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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.138 n.4 Santiago abr. 2010

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872010000400010 

Rev Med Chile 2010; 138: 461-469

Artículo de Investigación

 

Evaluación de la frecuencia de espina bífida oculta y su posible relación con el arsénico ambiental en una muestra prehispánica de la Quebrada de Camarones, norte de Chile

Spina bifida occulta associated with environmental arsenic exposure in a prehispanic sample from northern Chile

 

VERÓNICA SILVA-PINTO1a, BERNARDO ARRIAZA2,3,4b, VIVIEN STANDEN1c

1Departamento de Antropología, Facultad de Ciencias Sociales y Jurídicas, Universidad de Tarapacá.
2
Línea de Bioarqueología Convenio de Desempeño UTA-Mineduc.
3
Centro de Investigación del Hombre en el Desierto, Universidad de Tarapacá.
4
Instituto de Alta Investigación, Universidad de Tarapacá.
a
Licenciada en Antropología Física, Tesista Universidad de Chile.
b
Antropólogo Físico Ph. D.
c
Kinesióloga, Máster en Arqueología.

Dirección para correspondencia


Background: The Camarones River Valley, located in the extreme north of Chile, is characterized by high environmental arsenic levels and an arid desert. It has been inhabited by humans for the past 7,000 years. Evidence exists for chronic arsenic poisoning in both prehispanic and present populations residing in the area. Chronic arsenic exposure causes multi-systemic problems and can induce congenital malformations, in particular neural tube development defects such as spina bifda. Aim: To study the prevalence of spina bifda among prehispanic mummies of the area. Material and Methods: Onehundred and twenty prehistoric adult individuals were analyzed for evidence of spina bifda occulta of the sacrum in skeletal samples from the sites of Camarones 8, Camarones 9, Azapa 140 and Lluta 54, held in repository at the Museo Universidad de Tarapacá de Arica- San Miguel de Azapa. A diagnosis was considered positive when at least S1, S2 or S3 were affected. As controls, mummies of individuals that resided in Lluta and Azapa valley, with a low arsenic exposure, were analyzed. Results: The frequency of spina bifda occulta among samples from the Camarones coast and Lluta and Azapa Valley were 13.5 and 2.4% respectively. Conclusions: Considering these were contemporaneous samples, and are believed to have had no other differences in diet or other factors, the differential exposures to arsenic could have produced the observed differences in spina bifda frequencies.

Key words: Arsenic; Mummies; Spina bifda occulta.


Trabajo fnanciado íntegramente por: Proyecto FondecYt: 1070575 "Bioarqueología de Poblaciones chinchorro, norte de chile: estudio de las condiciones de salud en ambientes ecotóxicos, Mediante el análisis arsenical y osteopatológico en Restos Momifcados y esqueletales". línea de Bioarqueología convenio de desempeño de la Universidad de Tarapacá UTA-Mineduc "Posicionamiento de la Universidad de Tarapacá como agente de integración transfronteriza".

Hoy en día sabemos, gracias a estudios epidemiológicos, que existen un sinnúmero de contaminantes ambientales que acarrean desfavorables consecuencias a la salud de las poblaciones afectadas, muchos de los cuales son producto de la acción antrópica: la actividad minera, industrial, agrícola, pesquera y otras áreas de producción; a las que se suman sustancias tóxicas de origen natural, dentro de las cuales el metaloide arsénico es uno de los más comunes1-4. En Sudamérica las zonas más afectadas por la presencia de arsénico corresponden al norte chileno, noroeste argentino, sur peruano y suroeste boliviano, entre los paralelos 14º y 28º Sur. Este metaloide se origina en la cordillera de Los Andes, encontrándose principalmente en el agua, tanto superfcial como profunda, con una dispersión defnida y focalizada aunque diseminada regionalmente y con concentraciones muy variables1,3-5.

El norte de Chile, entre los 17°30’ y 28°30’S, tiene un área de aproximadamente 250.000 km2, de los cuales 35.000 km2 corresponden a rocas cuaternarias, existiendo también en esta zona 420 volcanes, algunos de los cuales se encuentran activos6. Una de las áreas con más altos niveles de arsénico en Chile corresponde a la quebrada de Camarones, ubicada en el extremo norte, en la XV Región de Arica y Parinacota, caracterizada por su ambiente marcadamente desértico y ecotóxico, con niveles de arsénico en el agua que varían según la época del año y el sector a lo largo del valle, en un rango de 1.000 a 5.100 μg L-1, encontrándose además, en sustratos del suelo y en vegetales cultivados de comunidades rurales que utilizan el agua del río para regadío. Estos valores son muy superiores a los 10 μg L-1 de arsénico en agua de bebida que establece la Norma Chilena 409/1.Of20057, en concordancia con los límites establecido por la OMS y la Unión Europea a través de la Directiva 98/83/EC8,9. Otros valles de la región presentan arsénico, pero en niveles considerablemente menores (Tabla 1).


La ruta más común de ingreso del arsénico al organismo humano es a través del agua de bebida, el consumo de alimentos contaminados y la inhalación por vía respiratoria1,2, ocasionando en altas dosis daño multisistémico, afecciones a la piel, desórdenes vasculares periféricos, neuropatías, anemia, hepatomegalia, hiperpigmentación, diarreas crónicas e incrementando el riesgo a contraer cáncer3,10,11. Además, trae consecuencias a la reproducción humana, ya que puede inducir abortos espontáneos, muerte perinatal, bajo peso al nacer y malformaciones congénitas12-13.

La etapa de desarrollo embrionario de mayor susceptibilidad frente a la acción de agentes teratógenos, corresponde a los períodos somítico y pre-fetal, entre las 3ª y 8ª semanas, cuando se produce la organogénesis14. Según los modelos propuestos, el arsénico inorgánico cruza la barrera placentaria y se acumula selectivamente en el neuroepitelio, incidiendo directamente en el desarrollo de malformaciones congénitas, especialmente relacionadas con el cierre del tubo neural15-19.

La espina bífda es el más común de los defectos del tubo neural, se produce por una interrupción en el proceso de cierre del tubo que se completa el día 28 de gestación, con una causa preponderantemente multifactorial y un signifcativo componente ambiental20. En general su prevalencia en la actualidad es baja, la tasa observada en ECLAMC-Chile (Estudio Colaborativo Latinoamericano de Malformaciones Congénitas) durante el período 1969-1999, fue de 8,61 por cada 10.000 nacimientos (0,086%)21-22. Desde el año 2000 en Chile se fortifcan las harinas de trigo con ácido fólico, lo que ha disminuido a la mitad la tasa de espina bífda en comparación con períodos previos a la fortifcación23.

En paleopatología la gran mayoría de los casos reportados de espina bífda en contextos arqueológicos corresponden a espina bífda oculta en el área sacra, con una alta prevalencia de 5% a 25% en S124,25. La espina bífda oculta sacra en contextos bioarqueológicos ha sido en general asociada a grupos endogámicos y a aislamiento biocultural; esta explicación se presenta en los trabajos de Ferembach26 para una población de Taforalt en Marruecos, con una data de 10070 a 8500 a.C. que presenta una ocurrencia de espina bífda oculta cercana a 33%; Rodríguez- Martin27 reporta que 30% de la población guanche de Tenerife en Islas Canarias presenta espina bífda; Mas-Pascual et al28 para la población de Hierro, también en Islas Canarias, reporta una ocurrencia de 28,7%.

Para población prehispánica del valle de Azapa en Arica y de Ica en Perú, Gerszten et al29 reportan una ocurrencia de espina bífda oculta de 92%, así mismo Allison et al30 reportan que más de 60% del total de individuos del sitio Azapa 140 del valle de Azapa en Arica presentan espina bífda oculta, como en los casos anteriores, se propone que la endogamia sería la principal causa de esta alta ocurrencia. En general esta mayor frecuencia de espina bífda se observa en poblaciones agroalfareras y no así en poblaciones más tempranas30-32.

Considerando el efecto teratógeno del arsénico, este estudio plantea una posible relación entre altos niveles de arsénico en el ambiente de la quebrada de Camarones con la prevalencia de espina bífda oculta en la prehistoria. Por lo que se propone que existe una diferencia estadísticamente signifcativa entre la frecuencia de espina bífda oculta en el sacro de la muestra de Camarones versus la muestra control de Lluta y Azapa, en donde los niveles de arsénico ambiental, aunque elevados, se acercan más a la norma. Esta hipótesis ambiental difere de las teorías de endogamia propuestas tradicionalmente como causa de espina bífda oculta y busca entregar nuevos antecedentes paleopatológicos al estudio de la problemática del arsénico ambiental en la zona.

Material y Método

Se analiza un total de 120 individuos prehispánicos, adultos mayores de 19 años de edad al morir, esqueletizados y parcialmente momifcados de las colecciones bioantropológicas provenientes de los sitios arqueológicos: "Camarones 8" (n = 16), "Camarones 9" (n = 21), "Azapa 140" (n = 73) y "Lluta 54" (n = 10), depositadas en el Museo Universidad de Tarapacá de Arica- San Miguel de Azapa.

La muestra de estudio proviene del sector costero de la quebrada de Camarones en una zona al sur de la desembocadura del río homónimo; el sitio Camarones 8 corresponde al período Intermedio Tardío (1100 al 1470 d.C.) y Camarones 9 al período Tardío (1470 al 1530 d.C.). La muestra control proviene del sector medio del valle de Azapa (Azapa 140) y el sector bajo del valle de Lluta (sitio Lluta 54). El sitio Azapa 140, corresponde al período Medio fase Maytas (700-1100 d.C.) e Intermedio Tardío fase San Miguel (1100-1470 d.C.); Lluta 54, corresponde al período Tardío (1470-1530 d.C.). La muestra y muestra control fueron seleccionadas por su proveniencia geográfca y témporo-cultural, su disponibilidad para el estudio, por el buen estado de conservación y por los antecedentes previos de arsenicismo en Camarones 92,33 y espina bífda oculta en Azapa 14030.

Como parte de la metodología aplicada, se determinó la edad biológica y el sexo de los individuos utilizando indicadores estándares34-36. Se realizó observación morfoscópica y radiológica a fn de detectar la presencia de espina bífda oculta a nivel sacro, el diagnóstico se consideró positivo cuando la falta de fusión del arco neural posterior ocurre al menos en la S1, S2 o S3, ya sea el segmento completo o incompleto.

Las radiografías fueron tomadas en el laboratorio de rayos X del Museo Universidad de Tarapacá de Arica- San Miguel de Azapa, por una asistente técnica capacitada (Leticia Latorre), en un equipo Shimadzu EZy-Rad en norma anteroposterior (AP), con el fn de diferenciar lo normal de lo patológico. Se contó además, con la cooperación del laboratorio de Rayos X de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad de Tarapacá.

Para analizar los datos se compararon las frecuencias de espina bífda oculta de la muestra y muestra control. Considerando que éstas son de tamaño reducido se comprobó la signifcancia estadística de los datos empleando la prueba exacta de Fisher a través del software MINITAB V15.

Resultados

La distribución de la población de la muestra y muestra control por sexo se observa en la Tabla 2. La muestra costera de Camarones 8 y 9 en conjunto, presenta una frecuencia de espina bífda oculta del 13,5% registrándose cuatro casos en masculinos y uno femenino (Figuras 1 a 3). En la muestra control proveniente de los valles de Lluta y Azapa se observó una frecuencia de 2,4%, presentándose un individuo masculino y uno femenino afectados, ambos del sitio Azapa 140, lo que corresponde a 2,7% del total de adultos del sitio. Uno de los casos presenta la patología con mayor severidad, ya que la falta de fusión del arco neural posterior afecta todos los segmentos sacros, incluida la quinta vértebra lumbar (Figura 4). En el gráfco de la Figura 5 se compara la frecuencia de espina bífda oculta entre la muestra y muestra control.


 


Figura 1. Espina bífda oculta sacra. Sitio camarones 8 tumba a2. Masculino, 38-42 años de edad. A. sacro y coxal derecho articulados vista posterior. B. radiografía de sacro y coxal en vista antero-posterior.


Figura 2. Espina bífda oculta sacra. sitio camarones 9 tumba 12. Femenino, 35-40 años de edad. A. Pelvis articulada vista posterior. B. radiografía de la pelvis en vista antero-posterior.


Figura 3. Espina bífda oculta sacra. sitio camarones 9 tumba 39. Femenino, 35-40 años de edad. A. Hueso sacro vista posterior. B. radiografía hueso sacro en vista antero-posterior.


Figura 4. Espina bífda oculta sacra completa. sitio azapa 140 tumba 36. Femenino, 19-22 años de edad. A. Hueso sacro vista posterior. B. radiografía hueso sacro en vista antero-posterior.


Figura 5. Gráfco comparativo de la frecuencia de espina bífda oculta entre la muestra en estudio (Camarones 8 y 9) y la muestra control (Lluta 54 y Azapa 140).

Los análisis estadísticos indican que la muestra costera (Camarones 8 y 9) presenta una frecuencia de espina bífda oculta en el sacro, casi seis veces mayor que la muestra control de los valles (Lluta 54, Azapa 140). El resultado de la Prueba Exacta de Fisher p = 0,0284 indica que hay diferencias estadísticamente signifcativas entre la muestra de Camarones y la muestra control de los valles.

Discusión

Se estima que, en la actualidad, alrededor de 8.000 personas del Norte de Chile (Regiones XV, I, II y III) se encuentran aún expuestas o afectadas por altas concentraciones de arsénico en el agua de bebida y los alimentos4. En la quebrada de Camarones se han tomado medidas sanitarias para mitigar los efectos del arsénico en la salud de la población, como la entrega de agua potable

proveniente de Azapa a través de camiones aljibes. Estas medidas no logran ser sufcientes para evitar que la población siga utilizando el agua local como agua de bebida, especialmente en áreas rurales y campamentos transitorios, además, de su utilización en el riego de los cultivos y bebida para los animales, incorporándose el arsénico a la cadena trófca e ingresando al organismo humano a través de los alimentos contaminados4-6.

La exposición crónica de la población actual de Camarones al arsénico ambiental, ha provocado el desarrollo de patologías como melanodermia, leucodermia o queratosis palmoplantar y otras afecciones atribuidas a arsenicismo crónico4-6. Debido a su origen natural, el arsénico se encuentra presente en los ecosistemas relacionados a la cordillera de Los Andes desde su formación inicial en la era terciaria y cuaternaria, por lo que representaría un problema atemporal2,6. En estudios multidisciplinarios previos (paleopatológicos y químicos) se detectaron afecciones a la piel relacionadas al arsenicismo crónico en momias naturales del sitio Camarones 9, comprobándose además, la presencia de altos niveles de arsénico en los tejidos y pelo de éstas y otras momias prehispánicas de Arica2,5,33. Se ha propuesto también arsenicismo crónico en momias naturales de Antofagasta, una región caracterizada por sus altos niveles de arsénico en el ambiente, lo que refejaría que la contaminación ambiental por arsénico en la zona es un problema endémico que se remite al poblamiento temprano de estos ecosistemas hace más de 10.000 años37,38. Ya sea por habitar en condiciones ambientales símiles o por parentesco genético entre poblaciones actuales y poblaciones prehispánicas, es posible a través de problemáticas actuales abordar problemas del pasado y viceversa. Por ello los estudios paleoepidemiológicos contribuyen al mejoramiento de las condiciones de salud de las poblaciones actuales32, al menos al dar una voz de alerta sobre las afecciones a la salud que vienen manteniéndose a través de los siglos, sin que se hayan implementado medidas sanitarias defnitivas y no sólo paliativas.

Nuestros resultados indican una alta frecuencia de espina bífda oculta en la muestra costera de la quebrada de Camarones (13,5%) y una baja frecuencia en la muestra control de los valles (2,4%), con una diferencia estadísticamente signifcativa entre ellas. Creemos que la discrepancia entre nuestros resultados y lo reportado por Allison30 para el sitio Azapa 140, con más del 60% de prevalencia de espina bífda oculta, se debe a diferencias en la metodología de diagnóstico, en nuestro caso no se consideró la presencia del hiato sacro como espina bífda, ya que éste es considerado un rasgo de variabilidad anatómica en las vértebras sacras S5 y S4-S539-41.

La muestra y muestra control provienen de sectores geográfcos distintos, costa e interior de los valles respectivamente, pero son cronológicamente contemporáneos (700 a 1530 d.C.), durante este período las poblaciones humanas explotaban de forma efciente los distintos pisos ecológicos, posibilitando la existencia de una economía mixta agromarítima42-45. Este tipo de economía ha sido explicado a través del modelo de verticalidad de Murra46, un modelo que ha sido fundamental en la arqueología, etnohistoria y antropología Andina y que habría permitido no sólo la explotación de recursos, sino también, la interacción entre los distintos grupos sociales existentes a través de mecanismos como el trafco caravanero y el establecimiento de lazos de parentesco entre las distintas etnias por medio del traslado de individuos de un grupo a otro44,45.

En base a lo anteriormente expuesto se analizan dos puntos importantes, por un lado la dieta podría estar infuyendo en la menor frecuencia de espina bífda oculta en el valle de Lluta y Azapa, fundamentado en que el ácido fólico es considerado un elemento protector frente al desarrollo de malformaciones congénitas, en especial de defectos del cierre del tubo neural23, encontrándose en forma natural en algunos alimentos de origen americano como el poroto (Phaseolus vulgaris), la quínoa (Chenopodium quinua) y el maíz (Zea mays), por lo que el mayor consumo de éstos podría contribuir a una disminución de fallas en el cierre del tubo neural.

El segundo punto a analizar es la teoría de la endogamia o de la deriva génica en general, que explica la mayor frecuencia de espina bífda oculta por la reproducción entre miembros de una misma población de número reducido, que disminuye la variabilidad genética y aumenta la frecuencia de enfermedades hereditarias47.

Defciencias nutricionales de la madre grávida o prácticas endogámicas no pueden descartarse como probables causas de una mayor ocurrencia de espina bífda oculta en la muestra de Camarones. Sin embargo, éstas se contradicen con el modelo de explotación e interacción social de los distintos pisos ecológicos propuesto para las poblaciones del Período Medio a Tardío en la prehistoria del Norte de Chile. Estos modelos y los resultados del presente estudio, refuerzan la hipótesis ambiental planteada y permiten proponer que el metaloide arsénico podría ser el principal agente ambiental causal de la mayor frecuencia de espina bífda oculta en las poblaciones prehispánicas de la quebrada de Camarones, lo que debiera ser evaluado a través de análisis epidemiológicos en poblaciones actuales de la región y en otras poblaciones prehispánicas.

Agradecimientos: Este trabajo fue apoyado por la Comisión Nacional de Investigación Científca y Tecnológica (CONICYT) de Chile, a través del proyecto FONDECYT Nº 1070575 y por la Línea de Bioarqueología del Convenio de Desempeño de la Universidad de Tarapacá UTA-MINEDUC, Arica Chile. Agradecemos en especial, la colaboración de Leticia Latorre y Carlos Ubeda por la toma de radiografías, a Octavio Lagos por la toma de fotografías, a Eugenio Aspillaga por sus recomendaciones al estudio, a Marcela Sepúlveda por el apoyo logístico, a Manuel Alarcón por la edición de las fguras y del texto, y a James Watson por la traducción del resumen al inglés.

 

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Recibido el 18 de mayo de 2009, aceptado el 11 de marzo de 2010.

Correspondencia a: verónica silva casilla 6-d, arica, chile. Fax: 56-58-224248 e-mail: vsilvap@uta.cl