Osteologia e Antropometria

Quando si ritrovano resti scheletrici occorre porsi almeno due domande:
- A chi appartengono le ossa ? (specie, individuo)
- Quanti individui sono presenti ?
Lo studio osteologico si propone anche di individuare alcune importanti caratteristiche
biologiche dei soggetti:
• il sesso di ciascun i individuo i di id
• l’età alla morte
• la statura
• la capacità cranica
• le proporzioni dei principali segmenti corporei
• le capacità meccaniche
• lo stato di salute ed eventualmente la causa di morte
• le relazioni filogenetiche con gli altri ominidi (se non è nota la specie)
• le affinità geografiche con altri individui della stessa specie
Per studiare il singolo osso di ominide o un suo frammento si ha
sempre a disposizione uno scheletro di riferimento: il nostro
Lo scheletro dell’Uomo moderno
Funzioni dello scheletro:
• sostegno del corpo (struttura portante)
• morfologia generale del corpo
• protezione poteoeddi aalcuni cu oorgani ga vitali ta (ce (cervello, e o, cuo cuore, e, po polmoni, o , midollo do o sp spinale) a e)
• postura e locomozione (le ossa prestano attacco a muscoli e tendini)
• metaboliche (sede di deposito preferenziale del calcio, accoglie gli elementi
emopoietici del midollo osseo)
Tipologie secondo la forma:
Caratteristiche generali:
• lunghe (femore, omero, tibia…)
• colore biancastro o giallino chiaro • piatte (parietali (parietali, sterno…) sterno )
• consistenza solida
• corte (carpali…)
• sesamoidi soprannumerarie (es.patella) si for-
• 206 ossa
mano dopo la nascita entro cartilagini o legamenti
• wormiane di sutura soprannumerarie
(es.lambdoidee)
• irregolari (es.vertebre)

OSSO LUNGO
OSSA CORTE
OSSA WORMIANE (DI SUTURA)
OSSO PIATTO
OSSO IRREGOLARE
OSSO SESAMOIDE
(rotula, ossicini del
carpo…)

Tipologie di osso secondo il grado di compattezza:
• osso compatto o corticale : appare come una massa solida continua.
Rappresenta l’80% dello scheletro e costituisce la quasi totalità delle
ossa lunghe (nelle quali assume forma tubolare delimitando il canale
midollare contenente il midollo osseo) e di quelle piatte. È rivestito all’esterno
dal periostio e all’interno dall’endostio. Ha densità di 1,8 g/cm3 .
• osso trabecolare o spugnoso : rete tridimensionale di piccole spicole
ossee ramificate che delimitano un labirinto di spazi intercomunicanti
occupati dal midollo osseo emopoietico e da tessuto adiposo. Ha densità
variabile da 0,1 a 1 g/cm 3 .
Struttura dell’osso spugnoso
OSSO
SPUGNOSO
Essendo meno denso, l’osso spugnoso è molto meno
resistente alla compressione rispetto a quello compatto e
le fratture si verificano prevalentemente nelle ossa
contenenti più tessuto trabecolato.
Nelle ossa lunghe, la diafisi è costituita da osso compatto,
le epifisi da osso spugnoso avvolto da un sottile strato
corticale. La struttura trabecolare delle epifisi
ha la migliore orientazione possibile per
resistere alle sollecitazioni e le fibre osse sono
perciò disposte lungo le linee di carico.
Principali piani di frattura
OSSO OSSO
COMPATTO
COMPATTO
Disposizione delle trabecole nella
epifisi prossimale del femore.

Osteometria
Cos’è : è l’insieme delle tecniche per la misura dello scheletro
A cosa serve : a esprimere numericamente la variabilità fenotipica
Strumentazione classica (1)
COMPASSO A
BRANCHE DIRITTE
ASIMMETRICHE
COMPASSO A
BRANCHE DIRITTE
SIMMETRICHE
COMPASSO DI
SPESSORE A
SLITTA

Strumentazione classica (2)
COMPASSO A
BRANCHE RICURVE
MISURA LARGHEZZA FACCIA CON
COMPASSO A BRANCHE RICURVE
MISURAZIONE
PLICHE CUTANEE
Strumentazione classica (3)
MISURAZIONE PROGNATI
PROGNATI-
SMO ALVEOLARE CON
GONIOMETRO DI MOLLISON
GONIOMETRO DI MOLLISON
PLICOMETRO
COMPASSO A
BRANCHE DIRITTE
E GONIOMETRO DI
MOLLISON
ANTROPOMETRO
(ALTIMETRO)
MISURA ANGOLI
PELVI E MANDIBOLA
GONIOMETRO PELVICO E MAN- MAN
DIBOLARE (SERGI (SERGI-FRASSETTO)
FRASSETTO)
TORACOMETRO

Strumentazione classica (4)
APPARECCHIO
DI SCHULTZ
MISURAZIONE ALTEZ ALTEZ-
ZA DELLA TESTA CON
L’APPARECCHIO DI
SCHULTZ
VENTAGLIO DEI COLORI
DELLA PELLE (A.HINTZE)
ANTROPOMETRIA
DEL VIVENTE
TAVOLA DEI COLORI DEI
CAPELLI (C.STELLA)

Punti antropometrici
e regioni del corpo
ACROMION
VERTEX
TRICHION
NASION
GNATION
PUNTO SOPRASTERNALE
PUNTO RADIALE
OMFALION
PUNTO SINFISARIO
TROCANTERION
STYLION
DACTILION
PUNTO TIBIALE
SPHYRION (PUNTO
MALLEOLARE INTERNO)
Tecniche di rilevazione antropometrica
della testa (vivente)
GLABELLA : punto più sporgente della
fronte, subito sopra il naso
OPISTOCRANION : punto più sporgente
all’indietro dell’occipitale
EURION : subito sopra l’orecchio
PORION : margine superiore meato uditivo
esterno t
BASION : punto anteriore mediano del foro
occipitale (forame magno) (non su vivente)
BREGMA : punto incontro sutura sagittalesutura
coronale (non su vivente) ≈ Vertex
EURION
LARGHEZZA
EURION
GLABELLA
VERTEX
ALTEZZA
OPISTOCRANION
LUNGHEZZA
PORION /
BASION

Tecniche di rilevazione antropometrica
della faccia (vivente)
ALTEZZA
MORFOLOGICA
NASION
GNATION
Punti somatometrici
della mano
DACTYLION III
PUNTO ME ME-
TACARPA TACARPA-
LE ULNARE
PHALANGION III
STYLION
RADIALE
PUNTO ME ME-
TACARPA TACARPA-
LE RADIALE
DACTYLION I
PHALANGION I
LARGHEZZA
DEL NASO
SELLION
ALTEZZA
DEL NASO
PUNTO SOTTONASALE
Punti somatometrici
del piede
ACROPODION
PUNTO ME ME-
TATARSALE
FIBULARE
PTERNION
PUNTO ME ME-
TATARSA TATARSA-
LE TIBIALE

Antropometria e studi di popolazioni
Quali sono state le
cause del secular
trend della statura ?
Statura e secular trend
Miglioramento della qualità dell’alimentazione (>proteine)
Miglioramento delle condizioni igieniche a adozione di
politiche di assistenza sanitaria (vaccinazioni di massa…)
Miglioramento delle condizioni economiche, del livello di
istruzione e dello stile di vita (atteggiamenti nuovi verso le cure)
Diminuzione della pressione selettiva verso gli individui
più alti (con aumento della loro sopravvivenza) e verso la
mortalità perinatale e infantile
Aumento dell’esogamia con effetti fenotipici tipo eterosi
Altre cause (fecondità differenziale, numero di figli e loro ordine…)
da Sanna, 2002

Quali sono state le cause del secular trend della statura ? (continuazione)
E’ difficile valutare l’influenza che ciascun fattore deve
aver avuto sul secular trend, anche perché essi devono
aver inciso con tempi e modalità differenti da
popolazione a popolazione.
Questi fattori si sono stabilizzati e nelle ultime decadi il
trend staturale in Italia sembra in effetti essersi esaurito
(ma non quello di altri caratteri a maggior componente
ambientale quali il peso e il correlato BMI).
Forse il solo fattore dei precedenti che rimane ancora
vivo e che potrà sostenere una eventuale ulteriore
variazione staturale è dato dall’incremento di nuovi geni
in ingresso, dovuto all’integrazione di individui
appartenenti a etnie provenienti da ogni dove.
MISURAZIONI CON
REPERTI
SCHELETRICI

Piccolo
atlante del
cranio (da
F.Netter)
CRANIO

CRANIO IN NOR- NOR
MA LATERALE
Punti craniometrici (1)
CRANIO IN NOR- NOR
MA FRONTALE

CRANIO IN NOR- NOR
MA OCCIPITALE
Cefalometria
CRANIO IN NOR- NOR
MA SUPERIORE
Craniometria neurale
Punti craniometrici (2)
Calcolo dei diametri
cranici e degli
angoli tra i diametri
nasion - punto di incontro fra sutura naso-frontale e sutura nasale;
glabella - punto mediano del rilievo tra le due arcate sopraciliari
impari
bregma - punto di incontro fra sutura coronale e sutura sagittale;
vertex - punto, di poco posteriore al bregma, in posizione più elevata di tutti gli altri allorché il
cranio è orientato sul piano orizzontale
lambda - punto di incontro della sutura sagittale con quella lambdoidea; opistocranion - punto
opposto alla glabella sulla squama occipitale;
inion - protuberanza occipitale esterna;
opistion - punto posteriore mediano del margine del foro occipitale;
basion - punto anteriore mediano del foro occipitale (forame magno)
pari
eurion - punto corrispondente alla maggiore larghezza del neurocranio neurocranio, situato sulla parete
laterale (previo orientamento del cranio sul piano orizzontale);
frontotemporale - punto d'incontro tra il processo zigomatico del frontale e la linea temporale
superiore;
asterion - punto d'incontro fra sutura lambdoidea e sutura squamosa (sulla convergenza delle
ossa parietale, occipitale e temporale
porion - punto situato sul margine superiore del meato uditivo esterno

NORMA
ANTERIORE
Punti di repere del cranio
Asterion
Cefalometria Craniometria splancnica (facciale)
impari
pogonion - punto più sporgente protuberanza mentoniera
gnation - punto più basso sinfisi mentoniera
infradentale - punto superiore mediale incisivi inferiori
prostion - punto inferiore mediale incisivi superiori
acantion - margine inferiore dell’apertura nasale
pari
zighion - punto più laterale sporgente ponti zigomatici
orbitale - punto più basso margine inferiore orbitale
ddacrion i - punto t di iincontro t sulla ll parete t mediale di l ddella ll orbita
delle ossa frontale, lacrimale, mascellare
ectoconchion - punto posto sul margina laterale orbita
gonion - punto più laterale dell’angolo mandibolare
NORMA
POSTERIORE
Inion
Calcolo diametri facciali

NORMA ANTERIORE
CONFORMAZIONE DEL CRANIO
Indice cranico orizzontale (cefalico)
(forma del cranio in norma superiore)
Principali indici associati al cranio (1)
NORMA SUPERIORE
Principali
misure assolute
del cranio
NORMA LATERALE
- dolicocrania (lungo e stretto) ≤ 74,9
- mesocrania (ben proporzion.) 75÷79,9
- brachicrania (largo e corto) ≥ 80

Indice
cefalico =
CRANIO
MESOCEFALO
- dolicocrania (lungo e stretto) ≤ 74,9
- mesocrania (ben proporzion.) 75÷79,9
- brachicrania (largo e corto) ≥ 80
CRANIO
DOLICOCEFALO
Principali indici associati al cranio (2)
PROFILO DELLA FACCIA
Ortognatismo-prognatismo
(angolo facciale in norma laterale)

Indice cranico orizzontale
(forma del cranio in norma superiore)
- dolicocrania (lungo e stretto) ≤ 74,9
- mesocrania (ben proporzion.) 75÷79,9
- brachicrania (largo e corto) ≥ 80
Indice vertico trasversale
(forma del cranio in norma posteriore)
- tapeinocrania (basso e largo) ≤ 91,9
- metriocrania (cranio medio) 92÷97,9
- acrocrania (alto e stretto) ≥ 98
Indice facciale superiore
(forma della faccia)
- eurienia (faccia bassa e larga) ≤ 49,9
- mesenia (faccia media) 50÷54,9
- leptonici (faccia stretta e alta) ) ≥ 55
Principali indici associati al cranio (3)
EURIENIA
Indice vertico longitudinale
(forma del cranio in norma laterale)
- camecrania (basso e lungo) ≤ 69,9
- ortocrania (cranio medio) 70÷74,9
- ipsicrania (alto e corto) ≥ 75
Indice fronto-parietale
(fronte in relazione alla larghezza)
- stenometopia (fronte stretta) ≤ 65,9
- metriometopia (fronte media) 66÷68,9
- eurimetopia (fronte larga) ≥ 69
Indice nasale (forma del naso)
- leptorrinia (naso stretto e alto) ≤ 46,9
- mesorrinia (naso media) 47÷50,9
- camerrinia (naso largo e basso) ≥ 51
LEPTONIA

METODO
DIRETTO
di Broca
METODI
INDIRETTI
Interrazziale
di Pearson
Lee Lee-Pearson Pearson
METODO di Olivier
CLASSIFICA
CLASSIFICA-
ZIONE CRANI
Misurazione della capacità cranica
Occorre disporre di un cranio integro.
- Si tappano i fori delle cavità orbitarie e dei condotti carotidei con
cotone.
- Si versa del miglio con un imbuto dal forame magno, riempiendo
la cavità encefalica, scuotendo più volte per riempire i vuoti.
- Si svuota t il cranio i versando d il miglio i li iin un cilindro ili d graduato, d t che h
dà la misura in cm3 .
Maschi = Lunghezza x Larghezza x Altezza* x 0,000266 + 524,6
Femmine = Lunghezza x Larghezza x Altezza* x 0,000156 + 812,0
* Altezza
Basion-Bregma
Maschi = Lunghezza x Larghezza x Altezza^ x 0,000365 + 359,3
Femmine e e = Lunghezza u g e a x Larghezza ag e ax Altezza^ te a x 0,000375 0,0003 5 + 296,4 96, ^ Altezza
auricolare
Maschi = Lunghezza x Larghezza x Altezza^ x 0,000337 + 406,01 Porion-Bregma
Femmine = Lunghezza x Larghezza x Altezza^ x 0,000400 + 206,6
Insieme di equazioni che usano molti dati craniometrici
- Oligocrani Maschi ≤ 1300 Femmine ≤ 1150
- Eucrani Maschi 1301-1450 Femmine 1151-1300
- Aristocrani Maschi ≥ 1451 Femmine ≥ 1301
Misurazione della capacità cranica con la TAC
La Tomografia Assiale Computerizzata (TAC; in inglese CT: “ “Computed Computed
Tomography
Tomography”) ”) è un metodo diagnostico per immagini che riproduce sezioni
corporee adiacenti che vengono poste in successioni ed elaborate tramite
computer. La CT è basata sull’emissione di raggi x e consente di stimare con
grande precisione la capacità cranica, sia nel vivente che nei reperti ossei ossei, ,
fossilizzati o meno.
Spesso il cranio dei reperti antichi è incompleto oppure riempito di materiale
fortemente calcificato ed è difficilissimo riprodurre la struttura della teca endo-
endocranica senza distruggerla.
La CT genera un modello virtuale in 3D della cavità
interna del cranio, ottenendo la forma precisa del
cervello che vi era ospitato. L’uso di algoritmi parti-
colari consente poi la stima della capacità cranica.

LUNGHEZZA
FISIOLOGICA
Antropometria delle ossa lunghe (1)
SUBTROCANTERE
- DIAMETRO SAGITTALE
- DIAMETRO TRASVERSO
LUNGHEZZA
MASSIMA
META’ DIAFISI
- CIRCONFERENZA
- DIAMETRO SAGITTALE
SAGITTALE
- DIAMETRO TRASVERSO
Indici associati alle ossa lunghe
Esempi relativi al femore

Determinazione della statura da elementi scheletrici
Scheletro completo
Avendo a disposizione uno scheletro intero è possibile stimare la
statura del soggetto ricorrendo al metodo anatomico di Fully (1956).
1) Si sommano i seguenti segmenti ossei: 102 scheletri di maschi da Mau- Mau
• Altezza bregma bregma-basion basion del cranio
thausen di altezza in vita nota
• Somma delle altezze dei corpi vertebrali da C2 a L5
C2
• Altezza della prima vertebra sacrale
• Lunghezza fisiologica del femore
• Lunghezza massima della tibia (compreso malleolo)
• Distanza dall’astragalo (punto più alto) al calcagno (punto più basso)
ottenendo l’altezza h1 Basion Basion: : base cranio
(foramen foramen magnum)
+ S1 + + + +
L5
(continuazione)
2) all’altezza ottenuta ( (h1) ) si applica una delle due equazioni, secondo
sia nota (anche stimata) o meno l’età alla morte (in anni) del soggetto:
h2 = 1,009 x h1 –(0,0426 0,0426 x età ) + 12,1
h 2 = 0,996 x h 1 + 11,7
Se non è nota l’età alla morte e
non è neppure possibile stimarla
Se l’età alla morte è nota
3) l’altezza ottenuta ( (h2) ) viene corretta aggiungendo i seguenti fattori di
correzione dello spessore dei tessuti molli (dischi intervertebrali e
tessuti del cuscinetto del calcagno), differenziati in funzione del sesso e
della statura h2: Il metodo di Fully porta a stime di statura molto precise. Raxter Raxter, , recentemente (2005) (2005), , la-
vorando su campioni dello Smithsonian Institute, ha proposto una revisione, proponen-
do di aggiungere ulteriori 2 cm ai fattori di correzione dello spessore dei tessuti molli.

(continuazione)
Nel 1960 Fully e Pineau dimostrarono che è non è necessario disporre di tutti i
segmenti ossei già indicati (cranio, astragalo etc… etc…) ) ma che sono sufficienti la
frazione lombare del rachide e il femore (oppure la tibia tibia) ) per ottenere stime
sufficientemente precise della statura ( (h), ), utilizzando le seguenti equazioni di
regressione (alle quali non occorre aggiungere i fattori di correzione):
h = 12,67 + 2,09 x (lunghezza fisiologica femore + somma vertebre lombari)
oppure
h = 48,63 + 2,32 x (lunghezza massima della tibia + somma vertebre lombari)
Scheletro in situ disteso in decubito dorsale
È in teoria possibile misurare la statura del soggetto direttamente in fa-
se di scavo se esso è in posizione supina e se appare “intatto”, usando
un metro a rotella e seguendo le curvature dello scheletro.
Questo metodo diretto si è peraltro rivelato impreciso, sovrastimando media-
mente di 7 cm la statura reale in vita del soggetto ( (Petersen Petersen, , 2005).
Solo ossa lunghe
Non disponendo dello scheletro intero ma solo delle ossa lunghe (che
in genere si trovano più spesso) è possibile applicare delle equazioni di
regressione ( (metodo metodo matematico per la stima della statura statura), ), formu-
late in passato da diversi studiosi (Manouvier
( Manouvier 1892; Pearson 1899;
Oliver 1963 etc…) che tengono conto dell’alta correlazione esistente tra
ossa lunghe e statura statura.
Occorre utilizzare equazioni di regressione diverse in funzione:
- del sesso del soggetto
Più informazioni (ossa) si utilizzano, più
- dell’ dell’etnia etnia di appartenenza
la stima diviene precisa e affidabile.
- del periodo di riferimento (anche se è difficile disporre di equazioni per questo dato)
Equazioni
di Pearson ♀
♂

(continuaz.)
Le equazioni di regressione più utilizzate sono però quelle di Trotter
e Gleser (1952 e 1958) basate sui campioni XIX XIX-XX XX secolo della Smithsonian
nian’s ’s Terry Collection e su quelli di oltre 5.000 militari deceduti durante la
seconda guerra mondiale (bianchi e neri) e durante la guerra di Corea,
questi ultimi comprendenti anche asiatici (“mongolici”) e ispano ispano-portoricani portoricani
(“messicani”).
La statura dei militari era perfettamente nota e si sono potute stabilire delle
correlazioni molto molto precise tra la lunghezza dei segmenti ossei degli arti e la
statura stessa, con margini d’errore molto limitati. Pure la correlazione tra le
lunghezze degli arti appare notevole. Trotter ha dimostrato anche che più
segmenti ossei vengono utilizzati, più la stima della statura diviene precisa.
♂
Esempio:
h = 2,38 x femore + 61,41 con lungh.fisiol.femore
lungh.fisiol.femore=48,5 48,5 → 2,38 x 48,5 + 61,41 = 176,84
Soldati
americani
deceduti nella
II guerra
mondiale

Equazioni di Trotter (1970)
per la stima della statura a
partire dalle singole ossa
lunghe, per sesso ed etnia.
Dati da da Smithsonian
Smithsonian’s Smithsonian
Smithsonian’s s Terry
Terry
Collection e soldati america-
ni della 2nd World War.
Molti dati si riferiscono a
soggetti nati nella seconda
metà dell’800 e all’inizio del
‘900, prima che si compisse
il secular trend dell’aumento
staturale staturale.
Jantz (1992) dimostrò dimostrò che è
possibile utilizzare la tabella
di Trotter anche per le donne
bianche attuali (limitatamen-
te alle stime da femori e ti-
bie) modificata come segue: Utilizzando formule di regressione multipla con più
ossa la stima diviene più accurata. Esse però pre-
vedono l’uso della tibia e quest’ultima presenta al-
cuni problemi metodologici legati al campionamen-
to originale dei dati americani (con/senza malleolo) malleolo). .
Stima di statura con frammenti ossei
E’ possibile stimare la statura anche se si dispone soltanto di fram-
menti di ossa lunghe (G. Steele Steele, , 1970).
1) Si cerca di “ricostruire” le dimensioni dell’osso frammentato misu-
rando le sezioni ancora integre. Essendo note le lunghezze relative
delle varie sezioni ( (Steele Steele 1970, Krogman 1962) è possibile
risalire i li alle ll di dimensioni i i originali. i i li
Esempio: segmento 22-3
3 di maschio lungo 28,6 cm
lungh.fisiol.femore
lungh.fisiol.femore=28,6 28,6 / 58,97 x 100 = 48,5 cm
2) Si applicano le equazioni di Trotter so-
stituendo in essa la lunghezza stimata.
h = 2,38 x 48,5 + 61,41 = 176,84 cm

Si possono usare anche frammenti di ossa meno lun-
ghe adottando un metodo del tutto analogo: i meta-
carpali ed i vari segmenti del rachide (C;T;L), separa-
tamente per singolo tratto o assieme (TL o CTL).
Tib Om
Il metodo di Olivier, Tissier e Fully (1978) si basa sui parametri delle rette di
regressione ( (statura statura vs lunghezza ossa degli arti arti) ) ottenute da misurazioni
effettuate su individui deceduti in campi di concentramento in Francia ed Italia Italia, ,
differenziando le stime per quanto concerne l’utilizzo di ossa lunghe appartenenti
agli arti di destra o di sinistra. La stima della statura è riferita al vivente.
R = coeff. correlaz. statura/osso