Haversian bone formation rates determined by a new method in a mastodon, and in human diabetes mellitus and osteoporosis

Abstract

Counts of the population densities of secondary osteons allow the determination of the haversian bone formation rate without the use of a tissue marker and can do so in paleontological as well as contemporary bone specimens. Using this technique, together with tetracycline markers, such rates were measured in 180 normal humans, in 10 diabetics, in 5 patients with osteogenesis imperfecta, and in 17 women with symptomatic osteoporosis; the new technique alone was used on a mastodon. In the normals, excellent agreement in values occurred between the tetracycline and population-based techniques. In diabetes, population-based formation rates were decreased, but to a lesser extent than tetracycline-based rates, implying that decreased bone formation accompanied development of the disease rather than existing throughout life. In osteoporosis, the rate fell below normal when measured by both methods, implying that it was low while the disease developed and the same after it had produced symptoms. In the mastodon, the mean bone formation rate was similar to that of comtemporary dogs and man when averaged between puberty and the middle of the total life span.

Résumé

Les comptages des densités de population d'ostéones secondaires permettent de déterminer le taux de formation d'os haversien sans utiliser un marquage tissulaire. Cette technique peut être appliquée à des specimens d'os paléontologiques et contemporains. A l'aide de cette technique, combinée à des marquages à la tétracycline, ces taux sont déterminés chez 180 sujets humains normaux, chez 10 diabétiques, 5 patients atteints d'ostéogenèse imparfaite et 17 femmes présentent une ostéoporose typique. La technique décrite ici est utilisée isolément sur de l'os de mastodonte. Chez les sujets normaux, une excellente concordance est observée entre les deux technique utilisées. Chez les diabétiques, les taux de formation, basée sur les comptages de population, sont diminués, mais dans des proportions moindres que celles déterminées par marquage à la tétracycline; une diminution dans la formation de l'os semble accompagner le développement de la maladie; elle ne semble pas exister pendant toute la durée de la vie. Au cours de l'ostéoporose, les taux, mesurés par les deux techniques, tombent au dessous de la normale, semblant ainsi indiquer qu'ils sont bas, au moment de l'apparition et de l'évolution de la maladie. Chez le mastodonte, le taux moyen de formation d'os est identique à celui de l'Homme et du Chien, lorsqu'on considère les moyennes entre la puberté et le milieu de la durée de vie totale.

Zusammenfassung

Das Auszählen der Populationsdichte von sekundären Osteonen erlaubt es, die Haverssche Knochenbildungsgeschwindigkeit zu messen, ohne daß ein Gewebemarker eingesetzt werden muß, und zwar sowohl für paläontologische als auch für frische Knochenproben. Durch Anwendung dieser Technik zusammen mit Tetracyclinmarkierungen konnten solche Geschwindigkeiten bei 180 Normalpersonen, 10 Diabetikern, 5 Patienten mit Osteogenesis imperfecta und 17 Frauen mit symptomatischer Osteoporose gemessen werden; die neue Technik allein wurde auf einem Mastodon angewendet. Bei den Normalpersonen stimmten die Werte beider Methoden ausgezeichnet überein. Bei den Diabetikern war die aus der Populationszählung errechnete Bildungsgeschwindigkeit vermindert, jedoch in einem kleineren Ausmaß als die auf der Tetracyclinmarkierung basierende. Daraus ergibt sich, daß die verminderte Knochenbildung eher während der Entwicklung der Krankheit auftritt, als daß sie lebenslang bestehen bleibt. Bei Osteoporosepatienten fällt die mit beiden Methoden gemessene Geschwindigkeit unter die Norm, so daß sie niedrig ist, sowohl während der Entwicklung der Krankheit als auch bei bereits bestehenden Symptomen. Beim Mastodon war die mittlere Knochenbildungsgeschwindigkeit ähnlich wie der Mittelwert von jetzt lebenden Hunden und Menschen, wenn diese Geschwindigkeit in der Zeitspanne zwischen Pubertät und der mittleren Lebenszeit gemessen wird.