Manganese in teeth and neurodevelopment in young Mexican-American children

Abstract

Introduction: Manganese (Mn) is an essential nutrient but higher exposure has been associated with poorer neurodevelopment in children. Methods: We measured Mn levels in prenatal (Mnpre) (n=197) and postnatal (Mnpost) dentin (n=193) from children's shed teeth using laser ablation inductively coupled plasma mass spectroscopy and examined the relationship with children's scores on the Mental Development Index (MDI) and Psychomotor Development Index (PDI) on the Bayley Scales of Infant Development at 6, 12, and 24-months. We explored non-linear associations and interactions by sex, blood lead concentrations and maternal iron status during pregnancy. Results: A two-fold increase of Mnpost levels in dentin was associated with small decreases in MDI at 6-months and 12-months of age. We also observed a non-linear relationship between Mnpost levels and PDI at 6-months. We found effect modification by sex for Mnpost levels and neurodevelopment at 6-months with stronger effects among girls for both MDI (-1.5 points; 95% Confidence Interval (CI): -2.4, -0.6) and PDI (-1.8 points; 95% CI: -3.3, -0.3). Girls whose mothers had lower hemoglobin levels experienced larger decreases in MDI and PDI associated with Mnpre levels than girls whose mothers had higher hemoglobin levels (pinteraction=0.007 and 0.09, respectively). We did not observe interactions with blood lead concentrations or any relationships with neurodevelopment at 24-months. Conclusions: Using Mn measurements in tooth dentin, a novel biomarker that provides prenatal and early postnatal levels, we observed negative transient associations between postnatal Mn levels and early neurodevelopment with effect modification by sex and interactions with prenatal hemoglobin

Introducción: El manganeso (Mn) es un nutriente esencial, pero una mayor exposición se ha asociado con un desarrollo neurológico más deficiente en los niños. Métodos: Medimos los niveles de manganeso en la dentina prenatal (Mnpre) (n=197) y posnatal (Mnpost) (n=193) de los dientes caídos de los niños mediante espectroscopía de masas de plasma acoplado inductivamente por ablación láser y examinamos la relación con las puntuaciones de los niños en el Desarrollo mental. Índice (MDI) e Índice de Desarrollo Psicomotor (PDI) en las Escalas de Desarrollo Infantil de Bayley a los 6, 12 y 24 meses. Exploramos asociaciones e interacciones no lineales por sexo, concentraciones de plomo en sangre y estado de hierro materno durante el embarazo. Resultados: Un aumento del doble de los niveles de Mnpost en la dentina se asoció con pequeñas disminuciones en el MDI a los 6 y 12 meses de edad. También observamos una relación no lineal entre los niveles de Mnpost y PDI a los 6 meses. Encontramos una modificación del efecto por sexo para los niveles de Mnpost y el neurodesarrollo a los 6 meses con efectos más fuertes entre las niñas tanto para MDI (-1.5 puntos; Intervalo de confianza (IC) del 95 %): -2.4, -0.6) como para PDI (-1.8 puntos; 95 puntos). % IC: -3,3, -0,3). Las niñas cuyas madres tenían niveles más bajos de hemoglobina experimentaron mayores disminuciones en MDI y PDI asociadas con los niveles de Mnpre que las niñas cuyas madres tenían niveles más altos de hemoglobina (pinteracción = 0,007 y 0,09, respectivamente). No observamos interacciones con las concentraciones de plomo en sangre ni ninguna relación con el neurodesarrollo a los 24 meses. Conclusiones: Usando mediciones de Mn en dentina dental, un nuevo biomarcador que proporciona niveles prenatales y posnatales tempranos, observamos asociaciones transitorias negativas entre los niveles posnatales de Mn y el neurodesarrollo temprano con modificación del efecto por sexo e interacciones con la hemoglobina prenatal