Integración de análisis microestructurales y de composición sobre tejidos mineralizados (hueso, esmalte, dentina y cemento dental) [2019]
OBJETIVO GENERAL
Con la información obtenida a través de los análisis tanto microestructurales como de composición de los tejidos dentales y óseos, se espera alcanzar una interpretación antropológica más integral y completa sobre los restos humanos. De esta manera, los análisis de composición ayudará a resolver la historia diagenética del resto así como modificaciones culturales, como por ejemplo, alteraciones térmicas y elementos traza que puedan ser indicadores de dieta. Por su parte, los estudios sobre la microestructura dental y ósea buscan alcanzar una certeza mayor, en cuanto a las edades cronológicas y biológicas, en las cuales fenecieron los individuos de poblaciones del pasado, así como para señalar estados de salud enfermedad, por medio de la identificación de episodios de estrés y procesos patológicos. En este sentido la comparación y complementación de dicha información con lo observado en la macroestructura morfológica de los elementos óseos y dentales permitirá llegar a una interpretación integral crítica sobre individuos y poblaciones del pasado desde la osteología antropológica.
ANTECEDENTES
El desarrollo del ser humano y de la sociedad depende de vínculos y procesos que giran en torno a la actuación concomitante de factores de tipo fisiológico, ecológico, psicológico, económico y sociocultural. Por ello, el cuerpo de cada individuo es, en cierta medida, su síntesis manifiesta. La capacidad de adaptación, entendiéndola como el proceso de retorno a un estado de equilibrio en respuesta a presiones ambientales de carácter biológico o cultural, es lo que ha permitido que el ser humano se desenvuelva en los más variados hábitats para diversificarse de manera cultural. Por eso, ante situaciones de estrés, el organismo tiende a alterarse en un sentido fisiológico, provocando la activación de una serie de procesos homeostáticos que buscan primero una estabilización orgánica y después la superación total del factor que ocasiona el desequilibrio. Sin embargo, el tipo y la forma de respuesta se supedita a la edad y a la historia particular de cada sujeto, así como a la severidad y duración del agente agresor. En este sentido, la muerte constituye el estrés máximo al que es sometido el organismo y al que, por supuesto, no sobrevive. Por otro lado, el deceso de una persona tiene repercusiones que sobrepasan la esfera biológica para ir a la sociocultural a través del ritual. Al igual que la vida, la muerte no es un acto individual en sí. Los ritos expresan la convicción de que una vida de hombre no es un destino individual, sino una cadena del phylum fundamental e ininterrumpido. Es decir, una continuidad biológica de una familia o de una estirpe que se extiende al género humano entero. Por lo tanto, la muerte resulta una consecuencia de la suma de circunstancias que conforman la existencia humana. La vida influye directamente sobre la muerte y los distintos modos de morir corresponden a diferentes maneras de vivir. Por ello, la sepultura final de un individuo lleva implícita la síntesis social y cultural de la que formó parte. De ahí que en sociedades desaparecidas y en contextos forenses, los restos humanos proporcionan información crucial acerca de algunos procesos de la vida que, desde la antropología física, contribuyen a reconstruir de manera integral la identidad biológica y cultural de las personas que una vez fueron y de las que sólo quedan osamentas. De esta forma, de los huesos y dientes, como los últimos resquicios de la vida humana, se puede obtener toda una gama de información debido a que estos tejidos mineralizados formaron parte de un sistema dinámico que estuvo en conexión con el metabolismo general del cuerpo. Tanto los dientes como los huesos, durante la vida, mantuvieron una relación interactiva con todo el organismo (a distintos niveles fisiológicos) en constante dependencia con el ambiente físico y cultural. De manera consecuente, en el material óseo y dental, es posible encontrar huellas indelebles sobre el perfil biológico, estado de salud, tipo de dieta, organización social, patrones de actividad física y otros fenómenos de índole conductual. Sin embargo, los cambios que tienen lugar en el individuo después de muerto, en su paso de la biosfera a la litosfera, ocasionan que múltiples factores incidan en el estado final de conservación del esqueleto, lo que es determinante para poder obtener información de este. Los restos humanos, al ser depositados en un medio ambiente circunscrito, reaccionan y experimenta cambios a nivel físico y químico, tanto en sus componentes orgánicos como en los inorgánicos. Este proceso dinámico es lo que se conoce como diagénesis. Por esta razón, resulta vital tener un buen conocimiento sobre el estado de conservación de los restos, tanto a nivel macroscópico como microestructural, además de saber sobre los cambios que haya sufrido su composición original. Si bien es cierto que en un nivel macro, el análisis de la morfología ósea, gracias al mantenimiento de elementos óseos específicos, permite la caracterización del individuo que se analiza (a través de la determinación del sexo, estimación de la edad, identificación de lesiones patológicas o de actividad física, entre otras) ahora, gracias al desarrollo del conocimiento y a los avances tecnológicos, también se puede encontrar información crucial que contribuye a reconstruir el perfil biológico y cultural en los adentros de las estructuras óseas y dentales, es decir en su arreglo microestructural y en su composición material, en general. En este sentido, la microestructura de los cuatro tejidos mineralizados que conforman la estructura del cuerpo humano (óseo, esmalte, dentina y cemento dental), al tener una estructura, conformación y composición estable y consolidada, son capaces de mantener información sobre la vida de un individuo. Desde la edad cronológica, marcada por los relojes biológicos que ordenan el crecimiento constante y organizado de los tejidos mineralizados dentales, hasta cambios morfológicos por alteraciones patológicas o de estrés físico o el registro de las interrupciones con las que se encuentra el crecimiento dental, por rupturas o fisuras, constantes o episódicas, de la homeostasis fisiológica del individuo. Asimismo, a través del análisis microestructural se puede identificar, en caso necesario, la especie de los restos (diferenciación entre restos humanos y otras especies animales), así como la caracterización y confirmación de ciertos procesos patológicos, lo cual enriquece la realización de un diagnóstico más certero sobre el estado de salud de un individuo. No obstante, para alcanzar lo arriba mencionado, resulta fundamental conocer la historia diagenética de dichos tejidos mineralizados para saber no sólo el impacto que tuvo el contexto sobre los restos humanos sino también diversas alteraciones culturales, como dobles exequias o alteración térmica. Esto contribuye a sopesar su potencial analítico en diferentes rubros, como el microestructural, isotópico o genético. En cuanto a los cambios que se pudieran observar en la composición del material óseo y dental, se pueden determinar las alteraciones que ha sufrido el material en sus porciones orgánica y mineral, por ejemplo, si ha sido afectado por los elementos propios de la matriz de suelo provocando un aumento en su cristalinidad y una consecuente pérdida orgánica. A pesar de que hay muchas interrogantes en el universo de los procesos diagenéticos y de que cada hueso tendrá una historia única, hay constantes. En la actualidad se han identificado los principales parámetros que repercuten en mayor medida en la conservación del hueso arqueológico y entre ellos están: cantidad de colágeno preservado, proporción Ca/P, porosidad, densidad, índice de cristalinidad, entre otros. Aunado a esto, el colágeno como principal componente de la porción orgánica tiende a degradarse con el paso natural del tiempo, por lo cual puede ser utilizado como un indicador de la antigüedad del resto óseo, siempre y cuando se conozca su estado general de preservación. En lo referente a la fracción mineral, la identificación de ciertos elementos traza en el entramado mineral tiene el potencial de determinar el tipo de ingesta alimenticia que llevó la persona durante la vida. De esta forma, este proyecto de investigación tiene como fin último la incorporación de los análisis microestructurales y de composición de los tejidos óseo y dental en la osteología antropológica, para alcanzar una interpretación integral y enriquecida sobre restos humanos.
DESCRIPCIÓN
El desarrollo de este proyecto se divide en cuatro secciones: I) Análisis antropofísico, nivel macroscópico, de los restos óseos humanos, utilizando las diversas metodologías aceptadas en la disciplina para alcanzar a interpretar el perfil biológico y cultural del individuo. II) Análisis de la microestructura dental, por medio de diferentes técnicas microscópica o analíticas: 1) Esmalte dental en individuos infantiles: a) cálculo del tiempo de formación de la corona dental para estimar la edad cronológica al momento de la muerte; b) análisis de la superficie de la corona dental para identificar alteraciones hipoplásicas por alteraciones fisiológicas (problemas de salud) y conteo de las periquimatas (líneas incrementales) para estimar la edad a la muerte; c) identificación de líneas acentuadas en la microestructura del esmalte dental para asociarlas con el momento del nacimiento (línea neonatal) y con episodios de estrés por enfermedad. 2) Dentina en individuos infantiles y adultos: a) identificación de la dentina interglobular como un indicador de deficiencia de vitamina D; b) análisis de la dentina secundaria por medio del cálculo de la razón pulpa/diente para estimar la edad al momento de la muerte. 3) Cemento dental en individuos sub-adultos y adultos: a) conteo de las líneas incrementales en tercio superior de la raíz dental para estimar la edad cronológica al momento de la muerte; b) identificación de líneas acentuadas y su asociación con episodios de estrés fisiológico. c) caracterización del cemento dental y sus cambios con la edad. III) Análisis de la microestructura ósea, por medio de diferentes técnicas microscópicas: 1) Cambios en la organización microestructural: a) por procesos de origen patológico; b) por procesos de origen tafonómico (cultural o natural); c) por crecimiento y desarrollo (en individuos infantiles). 2) Diferenciación microestructural por especie: Identificación de similitudes y diferencias de la microestructura ósea humana con otras especies animales. IV) Análisis de la composición elemental del tejido óseo y dental por medio de diferentes técnicas analíticas (difracción de rayos X, calorimetría diferencial de barrido, espectroscópicas, de emisión de rayos X inducida por partículas, microscopía electrónica de barrido, entre otras): 1) Análisis de la fracción orgánica y mineral; 2) Cambios elementales en las fracciones constituyentes del tejido por alteraciones térmicas; 3) Identificación de elementos en la matriz ósea relacionados con patrones alimenticios. Los resultados de estas cuatro secciones se conjugarán en cada caso, en dependencia de su contexto de procedencia, para obtener una interpretación integral e interdisciplinaria. En dicha interpretación, la antropología física sirve de eje para encauzar la información en pro de la reconstrucción de la historia de vida, primero de un individuo y después de una sociedad. En esta primera fase del proyecto se analizarán los siguientes restos óseos prehispánicos: 1) 60 individuos (correspondiente a la tercera parte) de la colección ósea STC LÍNEA 6 METRO REFINERÍA - AZCAPOTZALCO del Horizonte Cultural Posclásico Tardío (1325 - 1521 d. C.), resguardada en la Osteoteca de la Dirección de Antropología Física del INAH, en la Ciudad de México. Esta colección fue resultado de los trabajos de la entonces Subdirección de Salvamento Arqueológico del INAH de 1980 a 1982, dentro de la construcción del Sistema de Transporte Colectivo Metro de la Línea 6, bajo la coordinación de Carlos Silva y Román Chávez Torres. Esta colección está conformada por un total de 289 individuos provenientes de un cementerio prehispánico ubicado en el Barrio de San Marcos Ixquitlan del antiguo Tepanecapan. 2) Material óseo proveniente del sitio arqueológico "La Laguna", Apizaco, Tlaxcala correspondiente al Horizonte Cultural Formativo (600 a.C. - 150 d.C). Este material se encuentra resguardado en el Laboratorio de Materiales Arqueológicos de la Facultad de Ciencias Sociales y Humanidades de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), a cargo del Dr. Alexander Borejsza, investigador titular adscrito a dicha institución. El análisis antropofísico comenzó en el mes de octubre de 2018, por quien suscribe, en las instalaciones de la UASLP y concluirá en esta primera fase del presente proyecto a través del registro fotográfico que se realizó y se dará paso al análisis microestructural de algunas muestras. 3) Material óseo (grupo de falanges) proveniente del Templo XIX del Grupo de las Cruces del sitio arqueológico de Palenque, Chiapas, correspondiente al Horizonte Cultural Clásico (250 - 900 d.C). Este material será trasladado por la Dra. Martha Cuevas, de manera temporal, a la Dirección de Antropología Física para su análisis. 4) Muestras de cemento dental provenientes de individuos de la colección ósea histórica San Nicolás Tolentino, resguardada en la DAF: Se le dará continuidad al procesamiento de datos y análisis de muestras que ya fueron preparadas y sometidas a algunos experimentos (fluorescencia, y difracción de rayox X con luz sincrotrón, así como diversas técnicas microscópicas) por quien suscribe, en el Departamento de Ingeniería y Ciencias de los Materiales de la Universidad McMaster, en la ciudad de Hamilton, Canadá. 5) De presentarse el caso, se analizará de manera concomitante material óseo y dental procedente de diferentes contextos arqueológicos que hayan sido resultado de los trabajos de la Dirección de Salvamento Arqueológico del INAH, así como de otros proyectos que presenten problemas antropológicos en los que la perspectiva analítica que plantea este proyecto pueda ayudar a resolver. Todo el trabajo que conlleva este proyecto será realizado por quien suscribe en las instalaciones de la Dirección de Antropología Física del INAH y los estudios con técnicas microscópicas y analíticas se llevarán a cabo en el Laboratorio Nacional de Ciencias para la Investigación y Conservación del Patrimonio Cultural (LANCIC), ubicado en el Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México.
NOTAS
- Descripción de actividades: 1) Análisis osteológico antropofísico en laboratorio: Con las diferentes metodologías aceptadas dentro de la disciplina se buscará la determinación de sexo, estimación de la edad biológica, identificación de caracteres epigenéticos, lesiones patológicas, marcas de actividad y modificación culturales. 2) Realización de réplicas de las piezas dentales a estudiar: De cada una de las piezas dentales a analizar se tomarán las correspondientes impresiones dentales, antes de realizar los cortes, con un polisiloxano (silicona por condensación) mezclado con un catalizador en gel. Después se dará paso a la realización de las réplicas dentales con polimetacrilato, un acrílico que se obtiene de la polimerización del monómero metilmetacrilato. Las réplicas serán integradas a la caja de resguardo de cada uno de los esqueletos correspondientes. 3) Análisis microestructural dental y óseo: Se prepararán cortes histológicos para su análisis con microscopía de luz transmitida y reflejada. 4) Análisis de composición elemental. De acuerdo con la técnica utilizada (calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja, espectroscopía RAMAN, fluorescencia de rayos X, emisión de rayos X inducida por partículas, entre otras) se preparará y analizarán las muestras de interés. 5) Análisis de resultados: Integración analítica de todos los resultados obtenidos. 6) Redacción de los resultados obtenidos: Preparación del informe correspondiente y de su publicación
- Vinculación del proyecto: Los alcances de esta investigación se encuentran al nivel de lo que está aconteciendo en la escena internacional y con los resultados que se obtengan se espera tener presencia en las principales revistas arbitradas de orden internacional, así como su difusión en foros científicos internacionales, para hacer patente la investigación que se desarrolla en el INAH. Asimismo, el análisis de una parte de esta investigación se realiza en colaboración con la Dra. Kathryn Grandfield, especialista en tejidos mineralizados e investigadora titular, de reconocido prestigio internacional, del Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales de la Universidad McMaster, en la ciudad de Hamilton, Ontario, Canadá.
Folio SIP
26031
Fecha de inicio
2019-01-07
Fecha de término
2024-12-31
Categoría
Unidad Administrativa
Área normativa
TITULAR DEL PROYECTO
PARTICIPANTES
Colaborador (ctb): Aleksander Borejsza, Colaborador (ctb): José Luis Ruvalcaba Sil, Colaborador (ctb): Juan Manuel Argüelles San Millán, Colaborador (ctb): Kathryn Grandfield, Colaborador (ctb): Lauro Bucio Galindo, Director de proyecto (pdr): Lourdes Rocío Couoh Hernández, Colaborador (ctb): Martha Cuevas GarcíaCOBERTURA
Ubicación geográfica