Interrelationships among gastrointestinal infections, stunting and their socio-ecological determinants in impoverished Panamanian preschool children: a spatio-temporal ecohealth approach

Background: Although growth stunting, height for age Z score (HAZ) <-2SD, results from sustained poor diet and frequent infection both of which are influenced by social and biophysical factors, few studies have used a transdisciplinary ecohealth framework for a comprehensive analysis of this relationship. Objective: To examine the interrelationships between preschool child stunting and gastrointestinal infections within the biophysical, social and spatial context of extreme poverty among the Ngäbe in Western Panama where conditional food voucher (FV) and cash transfer (CT) programs occurred. Methods: A 16-mo longitudinal study of 356 preschool children involved two reinfection cycles following albendazole treatment. Data collection included repeated fecal samples, household socio-behavioural questionnaires, multiple dietary records and anthropometric measures, water samples, GPS and participatory workshops. An asset-based household wealth index (HW), an index of household dispersion (HD), index of chronicity of diarrhea (CDI) and protozoan infection (CPI), and dietary pattern scores were generated and incorporated into spatial cluster analysis and multiple regression models of anthropometric and infection outcomes. Influence diagrams created during small group workshops identified participant perceptions of health. Results: Households with higher HWI had a latrine, aqueduct access, cell phone, and/or stove and HD ranged from 5–113 households/km2. High prevalence clusters of hookworm and Trichuris (but not Ascaris) occurred in regions with lowest HWI and HD. Ascaris and hookworm reinfection was driven by individual susceptibility traits (stunting) whereas Trichuris reinfection was dependent on household (maternal education) and regional (high prevalence cluster) characteristics. The high frequency of diarrhea was consistent with community perceptions of health priorities and of the link between diarrhea and poor water quality. Both E. coli counts and CDI were higher in households without aqueduct access. Sixty percent of children were stunted and 22% were underweight. The detrimental effect of CPI on HAZ was driven by household density but moderated by household wealth. Diet also influenced growth. The basic diet (rice, beans, coffee, sugar) was supplemented with fruits and vegetables (FV region) or market snacks (CT region). A "Market" diet pattern was concentrated in the CT region close to the road. Meat was beneficial for linear growth but only in the FV region whereas carbohydrates (sweets in FV region and root vegetables in CT region) were detrimental, even after controlling for infection and socio-economic status. With regard to weight gain, fish and eggs were beneficial in the FV region whereas, in the CT region, milk products were beneficial, but chips and sweets were detrimental. Implications: This transdisciplinary research highlighted key public health messages necessary to improve growth and reduce infection in this vulnerable population.Contexte: Le retard de croissance, correspondant à une valeur centrée réduite (z-score) de la taille par rapport à l'âge (ZTA) inférieur à deux écarts type, découle d'une diète pauvre et d'infections fréquentes qui sont influencées par des facteurs sociaux et biophysiques. Seulement peu d'études ont utilisé une approche multidisciplinaire santé-écologie pour analyser la relation entre ces facteurs et la fréquence des arrêt de croissance. Objectif: Examiner les relations entre le retard de croissance chez les enfants en âge préscolaire et les infections gastro-intestinales avec le contexte social, biophysique et spatial dans des conditions de pauvreté extrêmes chez les peoples Ngabe de l'ouest du Panamá, où prennent place des programmes d'aide alimentaire (AA) et de transfert monétaire (TM). Méthodes: Dans le carde d'une étude de 16 mois, nous avons suivi 356 enfants d'âge préscolaire impliqués dans deux cycles de réinfections à la suite d'un traitement à l'albendazole. Les données recueillies inclues des échantillons répétés de matière fécale, questionnaires sur les comportements sociaux des ménages, journaux alimentaires et mesures anthropométriques, échantillons d'eau, données de système de localisation GPS et ateliers participatifs. Des indices de richesse des ménages (IRM) basé sur le patrimoine, de dispersion des ménages (IDM), de chronicité des la diarrhée (ICD) et de l'infection aux protozoaires (CIP), et une note sur les habitude alimentaires ont été calculés. Ces indices ont été inclus dans une analyse spatiale de regroupement et des analyses de régression linéaire multiple pour prédire les mesures anthropométriques et le résultat des infections. Les diagrammes d'influence créés durant les ateliers ont permis d'évaluer les perceptions des participants par rapport à la santé. Résultats Les ménages avec les IRM élevés avaient une toilette, l'accès à l'aqueduc, un téléphone cellulaire et/ou un poêle. Leur IDM variait de 5-113 ménages/km2. Des regroupements de prévalence d'ankylostome et de Trichuris (mais pas d'Ascaris) étaient présents dans les régions avec les IRM et les IDM les plus faibles. Les réinfections par Ascaris et par des ankylostomes étaient influencées par des traits de sensibilité personnelle (retard de croissance): la réinfection par Trichuris dépendait des caractéristiques du ménage (éducation maternelle) et de la région (regroupement de prévalence élevée). La fréquence élevé de diarrhée correspondait avec la perception de la communauté sur les priorité en matière de santé et avec la mauvaise qualité des eaux. Les dénombrements d'E. coli et le ICD étaient plus élevés dans les ménages qui n'avaient pas accès à l'aqueduc. Soixante-six pour cent des enfants étaient atteints d'arrêt de croissance et 22% souffraient d'insuffisance pondérale. L'effet nuisible de la CIP sur la ZTA était principalement influencé par la densité de ménage mais aussi par le patrimoine du ménage. Le régime alimentaire avait aussi un effet sur la croissance. Le régime de base (riz, haricots, café, sucre) était complété avec des fruits et des légumes (région AA) ou des friandises du marché (région TM). Un régime « du marché » était concentré dans la région TM proche de la route. La présence de viande avait un effet bénéfique sur la croissance linéaire seulement dans la région AA alors que les glucides (sucreries dans la région AA et légumes racines dans le région TM) avait un effet néfaste, même en tenant compte des infections et du statut socio-économique. Le poisson et les œufs avaient un effet bénéfique sur le gain de masse corporelle dans la région AA. Dans la région TM, les produits laitiers avait un effet bénéfique sur la prise de masse alors que les croustilles et les sucreries avaient un effet néfaste. Implications: Cette étude multidisciplinaire souligne des messages important en santé publique pour améliorer la croissance et diminuer les infections dans cette population vulnérable