linee di arresto di crescita (linee di Harris)
Linee
radio-opache
(0,1-1 cm)
ossa lunghe
scapola
tibie
femori
(crescita più veloce)
ischio
ileo
Episodi di malnutrizione
trauma
insulto metabolico
Linee di Harris
chirurgia minore
vaccinazioni
fratture
intossicazione da piombo
divezzamento
compaiono dopo 6 mesi di vita
picco nei primi 5 anni di vita
Dopo l’arresto di crescita
fase di recupero
forte rimineralizzazione
linee di re-inizio di crescita
nelle zone di
accrescimento epifisario
bilaterali
Stress fisiopatologici sistemici
Strie di Harris sulla tibia (a sinistra)
e sul femore (a destra) in un
individuo giovane
Strie di Harris sulla porzione distale di un
femore
Strie di Harris nella porzione
distale dei femori e prossimale
delle tibie in una mummia egizia
cacciatori e raccoglitori preistorici
Australia
prevalenza alta
deficit nutritivi stagionali
Tardo Woodland(950-1050)
Tardo WoodlandMississippiano
(1050-1200)
cacciatori e
raccoglitori
Medio Mississippiano
Valle del fiume Ohio
Regione di Caddo
(Sud-est USA)
diminuzione
frequenza linee
di Harris
?
agricoltori del mais
Altri indicatori (ipoplasia, infezioni):
peggioramento stato di salute
Valle inferiore
Del fiume Illinois
cacciatori e
raccoglitori
Asia sud-occidentale
(Iran e Iraq)
agricoltori
aumento frequenza
linee di Harris
Linee di Harris
studi nel vivente:
Rimodellamento osseo
stress
scompaiono
Si attenuano o spariscono con l’età
linee
si attenuano
rimangono
Kulubnarti
(Nubia sudan.)
Medioevo
giovani = elevata frequenza
rimodellamento
scomparsa
adulti = bassa frequenza
Storia sanitaria
individuale
più rappresentativa
assenza di stress o
riassorbimento
bambini sani
numerose linee
bambini sotto-peso
poche linee
Manca una stretta correlazione
(popolazioni archeologiche o viventi)
episodi di malattia
linee di Harris
perciò
“le linee di Harris dovrebbero essere interpretate con cautela nelle
analisi bio-archeologiche, soprattutto per quanto riguarda lo stato di
salute e i relativi adattamenti ambientali, fisiologici e dietetici”