Patologia pulpare nei denti incapsulati degli antichi Maya: uno studio con tomografia micro-computata

Abstract

Obiettivo: Valutare tridimensionalmente, utilizzando la microtomografia computerizzata (lCT), la relazione anatomica tra la cavità preparata per contenere la pietra inlay e la camera pulpare nei denti degli antichi Maya.

Metodologia: Sono stati selezionati e scansionati sei denti ben conservati da corpi Maya trovati in un sito archeologico in Guatemala (circa 1600 anni fa) utilizzando un sistema lCT ad alta risoluzione (SkyScan 1174v2; SkyScan N.V., Kontich, Belgio). Il campione comprendeva sei denti mascellari: due canini, un premolare, due incisivi centrali e un incisivo laterale. Tutti i denti presentavano una o due pietre inlay sulla superficie buccale della corona. Ogni campione è stato scansionato a una risoluzione isotropica di 22,5 μm, con un passo di rotazione di 0,70°, un angolo di rotazione di 180° e un tempo di esposizione di 3,1 secondi, utilizzando un filtro in alluminio spesso 1 mm. Le immagini di ciascun campione sono state ricostruite dall'apice alla corona con software dedicato (NRecon v1.6.1.5) in circa 450 sezioni. CTan v1.11 e CTVol v2.1 sono stati utilizzati per la visualizzazione tridimensionale e l'analisi qualitativa dell'anatomia esterna e interna dei denti.

Risultati: La modifica dei denti in tutti i campioni è stata classificata come tipo E1 (una pietra sulla superficie buccale della corona) o E2 (due pietre sulla superficie buccale della corona). Nei denti canini, le cavità create per inserire la pietra inlay non hanno raggiunto la camera pulpare. Al contrario, negli incisivi mascellari, le cavità hanno perforato chiaramente la camera pulpare, risultando in una massiccia riassorbimento infiammatorio interno o parziale calcificazione della cavità pulpare. Nel dente premolare, è stata osservata una piccola perforazione della camera pulpare sotto la cuspide buccale, senza alterazione morfologica della dentina intraradicolare.

Conclusioni: L'analisi della microtomografia computerizzata dei denti della civiltà Maya antica ha mostrato che le cavità inlay hanno raggiunto la camera pulpare negli incisivi mascellari e nei denti premolari, con il potenziale di causare malattie pulpari e periapicali.

Introduzione

Le prove di modifica del corpo possono essere viste in quasi ogni cultura nel corso della storia. Alcune delle forme più comuni di modifica del corpo includono il tatuaggio, il piercing, la scarificazione, il legamento di diverse parti del corpo e la rimodellazione e limatura dei denti (Gonzalez et al. 2010). I registri archeologici di modifica dentale sono stati trovati in molte aree del mondo, ma sono più comuni nelle antiche civiltà mesoamericane (Van Rippen 1917, Whittlesey 1935, Rubin de la Borbolla 1940, Fastlicht 1948, Sweet 1963, Williams & White 2006, Vukovic et al. 2009). I Maya erano una civiltà mesoamericana con una cultura altamente sviluppata che abitava la penisola dello Yucatan, che comprende gli stati messicani di Yucatán, Campeche e Quintana Roo; la parte settentrionale della nazione di Belize; e il nord del Guatemala. La storia della nazione è iniziata circa 2500 a.C., ma la loro cultura fiorì dal 300 d.C. al 900 d.C. (Whittington & Reed 2006, Williams & White 2006). Sulla base dei ritrovamenti archeologici, almeno il 60% della popolazione totale era impegnata in qualche forma di modifica dentale (Tiesler 1999).

Nella pratica dentale dei Maya, i denti venivano limati a punta, ridotti a rettangoli o venivano preparate cavità per permettere l'inserimento di pezzi rotondi di pietra in oltre cento diversi modelli. Questa procedura relativamente complessa veniva eseguita utilizzando un tubo rigido che veniva fatto ruotare tra le mani o in un trapano a corda, con una sospensione di quarzo in polvere in acqua come abrasivo, per tagliare una cavità attraverso lo smalto dentale per consentire il posizionamento di un'inlay (Whittington & Reed 2006, Williams & White 2006, Vukovic et al. 2009, Gonzalez et al. 2010). Queste inlay erano fatte di vari minerali e venivano lavorate per adattarsi così precisamente alla cavità, e l'adesivo era così efficace che molte sepolture trovate dagli archeologi oggi le hanno ancora saldamente in posizione (Williams & White 2006, Gonzalez et al. 2010).

La maggior parte degli studi in questo campo riguarda la descrizione e la classificazione dei denti modificati artificialmente; tuttavia, solo pochi hanno esaminato le conseguenze sui denti e sui tessuti circostanti (Gwinnett & Gorelick 1979). Questi studi sono stati eseguiti utilizzando analisi radiografiche e microscopiche elettroniche a scansione e hanno dimostrato che, nella maggior parte dei casi, la base della cavità preparata per contenere l'inlay rimaneva a una certa distanza dalla cavità pulpare. Tuttavia, è stata anche riportata la perforazione della camera pulpare, che ha portato infine a malattie periapicali e formazione di ascessi (Fastlicht 1948, Tiesler 2002, Whittington & Reed 2006, Gonzalez et al. 2010).

L'obiettivo di questo ex vivo studio era di valutare tridimensionalmente la relazione anatomica tra la cavità preparata per contenere la pietra inlay e la camera pulpare nei denti dei Maya, e la sua influenza all'interno della cavità pulpare, utilizzando la microtomografia computerizzata.

Materiali e metodi

Sei denti dei Maya ben conservati, donati da un collezionista privato e trovati in un sito archeologico in Guatemala (circa 1600 anni fa), sono stati selezionati. Tutti i denti avevano una o due pietre inlay sulla superficie buccale della corona.

Per la procedura sperimentale, ogni campione è stato posizionato verticalmente su un supporto metallico al centro del palcoscenico e scansionato in un scanner CT a microfocalizzazione a raggi X da tavolo (SkyScan 1174v2; SkyScan N.V.) con una risoluzione isotropica di 22,5 μm, un passo di rotazione di 0,70°, un angolo di rotazione di 180° e un tempo di esposizione di 3,1 s, utilizzando un filtro in alluminio spesso 1 mm. Il sistema consisteva in un tubo a raggi X sigillato raffreddato ad aria (20–50 kV, 40W, 800 μA) con un manipolatore di oggetti di precisione con due traduzioni e una direzione di rotazione. Il sistema includeva anche una camera CCD a 14 bit basata su un sensore CCD da 1,3 megapixel (1304 · 1024 pixel).

Le immagini di ciascun campione sono state ricostruite dall'apice alla corona con software dedicato (NRecon v1.6.1.5; SkyScan), che ha fornito sezioni trasversali assiali della struttura interna dei campioni in circa 450 fette. CTan v1.11 e CTVol v2.1 (Skyscan) sono stati utilizzati per la visualizzazione tridimensionale e l'analisi qualitativa dell'anatomia esterna e interna dei denti.

Risultati

Il campione comprendeva sei denti mascellari: due canini (campioni 1 e 3), un premolare (campione 2), due incisivi centrali (campioni 4 e 5) e un incisivo laterale (campione 6). La figura 1 mostra le ricostruzioni tridimensionali dell'anatomia interna ed esterna di tutti i campioni. La modifica dentale presentata in tutti i campioni (colonna A) è stata classificata come tipo E1 (una pietra sulla superficie buccale della corona), eccetto un incisivo laterale (campione 6) che era E2 (due pietre sulla superficie buccale della corona). Nei denti canini (campioni 1 e 3), le cavità create per inserire la pietra inlay non raggiungevano la camera pulpare (colonne C a J). Al contrario, negli incisivi mascellari (campioni 4–6), le cavità perforavano chiaramente la camera pulpare (colonne G a J) risultando in una massiccia riassorbimento infiammatorio interno (campioni 4 e 5, colonne C a F) e parziale calcificazione della cavità pulpare (campione 6, colonne C a J). Nel dente premolare (campione 2), è stata osservata solo una piccola perforazione della camera pulpare sotto la cuspide buccale (colonna H), senza alterazione morfologica della dentina sottostante (colonne C a J).

Discussione

Ogni giorno, denti bianchi, ben formati e ben allineati costituiscono lo standard di bellezza e sono anche un indicatore di salute, igiene e stato economico (Gonzalez et al. 2010). Tuttavia, nelle antiche civiltà mesoamericane, la modifica non terapeutica dei denti era un segno distintivo di alto status (Romero Molina 1970), di appartenenza a una tribù o clan (Alt et al. 1998) o di bellezza (Van Rippen 1917, Rubin de la Borbolla 1940, Fastlicht 1948).

Una classificazione completa delle modifiche artificiali ai denti umani è stata prodotta da Alt et al. (1998). Tuttavia, il presente studio ha utilizzato il sistema di Romero Molina (1970) perché costituisce lo standard mesoamericano per la categorizzazione (Williams & White 2006).

Romero ha definito sette tipi base di modifiche dentali basate sullo studio di una collezione di 1212 denti. Ogni tipo è stato suddiviso in almeno cinque varianti, risultando in un totale di 59 tipi diversi, classificati in base alla natura dell'alterazione del contorno della corona, all'inclusione di dettagli decorativi sulle superfici buccali o a una combinazione di entrambi (Gonzalez et al. 2010).

La modifica dei denti è stata trovata prevalentemente nei denti anteriori, comunemente negli incisivi mascellari e occasionalmente nei canini mascellari (Rubin de la Borbolla 1940, Fastlicht 1948), sebbene siano stati documentati casi su denti premolari mascellari (Tiesler 1999). Sono state osservate anche differenze regionali riguardo al tipo di modifica dentale. López Olivares (2006) ha riportato che i tipi E, F e G di Romero erano più comuni in Guatemala, supportando la teoria che potrebbe rappresentare identificazione con una polizia locale o una linea familiare (Williams & White 2006). Questi risultati sono coerenti con i campioni analizzati.

Nella cultura Maya, l'alterazione del contorno della corona era la forma più comune di modifica dentale, seguita da inlay o incrustazioni (Gonzalez et al. 2010). I tipi di pietre utilizzate per le inlay variavano geograficamente e temporalmente, ma includevano pirite, giada, turchese, giadeite, ematite e ossidiana (Sweet 1963). Nello studio attuale, le inlay erano composte da diversi minerali e la loro radiopacità variava; non è stato fatto alcun tentativo di identificare i loro costituenti perché avrebbe danneggiato i campioni.

Le prove più convincenti che la modifica dei denti fosse praticata su soggetti viventi della civiltà Maya provengono da malattie dentali associate a una preparazione eccessiva dei denti (Fastlicht 1948, Gwinnett & Gorelick 1979, Tiesler 1999, Whittington & Reed 2006, Gonzalez et al. 2010). Utilizzando la radiografia, dentisti e antropologi hanno osservato radiolucenze periapicali correlate a denti modificati (Rubin de la Borbolla 1940, Fastlicht 1948, Romero Molina 1970, Whittington & Reed 2006, Gonzalez et al. 2010).

Per quanto riguarda i campioni 1 e 3 (denti canini mascellari), la relazione anatomica tra la base della cavità e la camera pulpare rimaneva distante dallo spazio pulpare. Di conseguenza, si può dedurre che la procedura di modifica non ha causato danni al tessuto pulpare. D'altra parte, il campione 2 (dente premolare) aveva una camera pulpare esposta sotto la cuspide buccale. Le inlay erano fissate tramite pressione o cemento (Rubin de la Borbolla 1940), e anche se la sua composizione era praticamente identica a quella del cemento Portland (Sweet 1963), non è stata osservata alcuna barriera di tessuto duro sotto l'inlay. Si verificano molteplici livelli di risposte e interazioni in reazione a lesioni meccaniche della polpa dentale. A seconda della gravità e della durata dell'insulto e della risposta dell'ospite, possono essere indotti due distinti cambiamenti nel tessuto duro: riassorbimento o calcificazione (Torabinejad & Walton 2009), come osservato nei campioni 4–6.

Tre forme di riassorbimento radicolare interno sono state segnalate, sebbene sia stata utilizzata una terminologia variabile per descriverle: riassorbimenti superficiali, infiammatori e di sostituzione (Levin et al. 2009). Il primo si verifica quando solo aree minori della parete del canale radicolare sono state riassorbite; potrebbe essere autolimitante e potrebbe ripararsi se la polpa è relativamente sana e se lo stimolo irritante è stato rimosso (Andreasen et al. 2007). Quest'ultimo è un tipo di cambiamento metaplastico nella polpa dentale in cui la polpa viene prima sostituita da osso, e poi successivamente la dentina viene sostituita da osso, che appare simile a lamelle, con cellule simili a osteociti intrappolate che somigliano a osteoni (Andreasen et al. 2007, Patel et al. 2010).

Nello studio presente, la ricostruzione tridimensionale dei campioni 4 e 5 ha suggerito che entrambi i denti hanno sviluppato un riassorbimento infiammatorio interno, cioè una distruzione progressiva della dentina intraradicolare e dei tubuli dentinali lungo le pareti del canale (Lyroudia et al. 2002). Sebbene l'infiammazione cronica sia comunemente presente nelle infezioni pulpari, altre condizioni prevalgono per il reclutamento e l'attivazione dei precursori degli odontoclasti all'interno della polpa dentale (Patel et al. 2010), ad esempio il strato di odontoblasti adiacente e la predentina devono essere disturbati affinché le cellule clastiche attivate possano aderire alla dentina mineralizzata intraradicolare (Wedenberg & Lindskog 1985); il tessuto pulpare apicale alla lesione riassorbente deve avere un apporto sanguigno vitale per fornire cellule e i loro nutrienti, mentre il tessuto pulpare coronale necrotico infetto fornisce stimolazione per quelle cellule (Tronstad 1988).

Nei campioni 4 e 5, è possibile che l'attivazione degli odontoclasti sia avvenuta a causa della perdita di predentina a seguito di trauma o calore eccessivo generato durante la procedura di modifica (Wedenberg & Lindskog 1985) e della presenza di un tessuto pulpare coronale necrotico infetto a causa dell'esposizione della polpa all'ambiente orale (Torabinejad & Walton 2009). In definitiva, poiché il canale è rimasto non trattato, la riassorbimento interno è continuato fino a quando il tessuto connettivo infiammato che riempiva il difetto riassorbitivo è degenerato, avanzando la lesione in direzione apicale (Patel et al. 2010). I cambiamenti degenerativi della polpa, come la calcificazione della polpa o l'atrofia/fibrosi della polpa, sono correlati all'invecchiamento o a lesioni subletali, risultando in un'irritazione cronica della polpa (Levin et al. 2009). Questa calcificazione patologica è definita come un deposito anormale di sali di calcio nei tessuti, insieme a quantità minori di ferro, magnesio e altri sali minerali e si presenta in due forme. Quando il deposito avviene in tessuti altrimenti normali, è nota come calcificazione metastatica, e quasi sempre risulta da ipercalcemia secondaria a qualche disturbo nel metabolismo del calcio. Al contrario, il deposito di sali di calcio localmente in tessuti in via di morte è noto come calcificazione distruttiva; si verifica nonostante i livelli sierici normali di calcio e in assenza di alterazioni nel metabolismo del calcio. La calcificazione distruttiva si incontra in aree di necrosi, siano esse di tipo coagulativo, caseoso o liquefattivo, e in focolai di necrosi enzimatica del grasso (Robbins et al. 2010).

Nello studio attuale, è stata osservata un'estesa calcificazione patologica nei terzi medio e apicale del canale radicolare del campione 6 (incisivo laterale mascellare). In questo caso, una delle cavità realizzate per l'inserimento dell'inlay aveva raggiunto il tessuto pulpare. Come reazione al danno tissutale in una polpa cronica infiammata, i trombi nei vasi sanguigni e le guaine di collagene attorno alle pareti dei vasi sono stati considerati come possibili siti per l'inizio delle calcificazioni distrofiche. Con l'aumento dell'irritazione, anche la quantità di calcificazione è aumentata, portando a una parziale obliterazione del canale radicolare (Torabinejad & Walton 2009).

Conclusioni

Le modifiche intenzionali dei denti umani hanno un significato antropologico e sociale. Il loro studio aiuta a comprendere il comportamento umano passato e presente da una prospettiva geografica, culturale, religiosa ed estetica. L'analisi tomografica dei denti dell'antica civiltà Maya ha mostrato che le cavità per inlay raggiungevano la camera pulpare negli incisivi mascellari e nei denti premolari, con il potenziale di causare malattie pulpari e periapicali.

Autori: M. A. Versiani, M. D. Sousa-Neto & J. D. Pécora

Riferimenti:

1. Alt KW, Rösing FW, Teschler-Nicola M (1998) Modifiche artificiali dei denti umani. Antropologia Dentale: Fondamenti, Limiti e Prospettive, 1ª ed. New York, NY, USA: Springer-Verlag Wien, pp. 386–415.
2. Andreasen JO, Andreasen FM, Andersson L (2007) Manuale e Atlante a Colori delle Lesioni Traumatiche ai Denti, 4ª ed. Oxford, Regno Unito: Blackwell Munksgaard.
3. Fastlicht S (1948) Mutilazioni dentali nel Messico precolombiano. Journal of the American Dental Association 36, 315–23.
4. Gonzalez EL, Perez BP, Sanchez JA, Acinas MM (2010) Estetica dentale come espressione di cultura e rituale. British Dental Journal 208, 77–80.
5. Gwinnett AJ, Gorelick L (1979) Denti incassati degli antichi Maya: uno studio tribologico utilizzando il SEM. Scanning Electron Microscopy 12, 575–80.
6. Levin LG, Law AS, Holland GR, Abbott PV, Roda RS (2009) Identificare e definire tutti i termini diagnostici per la salute e le malattie pulpari. Journal of Endodontics 35, 1645–57.
7. López Olivares NM (2006) Odontologia culturale: alterazioni dentali da Petén, Guatemala. In: Whittington SL, Reed DM, eds. Ossa dei Maya: Studi su Scheletri Antichi, 2ª ed. Washington, DC, USA: Smithsonian Institution Press, pp. 105–16.
8. Lyroudia KM, Dourou VI, Pantelidou OC, Labrianidis T, Pitas IK (2002) Riassorbimento radicolare interno studiato tramite radiografia, stereomicroscopio, microscopio elettronico a scansione e metodo ricostruttivo 3D computerizzato. Dental Traumatology 18, 148–52.
9. Patel S, Ricucci D, Durak C, Tay F (2010) Riassorbimento radicolare interno: una revisione. Journal of Endodontics 36, 1107–21. Robbins SL, Kumar V, Cotran RS (2010) Robbins e Cotran: Fondamenti Patologici della Malattia, 8ª ed. Philadelphia, PA, USA: Saunders/Elsevier.
10. Romero Molina J (1970) Mutilazione dentale, trepanazione e deformazione cranica. In: Stewart TD, ed. Antropologia Fisica, 1ª ed. Austin, TX, USA: University of Texas Press, pp. 50–67. Rubin de la Borbolla DF (1940) Tipi di mutilazione dentale trovati in Messico. The American Journal of Physical Anthropology 26, 349–65.
11. Sweet APS (1963) Odontoiatria indiana pre-ispanica. Radiografia e Fotografia Dentale 36, 19–22.
12. Tiesler V (1999). Modellamento della testa e decorazione dentale tra gli antichi Maya: aspetti archeologici e culturali. In: Atti del 64° Incontro della Società di Archeologia Americana. Chicago, IL, USA: Society of American Archaeology, pp. 1–11. Tiesler V (2002) Endodonzia: tecniche di decorazione nell'antico Messico – uno studio delle superfici dentali utilizzando radiografia e S.E.M. Oral Health 92, 33–41.
13. Torabinejad M, Walton RE (2009) Endodonzia: Principi e Pratica, 4ª ed. St. Louis, MO, USA: Saunders/Elsevier.
14. Tronstad L (1988) Riassorbimento radicolare – eziologia, terminologia e manifestazioni cliniche. Endodontics and Dental Traumatology 4, 241–52.
15. Van Rippen B (1917) Odontoiatria operativa precolombiana degli indiani dell'America Centrale e Meridionale. Dental Cosmos LIX, 861–73.
16. Vukovic A, Bajsman A, Zukic S, Secic S (2009) Odontoiatria cosmetica nei tempi antichi – una breve revisione. Bulletin of the International Association for Paleontology 3, 9–13.
17. Wedenberg C, Lindskog S (1985) Riassorbimento interno sperimentale nei denti delle scimmie. Endodontics G Dental Traumatology 1, 221–7.
18. Whittington SL, Reed DM (2006) Ossa dei Maya: Studi su Scheletri Antichi, 1ª ed. Tuscaloosa, AL, USA: The University of Alabama Press.
19. Whittlesey HG (1935) Storia e sviluppo dell'odontoiatria in Messico. Journal of the American Dental Association 6, 989–95. Williams JS, White CD (2006) Modificazione dentale nella popolazione postclassica di Lamanai, Belize. Ancient Mesoamerica 17, 139–51.