Quantitative Untersuchungen zum Wachstum des Canalis nasolacrimalis von Japanischen Makaken (Macaca fuscata) unter Berücksichtigung klimatischer Faktoren

  • Die vorliegende Studie befasste sich mit der Morphologie des Canalis nasolacrimalis (CN) von Japanischen Makaken (Macaca fuscata) basierend auf der Untersuchung koronaler computertomographischer Schichtaufnahmen. Im ersten Teil der Studie wurde das geschlechtsspezifische Wachstum des CN anhand von 29 Schädeln in unterschiedlichen postnatalen Altersgruppen analysiert. Der zweite Teil befasste sich mit dem Einfluss geographischer und klimatischer Faktoren auf die Morphologie des Tränenkanals adulter Japanischer Makaken, die definierten lokalen Populationen entstammen. Im dritten Teil der Arbeit wurde schließlich die Morphologie des CN von Macaca fuscata mit der anderer Spezies der Faszikularis-Gruppe der Makaken (Macaca cyclopis, Macaca fascicularis, Macaca mulatta) verglichen. Zur Darstellung der Morphologie des CN wurden anhand der koronalen CT-Schichtaufnahmen mit Hilfe der WinSurf Version 4.0® - Software 3D-Rekonstruktionen des CN angefertigt und die entsprechenden Volumina ermittelt. Darüber hinaus wurde die Länge des CN sowie der Winkel zwischen der Achse des CN und der Horizontalebene mit dem Programm OsiriX® Version 5.8.2 vermessen. Die ermittelten Maße des CN wurden mit externen linearen Schädelmaßen in Beziehung gesetzt, um den Einfluss der Schädelmorphologie auf den CN zu untersuchen. Männliche und weibliche Japanische Makaken wiesen zahlreiche Übereinstimmungen in der Morphologie des CN auf. So erstreckte sich der CN vom orbitalen Eingang nach kaudal und lateral. Dabei befand sich der orbitale Eingang weiter medial als die Mündungsstelle in der Nasenhöhle. Erst ab der Altersgruppe 2 erschien der Sinus maxillaris gleichzeitig auf einem Schichtbild mit dem CN. Die Maße des CN vergrößerten sich mit zunehmendem Alter, wobei das Volumen des CN adulter männlicher Tiere größer war als das der weiblichen Tiere. Bis auf den linken CN adulter Tiere wiesen weibliche Individuen in allen anderen Altersgruppen einen längeren CN auf als männliche Individuen. Die größte Volumen- und Längenzunahme zeigten sich bei Männchen zwischen der Altersgruppe 3 und 4, bei Weibchen zwischen der Altersgruppe 1 und 2. Die Achse des CN war bei infantilen Tieren nahezu senkrecht zur Horizontalebene ausgerichtet und verlagerte sich mit zunehmenden Alter schräg nach vorne. Für die Volumen-, Längen- und Winkelmessungen des CN konnten signifikante geschlechtsspezifische Unterschiede beobachtet werden. Jedoch waren die Unterschiede nicht einheitlich und betrafen nicht alle Altersgruppen. Die vorliegende Studie zeigte für Macaca fuscata einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen dem Wachstum des CN und externen Schädelmaßen. Darüber hinaus zeigten die Vergleiche der Anstiege der Regressionsgeraden zwischen beiden Geschlechtern keine signifikanten Unterschiede. Somit ist anzunehmen, dass sich die Tränennasenkanäle beider Geschlechter mit einem ähnlichen Wachstumsmuster vergrößern. Der Einfluss klimatischer und geographischer Faktoren auf den CN wurde an 37 Schädeln adulter Japanischer Makaken beiderlei Geschlechts von fünf definierten geographischen Regionen Japans untersucht. Dazu wurden die ermittelten Maße des CN in Relation zu Klimadaten gesetzt. Für das Volumen ergaben sich keine statistisch signifikanten Unterschiede im Populationsvergleich. Jedoch unterschieden sich die Messwerte der lokalen Gruppen hinsichtlich der Länge und der Achsenneigung des CN signifikant voneinander. Zudem konnten für den linken CN signifikante Beziehungen zur geographischen Lage und der kleinsten Januartemperatur herausgearbeitet werden. Da dieser Zusammenhang nur für eine Seite beobachtet werden konnte, besteht weiterer Untersuchungsbedarf. Schließlich wurden die vier Spezies der Faszikularis-Gruppe bezüglich der Morphologie des CN anhand von 34 adulten Schädeln beiderlei Geschlechts untersucht. Statistisch signifikante Unterschiede ergaben sich für das Volumen und die Länge des CN. Während für den CN von Macaca fuscata bezüglich Volumen und Länge die größten Messwerte bestanden, zeigte Macaca mulatta die kleinsten Messwerte. Hinsichtlich der Ausrichtung des CN zur Horizontalebene bestanden keine Speziesunterschiede. Die Ergebnisse dieser Untersuchung beschreiben nicht nur den Tränennasengang innerhalb einer Wachstumsreihe von Macaca fuscata, sondern liefern erstmals Erkenntnisse über die Morphologie des CN bei verschiedenen geographischen Populationen der Rotgesichtsmakaken sowie der Faszkularis-Gruppe. Angesichts der bekannten Unterschiede zwischen Catarrhini und Platyrrhini bezüglich der Morphologie der Nasenhöhle sind weiterführende Untersuchungen notwendig um die Faktoren, welche die Morphologie des Tränennasengangs beeinflussen, weiter zu ergründen.
  • The following study investigated the morphology of the Canalis nasolacrimalis (CN) of Japanese macaques by analysis of coronal computed tomographic images. In the first part of the study the gender-specific growth of the CN was analyzed by examination of 29 skulls from different postnatal age groups. In the second part, the influence of geographical and climatic factors on the morphology of the CN of adult Japanese macaques from defined local populations was investigated. In the third part, the morphology of the CN of Macaca fuscata was compared with that of other macaque species (Macaca cyclopis, Macaca fascicularis, Macaca mulatta). For the visualization of the CN morphology, 3D reconstructions of the CN were generated from coronal CT images using the WinSurf Version 4.0® - Software and the respective volumes were determined. In addition, both the length of the CN and the angle between the CN axis and the horizontal plane were measured using the program OsiriX® Version 5.8.2. The determined measurements of the CN were correlated with external linear skull measurements to determine the influence of skull morphology on the CN. Several similarities were found between the morphologies of the CN of male and female Japanese macaques. In both sexes, the CN ran from the orbital entrance in caudal and lateral direction, with the orbital entrance point located further medial than the end point in the nasal cavity. The maxillary sinus appeared on CT images together with the CN only from age Group 2. The size of the CN increased with age and its volume was greater in adult males than in female animals. With the exception of the left CN in adult animals, females possessed a longer CN than males in all other age groups. The greatest increase in volume and length of the CN occurred between age groups 3 and 4 in males and between age groups 1 and 2 in female animals. The CN axis was oriented almost perpendicular to the horizontal plane in infantile animals and inclined towards the front with increasing age. Significant gender-specific differences were observed for the volumes, lengths and angle measurements of the CN. However, these differences were not uniform and did not occur in all age groups. This study showed a statistically significant correlation between the growth of the CN and external skull measurements of Macaca fuscata. Furthermore, comparisons between the gradients of regression lines showed no significant differences between the sexes. It can therefore be assumed that the CN of both males and females follow a similar growth pattern. The influence of geographical and climatic factors on the CN was investigated using 37 skulls of adult Japanese macaques of both sexes originating from five defined geographical regions of Japan. To this end, the determined CN measurements were correlated with climate data. For CN volume, no statistically significant differences were found between the different populations. On the other hand, both CN length and axis angle differed significantly between the local groups. Furthermore, a significant correlation between the left CN and both geographical origin and the lowest temperature in the month of January was observed. Since this correlation was only found for one side, further studies will be required. Finally, the CN morphology of the four species of the fascicularis group was investigated by analysis of skulls from 34 adult animals of both sexes. Statistically significant differences were found for both volume and length of the CN, with Macaca fuscata and Macaca mulatta displaying the largest and smallest values, respectively. No species-specific differences were found in the angle of the CN axis with respect to the horizontal plane. The results of this study not only describe the changes of the CN of Macaca fuscata at different growth stages, but also present the first insights into the CN morphology of different geographical populations of both Japanese macaques and the fascicularis group. Considering the known differences between Catharrini and Plathyrrini with regard to the morphology of their nasal cavities, further investigations about the factors influencing the morphology of the CN will be required.

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Metadaten
Author: Olga Maria Drygala
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-23951
Title Additional (English):Quantitative studies on the postnatal growth of the Canalis nasolacrimalis in Japanese macaques (Macaca fuscata) considering climatic factors
Referee:Prof. Dr. Thomas Koppe, Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Horst Claassen
Advisor:Prof. Dr. Thomas Koppe
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2018/11/28
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2018/11/19
Release Date:2018/11/28
Tag:Faszikularisgruppe, Japanische Makaken, postnatales Wachstum
Canalis nasolacrimalis, Drygala, Macaca fuscata, Olga Maria Drygala
GND Keyword:Canalis, Drygala, Faszikularisgruppe, Japanische, Macaca, Makaken, Wachstum, fuscata, nasolacrimalis
Pagenumber:126
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Anatomie und Zellbiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit