Evaluación sistemática de muestras de cráneo de mamíferos para patología de la articulación dental y temporomandibular

Resumen

El presente protocolo describe las técnicas para la evaluación sistemática de muestras de cráneo para caracterizar las variaciones anatómicas y del desarrollo y las anomalías de los dientes, la enfermedad periodontal, la enfermedad endodontal y la patología de la articulación temporomandibular.

Resumen

Los especímenes de cráneo de museo representan un medio no invasivo, informativo y fácilmente disponible para estudiar las lesiones de la articulación temporomandibular (ATM), la patología dental y las variaciones anatómicas en muchas especies de mamíferos. El estudio de los dientes y las mandíbulas de una variedad de especies puede presentar un desafío que requiere atención al detalle y comprensión de la anatomía normal de una especie. En el presente artículo, se discute un protocolo sistemático y preciso para examinar especímenes de cráneo que se ha aplicado a una variedad de mamíferos para definir enfermedades características en la región oromaxilofacial. El procedimiento descrito es simultáneamente preciso, repetible y adaptable a las formas y anatomía altamente diferentes del cráneo y los dientes entre las especies. Específicamente, las muestras se examinan para detectar dientes perdidos, enfermedad periodontal, enfermedad endodontal, patología de la ATM y variaciones anatómicas. Los resultados obtenidos de la investigación sobre especímenes de museo pueden reflejar la historia natural, la salud y el estado de enfermedad de individuos y especies. Además, estos datos pueden informar los esfuerzos de investigación ecológica y de conservación, así como el cuidado de individuos cautivos.

Introducción

El desarrollo de las mandíbulas y los dientes marca un punto crítico en la evolución y el desarrollo de los vertebrados. Mientras que las mandíbulas se desarrollaron inicialmente como parte de un mecanismo de respiración en especies acuáticas y marinas, los dientes ofrecieron una nueva forma de aprehender y procesar los elementos de presa ^1,2. Desde el desarrollo de las mandíbulas y los dientes, los organismos han desarrollado innumerables variaciones en la anatomía que corresponden a su función y reflejan el papel ecológico al que pertenecen. Debido a su naturaleza mineralizada, los dientes y cráneos representan una abundancia de información que persiste en el medio ambiente y el registro fósil y puede ofrecer innumerables ideas sobre la ecología, el estado de salud y el comportamiento de los individuos y, por extensión, las especies.

La adquisición de información relacionada con los dientes y mandíbulas de los animales y la caracterización de la forma y la patología tiene muchos beneficios. El reconocimiento de los procesos comunes de enfermedades puede mejorar los esfuerzos de conservación de las especies silvestres y optimizar el cuidado de los animales cautivos ^3,4,5. Por ejemplo, la información obtenida de especímenes de cráneos de museo se ha utilizado para hacer inferencias sobre la exposición de la foca gris del Báltico (Halichoerus grypus) y las focas comunes (Phoca vitulina) a contaminantes ambientales como los organoclorados a lo largo del tiempo^6,7, aunque no se ha confirmado una relación causal entre las lesiones orofaciales y los contaminantes. Además, las enfermedades de la cavidad oral son algunas de las enfermedades más prevalentes en las especies domésticas, y la comprensión del estado de salud bucal de las especies silvestres puede avanzar en la medicina clínica y el manejo de las especies domésticas ^8,9.

Como los animales han desarrollado tal variación en la forma craneofacial normal y la dentición, puede ser difícil caracterizar y comparar estos aspectos entre especies. Comprender la ecología y el comportamiento natural de un organismo, así como su entorno típico, es imperativo antes de intentar examinar su cráneo. Hacerlo impulsará la formación de preguntas e hipótesis sobre la dentición de una especie en particular e inevitablemente enriquecerá las conclusiones del análisis de datos. Por ejemplo, reconocer que la dieta típica de la nutria marina austral (Enhydra lutris nereis) incluye moluscos de caparazón duro, crustáceos y equinodermos es esencial para contextualizar el grado y efecto de desgaste y/o abrasión de los dientes^10,11. Aunque se puede asumir la probabilidad de que un individuo de una especie desarrolle ciertas enfermedades dentales, es fundamental contar con un protocolo sistemático, preciso y reproducible para evaluar la patología dental. Esto debe incluir una evaluación de la oclusión, los hallazgos anatómicos y del desarrollo, la enfermedad periodontal, los hallazgos endodónticos y la patología de la articulación temporomandibular (ATM). El desarrollo de dicho protocolo con un análisis estadístico similar permitirá una comparación detallada de la enfermedad dental y de la ATM de una especie a otra. Se ha utilizado un método sistemático para caracterizar la patología de la articulación dental y temporomandibular en muchas especies de mamíferos y ha demostrado ser traducible a organismos con diversas formas 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22^{, 23,24}.

Para comparar datos futuros sobre especies adicionales, es importante tener un método aceptado para evaluar las enfermedades de los dientes y las mandíbulas que se pueda aplicar a una variedad de especies. Este artículo tiene como objetivo detallar un enfoque estandarizado y organizado para evaluar la patología dental y de ATM de las muestras de cráneo.

Protocolo

El presente estudio se realizó utilizando especímenes del Departamento de Ornitología y Mammalogía, Academia de Ciencias de California, San Francisco, el Museo de Zoología de Vertebrados, Universidad de California, Berkeley, y el Museo del Norte, Universidad de Alaska, Fairbanks. El permiso para examinar especímenes de cráneo y publicar obras a partir de los datos se obtuvo de los museos que poseen y administran cada colección.

1. Selección y documentación de muestras

1. Documente la información de la muestra, incluidos los números de identificación, la especie, el sexo y la ubicación de origen.
   NOTA: El número de especímenes que se encuentran dentro de una determinada colección, así como los detalles de los especímenes, pueden estar disponibles a través de la Solución de gestión de colecciones colaborativas de Arctos (consulte la Tabla de materiales). Para el presente estudio, se consideran cráneos del elefante marino del norte (Mirounga angustirostris), lince de California (Lynx rufus californicus), zorro gris (Urocyon cinereoargenteus), lobo marino del norte (Callorhinus ursinus), nutria marina del sur (Enhydra lutris nereis), león de montaña de California (Puma conolor cougar) y zorro kit (Vulpes macrotis).
2. Examine el cráneo para ver si está completo las estructuras anatómicas. No incluya cráneos severamente fragmentados de tal manera que las estructuras anatómicas normales sean irreconocibles sin una reconstrucción extensa.
3. Si es posible, calcule la edad de la muestra en el momento de la muerte basándose en el cierre de las suturas craneales. Consulte la literatura pertinente para el momento del cierre de la sutura craneal, ya que esto varía para cada especie objetivo.
4. Reemplazar los dientes flojos con sus correspondientes alvéolos. Utilice las descripciones anatómicas publicadas de las especies de estudio para ayudar a reconocer el tipo de diente de cada diente flojo 25,26,27,28,29,30.

2. Hallazgos anatómicos y del desarrollo

1. Inspeccione sucesivamente cada cuadrante dental y registre la presencia o ausencia de dientes.
2. Clasifique la pérdida de cada diente como congénitamente ausente versus pérdida de dientes adquirida versus ausencia de hecho. Examine el área del diente faltante para un margen liso de hueso (congénito), un alvéolo vacío con hueso alveolar en remodelación (adquirido) o un alvéolo vacío pero bien delineado (artifactual).
3. Documente cualquier diente deciduo persistente o dientes supernumerarios (Figura 1).
4. Examine la forma de cada corona dental y cualquier estructura radicular visible. Documente el número de raíces examinando los dientes flojos de sus alvéolos.
   NOTA: Para los dientes que no se pueden extraer de su alvéolo, las raíces supernumerarias se pueden identificar por una protuberancia adicional, generalmente en el aspecto palatino o lingual del diente, o mediante radiografías dentales (Figura 2).
5. Documente la presencia de hipoplasia del esmalte, caracterizada por el adelgazamiento o la ausencia de la capa de esmalte blanco y reflectante del diente, revelando la superficie de la dentina más áspera y de color amarillo tostado.

3. Estado periodontal

1. Use una sonda periodontal de metal o plástico y un explorador (ver Tabla de materiales) para determinar la textura del hueso alveolar en busca de evidencia de periodontitis³¹.
   NOTA: No hay tejidos blandos, por lo que no se puede diagnosticar gingivitis, pero el aumento de la vascularización, como lo demuestra un mayor número de agujeros vasculares, indica periodontitis temprana (Figura 3).
2. Pruebe la presencia de afectación o exposición a la furcación intentando insertar la sonda periodontal entre las raíces de cada diente multiraíz. Dependiendo del número de raíces, se pueden necesitar múltiples áreas para detectar la furcación.
3. Utilizar un protocolo estandarizado para identificar los estadios de empeoramiento progresivo de la periodontitis (Tabla 1)³².

4. Dientes fracturados y lesiones periapicales

1. Examine cada diente en busca de fractura, indicado por la pérdida de sustancia dental con bordes afilados (Figura 4).
2. Determine si cada fractura es complicada o no complicada intentando insertar el explorador en la cámara pulpar desde el sitio fracturado. Las fracturas complicadas están indicadas por la punta del explorador que cae en la cámara pulpar.
3. Registrar cada tipo de fractura basándose en un sistema de clasificación estandarizado (Tabla 2)³³.
4. Examinar los dientes en busca de evidencia de lesiones periapicales, caracterizadas por la expansión del hueso alveolar en la región del ápice de la raíz del diente con evidencia de aumento de la vascularización (Figura 5). La fenestración sobre la expansión puede o no estar presente.

5. Desgaste/abrasión

1. Examine cada diente en busca de desgaste/abrasión, indicado por la pérdida de sustancia dental con una apariencia lisa y vítrea y bordes redondeados (Figura 6).
2. Utilice el explorador para determinar la exposición de la cámara pulpar de la región desgastada intentando insertar la punta del explorador en la cámara pulpar.
3. Clasificar el grado de desgaste/abrasión en cada diente utilizando un sistema de clasificación estandarizado (Tabla 3)¹¹.
   NOTA: Algunas especies pueden ser más susceptibles al desgaste/abrasión que otras debido a su comportamiento natural. Como tal, puede estar indicada la estadificación de la gravedad del desgaste / abrasión, o simplemente registrar la presencia o ausencia de desgaste / abrasión puede ser suficiente.

6. Patología de la articulación temporomandibular

1. Inspeccionar los componentes óseos de la ATM, incluyendo la cabeza de la mandíbula de la apófisis condilar, y la fosa mandibular de la parte escamosa del hueso temporal, en busca de evidencia de patología de la articulación temporomandibular, descartando artefactos como trauma post-mortem (p. ej., "daño en el cajón" o artefactos de preparación)³¹ (Figura 6).
2. Inspeccionar de forma independiente la cabeza mandibular y la fosa en ambos lados y utilizar un sistema de puntuación semicuantitativa para la osteoartritis (OA) para clasificar las lesiones asociadas a cada hueso (Tabla 4)³⁴.

7. Trauma

1. Examine el cráneo en busca de cualquier evidencia de lesión traumática.
   NOTA: La lesión traumática crónica puede diferenciarse de la lesión traumática aguda en función de la nitidez de los bordes de la fractura y cualquier evidencia de remodelación ósea. Además, tenga en cuenta que algunas especies silvestres están sujetas a heridas de bala, y se pueden reconocer heridas de entrada / salida, así como restos de proyectiles.

8. Comprobación de otros parámetros

1. Dependiendo de la especie, examine el cráneo en busca de anomalías adicionales.
2. Verificar la reabsorción dental o pérdida de tejido duro dental debido a la destrucción odontoclástica idiopática, que se observa con mayor frecuencia en los felinos y puede diagnosticarse radiográficamente por una pérdida de radiodensidad con o sin pérdida del espacio de los ligamentos periodontales 19,21,35.
   NOTA: Las lesiones de reabsorción dental también se pueden sentir con un explorador dental como una rugosidad en la región cervical del diente, pero la confirmación radiográfica es necesaria para el diagnóstico.
3. Verifique la equinocromasia, tinción púrpura oscura de los tejidos duros del cráneo, ya que el consumo de ciertas especies de equinodermos pigmentados se puede ver en nutrias¹¹.
4. Verificar si hay caries dentales, que son caries de la superficie dental relacionadas con el metabolismo de los carbohidratos de la dieta de las bacterias acidogénicas³⁶.
   NOTA: Las lesiones cariosas pueden ser descubiertas sondeando la superficie oclusal de los dientes con una sonda dental para revelar cualquier picadura o irregularidad^17,18.
5. Documentar evidencia de osteomielitis o neoplasia, caracterizada por lesiones óseas productivas/destructivas irregulares³⁷. Registre estos datos de forma descriptiva e incluya mediciones objetivas de cualquier lesión.

Resultados

El protocolo actual da como resultado una combinación de datos objetivos y semisubjetivos, y el resultado positivo depende de la evaluación precisa y repetible de los especímenes. Múltiples observadores con conocimiento de la anatomía normal de la especie objetivo y una comprensión de la patología dental y maxilofacial general idealmente deben estar presentes para evaluar cada espécimen para minimizar el sesgo sistemáticamente. La evaluación de cada espécimen debe ser discutida, y se necesita obtener un consen...

Discusión

La anatomía de los dientes y las mandíbulas es un ejemplo por excelencia de la evolución divergente y es un verdadero reflejo de la historia natural, el comportamiento y el estado de salud de una especie. La salud oral de un individuo puede jugar directamente en su supervivencia y estado físico. El estudio actual describe una manera sistemática, reproducible y detallada de evaluar la salud dental y las anomalías de la ATM de los especímenes de museo que pueden reflejar la patología en poblaciones vivas.

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
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