Linear enamel hypoplasia and growth in an Australian Aboriginal community: Not so small, but not so healthy either

Abstract

Background: While much is strongly suspected about synergisms linking courses of growth and development with nutrient intakes, immune function, disease exposures, and energy expenditures, debates remain regarding the probability of permanent impairments to growth and function under various circumstances.

Aim: This study tests a series of related hypotheses in an attempt to reconcile evidence of increasing physiological stress among Warlpiri and Pintubi infants and young children following settlement in the 1940s with their frequently rapid and undelayed longitudinal growth in stature during adolescence.

Subjects and methods: The study used archived cross-sectional and longitudinal records of stature, weight, and dental casts collected by the Dental School at the University of Adelaide beginning in 1951 at the then recently settled community of Yuendumu. Longitudinal modelling of height data and all statistical tests were accomplished using SYSTAT 10. Height, weight, and BMI (kg m⁻²) for age z-scores were calculated using NCHS reference data. Dental casts were scored for linear enamel hypoplasia (LEH) with each defect assigned to an enamel developmental unit. The extent of height catch-up was estimated using conditional height gain.

Results: Cross-sectional analyses indicate significant associations between birth year and women's heights (n = 105, p = 0.02) or height for age z-scores (p = 0.003), but no similar associations among men. Final height for age z-score was significantly associated with sex (p < 0.0005), onset (p = 0.031), and an onset by number of enamel defects interaction (p = 0.033). Late adolescent height z-scores were only significantly negatively associated with increasing numbers of defects among individuals with enamel defects appearing prior to about 18 months of age (n = 60, p = 0.019). With longitudinally estimated age at peak height velocity (APHV) statistically controlled, peak height velocity (PHV) was similarly significantly positively associated with conditional height gain in males (n = 50, p = 0.01) and females (n = 31, p = 0.05). Exploratory analyses suggest that with timing and intensity of PHV controlled, childhood body mass was only significantly positively associated with catch-up in height among those who experienced defect onset relatively early (n = 80, p = 0.005).

Conclusion: Results help explain previously documented, and apparently contradictory, outcomes of settlement processes. Rapid and relatively undelayed late childhood and adolescent growth associated with catch-up in height occurred through a confluence of increasing early childhood systemic stress followed by increases in net energy consumption that probably increased as children aged.

Résumé.Arrière plan: Bien qu’on nourrisse de fortes présomptions au sujet des synergismes qui lient le déroulement de la croissance et du développement : aux absorptions de nutriments, à la fonction immune, à l’exposition aux maladies et aux dépenses énergétiques, le débat reste ouvert quant à l’existence d’altérations permanentes de la croissance et des fonctions suite à des circonstances variées.

Objectif: Cette étude éprouve une série d’hypothèses reliées entre-elles afin de tenter de réconcilier en conséquence de leur sédentarisation dans les années 1940, l’évidence d’un stress physiologique chez les nourrissons et petits enfants Warlpiri et Pintubi, avec une croissance longitudinale de stature fréquemment rapide et précoce au cours de l’adolescence.

Sujets et méthodes: Cette étude a utilisé des enregistrements transversaux et longitudinaux de la stature, du poids, ainsi que des moulages dentaires de la communauté de Yuendumu récemment fixée, qui ont été rassemblés par l’Ecole Dentaire de l’Université d’Adélaïde à partir de 1951. La modélisation longitudinale des données de stature et tous les tests statistiques, ont été effectués par le programme SYSTAT 10. La stature, le poids, l’IMC par âge (kg m^–2) et les z-scores ont été calculés en utilisant les standards de référence NCHS. Les moulages dentaires ont été examinés pour l’hypoplasie d’émail linéaire (HEL), chaque défaut étant affecté à une unité de développement de l’émail. L’importance du rattrapage de croissance staturale a été estimée en fonction du gain de croissance conditionnel.

Résultats: Les analyses transversales indiquent des associations significatives entre l’année de naissance et la stature féminine (n = 105, p = 0,02) ou la stature en fonction des z-scores pour l’âge (p = 0,003), mais de telles associations n’ont pas été trouvées chez les hommes. La stature finale en fonction des z-scores pour l’âge est significativement associée au sexe ( p <0,0005), au début des défauts d’émail ( p = 0,031) et à une interaction entre début et nombre de défauts de l’émail ( p = 0,033). Les z-scores de stature de la fin de l’adolescence sont les seuls à être négativement associés à l’augmentation du nombre de défauts des individus dont les défauts de l’émail sont apparus avant l’âge de 18 mois (n = 60, p = 0,019). La vitesse de croissance du pic de la stature (VCPS) contrôlée statistiquement à partir de l’estimation longitudinale de l’âge au pic de croissance staturale (APCS) est elle aussi significativement associée au gain conditionnel de stature des sujets masculins (n = 50, p = 0,01) et féminins (n = 31, p = 0,05). Des analyses exploratoires suggèrent qu’avec le rythme et l’intensité de la VCPS contrôlée, la masse corporelle au cours de l’enfance n’est significativement associée avec le rattrapage de la stature que chez ceux qui ont connu le début des défauts d’émail relativement tôt (n = 80, p = 0,005).

Conclusion: Les résultats aident à expliquer les suites des processus de sédentarisation. La croissance de la fin de l’enfance et de l’adolescence, rapide et précoce, associée au rattrapage de la stature, s’est produite à la suite de la convergence d’un stress systémique de la petite enfance suivi par des accroissements nets en consommation d’énergie qui s’est probablement accrue à mesure du grandissement de l’enfant.

Zusammenfassung.Hintergrund: Obgleich es viele recht sichere Hinweise auf Synergismen, die die Verläufe von Wachstum und Entwicklung mit der Aufnahme bestimmter Nahrungsmittel, der immunologischen Funktion, dem Ausgesetztsein gegenüber Krankheiten und dem Energieverbrauch verknüpfen, gibt, bestehen weiterhin Unstimmigkeiten betreffend die Wahrscheinlichkeit, dass Wachstum und andere Funktionen unter verschiedenen Bedingungen dauerhaft beeinträchtigt sein können.

Ziel: Diese Studie untersucht eine Reihe von miteinander in Beziehung stehenden Hypothesen und macht den Versuch, Hinweise auf zunehmenden physiologischen Stress bei Warlpiri- und Pintubi-Säuglingen und jungen Kindern nach der Landbesiedlung in den 40iger Jahren des 20. Jahrhunderts mit ihrem meist raschen und nicht verzögerten longitudinalen Wachstum während der Adoleszenz in Einklang zu bringen.

Probanden und Methoden: Die Studie verwendete archivierte Querschnitts- und Längsschnittsaufzeichnungen von Körperhöhe, Gewicht und Zahnabdrücken, die von der Zahnklinik der Universität Adelaide ab 1951 gesammelt wurden, aus der damals erst vor kurzem gegründeten Gemeinde von Yuendumu. Das longitudinale Modellieren von Körperhöhendaten und alle statistischen Verfahren wurden unter Verwendung von SYSTAT 10 vorgenommen. Die Berechnung von altersabhängigen Z-Werten für Körperhöhe, Gewicht und BMI (kg m⁻²) erfolgte unter Verwendung von NCHS-Referenzwerten. Zahnabdrücke wurden auf das Vorhandensein von linearen Zahnschmelzhypoplasien (linear enamel hypoplasia, LEH) untersucht, wobei jeder Defekt einer bestimmten Zahnschmelzentwicklungseinheit zugeordnet wurde. Das Ausmaß des Aufholwachstums an Körperhöhe wurde unter Verwendung von konditionaler Wachstumsgeschwindigkeit geschätzt.

Ergebnisse: Querschnittsanalysen zeigen eine signifikante Beziehung zwischen Geburtsjahr und Körperhöhe der Frauen (n = 105, p = 0,02) oder altersbezogenem Längen-Z-Wert (p = 0,003), aber es fanden sich keine ähnlichen Beziehungen bei Männern. Altersbezogene Endgrößen-Z-Werte waren signifikant mit dem Geschlecht (p < 0,0005), dem ersten Auftreten (p = 0,031), und einer Interaktion von erstem Auftreten bezogen auf Anzahl von Schmelzdefekten (p = 0,033) assoziiert. Körperhöhen-Z-Werte der späten Adoleszenz waren nur signifikant negativ mit steigender Anzahl von Defekten bei Personen mit Schmelzdefekten, die vor dem Alter von etwa 18 Monaten aufgetreten waren (n = 60, p = 0,019), assoziiert. Nach statistischer Korrektur des longitudinal geschätzten Alters bei maximaler Wachstumsgeschwindigkeit (age at peak height velocity, APHV) war die maximale Wachstumsgeschwindigkeit (PHV) ähnlich signifikant und positiv mit der konditionalen Wachstumsgeschwindigkeit bei Knaben (n = 50, p = 0,01) und bei Mädchen (n = 31, p = 0,05) assoziiert. Pilotanalysen legen nahe, dass, wenn für Zeitpunkt und Intensität der PHV korrigiert wird, die Körpermasse in der Kindheit nur dort mit dem Aufholwachstum positiv korreliert, wo bereits relativ früh Zahnschmelzdefekte auftraten (n = 80, p = 0,005).

Zusammenfassung: Die jetzigen Resultate helfen, bereits früher aufgezeichnete, aber offenbar widersprüchliche Ergebnisse von Siedlungsprozessen zu erklären. Rasches und verhältnismäßig wenig verzögertes Wachstum in später Kindheit und Adoleszenz, das mit Aufholwachstum an Körperhöhe assoziiert ist, entstand durch ein Zusammenfließen von stärker werdendem, systemischen frühkindlichen Stress, gefolgt von steigender netto-Energieaufnahme, die vermutlich mit zunehmendem Alter der Kinder noch größer wurde.

Resumen. Antecedentes: Aunque se sospecha mucho sobre la existencia de sinergias que conectan los cursos del crecimiento y desarrollo con la ingesta de nutrientes, la función inmunológica, la exposición a enfermedades y los gastos energéticos, sigue habiendo discusiones en torno a la probabilidad de desequilibrios permanentes entre crecimiento y función bajo diversas circunstancias.

Objetivos: Este estudio prueba una serie de hipótesis relacionadas, en un intento de reconciliar la evidencia de la existencia de un aumento del estrés fisiológico entre los niños y los jóvenes Warlpiri y Pintubi tras el asentamiento que tuvo lugar en los años 1940, con su habitualmente rápido y no retrasado crecimiento longitudinal en estatura durante la adolescencia.

Sujetos y métodos: El estudio utilizó expedientes archivados, transversales y longitudinales, de la estatura, peso y de los moldes dentales recogidos por la Escuela Dental de la Universidad de Adelaida a inicios de 1951, en la por entonces recientemente instalada comunidad de Yuendumu.

La modelización longitudinal de los datos estaturales y todos los tests estadísticos se realizaron utilizando SYSTAT 10. Las puntuaciones z de la estatura, el peso y el IMC (kg.m^–2) para la edad se calcularon usando los datos de referencia NCHS. Los moldes dentales se puntuaron para la hipoplasia linear del esmalte (LEH), asignando a cada defecto una unidad de desarrollo del esmalte. La magnitud de la recuperación del crecimiento estatural fue estimada utilizando el aumento condicional de la estatura.

Resultados: Los análisis transversales indican asociaciones significativas entre el año de nacimiento y las estaturas de las mujeres (n = 105, p = 0,02), o las puntuaciones z de la estatura para la edad (p = 0,003), pero no se encuentran asociaciones similares entre los hombres. La puntuación z de la estatura final para la edad estaba significativamente asociada con el sexo (p < 0,0005), inicio (p = 0,031) y un inicio por número de interacciones de los defectos del esmalte (p = 0,033). Las puntuaciones z de la estatura adolescente final sólo estaban asociadas negativa y significativamente con un número creciente de defectos entre los individuos con defectos en el esmalte que aparecían antes de los 18 meses de edad (n = 60, p = 0,019). Con la edad al pico de velocidad del crecimiento estatural estimada longitudinalmente (APHV) y controlada estadísticamente, el pico de velocidad de crecimiento estatural (PHV) estaba asociado de manera significativa y positiva con el aumento condicional de la estatura en varones (n = 50, p = 0,01) y mujeres (n = 31, p = 0,05). Los análisis exploratorios sugieren que con el momento de inicio e intensidad del PHV controlados, la masa corporal en la niñez sólo estaba asociada de forma positiva y significativa con la recuperación de la estatura entre aquellos que experimentaron relativamente pronto el inicio de la aparición de defectos (n = 80, p = 0,005).

Conclusión: Los resultados ayudan a explicar los procesos de asentamiento previamente documentados y aparentemente contradictorios. Un crecimiento relativamente rápido y no retrasado durante la niñez y la adolescencia, asociado con un crecimiento de recuperación de la estatura, se produce mediante la confluencia de un incremento del estrés sistémico en la temprana niñez, seguido por incrementos en el consumo neto de energía que probablemente aumentaba según el los niños se hacían mayores.

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