Doctoral Thesis
In der hier vorliegenden Studie wurde die Nasenhöhle von Strepsirrhini (Feuchtnasenprimaten) anhand von Mikro-CT-Aufnahmen untersucht. FĂŒr die Untersuchungen lagen uns 24 ĂŒberwiegend adulte SchĂ€del der beiden strepsirrhinen Infraordnungen Loriformes und Lemuriformes zur VerfĂŒgung. Mit Hilfe der Software WinSurfÂź 4.0 konnten das Volumen der Nasenhöhle bestimmt und 3D-Rekonstruktionen der Cavitas nasi angefertigt werden. Die Nasenhöhle der Strepsirrhini besitzt eine langgestreckte Form. Die anterior schmale, hohe Nasenhöhle erscheint dorsal eher breit und abgeflacht. Es ragen mehrere zum Teil verzweigte und eingerollte Turbinalia in die Nasenhöhle. Einige strepsirrhine Familien, wie Galagonidae, Loridae, Cheirogaleidae, Lepilemuridae und Lemuridae unterscheiden sich in ihrer Nasenhöhlenmorphologie von den Ăbrigen. Bei ihnen lassen sich neben dem Hiatus maxillaris zusĂ€tzliche Verbindungen zur angrenzenden Kieferhöhle darstellen. Dorsal wird die Cavitas nasi durch die Lamina horizontalis in einen kranialen Recessus olfactorius und einen kaudalen Ductus nasopharyngeus unterteilt. Bei den Loriformes ist der Recessus olfactorius gröĂer als bei den Lemuriformes. Das absolute Nasenhöhlenvolumen der Lemuriformes ist ebenfalls gröĂer als das der Loriformes. Um die Nasenhöhlenvolumina beider Infraordnungen besser miteinander vergleichen zu können, wurde aus dem Nasenhöhlen- und GesichtsschĂ€delvolumen ein Index berechnet. Die geringen Index-Abweichungen lassen darauf schlieĂen, dass Loriformes und Lemuriformes tendenziell gleich groĂe Nasenhöhlen in Bezug zum GesichtsschĂ€delvolumen besitzen. Das Nasenhöhlenvolumen korreliert mit allen von uns gemessenen SchĂ€delmaĂen. Das unterstreicht die besondere Rolle der Nase als zentrales Bauelement des GesichtsschĂ€dels. Der statistische Vergleich zwischen dem Nasenhöhlenvolumen der Strepsirrhini mit den aus der Literatur entnommenen Daten der Catarrhini und Platyrrhini ergibt, dass zwischen den drei Primatengruppen hinsichtlich der SchĂ€delbasislĂ€nge Ă€hnliche ZusammenhĂ€nge bestehen. Die hier erhobenen DatensĂ€tze ermöglichen Einblicke in die funktionelle Morphologie der Nasenhöhle relativ basaler Primaten und können fĂŒr das bessere VerstĂ€ndnis der stammesgeschichtlichen Entwicklung des Menschen herangezogen werden. Zudem bildet diese Studie aufgrund der exakten Volumenbestimmungen der Cavitas nasi die Grundlage fĂŒr weitere biometrische Studien.
In der Literatur bestehen WissenslĂŒcken ĂŒber die Morphologie und das Wachstum der Nasenhöhle von Primaten, insbesondere von Pan troglodytes. In dieser Arbeit wurden anhand von 46 SchimpansenschĂ€deln beiderlei Geschlechts in drei verschiedenen Altersstufen das postnatale Wachstum und die Morphologie der Nasenhöhle von Pan troglodytes, unter BerĂŒcksichtigung des Geschlechtsdimorphismus untersucht. DarĂŒber hinaus wurde das postnatale Nasenhöhlenwachstum der Schimpansen mit dem anderer Primaten verglichen. Zur Darstellung der Nasenhöhlenmorphologie wurden von allen SchĂ€deln computertomographische Schichtaufnahmen angefertigt. Um der rhomboiden Nasenhöhlenform Rechnung zu tragen, wurden, basierend auf den einzelnen koronaren Schichtserien, mit Hilfe der WinsurfÂź - Software, 3D-Rekonstruktionen der Nasenhöhlen angefertigt und deren Volumina berechnet. ZusĂ€tzlich wurden verschiedene LĂ€ngen-, Breiten- und HöhenmaĂe am SchĂ€del, einschlieĂlich der Nasenhöhle erhoben und das Nasenseptum zum Vorliegen einer Deviation untersucht. Pan troglodytes zeigt bei allen untersuchten Tieren und in allen Altersgruppen eine rhomboide Form der Cavitas nasi. Diese auffĂ€llige Formkonstanz der Nasenhöhlenmorphologie zeigt sich auch bei der Betrachtung der nach dorsal höher und schmaler werdenden Nasenhöhlenform. Neben einem meist symmetrischen Nasenseptum finden sich an der seitlichen Nasenwand jeweils 3 knöchern gestĂŒtzten Nasenmuscheln (Concha nasalis superior, -media, -inferior). Die postnatale VerĂ€nderung der Nasenhöhlenform wurde anhand von Indizes, quantifiziert. Pan troglodytes weist eine breite und hohe Nasenhöhle auf. Da das biologische Alter der Tiere zum Zeitpunkt ihres Todes nicht bekannt war, erfolgte die Beschreibung der WachstumsvorgĂ€nge der Nasenhöhle und des SchĂ€dels mittels einer einfachen linearen Regressionsanalyse, wobei als BezugsmaĂ GesamtschĂ€dellĂ€nge sowie die GesichtsschĂ€dellĂ€nge gewĂ€hlt wurden. Es konnte gezeigt werden, dass der gröĂte Zuwachs des Volumens bei beiden Geschlechtern gegen Ende des Wachstums liegt. Ein Geschlechtsdimorphismus beim Wachstumsverhalten der Nasenhöhlen konnte nicht festgestellt werden. Die Darstellung von MerkmalszusammenhĂ€ngen zwischen dem Nasenhöhlenvolumen und der SchĂ€delmorphologie erfolgte mittels einer Korrelationsanalyse. Durch eine einfache lineare Regressionsanalyse konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Nasenhöhlenvolumen und den LĂ€ngen-, Breiten- und HöhenmaĂen des GesichtsschĂ€dels nachgewiesen werden. Die statistische Untersuchung des Nasenhöhlenwachstums ergab keinen signifikanten Unterschied im Anstieg der Regressionsgeraden fĂŒr mĂ€nnliche und weibliche Tiere. Ein Geschlechtsdimorphismus lieĂ sich statistisch auch fĂŒr andere MittelgesichtsmaĂe nicht nachweisen. Das postnatale Wachstum der Nasenhöhle von Pan troglodytes wurde schlieĂlich mit dem des Orang-Utan und des japanischen Makaken (Macaca fuscata) verglichen. Dazu wurde zunĂ€chst fĂŒr alle 3 Spezies Regressionsgeraden ermittelt, wobei die SchĂ€debasislĂ€nge als BezugsmaĂ verwendet wurde. Der Vergleich der Regressionsgeraden zeigte keine signifikanten Unterschiede in den Anstiegen der Regressionsgeraden. Trotz spezies - spezifischer Unterschiede in den GröĂen der Nasenhöhlen vergröĂern sich die Nasenhöhlen der untersuchten Primaten postnatal offensichtlich nach einem Ă€hnlichen Wachstumsmuster. Die Ergebnisse dieser Studie tragen Modellcharakter und liefern weitere Erkenntnisse ĂŒber das kraniofaziale Wachstum der Primaten. Inwiefern z.B. die Form der Nasenhöhle bei den 3 Spezies oder auch die Nasenmuscheln Einfluss auf das postnatale kraniofaziale Wachstum der Primaten haben, sollte durch weitere Untersuchungen abgeklĂ€rt werden.
Untersuchungen zur Morphologie und zum Wachstum der Nasenhöhle von Primaten, insbesondere von Makaken sind in der Literatur kaum zu finden. Ein Ziel dieser Arbeit war daher eine Wachstumsanalyse der Nasenhöhle von Macaca fuscata, unter BerĂŒcksichtigung des Geschlechtsdimorphismus Zu diesem Zweck wurden von 29 SchĂ€deln japanischer Makaken (M. fuscata) aus vier verschiedenen postnatalen Altersstufen computertomographische Schichtaufnahmen des GesichtsschĂ€dels gewonnen. AnschlieĂend wurde das Volumen der Nasenhöhle analysiert und statistisch ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass der gröĂte Zuwachs des Volumens bei beiden Geschlechtern gegen Ende des Wachstums liegt. In Bezug zur SchĂ€delbasislĂ€nge nimmt das Volumen der weiblichen Individuen stĂ€rker zu als das der mĂ€nnlichen, um bei gleicher SchĂ€delbasislĂ€nge am Ende des Wachstums sogar ein gröĂeres Volumen zu erreichen. Ein Geschlechtsdimorphismus konnte statistisch fĂŒr die Nasenhöhle gezeigt werden, fĂŒr andere MittelgesichtsmaĂe lieĂ er sich nicht nachweisen. Die Spezies Macaca fuscata ist in ihrer regionalen Verbreitung einzigartig unter den Primaten und, abgesehen vom Mensch, die am nördlichsten vorkommende Primatenart. Aus diesem Grund ist sie gut geeignet fĂŒr Untersuchungen in Hinblick auf eventuelle klimatische EinflĂŒsse. Um zu ĂŒberprĂŒfen, ob klimatische EinflĂŒsse das Volumen der Nasenhöhle beeinflussen, wurden 36 SchĂ€del adulter japanischer Makaken von fĂŒnf bekannten geographischen Regionen untersucht. Auch bei dieser Untersuchung wurden zunĂ€chst computertomographische Schichtaufnahmen der Nasenhöhle gewonnen und das Volumen der Nasenhöhle errechnet Das gewonnene Nasenhöhlenvolumen der einzelnen Individuen wurde dann in Relation zur geographischen Höhe und zu TemperatureinflĂŒssen gesetzt. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass die Absenkung der Januartemperatur in nördlichen Regionen Japans bei den Makaken mit einer VergröĂerung des Volumens der Nasenhöhle einhergeht. Diese VergröĂerung ist mit einer Verkleinerung des Volumens des Sinus maxillaris verbunden. Dieses Ergebnis lĂ€sst Schlussfolgerungen auf die physiologischen Funktionen der Nase zu. Die Untersuchungen sprechen dafĂŒr, die Rolle der Nasennebenhöhlen zur Anfeuchtung und AnwĂ€rmung der Atemluft als fraglich einzustufen. Die Ergebnisse dieser Studie tragen Modellcharakter und liefern weitere Erkenntnisse ĂŒber das kraniofaziale Wachstum der Primaten.
Wie kaum eine andere Spezies weist der moderne Mensch eine auĂerordentlich groĂe geographische Verbreitung auf. Die damit verbundene notwendige Anpassung an unterschiedlichste geographische Bedingungen fĂŒhrte unter anderem auch zu morphologischen VerĂ€nderungen am SchĂ€del. Die Bedeutung geographischer Faktoren fĂŒr bestimmte SchĂ€delkomponenten wird jedoch sehr unterschiedlich diskutiert. Das trifft insbesondere auch auf die GröĂe und Form der Nasenhöhle zu. Da die KlĂ€rung solcher ZusammenhĂ€nge von Bedeutung fĂŒr verschiedene Fachgebiete wie Anatomie, Physiologie, Forensische Medizin und Anthropologie ist, wurde in dieser Studie die Beziehung zwischen der Morphologie der Nasenhöhle zum Mittelgesicht unter BerĂŒcksichtigung klimatischer Faktoren untersucht. Die Untersuchungen der Nasenhöhlen erfolgte an 62 mazerierten adulten SchĂ€deln von vier definierten menschlichen Populationen, die sich in ihrer geographischen Herkunft unterscheiden. Von allen SchĂ€deln wurden zunĂ€chst koronare computertomographische Schichtaufnahmen angefertigt. AnschlieĂend wurden an den CT-Schichtaufnahmen lineare StreckenmaĂe der Nasenhöhle erhoben. Des Weiteren erfolgte die Volumenbestimmung der Nasenhaupthöhle mit Hilfe der WinSurf-Software. Weiterhin erfolgte auch die Vermessung des Ă€uĂeren SchĂ€dels mit linearen MaĂen, um Beziehungen zwischen der Nasenhöhle und dem GesichtsschĂ€del zu untersuchen. Die externen SchĂ€delmaĂe dienten auĂerdem der Berechnung des GesichtsschĂ€delvolumens. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten auf Populationsunterschiede bezĂŒglich der absoluten und relativen GröĂe des Nasenhöhlenvolumens hin, wĂ€hrend das GesichtsschĂ€delvolumen zwischen den Populationen keine signifikanten Unterschiede aufweist. Die hier beobachteten Populationsunterschiede deuten darauf hin, dass ein Einfluss klimatischer Faktoren auf die GröĂe der Nasenhöhle nicht ausgeschlossen werden kann. Der von uns verwendete Nasenhöhlen-GesichtsschĂ€del-Index, der das VerhĂ€ltnis zwischen dem Volumen der Nasenhöhle und dem GesichtsschĂ€delvolumen beschreibt, weist zwischen der Population Kyoto und den drei anderen Populationen statistisch signifikante Unterschiede auf. Der Nasenhöhlen-GesichtsschĂ€del-Index fĂŒr die Kyoto-Population ist signifikant kleiner als bei den anderen drei Populationen. Unsere Untersuchungen ergaben einen Zusammenhang zwischen dem Nasenhöhlen-GesichtsschĂ€del-Index und der geographischen Herkunft der SchĂ€del. Im Populationenvergleich konnten wir GröĂenunterschiede der Nasenhöhle feststellen, wĂ€hrend Formunterschiede in Bezug auf die Cavitas nasi zwischen den Populationen nicht zu beobachten sind. Bei der asiatischen Population war ein signifikant höherer unterer Nasengang nachweisbar. Hinsichtlich der Asymmetrie des unteren Nasenganges lieĂen sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Populationen erkennen. Es handelt sich bei den von uns betrachteten Populationen um eine fluktuierende Asymmetrie des unteren Nasenganges. Die durchgefĂŒhrten Korrelations- und Regressionsanalysen erfolgten separat fĂŒr jede Population. Als besonders aussagekrĂ€ftiger Parameter der Cavitas nasi ist die Höhe der Nasenhöhle im Bereich des zweiten Molaren im Oberkiefer zu nennen, da dieser Parameter bei allen Populationen viele Korrelationen zu externen SchĂ€delmaĂen und dem GesichtsschĂ€delvolumen aufweist. Das Nasenhöhlenvolumen lĂ€sst sich am ehesten aus der Breite der Nasenhöhle ableiten, da fĂŒr drei der vier Populationen fĂŒr dieses Merkmalspaar signifikante Korrelationen nachweisbar sind. Obgleich die vorliegende Studie Hinweise auf einen Einfluss des Klimas auf die VariabilitĂ€t der Morphologie der Nasenhöhle zeigen, ist das Design dieser Studie nicht geeignet, einen direkten Einfluss klimatischer Faktoren zu belegen. HierfĂŒr sind weiterfĂŒhrende Studien notwendig, die auch den komplexen Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Strukturelementen der Nasenhöhle Rechnung tragen.