2 Análise isotópica
Pesquisadores como Michael DeNiro, Margaret Schoeninger, Stanley Ambrose e outros introduziram a análise isotópica estável à luz na antropologia no final dos anos 70 e início dos anos 80 como uma forma de reconstruir a dieta em restos arqueológicos humanos. Estudos de alimentação controlada de ratos (Ambrose e Norr, 1993; Jim et al., 2004), gado (Tieszen et al., 1983; Warinner e Tuross, 2009), e voluntários humanos (Fuller et al., 2004) construíram uma base sobre a qual os bioarqueólogos puderam estimar diretamente a assinatura isotópica das principais classes de recursos alimentares que compunham as dietas individuais. Em vez de suplantar evidências indiretas de dietas como pólen e restos macrobotânicos, assemblages faunísticas e utensílios de cozinha de cerâmica, caracterizando isótopos estáveis de carbono (δ13C) e nitrogênio (δ15N) em substratos de tecido duro permitiu aos bioarqueólogos situar povos antigos dentro das teias alimentares locais de forma mais direta (Schoeninger, 2014; Schwarcz e Schoeninger, 2012). Também permitiu aos pesquisadores caracterizar melhor as redes de intercâmbio regionais e de longa distância e documentar a propagação das mudanças de subsistência através do tempo e do espaço (Hastorf, 1990; Lightfoot et al., 2012; Tykot e Staller, 2002).
Esta última aplicação foi reforçada pela introdução à antropologia da análise isotópica de oxigênio estável (δ18O) durante o mesmo período de tempo. A incorporação da análise de isótopos pesados, nomeadamente do estrôncio radiogênico (87Sr/86Sr) e do chumbo (206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb) alguns anos depois também avançou com estas investigações (Gale e Stos-Gale, 1989; Price et al., 1994). Esses parâmetros isotópicos adicionais permitiram aos pesquisadores estimar as regiões geológicas e climas onde os indivíduos viviam em diferentes pontos de suas vidas (Sealy et al., 1995). Ao fazê-lo, os bioarqueólogos podem interpretar melhor a variação dietética dentro dos indivíduos e séries esqueléticas (Richards et al., 2003), reconstruir os movimentos do rebanho de animais domésticos (Oelze et al., 2011; Szpak et al., 2016), e compreender melhor os movimentos de pessoas e bens em sistemas de troca antigos (Toyne et al., 2014; White et al., 2004; Wright, 2012). Esta pesquisa não avançou sem críticas e debates significativos, mas estes desafios encorajaram os investigadores a abordar questões mais específicas das condições ambientais, preservação e complexidades do encaminhamento isotópico durante a formação dos tecidos (Lee-Thorp, 2008; Sillen et al., 1989; Szostek, 2009).
Estudos múltiplos abordaram os efeitos da patologia sistemática sobre os valores isotópicos nos tecidos esqueléticos, com implicações para a paleopatologia. Um excelente exemplo desta perspectiva é a revisão crítica de Reitsema (2013) da pesquisa isotópica em biologia humana, biomedicina, primatologia e campos relacionados, onde os valores dos tecidos δ13C e δ15N são usados para inferir processos metabólicos alterados relacionados a doenças e desnutrição. Um número especial recente da Bioarchaeology International promove esta discussão sobre “uma nova fronteira de ‘saúde’ na pesquisa isotópica” (Reitsema and Holder, 2018: 63), assim como o recente workshop internacional “Paleodiet meets Paleopathology”, que pretende “introduzir oficialmente” as duas disciplinas (López-Costas et al., 2015).
Investigação experimental também tem contribuído significativamente para combinar isótopos e paleopatologia. Por exemplo, um estudo de alimentação controlada em ratos (Robertson et al., 2014) indica que um esgotamento combinado em apatite de carbonato ósseo δ13C e enriquecimento em colagénio ósseo δ15N pode reflectir o catabolismo da gordura corporal e tecidos magros provocado por desnutrição grave ou prolongada de macronutrientes.
Estas descobertas ecoam estudos semelhantes de δ15N em aves (Hobson et al., 1993) e numa variedade de outros animais. Eles também correspondem a trabalhos de Fuller e colegas (2005) demonstrando o aumento dos valores de δ15N em mulheres grávidas com stress nutricional associado à hiperemese gravidarum (doença grave da gravidez), e trabalhos de Katzenberg e Lovell (1999) sobre indivíduos modernos conhecidos por terem morrido de doenças debilitantes. Um esforço futuro fascinante identificado por Britton (2017) é a aplicação da análise isotópica para investigar com mais precisão a evolução e variação do microbioma humano através do seu potencial único de reconstrução da ecologia cultural humana na antiguidade.
Uma área de pesquisa onde as razões isotópicas têm sido usadas há muito tempo para inferir padrões de estresse fisiológico relacionados à amamentação, suplementação e desmame em bebês e crianças pequenas. Restos de subadultos infantis e jovens exibem δ15N e δ18O valores enriquecidos por 1-3‰ em relação aos tecidos de subadultos mais velhos e adultos (Bocherens and Drucker, 2003; Jenkins et al., 2001). Isso reflete o consumo de leite materno pelos subadultos; bebês que amamentam exclusivamente são, em essência, carnívoros de ápice, incorporando proporções de isótopos a partir de seus tecidos maternos e água corporal. Com aproximadamente seis meses de idade pós-natal, os bebés necessitam de fontes alimentares adicionais e são suplementados com outros alimentos e líquidos, embora possam continuar a consumir leite materno durante meses ou anos. A introdução de alimentos suplementares, e a eventual cessação do aleitamento materno, resulta frequentemente em alterações nos tecidos δ13C e diminuições nos tecidos δ15N à medida que a dieta se torna mais semelhante à das crianças mais velhas (Turner et al., 2017) e/ou adultos (Balasse et al., 2001; Katzenberg et al., 1993; Katzenberg et al., 1996). Da mesma forma, mudanças no consumo de água relacionadas à suplementação com líquidos que não o leite materno, e eventual cessação do consumo de leite materno, podem resultar em diminuições nos tecidos δ18O (Wright e Schwarcz, 1998, 1999). É importante ressaltar que o fato do esmalte dentário e a dentina primária serem metabolicamente inertes após a formação da coroa significa que as tendências de desmame podem ser estudadas em indivíduos independentemente da idade em que estão morrendo.
Dietas infantis e de desmame são amplamente reconhecidas como variáveis criticamente importantes nos resultados de saúde a curto e longo prazo (Oddy, 2002), enquanto o momento da suplementação e cessação da amamentação e a composição dos alimentos de desmame também são variáveis relevantes entre culturas humanas (McDade e Worthman, 1998). As primeiras transições de vida podem produzir stress biológico significativo nos bebés à medida que as suas dietas evoluem; os seus sistemas imunitários em desenvolvimento têm de lidar com um influxo de micróbios em novos alimentos e líquidos e já não beneficiam da imunidade passiva quando são desmamados a partir do leite materno. Estudos isotópicos de populações arqueológicas demonstraram mudanças em δ13C e δ 15N que permitiram aos investigadores estimar o tempo e a natureza dos alimentos suplementares introduzidos (Dupras e Tocheri, 2007; Herring et al., 1998; Katzenberg et al, 1996; Schurr, 1997).
Contudo, uma contribuição significativa da análise isotópica na estimativa do tempo de suplementação e desmame está na sua falta de uma associação clara entre as alterações nas proporções isotópicas do colágeno ósseo ou dentinário e o aparecimento do LEH no esmalte dentário permanente. Em essência, os processos separados de suplementação e desmame são variáveis, e podem não ter efeitos adversos na saúde infantil e infantil (Katzenberg et al., 1996). Mais recentemente, Garland et al. (2018) realizaram uma análise integrada de microdefeitos do esmalte e colágeno dentário incremental δ13C e δ15N entre indivíduos do período colonial espanhol da Geórgia costeira. Seus resultados indicam uma associação entre defeitos de esmalte, diminuindo δ15N, e aumentando ligeiramente δ13C de 2,5 para 4,5 anos de idade, o que os autores atribuem ao estresse do desmame e à dependência de milho e alimentos marinhos. Na Holanda, Waters-Rist e Hoogland (2018) encontraram associações significativas entre colágeno δ13C e δ15N e sinais esqueléticos de raquitismo entre indivíduos que morreram antes dos 7 anos de idade, mas não entre aqueles que morreram mais tarde, sugerindo um papel dietético importante na infância e na primeira infância para a formação de raquitismo. Estes estudos sublinham o potencial dos estudos isotópicos e paleopatológicos pareados para explorar a natureza variável das tensões associadas aos processos da primeira infância em diferentes contextos culturais e temporais, e os potenciais efeitos a jusante destes processos ao longo da vida.
A discussão anterior destaca brevemente a importante contribuição que as análises isotópicas leves e pesadas podem dar aos estudos de paleopatologia. Esta contribuição é ainda mais relevante em contextos culturais onde os registros escritos são escassos, não confiáveis ou inexistentes, onde o movimento e o intercâmbio entre regiões era comum, onde a subsistência local e as ecologias das doenças são vastamente variáveis, e as sociedades eram altamente complexas. Os Andes Centrais encaixam em todos estes critérios, o que significa que a interpretação da saúde, stress e bem-estar na antiguidade andina depende de avaliações independentes da dieta e da proveniência geológica e ecológica. Usando uma abordagem de meta-dados para examinar pesquisas passadas, nós fornecemos uma exploração detalhada das tendências de publicação na bioarqueologia dos Andes Centrais, focada na caracterização de proporções de isótopos em tecidos humanos arqueológicos. Ao discutir os resultados desta análise, destacamos também estudos isotópicos que examinaram explicitamente as relações entre as razões isotópicas e as condições patológicas. Finalmente, usamos esta perspectiva como um trampolim para não apenas avaliar o impacto das análises isotópicas na bioarqueologia andina central, mas também fazer recomendações sobre como futuros estudos poderiam ser enquadrados para aplicações em paleopatologia.