Summary

歯および顎関節病理のための哺乳類頭蓋骨標本の系統的評価

Published: August 22, 2022
doi:

Summary

本プロトコルは、歯の解剖学的および発達的変動および異常、歯周病、歯内疾患、および顎関節病理を特徴付けるための頭蓋骨標本の体系的評価のための技術を説明する。

Abstract

博物館の頭蓋骨標本は、多くの哺乳類種の顎関節(TMJ)病変、歯の病理学、および解剖学的変異を研究するための非侵襲的で有益ですぐに利用できる手段を表しています。さまざまな種の歯と顎を研究することは、細部への注意と種の正常な解剖学的構造の理解を必要とする課題を提示する可能性があります。本稿では、口腔顔面領域の特徴的な疾患を定義するためにさまざまな哺乳類に適用されている頭蓋骨標本を調べるための体系的かつ正確なプロトコルについて説明します。概説された手順は、同時に正確で再現性があり、種間で非常に異なる頭蓋骨と歯の形状と解剖学的構造に適応可能です。具体的には、欠損歯、歯周病、歯内療法、顎関節症、解剖学的変異がないか検体を調べます。博物館の標本に関する研究から収集された結果は、個体や種の自然史、健康、病気の状態を反映している可能性があります。さらに、これらのデータは、生態学的および保全研究の取り組み、ならびに飼育下の個人の世話に情報を提供することができます。

Introduction

顎と歯の発達は、脊椎動物の進化と発達における重要な時点を示しています。顎は当初、水生および海洋種の呼吸のメカニズムの一部として開発されましたが、歯は獲物を認識して処理する新しい方法を提供しました1,2。顎と歯の発達以来、生物は、その機能に対応し、それらが属する生態学的役割を反映する解剖学的に無数のバリエーションを進化させてきました。石灰化された性質により、歯と頭蓋骨は、環境と化石記録に残る豊富な情報を表し、個体、ひいては種の生態、健康状態、行動に関する無数の洞察を提供できます。

動物の歯と顎に関する情報を取得し、形態と病理を特徴付けることは多くの利点があります。一般的な病気のプロセスを認識することで、野生種の保護活動を改善し、飼育下の動物の世話を最適化することができます3,4,5。たとえば、博物館の頭蓋骨標本から収集された情報は、バルト海の灰色のアザラシ(Halichoerus grypus)とアザラシ(Phoca vitulina)が有機塩素などの環境汚染物質に経時的に曝露されたことを推測するために使用されています6,7、口腔顔面病変と汚染物質との因果関係は確認されていませんが。さらに、口腔の病気は国内種で最も一般的な病気の一部であり、野生種の口腔の健康状態を理解することは、国内種の臨床医学と管理を進歩させる可能性があります8,9

動物は正常な頭蓋顔面の形状と歯列にそのような変化を発達させたので、種間でこれらの側面を特徴付けて比較することは困難な場合があります。生物の生態と自然の行動、およびその典型的な環境を理解することは、その頭蓋骨を調べようとする前に不可欠です。そうすることで、特定の種の歯列に関する質問や仮説の形成が促進され、必然的にデータ分析からの結論が豊かになります。たとえば、ミナミラッコ(Enhydra lutris nereis)の典型的な食事には、硬い殻の軟体動物、甲殻類、棘皮動物が含まれていることを認識することは、歯の摩耗および/または摩耗の程度と影響を文脈化するために不可欠です10,11。種の個体が特定の歯科疾患を発症する可能性を想定することはできますが、歯科病理を評価するための体系的で正確で再現可能なプロトコルを持つことが重要です。これには、咬合、解剖学的および発達的所見、歯周病、歯内所見、および顎関節(TMJ)の病状の評価を含める必要があります。同様の統計分析でこのようなプロトコルを開発することで、種から種への歯科疾患とTMJ疾患の詳細な比較が可能になります。体系的な方法は、多くの哺乳類種の歯および顎関節の病理を特徴付けるために利用されており、多様な形態の生物に翻訳可能であることが証明されています11、1213、14、15、16、17、181920、212223,24

追加の種に関する将来のデータを比較するには、さまざまな種に適用できる歯と顎の病気を評価するための受け入れられた方法を持つことが重要です。この記事は、頭蓋骨標本の歯科およびTMJ病理を評価するための標準化された組織化されたアプローチを詳述することを目的としています。

Protocol

本研究は、サンフランシスコのカリフォルニア科学アカデミー鳥類学および哺乳類学科、カリフォルニア大学バークレー校脊椎動物学博物館、およびアラスカ大学フェアバンクス校北博物館の標本を使用して実施されました。頭蓋骨標本の調査とデータからの作品の出版の許可は、各コレクションを所有および管理している美術館から取得されました。 1. 標本の選?…

Representative Results

現在のプロトコルは、客観的データと半主観的データの組み合わせをもたらし、肯定的な結果は標本の正確で再現性のある評価に依存します。対象種の正常な解剖学的構造に関する知識と、一般的な歯科および顎顔面の病理を理解している複数の観察者が、理想的には、バイアスを体系的に最小限に抑えるために各標本を評価するために立ち会う必要があります。各標本の評価について議論?…

Discussion

歯と顎の解剖学的構造は、分岐進化の典型的な例であり、種の自然史、行動、および健康状態を真に反映しています。個人の口腔の健康は、彼らの生存とフィットネスに直接影響する可能性があります。現在の研究は、生きている集団の病理を反映する可能性のある博物館標本の歯の健康とTMJの異常を評価する体系的で再現性のある詳細な方法を概説しています。

歯科?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、サンフランシスコのカリフォルニア科学アカデミーの鳥類学および哺乳類学部、カリフォルニア大学バークレー校の脊椎動物学博物館、およびアラスカ大学フェアバンクス校の北博物館に、コレクションをこの研究に利用できるようにしてくれたことに感謝します。

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

  1. Reif, W. E., Hecht, M. K. Evolution of Dermal Skeleton and Dentition in Vertebrates. Evolutionary Biology: Volume 15. , 287-368 (1982).
  2. Mallat, J. Ventilation and the origin of jawed vertebrates: A new mouth. Zoological Journal of the Linnean Society. 117 (4), 329-404 (1996).
  3. 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).
  4. Kapoor, V., Antonelli, T., Parkinson, J. A., Hartstone-Rose, A. Oral health correlates of captivity. Research in Veterinary Science. 107 (1), 213-219 (2016).
  5. 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).
  6. Bergman, A., Olsson, M., Reiland, S. Skull-bone lesions in the Baltic grey seal (Halichoerus grypus). Ambio. 21 (8), 517-519 (1992).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Briggs, K. T. Dentition of the Northern elephant seal. Journal of Mammalogy. 55 (1), 158-171 (1974).
  26. 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).
  27. Fritzell, E. K., Haroldson, K. J. Urocyon cinereoargenteus. Mammalian Species. 189, 1-8 (1982).
  28. Chiasson, R. B. The dentition of the Alaskan fur seal. Journal of Mammalogy. 38 (3), 310-319 (1957).
  29. Kenyon, K. W. The sea otter in the eastern Pacific Ocean. North American Fauna. 68, (1969).
  30. McGrew, J. C. Vulpes macrotis. Mammalian Species. 123, 1-6 (1979).
  31. Evans, H. E. . Miller’s Anatomy of the Dog. , (2013).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. Okuda, A., Harvey, C. E. Etiopathogenesis of feline dental resorptive lesions. Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice. 22 (6), 1385-1404 (1992).
  36. van Houte, J. Role of micro-organisms in caries etiology. Journal of Dental Research. 73 (3), 672-681 (1994).
  37. Thrall, D. E. . Textbook of Veterinary Diagnostic Radiology. , (2012).
  38. 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).
  39. 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).
  40. Plesker, R., Schulze, H. Dental disease in slender lorises (Loris tardigradus). Zoo Biology. 32 (5), 571-574 (2013).
  41. 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).
  42. 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).
  43. 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).
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Cite This Article
Evenhuis, J., Arzi, B., Verstraete, F. J. M. Systematic Assessment of Mammalian Skull Specimens for Dental and Temporomandibular Joint Pathology. J. Vis. Exp. (186), e64223, doi:10.3791/64223 (2022).

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