הערכה שיטתית של דגימות גולגולת יונקים לפתולוגיה דנטלית וטמפורומנדיבולרית של המפרקים
Summary
הפרוטוקול הנוכחי מתאר את הטכניקות להערכה שיטתית של דגימות גולגולת כדי לאפיין וריאציות אנטומיות והתפתחותיות וחריגות של השיניים, מחלות חניכיים, מחלות אנדודונטליות ופתולוגיה של מפרקים טמפורומנדיבולריים.
Abstract
דגימות גולגולת המוזיאון מייצגות אמצעי לא פולשני, אינפורמטיבי וזמין לחקר נגעי מפרקים טמפורומנדיבולאריים (TMJ), פתולוגיה דנטלית ווריאציות אנטומיות במינים רבים של יונקים. חקר השיניים והלסתות של מגוון מינים יכול להוות אתגר הדורש תשומת לב לפרטים והבנה של האנטומיה הרגילה של מין. במאמר הנוכחי נדון פרוטוקול שיטתי ומדויק לבדיקת דגימות גולגולת שיושם על מגוון יונקים להגדרת מחלות אופייניות באזור האורומקסילופציאלי. ההליך המתואר הוא בו זמנית מדויק, ניתן לחזרה וניתן להתאמה לצורות הגולגולת והשיניים השונות מאוד ולאנטומיה בין מינים שונים. באופן ספציפי, דגימות נבדקות עבור שיניים חסרות, מחלת חניכיים, מחלה אנדודונטלית, פתולוגיה TMJ, וריאציות אנטומיות. תוצאות שנאספו ממחקר על דגימות מוזיאונים עשויות לשקף את ההיסטוריה הטבעית, הבריאות ומצב המחלה של פרטים ומינים. יתר על כן, נתונים אלה יכולים לסייע במאמצי מחקר אקולוגיים ושימוריים, כמו גם בטיפול בפרטים שבויים.
Introduction
התפתחות הלסתות והשיניים מסמנת נקודת זמן קריטית באבולוציה ובהתפתחות של בעלי חוליות. בעוד שהלסתות התפתחו בתחילה כחלק ממנגנון נשימה במינים ימיים וימיים, השיניים הציעו דרך חדשה לתפוס ולעבד פריטי טרף 1,2. מאז התפתחות הלסתות והשיניים, אורגניזמים פיתחו אינספור וריאציות באנטומיה התואמות את תפקודם ומשקפות את התפקיד האקולוגי שאליו הם שייכים. בשל טבעם המינרלי, שיניים וגולגולות מייצגות שפע של מידע שנשאר בסביבה ובתיעוד מאובנים ויכול להציע תובנות רבות על האקולוגיה, המצב הבריאותי וההתנהגות של פרטים, ובהרחבה, מינים.
לרכישת מידע הנוגע לשיניים ולסתות של בעלי חיים ולאפיון צורה ופתולוגיה יתרונות רבים. הכרה בתהליכי מחלה נפוצים יכולה לשפר את מאמצי השימור של מיני בר ולייעל את הטיפול בבעלי חיים בשבי 3,4,5. לדוגמה, מידע שנאסף מדגימות גולגולת מוזיאונים שימש כדי להסיק מסקנות על חשיפת כלב הים האפור הבלטי (Halichoerus grypus) וכלבי הים הנמל (Phoca vitulina) למזהמים סביבתיים כגון אורגנוכלורינים לאורך זמן6,7, אם כי קשר סיבתי בין נגעים אורופלציאליים ומזהמים לא אושר. יתר על כן, מחלות חלל הפה הן מהמחלות הנפוצות ביותר במינים ביתיים, והבנת מצב בריאות הפה של מיני בר עשויה לקדם את הרפואה הקלינית והניהול של מינים מבויתים 8,9.
מכיוון שבעלי חיים פיתחו שונות כזו בצורת גולגולת רגילה ובשיניים, זה יכול להיות מאתגר לאפיין ולהשוות היבטים אלה בין מינים. הבנת האקולוגיה וההתנהגות הטבעית של אורגניזם, כמו גם סביבתו הטיפוסית, היא הכרחית לפני שמנסים לבחון את גולגולתו. פעולה זו תניע את היווצרותן של שאלות והשערות לגבי השיניים של מין מסוים ותעשיר באופן בלתי נמנע את המסקנות מניתוח הנתונים. לדוגמה, הכרה בכך שהתזונה הטיפוסית של לוטרת הים הדרומית (Enhydra lutris nereis) כוללת רכיכות קשות, סרטנים ואכינודרמים היא חיונית כדי להקשר את מידת וההשפעה של שחיקה ו / או שחיקה של השיניים10,11. למרות שניתן להניח את הסבירות שפרט ממין מסוים יפתח מחלות שיניים מסוימות, חיוני שיהיה פרוטוקול שיטתי, מדויק וניתן לשחזור להערכת פתולוגיה דנטלית. זה צריך לכלול הערכה של חסימה, ממצאים אנטומיים והתפתחותיים, מחלות חניכיים, ממצאים אנדודונטליים, ופתולוגיה של מפרקים טמפורומנדיבולרים (TMJ). פיתוח פרוטוקול כזה עם ניתוח סטטיסטי דומה יאפשר השוואה מפורטת של מחלות שיניים ומחלות TMJ ממין למין. שיטה שיטתית שימשה לאפיון פתולוגיה של מפרקים דנטליים וטמפורומנדיבולרים במינים רבים של יונקים והוכחה כניתנת לתרגום לאורגניזמים בעלי צורות מגוונות 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22, 23,24.
כדי להשוות נתונים עתידיים על מינים נוספים, חשוב שתהיה שיטה מקובלת להערכת מחלות של השיניים והלסתות שניתן ליישם על מגוון מינים. מאמר זה נועד לפרט גישה סטנדרטית ומאורגנת להערכת פתולוגיה דנטלית ופתולוגיה TMJ של דגימות גולגולת.
Protocol
Representative Results
Discussion
האנטומיה של השיניים והלסתות היא דוגמה מובהקת לאבולוציה מסתעפת והיא השתקפות אמיתית של ההיסטוריה הטבעית של המין, התנהגותו ומצבו הבריאותי. בריאות הפה של אדם עשויה לשחק ישירות להישרדותו ולכושרו. המחקר הנוכחי מתאר דרך שיטתית, ניתנת לשחזור ומפורטת להערכת בריאות השיניים והפרעות TMJ של דגימות מו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים למחלקה לאורניתולוגיה ויונקים, האקדמיה למדעים של קליפורניה, סן פרנסיסקו, המוזיאון לזואולוגיה של בעלי חוליות, אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, ומוזיאון הצפון, אוניברסיטת אלסקה, פיירבנקס, על הפיכת האוספים שלהם לזמינים למחקר זה.
Materials
| Arctos Collaborative Collection Management Solution | https://arctosdb.org | ||
| Disposible Nitrile Gloves | |||
| Double-Ended Dental Explorer/Probe, #2 Handle | Hu Friedy | 541-5860 | |
| High resolution digital camera | |||
| Light source | |||
| Magnifying glass (Optional) | |||
| Surgical Magnification Loupes (Optional) | Surgitel | EVC00TTL |
References
- Reif, W. E., Hecht, M. K. Evolution of Dermal Skeleton and Dentition in Vertebrates. Evolutionary Biology: Volume 15. , 287-368 (1982).
- Mallat, J. Ventilation and the origin of jawed vertebrates: A new mouth. Zoological Journal of the Linnean Society. 117 (4), 329-404 (1996).
- Glatt, S. E., Francl, K. E., Scheels, J. L. A survey of current dental problems and treatments of zoo animals. International Zoo Yearbook. 42 (1), 206-213 (2008).
- Kapoor, V., Antonelli, T., Parkinson, J. A., Hartstone-Rose, A. Oral health correlates of captivity. Research in Veterinary Science. 107 (1), 213-219 (2016).
- Norton, B. B., Tunseth, D., Holder, K., Briggs, M. Causes of morbidity in captive African lions (Panthera leo) in North America, 2001-2016. Zoo Biology. 37 (5), 354-359 (2018).
- Bergman, A., Olsson, M., Reiland, S. Skull-bone lesions in the Baltic grey seal (Halichoerus grypus). Ambio. 21 (8), 517-519 (1992).
- Mortensen, P., Bergman, A., Bignert, A., Hansen, H. J. Prevalence of skull lesions in harbor seals (Phoca vitulina) in Swedish and Danish museum collections: 1835-1988. Ambio. 21 (8), 520-524 (1992).
- Golden, A., Stoller, N., Harvey, C. A survey of oral and dental diseases in dogs anesthetized at a veterinary hospital. Journal American Animal Hospital Association. 18 (6), 891-899 (1982).
- Kortegaard, H. E., Eriksen, T., Baelum, V. Periodontal disease in research beagle dogs – An epidemiological study. Journal of Small Animal Practice. 49 (12), 610-616 (2008).
- Constantino, P. J., Lee, J. J. W., Morris, D., Lucas, P. W. Adaptation to hard-object feeding in sea otters and hominins. Journal of Human Evolution. 61 (1), 89-96 (2011).
- Winer, J. N., Liong, S. M., Verstraete, F. J. M. The dental pathology of Southern sea otters (Enhydra lutris nereis). Journal of Comparative Pathology. 149 (2-3), 346-355 (2013).
- Abbott, C., Verstraete, F. J. M. The dental pathology of Northern elephant seals (Mirounga angustirostris). Journal of Comparative Pathology. 132 (2-3), 169-178 (2005).
- Aalderink, M. T., Nguyen, H. P., Kass, P. H., Arzi, B., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the Northern fur seal (Callorhinus ursinus). Journal of Comparative Pathology. 152 (4), 325-334 (2015).
- Aalderink, M. T., Nguyen, H. P., Kass, P. H., Arzi, B., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the Eastern Pacific harbour seal (Phoca vitulina richardii). Journal of Comparative Pathology. 152 (4), 335-344 (2015).
- Sinai, N. L., Dadaian, R. H., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental pathology of the California sea lion (Zalophus californianus). Journal of Comparative Pathology. 151 (1), 113-121 (2014).
- Winer, J. N., Arzi, B., Leale, D. M., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental pathology of the hoary marmot (Marmota caligata), groundhog (Marmota monax) and Alaska marmot (Marmota broweri). Journal of Comparative Pathology. 156 (1), 42-52 (2017).
- Clark, E. J., Chesnutt, S. R., Winer, J. N., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the American black bear (Ursus americanus). Journal of Comparative Pathology. 156 (2-3), 240-250 (2017).
- Döring, S., Arzi, B., Winer, J. N., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the grey wolf (Canis lupus). Journal of Comparative Pathology. 160 (1), 56-70 (2018).
- Aghashani, A., Kim, A. S., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental pathology of the California bobcat (Lynx rufus californicus). Journal of Comparative Pathology. 154 (4), 329-340 (2016).
- Winer, J. N., Arzi, B., Leale, D. M., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the walrus (Odobenus rosmarus). Journal of Comparative Pathology. 155 (2-3), 242-253 (2016).
- Aghashani, A., Kim, A. S., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the California mountain lion (Puma concolor couguar). Journal of Comparative Pathology. 156 (2-3), 251-263 (2017).
- Evenhuis, J. V., Zisman, I., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental pathology of the grey fox (Urocyon cinereoargenteus). Journal of Comparative Pathology. 158 (1), 39-50 (2018).
- Yanagisawa, N., Wilson, R. E., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Dental and temporomandibular joint pathology of the kit fox (Vulpes macrotis). Journal of Comparative Pathology. 167 (1), 60-72 (2019).
- Arzi, B., Winer, J. N., Kass, P. H., Verstraete, F. J. M. Osteoarthritis of the temporomandibular joint in Southern sea otters (Enhydra lutris nereis). Journal of Comparative Pathology. 149 (4), 486-494 (2013).
- Briggs, K. T. Dentition of the Northern elephant seal. Journal of Mammalogy. 55 (1), 158-171 (1974).
- Verstraete, F. J. M., Terpak, C. H. Anatomical variations in the dentition of the domestic cat. Journal of Veterinary Dentistry. 14 (4), 137-140 (1997).
- Fritzell, E. K., Haroldson, K. J. Urocyon cinereoargenteus. Mammalian Species. 189, 1-8 (1982).
- Chiasson, R. B. The dentition of the Alaskan fur seal. Journal of Mammalogy. 38 (3), 310-319 (1957).
- Kenyon, K. W. The sea otter in the eastern Pacific Ocean. North American Fauna. 68, (1969).
- McGrew, J. C. Vulpes macrotis. Mammalian Species. 123, 1-6 (1979).
- Evans, H. E. . Miller’s Anatomy of the Dog. , (2013).
- Verstraete, F. J. M., van Aarde, R. J., Nieuwoudt, B. A., Mauer, E., Kass, P. H. The dental pathology of feral cats on Marion Island, part II: Periodontitis, external odontoclastic resorption lesions and mandibular thickening. Journal of Comparative Pathology. 115 (3), 283-297 (1996).
- Verstraete, F. J. M., van Aarde, R. J., Nieuwoudt, B. A., Mauer, E., Kass, P. H. The dental pathology of feral cats on marion island, part I: Congenital, developmental and traumatic abnormalities. Journal of Comparative Pathology. 115 (3), 265-282 (1996).
- Arzi, B., Cissell, D. D., Verstraete, F. J. M., Kass, P. H. Computed tomographic findings in dogs and cats with temporomandibular joint disorders: 58 cases (2006-2011). Journal of the American Veterinary Medical Association. 242 (1), 69-75 (2013).
- Okuda, A., Harvey, C. E. Etiopathogenesis of feline dental resorptive lesions. Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice. 22 (6), 1385-1404 (1992).
- van Houte, J. Role of micro-organisms in caries etiology. Journal of Dental Research. 73 (3), 672-681 (1994).
- Thrall, D. E. . Textbook of Veterinary Diagnostic Radiology. , (2012).
- Tsugawa, A. J., Verstraete, F. J. M. How to obtain and interpret periodontal radiographs in dogs. Clinical Techniques in Small Animal Practice. 15 (4), 204-210 (2000).
- Villamizar-Martinez, L. A., Tsugawa, A. J. Diagnostic imaging of oral and maxillofacial anatomy and pathology. Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice. 52 (1), 67-105 (2022).
- Plesker, R., Schulze, H. Dental disease in slender lorises (Loris tardigradus). Zoo Biology. 32 (5), 571-574 (2013).
- Cabana, F., Nekaris, K. A. I. Diets high in fruits and low in gum exudates promote the occurrence and development of dental disease in pygmy slow loris (Nycticebus pygmaeus). Zoo Biology. 34 (6), 547-553 (2015).
- Kahle, P., Ludolphy, C., Kierdorf, H., Kierdorf, U. Dental anomalies and lesions in Eastern Atlantic harbor seals, Phoca vitulina vitulina (Carnivora, Phocidae), from the German North Sea. PLoS One. 13 (10), 1-25 (2018).
- Ludolphy, C., Kahle, P., Kierdorf, H., Kierdorf, U. Osteoarthritis of the temporomandibular joint in the Eastern Atlantic harbour seal (Phoca vitulina vitulina) from the German North Sea: A study of the lesions seen in dry bone. BMC Veterinary Research. 14 (1), 1-14 (2018).
