Calcified Tissue Research

, Volume 12, Issue 1, pp 323–330 | Cite as

Cyclic bone remodeling in deer

  • J. R. Hillman
  • R. W. Davis
  • Y. Z. Abdelbaki
Original Papers


Biopsy samples of rib, metacarpus, metatarsus and tibia were obtained from deer at five intervals during the annual antler growth cycle. Tissues were examined by either histometric methods or by densitometric measurements followed by mineral analysis using atomic absorption spectrophotometry. Little remodelling occurred in bones during the period of antler quiescence, but during the peak of antler growth in June, internal bone remodelling reached a peak. The highest resorption of 22.99% occurred in ribs with lower levels of 13.10% for metacarpus and 10.37% for metatarsus. At the cessation of antler growth in the fall, remodelling again decreased to the low level found preceeding antler growth. In ribs lowest values of ash weight per unit volume occurred during the middle of antler growth but no cyclic variations were found for these values in metacarpus, metatarsus and tibia. Percentage of calcium, magnesium and phosphorus in bone ash did not vary during the antler growth cycle indicating no change in bone composition during periods of high remodelling.

Key words

Bone Osteoporosis Resorption Deer 


Des biopsies de côte, métacarpe et tibia sont prélevées chez des daims, cinq fois, pendant le cycle de croissance annuelle des andouillers. Les tissus sont étudiés par des méthodes histométriques ou densitométriques, suivies par l'analyse minérale à l'aide de la spectrophotométrie d'absorption atomique. Peu de remaniement s'observe dans le tissu osseux pendant la période de repos, mais pendant la période de croissance maximale des andouillers en juin, le remaniement osseux interne atteint son maximum. La résorption la plus élevée de 22,99% s'observe dans les côtes: elles est de 13,10% dans le métacarpe et 10,37% dans le métatarse. A l'automne, à la fin de la croissance des andouillers, on note une diminution du remaniement qui atteint des valeurs voisines de celle de la période de repos. Au niveau des côtes, les valeurs les plus faibles de poids de cendre, par unité de volume, s'observent au milieu de la période de croissance des andouillers, mais aucune variation cyclique de ces valeurs n'est trouvée dans le métacarpe, le métatarse et le tibia. Le pourcentage de calcium, magnésium et phosphore dans la cendre d'os ne varie pas pendant le cycle de croissance de l'andouiller. Il ne semble donc pas y avoir de changement de composition osseuse pendant les periodes de remaniement élevé.


Es wurden beim Wild in 5 Intervallen während des jährlichen Geweihwachstums-Cyclus folgende Biopsie-Proben entnommen: Rippe, Metacarpus, Metatarsus und Tibia. Die Gewebe wurden entweder mit histometrischen Methoden oder mit densitometrischen Messungen untersucht, welche durch eine Mineralanalyse mittels Atom-Absorptions-Spektrophotometrie ergänzt wurden. Während der Ruheperiode des Geweihwachstums erfolgte wenig Knochenneubildung; während der Hauptgeweihwachstumszeit im Juni hingegen erreichte die Knochenneubildung einen Höhepunkt. Die höchste Resorption von 22,99% erfolgte in den Rippen, beim Metacarpus waren es 13,10% und beim Metatarsus 10,37%. Beim Stillstand des Geweihwachstums im Herbst sank auch die Knochenneubildung wieder auf das niedere Niveau ab, das vor dem Geweihwachstum festgestellt wurde. Bei den Rippen zeigten sich die niedrigsten Werte des Aschgewichts per Volumeneinheit in der Mitte des Geweihwachstums; aber bei Metacarpus, Metatarsus und Tibia wurden für diese Werte keine cyclischen Veränderungen festgestellt. Der Prozentsatz von Calcium, Magnesium und Phosphor in der Knochenasche veränderte sich während des Geweihwaschstums-Cyclus nicht, was darauf hindeutet, daß die Zusammensetzung des Knochens während der Perioden erhöhter Neubildung gleich blieb.


Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.


  1. Banks, W. J.: A comparison between the growing tip of the cervine antler and the growth plate. Anat. Rec.169, 271 (1971).Google Scholar
  2. Banks, W. J., Epling, G. P., Kainer, R. A., Davis, R. W.: Antler growth and osteoporosis. I. Morphological and morphometric changes in the costal compacta during the antler growth cycle. Anat. Rec.162, 387–397 (1968a).PubMedGoogle Scholar
  3. Banks, W. J., Epling, G. P., Kainer, R. A., Davis, R. W.: Antler growth and osteoporosis. II. Gravimetric and chemical changes in the costal compacta during the antler growth cycle. Anat. Rec.162, 399–405 (1968b).PubMedGoogle Scholar
  4. Barton, C. J.: Photometric analysis of phosphate rock. Analyt. Chem.20, 1068–1073 (1948).Google Scholar
  5. Frost, H. M.: Preparation of thin undecalcified bone sections by rapid manual method. Stain Technol.33, 273–277 (1958).PubMedGoogle Scholar
  6. Frost, H. M., Vilanueva, A. R., Roth, H.: Quantitative method for measuring osteoclastic activity. Henry Ford Hosp. Med. Bull.10, 217–228 (1962).PubMedGoogle Scholar
  7. Gong, J. K., Arnold, J. S., Cohn, S. H.: The density of organic and volatile and components of bone. Anat. Rec.149, 319–324 (1964).PubMedGoogle Scholar
  8. Goss, R. J.: The deciduous nature of deer antlers, p. 339–369. In: Sognnaes, R. F. (ed.), Mechanisms of hard tissue destruction. Washington D. C.: American Association for the Advancement of Science 1963.Google Scholar
  9. Goss, R. J.: Principles of regeneration. New York: Academic Press 1969.Google Scholar
  10. Graham, E. A., Rainey, R., Kuhlman, R. E., Houghton, E. H., Moyer, C. A.: Biochemical investigations of deer antler growth. J. Bone Jt Surg.44, 482–488 (1962).Google Scholar
  11. Hall, T. C., Ganong, W. F., Faft, E. B.: Hypophysectomy in the virgina deer; technique and physiologie consequences.Growth30, 383–392 (1966).Google Scholar
  12. Markwald, R. R., Davis, R. W., Kainer, R. A.: Histological and histochemical periodicity of cervine Leydig cells in relation to antler growth. Gen. comp. Endocr.16, 268–280 (1971).PubMedGoogle Scholar
  13. McIntosh, J. E.: A quantitative microradiographic study of cyclic morphological changes in trabecular bone of mule deer (Odocoileus hemionus hemionus) (M. S. Thesis).Fort Collins, Colorado: Colorado State University 1969.Google Scholar
  14. Meister, W.: Changes in histological structure of the long bones of white tailed deer during the growth of antlers. Anat. Rec.124, 709–721 (1956).PubMedGoogle Scholar
  15. Nicolls, K. E.: A light microscopic study of nuclear and cytoplasmic size of aggregate acidophil population in the hypophysis cerebri, pars distalis, of adult male mule deer,Odocoileus hemionus hemionus, relative to seasons of the photoperiod and antler cycles. Z. Zellforsch.115, 314–326 (1971).PubMedGoogle Scholar
  16. Pantic, V., Stosic, N.: Investigations of the thyroid of deer and roe bucks. Acta anat. (Basel)63, 580–590 (1966).Google Scholar
  17. Stosic, N., Pantic, V.: Cyclic changes in deer pituitary. Yugoslav. physiol. pharmacol. Acta2, 231–237 (1966).Google Scholar
  18. Villanueva, A. R., Hattner, R. S., Frost, H. M.: A tetrachrome stain for fresh, mineralized bone sections, useful in the diagnosis of bone diseases. Stain Technol.39, 87–94 (1964).PubMedGoogle Scholar
  19. Wislocki, G. B., Aub, J. C., Waldo, C. M.: The effects of gonadectomy and the administration of testosterone propionate on the growth of antlers in male and female deer. Endocrinology40, 202–224 (1947).Google Scholar
  20. Wolff, W. A., Davis, R. W., Lumb, W. V.: Chloral hydrate-halothane-nitrous oxide anesthesia in deer. J. Amer. vet. med. Ass.147, 1009–1101 (1965).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1973

Authors and Affiliations

  • J. R. Hillman
    • 1
  • R. W. Davis
    • 1
  • Y. Z. Abdelbaki
    • 1
  1. 1.Department of AnatomyColorado State UniversityFort Collins

Personalised recommendations