Las diferencias entre especies en la microestructura del hueso compacto de tejidos de mamíferos Esqueleto: El uso de un análisis discriminante para la identificación de especies.

Las diferencias entre especies en la microestructura del hueso compacto de tejidos de mamíferos Esqueleto: El uso de un análisis discriminante para la identificación de especies.

Frecuentemente, se necesita a  los científicos forenses para confirmar o excluir el origen humano de los restos óseos. En situaciones en las que se encuentran muy degradadas o fragmentos carbonizados del hueso, esto puede ser imposible  únicamente con morfología bruta, se deben utilizar  métodos histológicos o biomoleculares. Sin embargo, la investigación histológica de la estructura e identificación  microscópica del esqueleto de las especies de mamíferos no es el centro de la atención científica. Métodos biomoleculares son, en general, ampliamente utilizados para este fin. Por otro lado, el análisis histológico en los huesos es un método adecuado para la identificación en los casos de restos óseos en los que no se encuentra presenta suficiente información genética (ADN)

Aunque los huesos de varias especies de mamíferos están compuestos de los mismos elementos esqueléticos, se encuentran especies con  diferencias en la estructura de microscópica de sus huesos compactos. Las diferencias en general son causadas por la diferente estructura y el patrón de las osteomas y / o los canales de Havers (características cualitativas), así como por sus condiciones cuantitativas. Las diferencias histológicas en los huesos de mamíferos fueron descubiertas parcialmente a principios del siglo 20. Kenyeres y Hegyi informaron de que las secciones delgadas de hueso compacto en la diáfisis de los huesos largos pueden ser usadas ​​para determinar el origen humano de los fragmentos de los huesos, como el diámetro medio de los canales de  Havers en los huesos humanos es significativamente mayor que la de otros tejidos óseos de  animal.

Este hecho fue más tarde confirmado por otros autores. Sauer y Lackey declararon que canales de Havers con diámetros de menos de 50 mm indican un origen no humano.

Sin embargo, esta afirmación sigue siendo controversial. De acuerdo con Deméter y Mátyás, las distintas especies de mamíferos también difieren en función de las características cualitativas de la microestructura del tejido óseo. Sin embargo, los autores sospechan la existencia de una '' relación '' entre algunas especies. Más recientemente,  el hueso plexiforme ha sido considerado como un factor determinante general de tejido óseo no humano.

Hoy en día, un pequeño número de artículos con un enfoque en lo humana contra lo no humana han sido publicados usando características histomorfométricas del tejido óseo compacto. En 2003, los resultados de Dittmann mostraron que también es posible utilizar la histomorfométria para identificar de las varias especies de mamíferos de metacarpos o  de hueso radios microestructuras. Por otra parte, la combinación de características cualitativas y cuantitativas para  identificación delas especies animales está ausente.

El objetivo principal de este estudio es presentar un análisis detallado de la microestructura del tejido óseo compacto en especies de mamíferos seleccionados con el enfoque en el hallazgo en la identificación de una clave adecuada. Estructura microscópica del tejido óseo compacto se evaluó tanto cualitativa como cuantitativamente.

Materiales y métodos

Nuestra investigación utilizó los fémures de las siguientes opciones: 15 hombres adultos (Homo sapiens), 15 cerdos adultos (Sus scrofa domestica), 15 vacas adultas (Bos taurus), 15 de ovejas adultas  (Ovis aries), 15 conejos adultos (Oryctolagus cuniculus), y de 15 de ratas adultas (Rattus nor-vegicus). Los Fémures humanos se obtuvieron a partir de cadáveres disecados de Eslovaquia en nuestro Hospital de la Universidad en 2002 y 2003. Las edades de los machos variaron de los  36 a 51 años. Todos los animales estudiados se obtuvieron de una granja experimental del Instituto de Investigación de Producción Animal en Nitra (Eslovaquia). En nuestro estudio, hemos utilizado animales con la edad de 10-14 meses (cerdos), 25-30 meses (vacas), 12-15 meses (ovejas), 5-7 meses (conejos), y 4-6 meses (ratas).

Fig 1 [pic 1]Fig 2 . [pic 2]

Fig 1: Tejido Óseo denso humano Haversiano (magnificación de 200x)  Fig. 2: hueso plexiforme vascular primario de la vaca (aumento de 200x)

[pic 3]Fig.3: Lagunas de reabsorción alrededor de un osteon secundario de un cerdo

Cada uno de los huesos se seccionó en el eje medio de su diáfisis, donde el hueso compacto es grueso y proporciona una gran área para el estudio de la microestructura del tejido óseo. En total, se cortaron 90 secciones transversales de la diáfisis del fémur. Los anillos de hueso se lavaron en agua corriente durante 5 días para eliminar los tejidos blandos de la médula ósea. Los huesos fueron entonces desgrasados ​​en una mezcla de solución de cloroformo y metanol por 7 días y blanqueadas en una solución de H2O2 al  2% por 1 día. Después de la deshidratación a través de alcoholes graduados, el material se incrusta en resina epoxi BioDur (Gunter von Hagens, Heidelberg, Alemania). Secciones transversales finas (70-100 mm) se prepararon con un micrótomo de sierra (Leitz 1600), y  montados en portaobjetos de vidrio con Eukitt (Merck, Darmstadt, Alemania), y se examinaron mediante un microscopio óptico a 200X.

Las características cualitativas de la microestructura analizada se determinaron de acuerdo en la clasificación del sistemas anterior, posterior, medial y lateral de las secciones delgadas de Enlow y Brown´s; las cuantitativas se evaluaron utilizando el software Scion Imagen (Scion Corporación, Frederick, MD). Las mediciones se realizaron en todas las osteonas maduros presentes en las vistas descritas anteriormente, que no estaban en una fase de reabsorción y que podrían ser claramente definidos, utilizando el software Scion Imagen equipo en una microfotografía en una resolución de 200x. Las áreas, perímetros y diámetros mínimos y máximos de 1863  de osteonas secundarias y 1863,  los canales de Havers se midieron como variables independientes. Se presentaron por separado diferencias cuantitativas para las osteonas secundarias y los canales de Havers en las especies investigadas. El análisis de la varianza y la prueba de Tukey se utilizaron para la determinación de las especies. Se utilizó un análisis de función discriminante por pasos para determinar el origen (es decir, la especie) de cada una de las muestras (Estadística 4.3, 1993).

Resultados

Se encontró que todas las especies difieren cualitativamente de cada uno de los otros, ya sea en el tipo de tejido óseo o en la combinación de tipos de tejido óseo. La diáfisis de un fémur humano consistía enteramente de tejido óseo de Havers densa con varios Osteonas secundarios. No fueron identificados osteonas primarios. El patrón básico estructural de la de un cerdo, vaca, de oveja y el fémur fue plexiforme vascular primaria. Además, el tejido del hueso denso Haversiano también podría encontrarse en estas especies (en las partes medias de la sustancia compacta, sobre todo en vistas anteriores). Hubo un no vascular tejido óseo identificado en el borde del endostio (en vistas anterior y posterior), así como en el borde  de periostio (en las vistas laterales) en la vaca. Muchas lagunas de reabsorción se encontraron entre los sistemas de Havers en los puntos de vista antero-medial en cerdos (Fig. 3).

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