Os autores gostaria de reconhecer os revisores editoriais, bem como os dois revisores anônimos. Suas sugestões e críticas eram válidas, muito apreciado e melhorou bastante o manuscrito original.

O protocolo aqui segue diretrizes de ética do North Carolina State University para pesquisa humana.
1. máquina de preparar
Nota: O seguinte protocolo pode ser amplamente aplicado para qualquer corpo inteiro, clínica DXA e BMD scanner.
<ol><li>Realize a calibração de uma vez por dia antes da digitalização de todos os indivíduos para garantir o controle de qualidade. Após calibração avisos aparecem após o arranque do software dos sistemas, digitalize um fantasma de coluna lombar de densidade conhecida para assegurar uma leitura correta do scanner BMD.</li>
	<li>Se o scanner utilizado não tem um recurso de controle de qualidade no software, compare os resultados da coluna lombar com aqueles gravados no fantasma da espinha para assegurar a medição correta. Nota: O fantasma da coluna, devem ser colocados no centro da mesa de digitalização e da coluna lombar deve ser seleccionada para controle de qualidade.</li>
	<li>Realizar testes adicionais (por exemplo., uniformidade radiográfica) conforme necessário. Execute a uniformidade radiográfica cada máximo dez exames para garantir que toda a superfície de digitalização é detectada pelo scanner.</li>
	<li>Se o scanner utilizado não tem uma uniformidade radiográfica de teste no menu de controle de qualidade, selecione scan de corpo inteiro para garantir que o scanner pode ler toda a superfície de varredura. Nota: Sempre centro o exame da tabela após o controle de qualidade e antes de realizar os exames.</li>
</ol>2. realização de exame
<ol><li>Criar perfis de paciente<ol>
<li>Crie novos perfis de paciente para cada novo indivíduo digitalizado para manter a cadeia de custódia e para assegurar-se de exames estão corretamente associados com restos individuais. Se o indivíduo que está sendo digitalizado é identificado, avance para o passo 2.1.2. Se o indivíduo não identificado, estabelece o perfil biológico antes da digitalização para empregar as referências de banco de dados mais precisas.</li>
		<li>Insira informações demográficas no perfil paciente incluindo estatura estimada se desconhecido. Certifique-se de que você selecione a equação mais adequada para os restos sendo investigado.</li>
		<li>Selecione o tipo de verificação. Para etapas 2.2, selecione a coluna lombar Anterior-Posterior (AP). Para o passo 2.3, selecione esquerda ou direita Hip varreduras.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tomografia de coluna lombar AP Nota: Exigem vértebras lombares (L) de um a quatro.<ol>
<li>Selecione executar exame | escolha paciente | Selecione tipo de digitalização | Coluna lombar AP | Próxima. Selecione um recipiente aberto pelo menos tão grande quanto o segmento articulado de L1-L4. Nota: O utilizado neste estudo é 48,26 L X 26.85W X 8.89 D em cm (19 em. L X 10.57 em. W X 3.5 em. D).</li>
		<li>Encha o fundo do recipiente com arroz como um proxy de tecidos moles. Nota: Qualquer tipo de arroz pode trabalhar como um proxy de tecidos moles.</li>
		<li>Lugar de L1-L4 em posição anatômica (processos espinhosos deve ser orientados para baixo) no arroz com cerca de 0,7 cm (0,28 pol.) entre cada corpo vertebral, como mostrado na figura 1A. Certifique-se que os fatos articulares superiores e inferiores são articulados, mas os corpos vertebrais não estão em contacto com um outro.</li>
		<li>Centro da mesa de digitalização e coloque o recipiente com L1 é orientada para o topo (cabeça) da mesa de digitalização e L4 é colocado 1 cm superior a mira se cruzam. A linha de laser vertical deve ser dividindo os organismos vertebrados de todos os quatro vértebras (figura 1B).</li>
		<li>Cobrir o osso exposto com arroz.</li>
		<li>Selecione Start Scan.</li>
		<li>Proceder à análise (passo 3.1), se examinado corretamente (Figura 2). Repita o exame se não todas as vértebras são capturadas.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Esquerda ou direita Hip varreduras Nota: A Figura 3 é de um exame de quadril esquerdo, se executar um exame do quadril direito, posicionamento é espelhado.<ol>
<li>Selecione realizar exame | escolha paciente | Selecione tipo de digitalização | Deixou o quadril (ou quadril direito) | Próxima. Selecione um recipiente aberto pelo menos tão grande quanto o coxa so articulados e fêmur sendo digitalizado. Nota: O utilizado neste estudo é 88,5 L X 41.5W X 13,9 D em cm (no 34,85. L X 16.35 em. W X 5,47 em. D).</li>
		<li>Encha o fundo do recipiente com arroz (qualquer tipo de arroz funciona como um proxy de tecidos moles).</li>
		<li>Coloque a coxa de sistema operacional com o forame acetábulo e obturador enfrentando lateralmente com o osso púbico orientado medialmente. Posicione a tuberosidade por baixo da cabeça do fêmur, como se articula com o acetábulo (Figura 3A). Nota: Posicionamento da tuberosidade isquial é mais importante, porque se estende lateralmente abaixo do pescoço femoral inflará BMD estimativas.</li>
		<li>Coloque o fêmur com a cabeça femoral no acetábulo e com o grande trocanter e cabeça femoral em linha paralela à tabela de digitalização (i. e., no mesmo plano). Certifique-se de que a diáfise femoral medial é girada com o côndilo distal girado medialmente e ligeiramente superior do côndilo medial (Figura 3B).</li>
		<li>Centro da mesa de digitalização e, em seguida, mover a posição do braço e mesa digitalização até mira laser é orientadas para que o centro está diretamente acima da área de subtrocantérica do fêmur com a linha vertical dividindo a metade superior da diáfise femoral ( Figura 3A). Não mova os restos depois que eles foram posicionados. Mova que a tabela garante que os ossos permanecem em posição anatômica adequada.</li>
		<li>Cubra a restante parte visível da articulação femoral acetabular com arroz.</li>
		<li>Selecione Start Scan.</li>
		<li>Proceder à análise na etapa 3.2 se examinado corretamente (Figura 4). Nota: Scans devem capturar o alinhamento da articulação tal que a linha média do fêmur proximal é em um avião. A linha média deve estar no centro da cabeça do fêmur para logo abaixo do grande trocanter.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. analisando os exames
<ol><li>Analisar o exame de coluna lombar AP<ol>
<li>Após o scan, uma exame de saída caixa de prompt aparecerá. Selecione Scan de analisar. Nota: O Software irá separar cada vértebra em suas próprias regiões para avaliar elementos individuais e BMD total quando verificados corretamente, conforme mostrado na Figura 5.</li>
		<li>Selecione os resultados na janela de Análise de verificação . Selecione linhas vertebrais se as vértebras não são devidamente separadas para pequenos ajustes ou reposicionar diretamente as vértebras para nova verificação.</li>
		<li>Obter ambos combinados idade e medidas específicas população da referência do BMD para calcular um z -marcar quando analisa o desempenho BMD juvenil.</li>
		<li>Recolha o gráfico de resultados para visualização do indivíduo em relação a população de referência. Nota: A Figura 6 mostra os resultados da verificação para AP de coluna lombar de um 31-year-old feminino.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Analise a varredura de quadril.<ol>
<li>Após o scan, uma exame de saída caixa de prompt aparecerá. Selecione Scan de analisar. Nota: Software automaticamente capturará o colo do fêmur, de Ward triângulo e área trocantérica, como mostrado na Figura 7, se examinado adequadamente.</li>
		<li>Selecione a ferramenta de mapa de osso para adicionar ou excluir áreas que não são parte do colo do fêmur e região trocantérica, quando não ler exatamente pelo software devido ao posicionamento incorrecto ligeiro. Fazer ajustes de linha média diretamente na varredura selecionando a ferramenta de pescoço e reposicionamento da linha mediana.</li>
		<li>Reposicionar e re-examinar se esses pequenos ajustes não permitem o alinhamento adequado, mostrado na Figura 7.</li>
		<li>Selecione os resultados na janela de Análise de verificação . Compare com dados de referência para o colo do fêmur, região trocantérica e região intertrocantérica no software para adultos.</li>
		<li>Compare resultados com as referências adequadas idade e população-correspondência ao avaliar os juvenis.</li>
		<li>Use o t-Pontuação para adultos, como é o mais adequado avaliar diferencialmente condições patológicas. Nota: A Figura 8 mostra os resultados da verificação ideal para a análise de quadril esquerdo de um 31-year-old feminino.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

Os autores declaram não concorrentes interesses financeiros.

Os resultados apresentados neste trabalho são ilustrativos da aplicabilidade das métricas BMD em contextos forenses. Como Figura 6 e Figura 8 mostram, a posição de varredura de indivíduos vivos para exames clínicos de BMD é reprodutível com restos de esqueletos, mas deve ter cuidado para garantir o posicionamento adequado. Isto é especialmente crítico para o exame de quadril onde identificando a linha do colo do fêmur exigem o ângulo apropriado do f?...

O objetivo das análises antropológicas forenses baseia-se na compreensão do praticante de osso como um tecido complexo com várias unidades e variação. Osso é um tecido hierárquico, composto com componentes orgânicos e inorgânicos, organizados em uma matriz de colágeno e apatita carbonatada1,2,3,4. O componente inorgânico ou mineral óssea é organizado em uma estrutura nanocristalina para fornecer a rigidez e estrutura para a porção orgânica1,2,5. O aspecto mineral é composto por aproximadamente 65% do osso por peso e sua ' massa é influenciada por ambos os fatores genéticos e ambientais1,2,4,6. Porque mineral óssea ocupa um espaço tridimensional, pode ser medido como densidade mineral óssea (DMO), ou uma função da massa e o volume ocupados7. A densidade mineral óssea varia com a idade de nascimento em idade adulta8,9,10,11,12 e tem sido amplamente utilizada em ambientes clínicos como um indicador de osteoporose e fratura risco4,13,14,15,16,17,18. Absortometria de raio-x de dupla energia (DXA) tem sido uma ferramenta generalizada para a avaliação da saúde óssea, desde a sua introdução em 1987, particularmente os exames realizados na coluna lombar e quadril regiões11,13,19 . Validação de exames DXA tem se mostrado como o padrão-ouro quando investigando alterações na densidade óssea mineral13,19,20,21,22,23. Posteriormente, a Organização Mundial de saúde (OMS) criou padrões normativos, incluindo t- e z-Pontuação definições para jovens e adulta da coluna lombar (L1-L4) e quadris, como estas são regiões facilmente capturadas volumetricamente11 ,13,19,24.
A crescente dependência de antropologia forense em casos médico-legais tem incentivado a investigação de novas técnicas para avaliar melhor os restos de um esqueleto em uma variedade de circunstâncias. Entre estas técnicas potenciais é a aplicação de exames DXA para avaliar a densidade óssea mineral como um indicador da qualidade óssea em casos envolvendo inanição fatal e negligência em juvenis25,26, identificação de doenças metabólicas e estimar a capacidade de sobrevivência dos elementos esqueléticos em grafismos pesquisa7,27.
No relatório de maus-tratos de 2015 E.U. departamento de saúde e serviços humanos criança, 75,3% dos casos de abuso infantil relatados foram alguma forma de negligência com ~ 1.670 fatalidades resultantes de inanição fatal e negligência em 49 estados28. Mais jovens vítimas de negligência falharem a mostrar sinais de abuso físico externo, mas falha para prosperar é visto em todos os casos de29,30. Fracasso-para-prosperar é definido como a ingestão de alimentação inadequada para apoiar o crescimento e desenvolvimento. Elas podem ter diferentes fatores, um dos quais é negligência resultantes da privação nutricional25,31 (ver Ross e Abel32 para uma análise mais abrangente). Inanição deliberada que resulta na morte de uma criança ou bebê é muito mais raro e e ' considerada a forma mais extrema de maus-tratos25,33,34. Essas deficiências nutricionais têm um efeito significativo no crescimento ósseo, crescimento particularmente longitudinal em crianças como consequência imediata da desnutrição35. Mineralização e crescimento esquelético principalmente dependem de vitamina D e cálcio, e sua suplementação tem sido associada ao aumento BMD25,35,36.
É extremamente difícil de identificar ou processar estes casos mesmo seguinte uma autópsia completa31,37,38 e especial atenção aos métodos empregados deve ser usado. Assim, em casos onde a fome fatal ou desnutrição é suspeito, é necessária uma abordagem multidisciplinar particularmente em casos envolvendo restos nos Estados avançados de decomposição26. Quando os restos mortais estão envolvidos, a densitometria óssea é uma ferramenta útil em conjunto com outros indicadores esqueléticos como o desenvolvimento dentário, medição do pars basilaris do crânio e ossos longos comprimentos26. Sem usar os esqueléticos indicadores mencionados acima para infantes e juvenis, não seria possível discernir se baixa densidade óssea mineral é o resultado de uma desordem metabólica inerente, desnutrição ou processo de grafismos. Outra preocupação é a estimativa do tamanho corporal (peso e estatura) em restos de esqueletos infantis ou juvenis. Conjuntos de dados mais normativos exigem informações sobre altura ou peso para fins de comparação como o crescimento ósseo em crianças é tamanho e idade dependente12. Quando os restos sendo avaliados são identificados, métodos de estimação devem ser empregados. Para crianças sob um, DXA normativa dados são idade correspondida apenas. Os juvenis com idade superior a 1, Ruff39 ou Cowgill40 são recomendadas para estimar o tamanho do corpo em restos de esqueletos como eles baseiam-se na amostra do estudo de crescimento de Denver, incluindo idades 1-1739,40. Quando o tamanho de corpo e idade são estimados, variam de intervalos de confiança e comparação da média para o Center for Disease Control (CDC) produzida de curvas de crescimento41 devem ser incluídos no relatório, bem como o intervalo de confiança para o tamanho estimado do corpo. É importante notar que, na maioria dos casos, informações sobre a ascendência e sexo não podem ser determinadas de restos de esqueletos juvenis antes da puberdade, que é particularmente importante para adolescentes como ascendência e sexo são conhecidos por afetar significativamente o BMD em adultos. Nestas circunstâncias, o método DXA pode não ser aplicável. Identificados casos, informações biológicas sobre a ascendência, sexo e tamanho do corpo, devem ser obtidas antes da análise.
Densitometria óssea em Pediatria aumentou com o desenvolvimento de dados normativos42,43 com DXA sendo a técnica mais amplamente disponível,44. Crianças desnutridas mostram níveis significativamente mais baixos em BMD do que crianças saudáveis com mineralização correlacionada com a severidade da desnutrição45. DXA scans da coluna lombar e quadris são as áreas mais adequadas para avaliar para juvenis de acordo com o colégio americano de Radiologia46. Reprodutibilidade foi mostrada para a coluna vertebral, quadril todo e todo o corpo em crianças durante todo o período de crescimento47. No entanto, a coluna lombar é preferível, pois é composto principalmente de osso trabecular, que é mais sensível a alterações metabólicas durante o crescimento e foi encontrado para ser mais preciso do que todo o quadril avaliações25,47, 48. DXA usando varreduras é comum na avaliação pediátrica. No entanto, desde DXA é bidimensional, não capturar a verdadeira volume e produz um BMD baseada no osso área13. Em crianças, esta é uma distinção importante como corpo e osso tamanho variam dentro e entre grupos de idade em crianças de12. Normativos mais dados disponíveis são por comparação com medições DXA, mas deve ter cuidado para escolher uma população de referência adequado (ver Binkovitz e Henwood13 para uma lista de comumente usados bancos de dados normativos DXA).
Após a varredura, um z-score é calculado usando uma amostra de referência específica correspondência idade e população. Z-contagens são mais adequadas para os juvenis desde t-golo de compara o BMD medido para uma amostra de adultos jovens de12. Um z-score entre 01:58 indica BMD normal para a idade cronológica enquanto qualquer pontuação abaixo de -2 indica baixa BMD por idade cronológica49. O 01:58 variam para o t- e z-score representa até dois desvios-padrão da média. Claramente, se uma pontuação de BMD medida é dentro de dois desvios-padrão acima ou abaixo da sua média da população de referência, são considerados clinicamente normais.
A dependência de variação morfológica para o antropólogo forense vem de muitas fontes. Uma delas é a variação esqueletal que surge de processos da doença, incluindo óssea metabólica transtornos50. A capacidade de identificar transtornos específicos em restos de esqueletos tem uma dupla vantagem: 1) adição de informações para o biológico perfil tornando-o mais robusto e 2) identificando se fraturas patológica são ou o resultado de trauma infligido. Há uma variedade de óssea metabólica transtornos51,52,53, mas o mais relevante para medidas BMD dos restos contemporâneas é a osteoporose. A osteoporose desenvolve-se quando a taxa de perda de osso trabecular é maior que a taxa de perda de osso cortical com uma perda líquida em5554,53,do densidade óssea. Perda de osso trabecular é correlacionada com um risco aumentado de fratura, especialmente nos ossos que possuem maior osso trabecular conteúdo (por exemplo, o coxa so)4,55.
Numerosos estudos sobre osteoporose e osso densidade mineral em restos de esqueletos têm sido realizados sobre arqueológicos assemblages usando DXA56,57,58,59 e outros métodos de60 , 61 , 62. no entanto, ao avaliar a osteoporose em adulto esqueleto de contextos arqueológicos, praticantes desconsiderar que diagnosticar osteoporose clinicamente exige a média de uma amostra de referência mais jovem contemporânea com os indivíduos 55,63,64a ser avaliado. Isto não é um problema em contextos de antropologia forense, desde que os indivíduos são idade e sexo-correspondido às populações modernas com amostras de referência desenvolvidos para o quadril e a coluna lombar, apesar de alterações na densidade óssea mineral através de diagénese devem ser consideradas para restos de forenses. No entanto, a tafonomia é o fator provável que afectam a capacidade de obter medidas BMD legítimas de amostras arqueológicas. Esta é uma consideração em contextos forenses, bem como, onde restos recuperados do enterro condições com potenciais intervalos após a morte, para além de alguns meses. Enquanto ainda de interesse forense, dúvida suficiente poderia ser gerada para qualquer golo de BMD obtidos a partir de restos encontrados nestas circunstâncias.
Osteoporose é clinicamente avaliada usando t-dezenas de medidas de densidade óssea mineral que são derivadas de medidas BMD dos indivíduos na coluna lombar ou quadril em relação a uma amostra de referência de adultos jovens usando DXA65,66,67 ,,68. Esta amostra de referência pode ser empregada para identificar a ocorrência de osteoporose no esqueleto. Em contextos forenses, isto é útil por dois motivos: 1) a diferenciação entre fraturas relacionadas com trauma de abuso-infligido em idosos e aqueles de fragilidade óssea aumentada em indivíduos osteoporóticos69e 2) como um possível pessoal recurso de identificação50.
Densidade óssea tem sido considerada um indicador que reflete a atividade e a nutrição de um animal70,71. Mais recentemente tem-se observado que a densidade óssea, como uma propriedade intrínseca do osso, afeta sua capacidade de sobrevivência durante processos grafismos7.  Uma consequência da decomposição é a capacidade de sobrevivência diferencial de elementos esqueléticos (ou seja, unidades discretas, anatomicamente completas do esqueleto) e a densidade óssea pode ser usada como um preditor de sobrevivência, ou osso força7, 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 75. isto é importante em contextos forenses, bem como arqueológico e paleontológicos ambientes em que isso afeta a capacidade dos profissionais de adequadamente empregam métodos para estimar um perfil biológico (ou idade, sexo, estatura e ascendência) se apenas determinados elementos esqueléticos são representados.
Densidade (densidade óssea com espaço de pore incluído na medição) é a medida adequada nessa situação, Considerando que é precisamente a estrutura porosa do osso que influencia a sua susceptibilidade a processos grafismos7. Muitos métodos de avaliação da densidade óssea têm sido utilizados, incluindo feixe único fóton densitometria27,75, tomografia computadorizada76,77,78, photodensitometry72 ,79e DXA80,81,82. Exames DXA podem ser preferível a outros métodos, como é relativamente barato, é possível realizar exames de corpo inteiro e elementos esqueléticos individuais podem ser avaliados separadamente ou juntos durante a análise. Usar o BMD verifica antes e depois de estudos de investigação grafismos fornece informações úteis na sobrevivência de osso resultantes de diferentes grafismos fatores e ambientes82.
Este paper descreve um protocolo para a obtenção de exames DXA de restos mortais. O método emprega o comum, clínica posicionamento dos indivíduos ao executar a coluna lombar e quadril varreduras. Isso permite que os profissionais comparar com os padrões normativos apropriados, os restos mortais. O protocolo descrito é aplicável aos restos mortais de jovens e adultos com limitações discutidas mais tarde.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="869">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">QDR Discovery 4500W system</td>
			<td style="width:71px;">Hologic</td>
			<td style="width:119px;">Discovery W</td>
			<td style="width:463px;">All inclusive DXA whole body scanner that includes APEX software for visualization and analysis of scans. Incorporates FRAX reference data developed by WHO to provide both t- and z- scores.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">APEX 3.2</td>
			<td style="width:71px;">Hologic</td>
			<td style="width:119px;">APEX</td>
			<td>Software used by the DXA PC connected to the bone desitometer (QDR Discovery 4500W system) to acquire the BMD data and analyze results.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

scanning skeletal remains for bone mineral density in forensic contexts

O objetivo deste trabalho é apresentar um método promissor, a novela para auxiliar na avaliação da qualidade óssea em restos de esqueletos forensemente relevantes. BMD é um componente importante do estado nutricional do osso e em restos de esqueletos de ambos os juvenis e adultos, e pode fornecer informações sobre a qualidade do osso. Para restos de adultos, pode fornecer informações sobre condições patológicas ou quando a insuficiência de osso pode ter ocorrido. Os juvenis, ele fornece uma métrica útil para elucidar casos de inanição fatal ou negligência, que são geralmente difíceis de identificar. Este artigo fornece um protocolo de orientação anatômica e de análise de restos mortais para fazer a varredura através de absortometria de raio-x de dupla energia (DXA). Três estudos de caso são apresentados para ilustrar quando exames DXA podem ser informativas para o médico forense. O primeiro estudo de caso apresenta um indivíduo com fratura longitudinal observada no peso rolamento bones e DXA é usado para avaliar a insuficiência de osso. BMD é encontrado para ser normal, sugerindo uma outra etiologia para o padrão de fratura presente. O segundo estudo de caso empregou DXA para investigar suspeita de desnutrição crônica. Os resultados do BMD são consistentes com os resultados de ossos longos comprimentos e sugerem que o juvenil tinha sofrido de desnutrição crônica. O estudo de caso final fornece um exemplo onde há suspeita de inanição fatal em um bebê de catorze meses, que suporta os resultados da autópsia de inanição fatal. Exames DXA mostrou a densidade mineral óssea baixa para a idade cronológica e é comprovado por avaliações tradicionais de saúde infantil. No entanto, ao lidar com alterações de grafismos de restos mortais devem ser consideradas antes de aplicar este método.

A metodologia proposta aqui é comumente utilizada em pacientes vivos e deve notar-se em consideração sua novidade de indivíduos falecidos. Figura 6 e Figura 8 apresentam os resultados de uma coluna lombar AP e varredura de quadril esquerda, respectivamente. O indivíduo avaliado nesses exames é um branco falecido, feminino, 31 anos de idade que está alojado no forense análise laboratório de North Carolina State University...

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varredura de restos de esqueletos em busca de densidade mineral óssea em contextos forenses | Medicina | Vídeo

Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts

Densidade mineral óssea (DMO) é um fator importante na ingestão nutricional de compreensão. Para restos de esqueletos humanos, é uma métrica útil para avaliar a qualidade de vida em juvenis e adultos, particularmente em casos de negligência e inanição fatais. Este documento fornece diretrizes para digitalização de restos mortais humanos para fins forenses.

Escaneamento de restos esqueléticos para densidade mineral óssea em contextos forenses

The purpose of this paper is to introduce a promising, novel method to aid in the assessment of bone quality in forensically relevant skeletal remains. ...

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Skeletal Muscle Gender Dimorphism from Proteomics

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably adaptable to environmental factors1 such as hypertrophy by resistance exercise and atrophy by disuse. It thereby exhibits remodeling and adaptations to stressors (heat, ischemia, heavy metals, etc.)2,3. Damage can occur to muscle by a muscle exerting force while lengthening, the so-called eccentric contraction4. The contractile proteins can be damaged in such exertions and need to be repaired, degraded and/or resynthesized; these functions are not part of the contractile proteins, but of other much less abundant proteins in the cell. To determine what subset of proteins is involved in the amelioration of this type of damage, a global proteome must be established prior to exercise5 and then followed subsequent to the exercise to determine the differential protein expression and thereby highlight candidate proteins in the adaptations to damage and its repair. Furthermore, most studies of skeletal muscle have been conducted on the male of the species and hence may not be representative of female muscle. 
In this article we present a method for extracting proteins reproducibly from male and female muscles, and separating them by two-dimensional gel electrophoresis followed by high resolution digital imaging6. This provides a protocol for spots (and subsequently identified proteins) that show a statistically significant (p &lt; 0.05) two-fold increase or decrease, appear or disappear from the control state. These are then excised, digested with trypsin and separated by high-pressure liquid chromatography coupled to a mass spectrometer (LC/MS) for protein identification (LC/MS/MS)5. This methodology (Figure 1) can be used on many tissues with little to no modification (liver, brain, heart etc.).

A straight-forward set of methods to isolate and determine the identity of the most abundant proteins expressed in skeletal muscle. About 800 spots are discerned on a two-dimensional gel from 10 mg muscle; this allows for the determination of gender-specific protein expression. These methods will give equivalent results in most tissues.

Dimorfismo Sexo músculo esquelético de Proteomics

Gross contraction in skeletal muscle is primarily determined by a relatively small number of contractile proteins, however this tissue is also remarkably ...

Medicina

Models of Bone Metastasis

Bone metastases are a common occurrence in several malignancies, including breast, prostate, and lung. Once established in bone, tumors are responsible for significant morbidity and mortality1. Thus, there is a significant need to understand the molecular mechanisms controlling the establishment, growth and activity of tumors in bone. Several in vivo models have been established to study these events and each has specific benefits and limitations. The most commonly used model utilizes intracardiac inoculation of tumor cells directly into the arterial blood supply of athymic (nude) BalbC mice. This procedure can be applied to many different tumor types (including PC-3 prostate cancer, lung carcinoma, and mouse mammary fat pad tumors); however, in this manuscript we will focus on the breast cancer model, MDA-MB-231. In this model we utilize a highly bone-selective clone, originally derived in Dr. Mundy's group in San Antonio2, that has since been transfected for GFP expression and re-cloned by our group3. This clone is a bone metastatic variant with a high rate of osteotropism and very little metastasis to lung, liver, or adrenal glands. While intracardiac injections are most commonly used for studies of bone metastasis2, in certain instances intratibial4 or mammary fat pad injections are more appropriate. Intracardiac injections are typically performed when using human tumor cells with the goal of monitoring later stages of metastasis, specifically the ability of cancer cells to arrest in bone, survive, proliferate, and establish tumors that develop into cancer-induced bone disease. Intratibial injections are performed if focusing on the relationship of cancer cells and bone after a tumor has metastasized to bone, which correlates roughly to established metastatic bone disease. Neither of these models recapitulates early steps in the metastatic process prior to embolism and entry of tumor cells into the circulation. If monitoring primary tumor growth or metastasis from the primary site to bone, then mammary fat pad inoculations are usually preferred; however, very few tumor cell lines will consistently metastasize to bone from the primary site, with 4T1 bone-preferential clones, a mouse mammary carcinoma, being the exception 5,6.
This manuscript details inoculation procedures and highlights key steps in post inoculation analyses. Specifically, it includes cell culture, tumor cell inoculation procedures for intracardiac and intratibial inoculations, as well as brief information regarding weekly monitoring by x-ray, fluorescence and histomorphometric analyses.

Animal models are frequently utilized to study cancer metastasis to bone. In this protocol we will describe two common methods of tumor inoculation for bone metastasis studies and briefly describe some of the analyses utilized to monitor and quantify these models.

Modelos de metástase óssea

Bone metastases are a common occurrence in several malignancies, including breast, prostate, and lung. Once established in bone, tumors are responsible ...

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected light-sensitive dye. Following illumination, the dye is activated and produces singlet oxygen that damages components of endothelial cell membranes, with subsequent platelet aggregation and thrombi formation, which eventually determines the interruption of local blood flow. This approach, initially proposed by Rosenblum and El-Sabban in 1977, was later improved by Watson in 1985 in rat brain and set the basis of the current model. Also, the increased availability of transgenic mouse lines further contributed to raise the interest on the photothrombosis model. Briefly, a photosensitive dye (Rose Bengal) is injected intraperitoneally and enters the blood stream. When illuminated by a cold light source, the dye becomes activated and induces endothelial damage with platelet activation and thrombosis, resulting in local blood flow interruption. The light source can be applied on the intact skull with no need of craniotomy, which allows targeting of any cortical area of interest in a reproducible and non-invasive way. The mouse is then sutured and allowed to wake up. The evaluation of ischemic damage can be quickly accomplished by triphenyl-tetrazolium chloride or cresyl violet staining. This technique produces infarction of small size and well-delimited boundaries, which is highly advantageous for precise cell characterization or functional studies. Furthermore, it is particularly suitable for studying cellular and molecular responses underlying brain plasticity in transgenic mice.

Photothrombosis is a quick, minimally-invasive technique for inducing small and well-delimited infarction in areas of interest in highly reproducible manner. It is particularly suitable for studying cellular and molecular responses underlying brain plasticity in transgenic mice.

Isquemia Photothrombotic: Um Modelo de lesão cortical fotoquímica Minimamente Invasiva e reprodutível para mouse Estudos curso

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected ...

Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. Although originally developed and used extensively in the rat due to its larger size, the tibial nerve in mice is big enough that it can be easily manipulated with either crush or transection, leaving the peroneal and sural nerve branches of the sciatic nerve intact and thereby preserving their target muscles. Thus, this model offers the advantages of inducing less morbidity and impediment of ambulation than the sciatic nerve transection model and also allows investigators to study the physiologic, cellular and molecular biologic mechanisms regulating the process of muscle atrophy in genetically engineered mice. The tibial nerve supplies the gastrocnemius, soleus and plantaris muscles, so its transection permits the study of denervated skeletal muscle composed of fast twitch type II fibers and/or slow twitch type I fibers. Here we demonstrate the tibial nerve transection model in the C57Black6 mouse. We assess the atrophy of the gastrocnemius muscle, as a representative muscle, at 1, 2, and 4 weeks post-denervation by measuring muscle weights and fiber type specific cross-sectional area on paraffin-embedded histologic sections immunostained for fast twitch myosin.

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of skeletal muscle atrophy. The model surgical protocol is described and demonstrated in C57Black6 mice. &#160;

Secção do nervo tibial - um modelo padronizado para denervação induzida por atrofia muscular em ratos

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. ...

Pre-clinical Evaluation of Tyrosine Kinase Inhibitors for Treatment of Acute Leukemia

Receptor tyrosine kinases have been implicated in the development and progression of many cancers, including both leukemia and solid tumors, and are attractive druggable therapeutic targets. Here we describe an efficient four-step strategy for pre-clinical evaluation of tyrosine kinase inhibitors (TKIs) in the treatment of acute leukemia. Initially, western blot analysis is used to confirm target inhibition in cultured leukemia cells. Functional activity is then evaluated using clonogenic assays in methylcellulose or soft agar cultures. Experimental compounds that demonstrate activity in cell culture assays are evaluated in vivo using NOD-SCID-gamma (NSG) mice transplanted orthotopically with human leukemia cell lines. Initial in vivo pharmacodynamic studies evaluate target inhibition in leukemic blasts isolated from the bone marrow. This approach is used to determine the dose and schedule of administration required for effective target inhibition. Subsequent studies evaluate the efficacy of the TKIs in vivo using luciferase expressing leukemia cells, thereby allowing for non-invasive bioluminescent monitoring of leukemia burden and assessment of therapeutic response using an in vivo bioluminescence imaging system. This strategy has been effective for evaluation of TKIs in vitro and in vivo and can be applied for identification of molecularly-targeted agents with therapeutic potential or for direct comparison and prioritization of multiple compounds.

Receptor tyrosine kinases are ectopically expressed in many cancers and have been identified as therapeutic targets in acute leukemia. This manuscript describes an efficient strategy for pre-clinical evaluation of tyrosine kinase inhibitors for the treatment of acute leukemia.

A avaliação pré-clínica da tirosina quinase inibidores para o tratamento de leucemia aguda

Receptor tyrosine kinases have been implicated in the development and progression of many cancers, including both leukemia and solid tumors, and are ...

Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome

Percutaneous muscle biopsy using the Weil-Blakesley conchotome is well established in both clinical and research practice. It is a safe, effective and well tolerated technique. The Weil-Blakesley conchotome has a sharp biting tip with a 4 - 6 mm wide hollow. It is inserted through a 5 - 10 mm skin incision and can be maneuvered for controlled tissue penetration. The tip is opened and closed within the tissue and then rotated through 90 -180&#176; to cut the muscle. The amount of muscle obtained following repeated sampling can vary from 20 mg to 290 mg which can be processed for both histology and molecular studies. The wound needs to be kept dry and vigorous physical activity kept to a minimum for approximately 72 hr although normal levels of activity can restart immediately following the procedure. This procedure is safe and effective when close attention is paid to the selection of subjects, full asepsis and post procedure care. &#160;Both right and left vastus lateralis are suitable for biopsy dependent on participant preference.

Human Vastus Lateralis Skeletal Muscle Biopsy Using the Weil-Blakesley Conchotome

This video demonstrates the technique of percutaneous muscle biopsy of the human vastus lateralis using the Weil-Blakesley conchotome.

Humano<em&gt; vasto lateral</em&gt; Biópsia de músculo esquelético Usando o Weil-Blakesley Conchotome

Percutaneous muscle biopsy using the Weil-Blakesley conchotome is well established in both clinical and research practice. It is a safe, effective and ...

Using a Knee Arthrometer to Evaluate Tissue-specific Contributions to Knee Flexion Contracture in the Rat

Normal knee range of motion (ROM) is critical to well-being and allows one to perform basic activities such as walking, climbing stairs and sitting. Lost ROM is called a joint contracture and results in increased morbidity. Due to the difficulty of reversing established knee contractures, early detection is important, and hence, knowing risk factors for their development is essential. The rat represents a good model with which the effect of an intervention can be studied due to the similarity of rat knee anatomy to that of humans, the rat's ability to tolerate long durations of knee immobilization in flexion, and because mechanical data can be correlated with histologic and biochemical analysis of knee tissue.
Using an automated arthrometer, we demonstrate a validated, precise, reproducible, user-independent method of measuring the extension ROM of the rat knee joint at specific torques. This arthrometer can be used to determine the effects of interventions on knee joint ROM in the rat.

The goal of the protocol is to measure the extension range of motion of the rat knee. The effects of various diseases that increase the stiffness of the knee joint and the effectiveness of treatments can be quantified.

Usando um artrômetro de joelho para avaliar as contribuições de tecido-específica para contratura de flexão do joelho em ratos

Normal knee range of motion (ROM) is critical to well-being and allows one to perform basic activities such as walking, climbing stairs and sitting. Lost ...

Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. Bone is a dynamic tissue undergoing continuous remodeling with the competing activity of osteoblasts, which produce the new bone matrix, and osteoclasts, whose function is to eliminate mineralized bone. [18F]-NaF is a positron emission tomography (PET) radiotracer that enables visualization of bone metabolism. [18F]-NaF is chemically absorbed into hydroxyapatite in the bone matrix by osteoblasts and can thus noninvasively detect osteoblastic activity, which is occult to conventional imaging techniques. Kinetic modeling of dynamic [18F]-NaF-PET data provides detailed quantitative measures of bone metabolism. Conventional semi-quantitative PET data, which utilizes standardized uptake values (SUVs) as a measure of radiotracer activity, is referred to as a static technique due to its snapshot of tracer uptake in time.&#160; Kinetic modeling, however, utilizes dynamic image data where tracer levels are continuously acquired providing tracer uptake temporal resolution. From the kinetic modeling of dynamic data, quantitative values like blood flow and metabolic rate (i.e., potentially informative metrics of tracer dynamics) can be extracted, all with respect to the measured activity in the image data. When combined with dual modality PET-MRI, region-specific kinetic data can be correlated with anatomically registered high-resolution structural and pathologic information afforded by MRI. The goal of this methodological manuscript is to outline detailed techniques for performing and analyzing dynamic [18F]-NaF-PET-MRI data. The lumbar facet joint is a common site of degenerative arthritis disease and a common cause for axial low back pain.&#160; Recent studies suggest [18F]-NaF-PET may serve as a useful biomarker of painful facetogenic disease.&#160; The human lumbar facet joint will, therefore, be used as a prototypical region of interest for dynamic [18F]-NaF-PET-MRI analysis in this manuscript.

Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. We present detailed methodologies for performing and analyzing dynamic [18F]-NaF-PET-MRI data in a patient with facetogenic low back pain using the lumbar facet joints as a prototypical region of interest.

Análise quantitativa [18F]-NAF-PET-RM para avaliação da rotatividade óssea dinâmica em paciente com dor nas costas Facetogênica

Imaging techniques that reflect dynamic bone turnover may aid in characterizing a wide range of bone pathologies. Bone is a dynamic tissue undergoing ...

Flow Cytometry Analysis of Immune Cell Subsets within the Murine Spleen, Bone Marrow, Lymph Nodes and Synovial Tissue in an Osteoarthritis Model

Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent musculoskeletal diseases, affecting patients suffering from pain and physical limitations. Recent evidence indicates a potential inflammatory component of the disease, with both T-cells and monocytes/macrophages potentially associated with the pathogenesis of OA. Further studies postulated an important role for subsets of both inflammatory cell lineages, such as Th1, Th2, Th17, and T-regulatory lymphocytes, and M1, M2, and synovium-tissue-resident macrophages. However, the interaction between the local synovial and systemic inflammatory cellular response and the structural changes in the joint is unknown. To fully understand how T-cells and monocytes/macrophages contribute towards OA, it is important to be able to quantitively identify these cells and their subsets simultaneously in synovial tissue, secondary lymphatic organs and systemically (the spleen and bone marrow). Nowadays, the different inflammatory cell subsets can be identified by a combination of cell-surface markers making multi-color flow cytometry a powerful technique in investigating these cellular processes. In this protocol, we describe detailed steps regarding the harvest of synovial tissue and secondary lymphatic organs as well as generation of single cell suspensions. Furthermore, we present both an extracellular staining assay to identify monocytes/macrophages and their subsets as well as an extra- and intra-cellular staining assay to identify T-cells and their subsets within the murine spleen, bone marrow, lymph nodes and synovial tissue. Each step of this protocol was optimized and tested, resulting in a highly reproducible assay that can be utilized for other surgical and non-surgical OA mouse models.

Here, we describe a detailed and reproducible flow cytometry protocol to identify monocyte/macrophage and T-cell subsets using both extra- and intracellular staining assays within the murine spleen, bone marrow, lymph nodes and synovial tissue, utilizing an established surgical model of murine osteoarthritis.

Análise de Citometria de Fluxo de Subconjuntos de Células Imunes dentro do Baço de Murina, Medula Óssea, Linfonodos e Tecido Sinovial em um Modelo de Osteoartrite

Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent musculoskeletal diseases, affecting patients suffering from pain and physical limitations. Recent ...

Evaluation of Amino Acid Consumption in Cultured Bone Cells and Isolated Bone Shafts

Bone development and homeostasis is dependent upon the differentiation and activity of bone forming osteoblasts. Osteoblast differentiation is sequentially characterized by proliferation followed by protein synthesis and ultimately bone matrix secretion. Proliferation and protein synthesis require a constant supply of amino acids. Despite this, very little is known about amino acid consumption in osteoblasts. Here we describe a very sensitive protocol that is designed to measure amino acid consumption using radiolabeled amino acids. This method is optimized to quantify changes in amino acid uptake that are associated with osteoblast proliferation or differentiation, drug or growth factor treatments, or various genetic manipulations. Importantly, this method can be used interchangeably to quantify amino acid consumption in cultured cell lines or primary cells in vitro or in isolated bone shafts ex vivo. Finally, our method can be easily adapted to measure the transport of any of the amino acids as well as glucose and other radiolabeled nutrients.

This protocol presents a radiolabeled amino acid uptake assay, which is useful for evaluating amino acid consumption either in primary cells or in isolated bones.

Escaneamento de restos esqueléticos para densidade mineral óssea em contextos forenses

Resumo

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