Analysis of stable carbon and nitrogen isotopes in the incremental layers of dentin in terms of the effect of stressors.

W ciągu ostatnich lat rozwój technologii umożliwił wykorzystanie zaawansowanych analiz molekularnych w badaniach antropologicznych. Pierwiastki obecne zarówno w środowisku jak w każdej tkance tworzącej organizm występują w formie izotopów. Oznacza to, że ten sam pierwiastek może posiadać różną liczbę neutronów w jądrze. Analizy izotopowe tkanek kostnych, a także zębów umożliwiają określenie diety osobnika, migracji, ale też zaobserwowanie momentu stresu ogólnoustrojowego organizmu. Zaburzenie homeostazy organizmu wynikające z zadziałania czynnika stresogennego nie pozostaje obojętne dla tkanek takich jak kości czy zęby. Znanym wyznacznikiem stresu fizjologicznego jest hypoplazja szkliwa. Jest obserwowalna makroskopowo i objawia się najczęściej w postaci widocznych linii na powierzchni zęba. W ostatnich latach obserwuje się wzrost liczby badań dotyczących wpływu czynników stresogennych na kształtowanie się kości i zębów. Istnieje jednak niewiele badań skupiających się na samej zębinie. W badaniach antropologicznych najczęściej analizuje się izotopy azotu 15N oraz węgla 13C. Stosunek tych dwóch pierwiastków może ulegać zmianie w zależności od spożywanego pokarmu, miejsca bytowania czy zadziałania czynników stresogennych, takich jak na przykład choroba czy niedożywienie. W przeprowadzonej pracy badawczej dokonano analizy stabilnych izotopów węgla 13C i azotu 15N w przyrostowych warstwach zębiny w aspekcie działania czynników stresogennych. Materiał zębowy wykorzystany w badaniu pochodził z terenów wykopalisk w Sanoku. Próbę badawczą stanowiło 10 zębów z widoczną hipoplazją szkliwa. Próbę kontrolną stanowiło 10 zębów niewykazujących nieprawidłowości w rozwoju. Do dalszej analizy izotopowej wyekstrahowano 2 próbki z każdego zęba, jedną z części korony, drugą z korzenia. Łącznie pozwoliło to na uzyskanie 40 próbek. W przeprowadzonej pracy badawczej opracowano metodę, która może być w przyszłości wykorzystywana do analiz izotopowych kolagenu wyekstrahowanego z samej zębiny. Analiza izotopowa azotu 15N i węgla 13C przyrostowych warstw zębiny w aspekcie działania czynników stresogennych nie wykazała różnic istotnych statystycznie pomiędzy odpowiadającymi częściami zębów osobników z hipoplazją a osobników o uzębieniu zdrowym. Aby dokładnie zbadać wpływ czynników stresogennych na rozwój zębiny konieczne jest wykonanie dalszych badań na większej ilości prób.

In recent years, the development of technology has made it possible to use advanced molecular analyzes in anthropological research. The elements present both in the environment and in every tissue that make up the organism are present in the form of isotopes. This means that the same element may have a different number of neutrons in the nucleus. Isotope analyzes of bone tissues and teeth make it possible to determine the individual's diet, migration, but also to observe the moment of systemic stress of the organism. Disturbance of the organism's homeostasis resulting from the action of a stress factor is not indifferent to tissues such as bones or teeth. Enamel hypoplasia is a well-known determinant of physiological stress. It is macroscopically observable and most often manifests itself as visible lines on the tooth surface. In recent years, there has been an increase in the number of studies on the impact of stressors on the formation of bones and teeth. However, there is little research focused on dentin itself. In anthropological research, the 15N nitrogen and 13C carbon isotopes are the most frequently analyzed. The ratio of these two elements may change depending on the food consumed, the place of living or the action of stressors, such as, for example, disease or malnutrition. In the research work, the stable isotopes of 13C carbon and 15N nitrogen in the incremental layers of dentin were analyzed in terms of the effect of stressors. The tooth material used in the study came from the excavation site in Sanok. The research sample consisted of 10 teeth with visible enamel hypoplasia. The control sample consisted of 10 teeth showing no developmental abnormalities. For further isotopic analysis, 2 samples were extracted from each tooth, one from the crown part and the other from the root. In total, it allowed to obtain 40 samples. In the research work, a method was developed that can be used in the future for isotope analyzes of collagen extracted from the dentin itself. The isotopic analysis of 15N nitrogen and 13C carbon of the incremental layers of dentin in the aspect of the effect of stressors showed no statistically significant differences between the corresponding parts of the teeth of individuals with hypoplasia and those with healthy teeth. In order to thoroughly investigate the influence of stress factors on the development of dentin, it is necessary to conduct further studies on a larger number of samples.