Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/85963
Title: When breathing is a burden [ : Sinonasal variations and diseases affecting the human skull in three Portuguese identified osteological collections (19th-20th centuries) ]
Authors: Magalhães, Bruno Miguel Silva 
Orientador: Santos, Ana Luísa
Mays, Simon
Keywords: concha bullosa; nasal septal deviation; maxillary rhinosinusitis; rhinitis; craniofacial morphology; miscellaneous osseous alterations; concha bolhosa; desvio do septo nasal; rinossinusite maxilar; rinite; morfologia craniofacial; miscelânea de alterações ósseas
Issue Date: 30-Oct-2018
Project: SFRH/BD/102980/2014 - Fundação para a Ciência e Tecnologia 
Place of publication or event: Coimbra
Abstract: The external nose, nasal cavity, and paranasal sinuses represent key structures whose normal functions may be impaired by several variations and diseases of the upper respiratory tract. Nevertheless, its study in past populations has been neglected. The main aim of the current study is to investigate systematically the osseous changes affecting the sinonasal anatomy of the human skull, as well as its possible impact on craniofacial morphology. Three identified osteological collections from Coimbra and Lisbon comprising 2024 individuals (males=52.7%, females=47.3%; mean age at death=47.81), who lived between 1804 and 1981 were studied. New macroscopic methodologies were structured for recording paradoxical curvatures of the middle turbinate, nasal septal deviations, and spicules on the middle turbinate, whilst computed tomography scanning was used to complement the differential diagnosis. Nasal trauma was recorded in 8.4% (148/1770) of the individuals and the higher frequency in males shows statistically significant differences. The increased age at death also plays a statistical significant role in individuals presenting nasal fracture. A lateral impact force trauma was recorded in 61.5% (91/148) of the individuals, whilst 12.8% (19/148) show other fractures on the facial skeleton. Although the differential diagnosis is limited by the nonspecific location of nasal and facial fractures concerning blows and falls, frequency of lateral impact shows that interpersonal and intimate partner violence may have played an important role in males and females, respectively. The five nasal variations investigated presented prevalence of 38.5% (hypertrophy of the middle turbinates), 50.5% (paradoxical curvature of the middle turbinates), 17.9% (accessory turbinates), 94.8% (septal deviations), and 14.2% (septal spurs), showing that all are fairly common. The nasal septal deviation index and septal spurs present a higher frequency in males, with statistically significant differences. The fact that adult age does not play a significant role in the presence of the nasal variations studied shows that its development may have occurred during early age and is consistent with the hypothesis that genetics may play an important role in their presence. New bone formations on the middle turbinates and within the maxillary sinuses show prevalence of 59.3% and 49.8%, respectively, both showing statistically significant sexual differences with higher frequency in females. Clinical and palaeopathological literature confirm that these osseous alterations are highly consistent with rhinitis and chronic maxillary rhinosinusitis. The high prevalence of bone formations in both anatomical structures may be related to several reasons, including being the first line of defence against numerous external aggressions, indoor (e.g., smoke due to unprocessed biomass fuels burnt during cooking) and outdoor (e.g., industrialisation) air pollution, insalubrity and lack of hygienic conditions, or mucociliary dysfunction. Clinical studies also state that the nasal anatomical variations may play an important role in sinonasal disease. In the present study, hypertrophy and paradoxical curvature of the middle turbinates are statistically associated with the presence of spicules in the same osseous structure, whilst none of the variations studied are associated with the presence of bone formations within the maxillary sinuses, which is in accordance with most of the clinical literature. Also, although several factors may have played a role on sinonasal disease in the same individual, their relative importance is impossible to study in skeletal remains. The presence of concha bullosa and maxillary rhinosinusitis suggests an effect on craniofacial morphology, since six measurements and two indices revealed a pattern of increased facial breadth in individuals presenting those osseous alterations. This may be related to the development of both concha bullosa and maxillary rhinosinusitis during growth of the facial and cranial bones and anatomical structures, playing a role in its development. Finally, a miscellaneous of osteoblastic and osteoclastic bone alterations was observed on the anatomical structures studied. New cases consistent with leprosy and the first known evidence of possible teaching of modern dacryocystorhinostomy were discussed. The current work brings a new perception of sinonasal morphology and disease in past populations, showing that its presence was frequent in Portugal during the 19th and 20th centuries. Simultaneously, new methodological approaches are expected to facilitate future research understanding sinonasal morphology and disease and its impact on human life.
O nariz externo, cavidade nasal e seios paranasais são estruturas chave cujo normal funcionamento pode ser dificultado por diversas variações e doenças do trato respiratório superior. O seu estudo em populações do passado tem sido, no entanto, negligenciado. O presente trabalho tem como objetivo principal o estudo sistemático das alterações ósseas que afetam a anatomia sinonasal do crânio humano, assim como o seu possível impacto na morfologia craniofacial. Três coleções osteológicas identificadas provenientes de Coimbra e Lisboa que incluem 2024 indivíduos (sexo masculino=52,7%, sexo feminino=47,3%; idade à morte média=47,81) que viveram entre 1804 e 1981 foram estudadas. Novas metodologias macroscópicas são descritas para o registo da curvatura paradoxal, do desvio do septo nasal e de espículas ósseas na concha nasal média. Foi também utilizada a tomografia axial computorizada como meio complementar de diagnóstico diferencial. O trauma nasal foi registado em 8,4% (148/1770) dos individuos que fazem parte da base de estudo e a maior frequência no sexo masculino representa diferenças estatísticas significativas, assim como o aumento da idade à morte nos indivíduos que apresentam fratura nasal. A maior parte destes indivíduos (61,5%, 91/148) evidencia o resultado provável de uma força de impacto lateral, enquanto 12,8% (19/148) apresentam outras fraturas no esqueleto facial. Apesar do diagnóstico diferencial destas lesões ser limitado pela localização não específica das fraturas identificadas tendo em conta a sua origem violenta ou não violenta, a frequência da força de impacto lateral mostra que a violência interpessoal e doméstica parecem desempenhar um papel importante nos resultados obtidos. Todas as cinco variações nasais estudadas apresentam prevalências elevadas de 38,5% (hipertrofia das conchas médias), 50,5% (curvatura paradoxal das conchas médias), 18% (concha acessória), 94,8% (desvios septais) e 14,2% (esporões septais). Para além disso, o índex de desvio do septo e os esporões septais apresentam uma maior frequência no sexo masculino com relevância estatística. O facto da idade adulta não desempenhar um papel significativo na presença das variações estudadas mostra que o seu desenvolvimento parece acontecer durante o crescimento e é consistente com a hipótese de que a genética pode desempenhar um papel decisivo na sua presença. As formações ósseas nas conchas médias e no interior dos seios maxilares apresentam uma prevalência de 59,3% e 49,8%, respetivamente, ambas mais elevadas no sexo feminino e com diferenças estatísticas significativas. Os dados clínicos e paleopatológicos confirmam que estas alterações ósseas são altamente altamente consistentes com a presença de rinite e rinossinusite maxilar crónica. A alta prevalência destas formações ósseas parece estar associada a várias razões, incluindo o facto da área sinonasal ser a primeira linha de defesa contra numerosas agressões externas, a poluição do ar interior (e.g., devido ao fumo proveniente da queima de combustíveis não processados ao cozinhar em lareiras abertas) e exterior (e.g., industrialização), insalubridade e falta de condições de higiene ou a disfunção mucociliar. Estudos clínicos mostram também que as variações nasais podem estar na origem da doença sinonasal. No presente estudo, a hipertrofia e a curvatura paradoxal da concha média mostram uma associação estatística significativa com a presença de espículas naquela estrutura óssea, enquanto nenhuma das variações estudadas apresenta associação com as formações ósseas nos seios maxilares, o que está em acordo com a maior parte dos estudos clínicos que se debruçam sobre este tema. Embora vários fatores possam ter desempenhado um papel na doença sinonasal no mesmo indivíduo, a sua importância relativa é impossível de estudar em coleções osteológicas. A concha bolhosa e a rinossinusite maxilar evidenciam também uma associação estatisticamente significativa com o desenvolvimento de um padrão de maior largura da face, muito provavelmente porque ambas se desenvolveram durante o período de crescimento dos ossos e estruturas faciais, desempenhando um papel importante no seu desenvolvimento. Foi ainda registada uma miscelânea de alterações osteoblásticas e osteoclásticas nas estruturas ósseas estudadas. Novos casos consistentes com a presença de lepra ou o primeiro caso conhecido de possível ensino da dacriocistorrinostomia moderna são discutidos. O presente estudo sugere uma nova perceção da morfologia e doença sinonasal em populações do passado, mostrando que a sua presença era já frequente em Portugal durante os séculos XIX e XX. Com a utilização de novas metodologias espera-se facilitar futuros trabalhos científicos na área de forma a ser melhor entendida a morfologia e patologia sinonasal e o seu impacto nos seres humanos.
Description: Tese de Doutoramento em Antropologia, ramo de especialização em Antropologia Biológica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
URI: http://hdl.handle.net/10316/85963
Rights: embargoedAccess
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