Палеонтологический журнал, 2020, № 1, стр. 66-69

Наиболее древний случай неопластических изменений костной ткани у тетрапод

И. В. Новиков ab*, П. А. Гайдук c**, А. В. Грибанов d***, А. Н. Иванов e, А. В. Новиков fИ. А. Стародубцева g****

a Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН, Москва, Россия

b Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия

c ООО “Пи Эс Ай”, Санкт-Петербург, Россия

d ООО “Рэмси Диагностика Рус.”, Санкт-Петербург, Россия

e СПб ГБУЗ Городская поликлиника № 60, Санкт-Петербург, Россия

f Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия

g Государственный Геологический музей им. В.И. Вернадского РАН, Москва, Россия

* E-mail: inovik@paleo.ru
** E-mail: hallosalut@yandex.ru
*** E-mail: gav667@yandex.ru
**** E-mail: iraidastar@mail.ru

Поступила в редакцию 02.04.2019
После доработки 02.04.2019
Принята к публикации 02.04.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Приведены результаты изучения новообразования костной ткани на нижней челюсти у раннемезозойской темноспондильной амфибии Benthosuchus korobkovi Ivachnenko из местонахождения Тихвинское (Верхнее Поволжье, Ярославская обл.; нижний триас, нижнеоленекский подъярус). Применение мультиспиральной компьютерной томографии позволяет с достаточной степенью достоверности сделать вывод о неопластическом (опухолевом) характере данного патологического образования. Наиболее вероятный диагноз: не одонтогенная остеома, также не исключены гемангиома и фиброзная дисплазия.

Ключевые слова: ранний оленек, темноспондильной амфибии, неоплазия

Случаи патологических изменений костной ткани у древних докайнозойских позвоночных отмечались и описывались в литературе неоднократно. В большинстве случаев они являлись следствием прижизненных механических повреждений – укусов, ударов или переломов костей (Курзанов, 1992; Лебедев, 1993; Gallagher et al., 1998; Степанов и др., 2004, 2006; Everhart, 2008; Lebedev et al., 2009 и др.), реже – были вызваны экто- или эндопаразитами, деятельностью патогенных бактерий и микобактерий, нарушением обмена веществ, старческими нарушениями и другими причинами (Moodie, 1923; Лебедев, 1993; Molnar, 2001; Степанов и др., 2005, 2006; Lukševičs et al., 2009 и др.).

Среди подобных изменений наибольшая часть зафиксирована у различных мезозойских рептилий – динозавров, ихтиоптеригий, завроптеригий и мозазавров. В отношении древних амфибий доступные данные по скелетным аномалиям сравнительно скудны и в основном касаются морфологических нарушений – например, затрагивающих топографию покровных костей черепа или развитие позвонков (Gubin et al., 2000; Witzmann, 2007; Witzmann et al., 2014). Единственный описанный ранее случай патологического опухолевидного изменения костной ткани у этих животных относится к одной из костей черепной крыши у раннетриасового (позднеоленекского) темноспондила Parotosuchus sp. из местонахождения Федоровка (=Окуневское: Новиков, 2018) в бассейне р. Кобры (Губин и др., 2001). Микроскопический и рентгеновский анализы, а также данные рентгеновской компьютерной томографии этой патологии позволили выявить наиболее древнюю из известных злокачественную опухоль у позвоночных (паростальная остеосаркома).

Частота встречаемости патологических нарушений на ископаемом материале, как правило, зависит от величины имеющейся выборки и степени сохранности остатков. В этом отношении, если говорить о раннетриасовых амфибиях, уникальным является раннеоленекское местонахождение Тихвинское в Верхнем Поволжье (Ярославская обл.; рыбинский горизонт), которое по количеству и сохранности собранного костного материала, а также по общему разнообразию известной отсюда биоты (темноспондильные амфибии, архозавры, рыбы, членистоногие, моллюски, макрофлора) не имеет аналогов в нижнем триасе Восточной Европы (Киселев и др., 2003). Собранные здесь многочисленные остатки амфибий (черепа, нижние челюсти и их фрагменты, изолированные кости посткраниального скелета; колл. ПИН, № 3200, более 600 экз.) принадлежат видам Benthosuchus korobkovi Ivachnenko, Thoosuchus yakovlevi (Riabinin) и Wetlugasaurus angustifrons Riabinin (Новиков, 2018). Этот массовый материал неоднократно использовался при изучении индивидуальной и возрастной изменчивости у первых двух форм (Гетманов, 1981, 1986, 1989), а также для выявления аномалий в строении дермального скелета (Gubin et al., 2000). Литология осадков, вмещающих эти остатки, указывает на их формирование в спокойных условиях мелководья, что способствовало сохранению тончайших деталей строения скелетных элементов (см. Гетманов, 1989).

Из указанного местонахождения Тихвинское происходит правая ветвь нижней челюсти Benthosuchus korobkovi, несущая патологическое изменение костной ткани, описываемое ниже. Образец хранится в Государственном геологическом музее им. В.И. Вернадского (ГГМ), Москва (экз. № ГГМ-0277-14/ПВ-00650) и принадлежал крупному животному с черепом длиной не менее 40 см и общей длиной тела около 1.6 м. На лабиальной стороне образца, в передней части угловой кости имеется локальное вздутие костной ткани округлой продольно-вытянутой формы с вогнутым верхним контуром, образующее с телом челюсти тупой угол до ~135о и не нарушающее покровного орнамента (рис. 1; табл. VIII , см. вклейку). Длина новообразования – 29.8 мм, ширина – до 17.5 мм и максимальная толщина – до 6.8 мм (табл. VIII , фиг. 2 и 3 ).

Рис. 1.

Benthosuchus korobkovi Ivachnenko, экз. № ГГМ-0277-14/ПВ-00650, правая ветвь нижней челюсти: а – с лабиальной стороны, б – сверху; Ярославская обл., Рыбинский р-н, меcтонахождение Тихвинское; нижний триас, нижнеоленёкский подъярус, рыбинский горизонт, рыбинская свита. Прямоугольником выделена область новообразования. Обозначения: An – angulare, Cor – coronoideum, D – dentale, San – supraangulare. Длина масштабной линейки 10 мм.

Выбор возможностей для специального исследования данной патологии объективно ограничивался тем фактом, что речь идет о музейном экспонате из основного фонда хранения, что исключает возможность нарушения его целостности при анализе. По этой причине образец не мог быть распилен с целью получения тонких срезов для последующего микроскопического исследования, а также подвернут химическому исследованию. Этим определялось использование не инвазивных (не разрушающих образец) способов исследования, в данном случае, методов лучевой диагностики. Среди последних наиболее информативными для визуализации внутренних структур и постановки диагноза являются магнитно-резонансная томография (МРТ) и мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ). Однако первый из этих методов не мог быть применен ввиду ряда ограничений по химическому составу исследуемого объекта; поэтому в качестве основного метода исследования была избрана МСКТ.

Исследование было выполнено на медицинском компьютерном томографе Optima CT660 General Electric (64 – срезовый), установленном на базе медицинского диагностического центра “Рэмси Диагностика” (г. Санкт-Петербург). При сканировании был применен режим “для внутреннего уха” – программы с шагом сканирования 0.625 мм и c последующей цифровой реконструкцией и достраиванием промежуточных виртуальных срезов методом линейной интерполяции до достижения величины шага срезов в 0.3 мм. Для визуализации полученных данных было использовано программное обеспечение GE AW Volume Share 5. Технические параметры выполненной МСКТ, выбранные экспериментальным путем как наиболее подходящие для исследования образца, состоящего в основном из вещества с высокими и чрезвычайно высокими коэффициентами ослабления рентгеновского излучения, следующие:

а) режим сканирования:

– смещение стола томографа за один оборот рентгеновской трубки – 0.625 мм;

– напряжение тока на рентгеновской трубке – 140 кВ;

– сила тока на рентгеновской трубке – 170 мA;

б) диапазон электронного окна (в единицах Хаунсфилда11: HU):

– WW (Window Width, ширина окна) = = ‒3000…+3000,

– WL (Window Level, уровень окна) = +595.

В результате проведенного исследования было установлено, что структура кости нижнечелюстной ветви диффузно уплотнена до +1800…+3000 HU (табл. VIII ). По контуру визуализируется слой компактного вещества (+3000 HU), предположительно, кортикальный слой кости, толщиной от 0.6 мм до 0.9 мм, который прослеживается по всей поверхности образца. Под кортикальной пластиной определяется слоистая структура кости. Структура локального вздутия (новообразования) плотнее окружающей фоссилизированной костной ткани (+2691…+2993 HU) (табл. VIII , фиг. 2 и 3 ).

Исходя исключительно из рентгенологических признаков рассматриваемого локального вздутия (патологии) (более плотная структура по сравнению с таковой окружающего вещества окаменевшей костной ткани, поверхностное расположение, округлая форма, отсутствие связи с альвеолами зубов и ровные гладкие контуры, позволившие сохранить интактной характерную наружную скульптуру кости), наиболее вероятным диагнозом представляется не одонтогенная остеома латеральной поверхности угловой кости правой ветви нижней челюсти.

Кроме возможного формирования описанного новообразования по сценарию развития остеомы, когда локальное патологическое уплотнение костной ткани (и, соответственно, рост коэффициента ослабления излучения, наблюдаемое на рентгенограммах) происходило прижизненно, мы не исключаем возможности, когда костное вещество прижизненно подвергалось патологической деструкции с образованием полости и посмертным, в процессе фоссилизации, заполнением этой полости веществом с более высоким коэффициентом ослабления рентгеновского излучения. Последнему сценарию могут удовлетворять следующие диагнозы (нозологические единицы): гемангиома кости и фиброзная дисплазия. В качестве наименее вероятных, но стоящих упоминания, также следует перечислить аневризматическую костную кисту, злокачественную остеобластому и низко дифференцированную остеосаркому. В любом случае мы имеем дело с древнейшим (начало раннеоленекского века раннего триаса) известным нам случаем неопластического (опухолевого) образования у тетрапод. Следует отметить, что при описании полученных результатов исследования были использованы диагностические критерии медицинской рентгенологии ввиду отсутствия данных по рентгенологии скелета современных и ископаемых амфибий.

* * *

Авторы признательны Т.Н. Ивановой (ГБУЗ ГКБ им. Е.О. Мухина ДЗМ, Москва), Л.Н. Вылегжаниной (Медицинский центр “Рэмси Диагностика” в С.-Петербурге) и П.Ю. Ушатову (ООО “Пи Эс Ай”, С.-Петербург) за консультации относительно основного метода исследования. Работа выполнена в рамках государственной программы повышения конкурентоспособности Казанского (Приволжского) федерального ун-та среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

Список литературы

  1. Гетманов С.Н. О некоторых закономерностях роста черепа у бентозухид // Палеонтол. журн. 1981. №2. С. 110–116.

  2. Гетманов С.Н. О характере индивидуальной изменчивости черепа у бентозухид в связи с развитием трематозаврового плана организации // Палеонтол. журн. 1986. № 2. С. 81–91.

  3. Гетманов С.Н. Триасовые амфибии Восточно-Европейской платформы. М.: Наука, 1989. 102 с. (Тр. Палеонтол. ин-та АН СССР. Т. 236).

  4. Губин Ю.М., Петровичев Н.Н., Соловьев Ю.Н. и др. Новообразование покровных костей черепа раннетриасовой амфибии // Вопр. онкологии. 2001. Т. 47. № 4. С. 449–455.

  5. Киселев Д.Н., Баранов В.Н., Муравин Е.С. и др. Атлас геологических памятников природы Ярославской обл. Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2003. 120 с.

  6. Курзанов С.М. Гигантский протоцератопсид из верхнего мела Монголии // Палеонтол. журн. 1992. № 3. С. 81–93.

  7. Лебедев О.А. О прижизненных повреждениях скелета девонских рыб // Следы жизнедеятельности древних организмов. М.: Наука, 1993. С. 75–86.

  8. Новиков И.В. Раннетриасовые амфибии Восточной Европы: эволюция доминантных групп и особенности смены сообществ. М.: РАН, 2018. 358 с.

  9. Степанов С.А., Архангельский М.С., Иванов А.В., Успенский Г.Н. О палеопатологии ихтиоптеригий // Архив патологии. 2004. № 2. С. 29–31.

  10. Степанов С.А., Архангельский М.С., Иванов А.В. О палеопатологии Sauropterygia // Недра Поволжья и Прикаспия. 2005. № 43. С. 28–31.

  11. Степанов С.А., Архангельский М.С., Иванов А.В., Григорьев М.А. О палеопатологии верхнемеловых плезиозавроидов Нижнего Поволжья // Изв. Саратов. ун-та. 2006. Т. 6. Сер. Науки о Земле, вып. 1. С. 89–93.

  12. Everhart M.J. A bitten skull of Tylosaurus kansasensis (Squamata: Mosasauridae) and a review of mosasaur-on-mosasaur pathology in the fossil record // Trans. Kansas Acad. Sci. 2008. V. 111. № 3/4. P. 251–262.

  13. Gallagher W.B., Tumanova T.A., Dodson P., Axel L. CT scanning Asian ankylosaurs: Paleopathology in a Tarchia skull // J. Vertebr. Paleontol. 1998. V. 18 (Suppl. 3). P. 44A–45A.

  14. Gubin Y.M., Novikov I.V., Morales M. A review of anomalies in the structure of the skull roof of temnospondylous labyrinthodonts // Paleontol. J. 2000. V. 34. Suppl. 2. P. 154–164.

  15. Lebedev O. A., Mark-Kurik E., Karatajute-Talimaa V.N. et al. Bite marks as evidence of predation in early vertebrates // Acta Zool. 2009. V. 90. Suppl. 1. P. 344–356.

  16. Lukševičs E., Lebedev O.A., Mark-Kurik E., Karatajute-Talimaa V.N. The earliest evidence of host–parasite interactions in vertebrates // Acta Zool. 2009. V. 90. Suppl. 1. P. 335–343.

  17. Molnar R.E. Theropod paleopathology: a literature survey // Mesozoic Vertebrate Life / Ed. Tanke D.H., Carpenter K. Bloomington: Indiana Univ. Press, 2001. P. 337–363.

  18. Moodie R.L. Paleopathology. An introduction to the Study of Ancient Evidences of Disease. Urbana: Illinois Univ. Press, 1923. 567 p.

  19. Witzmann F. A hemivertebra in a temnospondyl amphibian: the oldest record of scoliosis // Journal J. Vertebr. Paleontol. 2007. V. 27. № 4. P. 1043–1046.

  20. Witzmann F., Rothschild B.M., Hampe1 O. et al. Congenital malformations of the vertebral column in ancient amphibians // J. Veterinary Medicine. Ser. C. Anat., Histol., Embryol. 2014. V. 43. № 2. P. 90–102. https://doi.org/10.1111/ahe.12050

Дополнительные материалы отсутствуют.