Summary

Систематическая оценка образцов черепа млекопитающих на предмет патологии зубов и височно-нижнечелюстного сустава

Published: August 22, 2022
doi:

Summary

В настоящем протоколе описываются методы систематической оценки образцов черепа для характеристики анатомических изменений и аномалий развития зубов, заболеваний пародонта, эндодонтальных заболеваний и патологии височно-нижнечелюстного сустава.

Abstract

Музейные образцы черепа представляют собой неинвазивное, информативное и легкодоступное средство для изучения поражений височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), стоматологической патологии и анатомических вариаций у многих видов млекопитающих. Изучение зубов и челюстей множества видов может представлять собой проблему, требующую внимания к деталям и понимания нормальной анатомии вида. В настоящей статье обсуждается систематический и точный протокол исследования образцов черепа, который был применен к различным млекопитающим для определения характерных заболеваний в челюстно-лицевой области. Описанная процедура одновременно точна, воспроизводима и адаптируется к сильно различающимся формам черепа и зубов и анатомии разных видов. В частности, образцы исследуются на наличие отсутствующих зубов, заболеваний пародонта, эндодонтических заболеваний, патологии височно-нижнечелюстного сустава и анатомических вариаций. Результаты, почерпнутые из исследований музейных образцов, могут отражать естественную историю, состояние здоровья и болезни отдельных лиц и видов. Кроме того, эти данные могут быть использованы в экологических и природоохранных исследованиях, а также в уходе за особями, содержащимися в неволе.

Introduction

Развитие челюстей и зубов знаменует собой критический момент времени в эволюции и развитии позвоночных. В то время как челюсти первоначально развивались как часть механизма дыхания у водных и морских видов, зубы предлагали новый способ захвата и обработки предметов добычи 1,2. С момента развития челюстей и зубов организмы развили бесчисленные вариации в анатомии, которые соответствуют их функциям и отражают экологическую роль, к которой они принадлежат. Из-за своей минерализованной природы зубы и черепа представляют собой множество информации, которая сохраняется в окружающей среде и летописи окаменелостей и может дать множество идей об экологии, состоянии здоровья и поведении людей и, соответственно, видов.

Получение информации, относящейся к зубам и челюстям животных и характеризующей форму и патологию, имеет много преимуществ. Распознавание распространенных болезненных процессов может улучшить усилия по сохранению диких видов и оптимизировать уход за животными, содержащимися в неволе 3,4,5. Например, информация, почерпнутая из музейных образцов черепов, была использована для того, чтобы сделать выводы о воздействии балтийского серого тюленя (Halichoerus grypus) и тюленя (Phoca vitulina) на загрязнители окружающей среды, такие как хлорорганические соединения, с течением времени6,7, хотя причинно-следственная связь между орофациальными поражениями и загрязняющими веществами не была подтверждена. Кроме того, заболевания полости рта являются одними из наиболее распространенных заболеваний у домашних видов, и понимание состояния здоровья полости рта диких видов может способствовать развитию клинической медицины и ведения домашних видов 8,9.

Поскольку у животных развились такие различия в нормальной черепно-лицевой форме и зубных рядах, может быть сложно охарактеризовать и сравнить эти аспекты между видами. Понимание экологии и естественного поведения организма, а также его типичной среды обитания является обязательным, прежде чем пытаться исследовать его череп. Это приведет к формированию вопросов и гипотез о зубных рядах конкретного вида и неизбежно обогатит выводы из анализа данных. Например, признание того, что типичный рацион южной морской выдры (Enhydra lutris nereis) включает моллюсков с твердым панцирем, ракообразных и иглокожих, имеет важное значение для контекстуализации степени и эффекта истирания и/или стираемости зубов10,11. Хотя можно предположить вероятность того, что у особи вида разовьются определенные стоматологические заболевания, крайне важно иметь систематический, точный и воспроизводимый протокол для оценки стоматологической патологии. Это должно включать оценку окклюзии, анатомических данных и результатов развития, заболеваний пародонта, эндодонтальных данных и патологии височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС). Разработка такого протокола с аналогичным статистическим анализом позволит провести детальное сравнение стоматологических заболеваний и заболеваний височно-нижнечелюстного сустава от вида к виду. Систематический метод был использован для характеристики патологии зубов и височно-нижнечелюстного сустава у многих видов млекопитающих и доказал, что он может быть перенесен на организмы с различными формами 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22, 23,24.

Для сравнения будущих данных о дополнительных видах важно иметь общепринятый метод оценки заболеваний зубов и челюстей, который может быть применен к различным видам. Эта статья направлена на детализацию стандартизированного и организованного подхода к оценке патологии зубов и височно-нижнечелюстного сустава образцов черепа.

Protocol

Настоящее исследование было проведено с использованием образцов из Департамента орнитологии и маммологии Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско, Музея зоологии позвоночных Калифорнийского университета в Беркли и Музея Севера Университета Аляски в Фэрбенксе. Разрешение на изу…

Representative Results

Текущий протокол приводит к сочетанию объективных и полусубъективных данных, и положительный результат зависит от точной и воспроизводимой оценки образцов. В идеале должны присутствовать многочисленные наблюдатели, обладающие знаниями нормальной анатомии целевых видов и понимание?…

Discussion

Анатомия зубов и челюстей является типичным примером дивергентной эволюции и является истинным отражением естественной истории, поведения и состояния здоровья вида. Здоровье полости рта человека может напрямую влиять на его выживание и физическую форму. В настоящем исследовании опи?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы благодарят Департамент орнитологии и маммологии Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско, Музей зоологии позвоночных Калифорнийского университета в Беркли и Музей Севера Университета Аляски в Фэрбенксе за предоставление своих коллекций для этого исследования.

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).
check_url/64223?article_type=t

Play Video

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).

View Video