Published December 1, 2002 | Version v1
Publication Open

Fatty acid composition and preservation of the Tyrolean Iceman and other mummies

Creators

  • 1. University of Vienna
  • 2. Ludwig Boltzmann Institute for Cancer Research
  • 3. TU Wien
  • 4. Catholic University of Santa María
  • 5. Universität Innsbruck
  • 6. Institute of History
  • 7. Institute of Human Sciences

Description

In anthropology, objective parameters to adequately describe storage conditions and the preservation of mummies have yet to be identified. Considering that fatty acids degrade to stable products, we analysed their profile in human mummies and in control samples by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). Originating from different epochs and civilizations, samples of the Tyrolean Iceman, other glacier corpses, a freeze dried mummy, corpses from a permafrost region, a corpse mummified immersed in water, and a desert mummy were evaluated. Chemometric analysis based on the concentrations of 16 fatty acids revealed the degree of similarity between anthropologic and fresh corpse samples, which was mainly influenced by the content of palmitic acid, oleic acid, and 10-hydroxystearic acid. The presence of 10-hydroxystearic acid was associated with immersion in water, whereas dry mummification was accompanied by high contents of oleic acid. Samples of the Tyrolean Iceman clustered between fresh tissue and those of other glacier corpses indicating the good preservation of this mummy.Thus, environmental post-mortem conditions were associated with characteristic fatty acid patterns suggesting that chemometric analysis of fatty acid contents may add to our knowledge about post-mortem storage conditions and the preservation of human corpses. In anthropology, objective parameters to adequately describe storage conditions and the preservation of mummies have yet to be identified. Considering that fatty acids degrade to stable products, we analysed their profile in human mummies and in control samples by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). Originating from different epochs and civilizations, samples of the Tyrolean Iceman, other glacier corpses, a freeze dried mummy, corpses from a permafrost region, a corpse mummified immersed in water, and a desert mummy were evaluated. Chemometric analysis based on the concentrations of 16 fatty acids revealed the degree of similarity between anthropologic and fresh corpse samples, which was mainly influenced by the content of palmitic acid, oleic acid, and 10-hydroxystearic acid. The presence of 10-hydroxystearic acid was associated with immersion in water, whereas dry mummification was accompanied by high contents of oleic acid. Samples of the Tyrolean Iceman clustered between fresh tissue and those of other glacier corpses indicating the good preservation of this mummy. Thus, environmental post-mortem conditions were associated with characteristic fatty acid patterns suggesting that chemometric analysis of fatty acid contents may add to our knowledge about post-mortem storage conditions and the preservation of human corpses. In September 1991, an approximately 5,000-year-old frozen male mummy was found in the Similaun glacier of the Tyrolean Alps (1Seidler H. Bernhard W. Teschler-Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. Some anthropological aspects of the prehistoric Tyrolean Ice Man.Science. 1992; 258: 455-457Google Scholar). Interestingly, the subcutaneous tissue and the adipose tissue of the so-called Tyrolean Iceman appeared macroscopically better preserved than tissue of other corpses buried in glaciers for much shorter periods of time. Consecutive studies, however, showed an almost complete degradation of macromolecules (2Handt O. Richards M. Trommsdorff M. Kilger C. Simanainen J. Georgiev O. Bauer K. Stone A. Hedges R. Schaffner W. Utermann G. Sykes B. Pääbo S. Molecular genetic analyses of the Tyrolean Ice Man.Science. 1994; 264: 1775-1778Google Scholar). This indicated the need for more appropriate methods to adequately describe post-mortem alterations of anthropologic finds. Since fatty acids are small molecules with defined degradation products, the study of these components is more likely to reflect the influence of environmental conditions on post-mortem alterations (3Gülaçar F.O. Buchs A. Capillary gas chromatography-mass spectrometry and identification of substituted carboxylic acids in lipids extracted from a 4000-year-old Nubian burial.J. Chromatogr. 1989; 479: 61-72Google Scholar, 4Mayer B.X. Reiter C. Bereuter T. Investigation of the triacylglycerol composition of iceman's mummified tissue by high-temperature gas chromatography.J. Chromatogr. B. 1997; 692: 1-6Google Scholar). Post-mortem, body fat is converted into adipocere under humid and microaerobic conditions. Adipocere is a lipid mixture of wax-like consistency and greyish-white color consisting mainly of free saturated fatty acids with even numbers of carbon atoms and eventually hydroxy-fatty acids. The formation of the latter has been attributed to biotic as well as to abiotic processes (5Takatori T. Yamaoka A. The mechanism of adipocere formation 1. identification and chemical properties of hydroxy fatty acids in adipocere.Forensic Sci. 1977; 9: 63-73Google Scholar, 6Takatori T. Investigations on the mechanism of adipocere formation and its relation to other biochemical reactions.Forensic Sci. Int. 1996; 80: 49-61Google Scholar). On the other hand, air circulation and/or elevated temperatures lead to mummification of human tissue by means of desiccation. Under these conditions, the epidermis becomes tanned thus protecting the tissue underneath. A rapid desiccation process is often associated with macroscopically well-preserved tissue. To learn more about the millennial preservation of the Tyrolean Iceman, we analysed the fatty acid composition of Iceman's tissue specimens by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). Using chemometric methods, these data were compared with those of other well-preserved mummies from different epochs and civilisations exposed to defined climatic conditions. Specimens obtained from the Tyrolean Iceman, two other corpses found in glaciers nearby, a body permanently immersed in an Austrian mountain lake over 50 years, two Scythian corpses buried in the permafrost of Siberia, a freeze dried Inca mummy from the Peruvian Andes, and, finally, a mummy buried in the Peruvian desert were evaluated (Table 1). As reference, the fatty acid profile of fresh tissue samples from three recently deceased control subjects were evaluated (17 specimens including skin, muscle, bone marrow, lung, and liver).TABLE 1Origin, storage conditions, burial time, and specimens of the evaluated human mummies and control subjectsIDOrigin and Storage ConditionsBurial TimeProbable Age at DeathSpecimen (Weight)aBecause of the unique nature of ancient specimens, it was not possible to obtain larger or multiple samples.yearsmgA"Tyrolean Iceman", glacier Similaun, South Tyrol, Italy; 3,200 m altitude; male corpse probably exposed to weather immediately after death, then stored in ice, found in melting ice in 1991.∼5,20035–40A1: trabecular bone (11), A2: nasal cavity (8.8); A3: paranasal sinus (8.2); A4: skin left hip (13).BGlacier Madatschferner, Austria; 2,800 m altitude; female corpse initially buried in the glacier, after melting of ice likely to be immersed in water for several months, found uncovered on ground free of snow in 1952. 2928B1: muscle right calf (15); B2: skin right thigh (17); B3: left lung surfacial adipocere (9.4); B4: liver surfacial tissue (10); B5: liver internal tissue (12).CGlacier Sulztalferner, Austria; 2,700 m altitude; male corpse partially buried in the glacier, likely to be immersed in melting ice for several months, found uncovered on ice in 1991. 5762C1: muscle upper left arm (17); C2: liver internal tissue (13); C3: skin abdomen (15); C4: skin with fat and muscle radial section of upper arm (19).DMountain lake Achensee, Austria; female corpse found in 50 m depth in 1989. 5030D1: left lung (17); D2: cardiac muscle (12); D3: muscle left thigh (14).EAltai Mountains, Siberia, Russia; 2,500 m altitude; male corpse buried in a permafrost zone, excavated completely enclosed in ice in 1995.∼2,200Adult; detail information missingE: skin abdomen (13).FAltai Mountains, Siberia, Russia; 2,500 m altitude; female skeleton with residual tissue found buried in a permafrost zone in 1993.∼2,500Adult; detail information missingF: tissue from the pelvic region (9.7).GMount Ampato, Andes, Peru; 6,000 m altitude; female corpse dry frozen by mountain winds in a zone of eternal ice, found in 1995. ∼5008–10G1: skin left temple (11); G2: hair left temple (9.1).HIlo, Peru; male corpse mummified in a desert without rainfalls in the last millennium, found in 1988.∼1,000Adult; detail information missingH: muscle left lower leg (16).I–KThree fresh corpses as reference (two females and one male).47, 72, and 90, respectivelyI1: muscle abdomen (17); I2: muscle lower leg (23); I3: liver (15); I4: lung (18); I5: bone marrow (13); I6: skin with fat thigh (21); I7: skin with fat abdomen (19); J1: liver (13); J2: lung (23); J3: muscle abdomen (27); J4: skin with fat thigh (21); J5: skin with fat abdomen (19); K1: liver (22); K2: lung (15); K3: muscle abdomen (25); K4: skin with fat thigh (28); K5: skin with fat abdomen (21).a Because of the unique nature of ancient specimens, it was not possible to obtain larger or multiple samples. Open table in a new tab In order to saponify the lipid material, tissue samples were homogenised and treated for 30 min at 100°C with 1 ml of a mixture of 7.5 N sodium hydroxide (Merck, Darmstadt, Germany) and methanol (1:1, v/v; Merck). The sodium salts of the free fatty acids were converted to their methyl esters by adding 2 ml of a mixture of methanol and 6 N hydrochloric acid (4.6:5.4, v/v; Merck) and heating for 10 min at a temperature of 80°C. Fatty acid methyl esters were then transferred from the acidic aqueous phase to an organic phase by liquid-liquid extraction using 1.25 ml of a mixture of n-hexane and t-butylethylether (1:1, v/v; Merck). Finally, cleanup of the organic extract was performed by liquid-liquid extraction using 3 ml of a 0.3 N sodium hydroxide solution. All reagents were of analytical grade. This extraction protocol—first described by Sasser (7Sasser M. MIS whole cell fatty acid analysis by gas chromatography. Technical note #101. MIDI Inc., Newark, DE1990Google Scholar)—allows for the analysis of the whole fatty acid content of tissue specimens including bound and unbound fatty acids, and also those originating from sources other than lipids (e.g., lipoproteins). Considering the small amount of the available ancient samples, this approach may maximize the recovery of fatty acids. The extracts were subjected to qualitative and quantitative analysis twice by gas-liquid chromatography (Hewlett Packard 5890, Agilent Technologies, Waldbronn, Germany) using a capillary column (Hewlett Packard Ultra 2; 25 m × 0.2 mm × 0.33 μm film thickness with 5% phenyl methyl silicone as stationary phase) coupled to a mass spectrometer (Finnigan 8200, Bremen, Germany). Species resolved by gas chromatography were identified by mass spectrometry using the database system MassLib (Max-Planck Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Germany). In order to visualize the relationships within the fatty acid data set, principal component analysis (PCA) was applied (8Massart D.L. Vandeginste B.G.M. Buydens L.M.C. De Jong S. Lewi P.J. Smeyers-Verbeke J. Handbook of chemometrics and qualimetrics: Part A. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands1997: 519-556Google Scholar). This standard technique of exploratory multivariate data analysis was chosen due to the composition of the available data set that, because of the small number of samples and the lack of replicates, can not be evaluated by elementary statistical tests. More importantly, this advantageous multivariate approach uses a set of variables instead of a single variable for the description of similarities between samples. The concentrations of 16 selected fatty acids (threshold: 1% of total fatty acids) were used as features to characterize a sample. In order to eliminate the influence of absolute concentration values, the features were autoscaled (to a mean of zero and a variance of 1) before PCA. The resulting first and second principal component scores (each a linear combination of the concentrations of the 16 fatty acids) were used as coordinates for a scatter plot with a point for each sample. Visual inspection of this score plot shows clustering according to the similarity of samples. In a loading plot, the principal component loadings were used as coordinates for points that correspond to the features (fatty acids). A fatty acid, which for instance is located in the upper right hand corner, is characteristic for samples located in the same region of the score plot. Fatty acids with a large distance from the origin of the coordinate system possess highest influence on the data set. The results obtained from PCA were confirmed by cluster analysis using dendrograms, and by k-nearest neighbour classifications. These methods extract relevant information from a data matrix and are useful in the interpretation of results. However, the small data set did not allow for the estimation of statistical validity. The software used was SCAN (Minitab Inc., State College, PA). As shown in Fig. 1A, unsaturated fatty acids and palmitic acid dominated the fatty acid profile of fresh tissue. The concentration of unsaturated fatty acids, predominantly oleic acid (18:1), was higher in specimens of the Tyrolean Iceman (Fig. 1B; Table 2, line A) than in samples from the other corpses found in glaciers nearby (Fig. 1C; Table 2, lines B and C). With concentrations up to 49%, the amount of hydroxy stearic acid (18:0 10OH) was similar in both the Tyrolean Iceman and the other two glacier corpses (Fig. 1B, C; Table 2).TABLE 2Concentrations of the main components of the fatty acids in the evaluated human mummies and control subjectsHuman Mummies and Control SubjectsFatty AcidsABCDEFGHIJKMyristic acid (14:0)2.8–7.03.2–8.52.8–6.2 15–216.05.53.3–4.24.1<1–5.03.1–6.41.8–4.7Palmitoleic acid (16:1)0–5.0n.d.0–2.7n.d.1.1n.d.4.0–4.5192.7–103.5–7.62.9–10Palmitic acid (16:0) 18–36 21–37 36–50 35–462555 30–3322 17–30 22–32 25–30Linoleic acid (18:2)0–2.3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.1.28.6–18 12–15 13–15Oleic acid (18:1)8.7–221.4–4.22.9–82.9–4.3107.1 19–2544 27–45 30–46 27–4210-Hydroxypalmitic acid (16:0 10OH)0–3.53.5–8.72–3.4n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.Stearic acid (18:0)5.0–17 3–193.4–7.44.4–9.96.3268.7–141.82.5–112.5–7.1 2.2–10Arachidonic acid (20:4)n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.<1–9.4<1–7.7<1–1210-Hydroxystearic acid (18:0 10OH) 15–48 21–497.5–439.8–3445n.d. 0–1.21.2n.d.n.d.n.d.Data represent the concentration range of the respective fatty acid. Results are calculated as percentage of the total fatty acid concentration (n.d., not detected). Letters A–K identify the human mummies and control subjects evaluated as indicated in Table 1. Open table in a new tab Data represent the concentration range of the respective fatty acid. Results are calculated as percentage of the total fatty acid concentration (n.d., not detected). Letters A–K identify the human mummies and control subjects evaluated as indicated in Table 1. The influence of continuous immersion into cold water on post-mortem degradation was studied by analysing the fatty wax of a body recovered 50 years after death from a mountain lake in a depth of 50 meters. The fatty acid composition of samples obtained from this corpse (Table 2, line D) differed from the recently buried glacier corpses mainly in the higher concentrations of myristic acid (range: 15–21% of total fatty acids vs. 2.8–8.5% in glacier corpses). The fatty acid profiles obtained from two corpses buried in the Altai mountains differed between each other (Pazyryk culture in Siberia). One of them, a Scythian warrior, was excavated as a frozen mummy in a wooden coffin filled with ice. The fatty acid composition of this specimen was similar to that observed in specimens of glacier corpses with 10-hydroxystearic acid as the dominant component (45% of total fatty acids; Table 2, line E). After burial, the other corpse decayed in the permanent frost without being enclosed in ice. A specimen from the pelvic region was one of the few tissue samples conserved on this skeleton. In contrast to the specimen obtained from the Scythian warrior, the fatty acid profile of this sample consisted predominantly of saturated fatty acids (Table 2, line F). Two specimens originating from a freeze-dried mummy found in a cavern of the Peruvian Andes (Mount Ampato) were also evaluated. Perhaps sacrificed by the Incas for religious motives ∼500 years ago, this well preserved mummy of a child was desiccated by winds at an altitude of 6,000 m. A remarkably high concentration of unsaturated fatty acids was observed (23.5 and 29% of total fatty acids), whereas hydroxy stearic acid was completely absent (Table 2, line G). Only in these samples was a ramified fatty acid with 15 carbon atoms detected (11% and 15% of the total fatty acids). Mummification under the complete absence of humidity has been investigated by analysing a tissue sample from a burial place near Ilo in the Peruvian desert (Chiribaya culture, 1,000 years old). In this place, precipitation has been unknown for thousands of years. This specimen showed almost all characteristics of fresh tissue, differing only in the reduced concentration of linoleic acid (1.2% vs. 8.6–18% of total fatty acids) accompanied by an increased concentration of palmitoleic acid (19% vs. 2.7–10% of total fatty acids; Table 2, line H). Chemometric data analysis by principal component analysis was performed to unravel similarities among samples based on their fatty acids composition. Such a multivariate approach may sufficiently discriminate samples, even if single variables do not show significant differences. The score plot (Fig. 2A)obtained from the first and second principal component shows distinct regions, which can be attributed to different sample groups. The most homogenous group consisted of the fresh tissue samples from three different corpses clustering totally different specimens such as skin, muscle, bone marrow, liver, and lung (I1–I7, J1–J5, K1–K5). This was not unexpected, because the univariate statistical analysis of the lead compounds palmitic acid, oleic acid, and linoleic acid showed a coefficient of variation of only 15% to 18% when considering all control samples (n = 17). Samples obtained from the desert corpse (H) and the Inca mummy (G1 and G2) were adjacent to the group of fresh specimens. Opposite to this cluster, samples of the glacier corpses B and C formed a second group. With exception of the skin specimen (A4), the samples of the Tyrolean Iceman were distributed between these two groups (A1–A3). As demonstrated by the loading plot (Fig. 2B), the clustering of samples is mainly influenced by three components, namely oleic acid, 10-hydroxystearic acid, and palmitic acid. Considering these components in the Tyrolean Iceman, the skin (as the most exposed region of the corpse) differed from the other three samples (oleic acid, 8.7% vs. 12–22%; 10-hydroxystearic acid, 48% vs. 15–27%; palmitic acid, 18% vs. 20–36%).Fig. 2Principal component analysis (PCA) of the autoscaled fatty acid data. PC1 is the first principal component (73.3% of total variance) and PC2 is the second principal component (18.3% of total variance); letters and subscripts indicate the sample identification as defined in Table 1; scaling of axes is linear in arbitrary units. A, score plot showing clustering of the 38 samples; B, loading plot showing the fatty acids that are characteristic for the clusters in the score plot.View Large Image Figure ViewerDownload (PPT) The number of available ancient, well-preserved, and defined specimens may be very limited. This may include the type of recovered tissue as well as the amount of sample. As a prerequisite for the evaluation performed in the present study, one needs to establish the comparability of different tissue types. As shown in Fig. 2A, the most homogeneous group consisted of 17 specimens from three recently deceased subjects indicating that the type of tissue exerts only a minor influence with respect to their distribution on the score plot (samples I1-I7, J1-J5, K1-K5). Thus, the position of a sample on the score plot is mainly due to the environmental conditions it has been exposed to rather than to the sampling site of the corpse. The samples from the two glacier corpses as well as those from the corpse recovered from a lake formed a second group (Fig. 2A; samples B1-B5, C1-C4, D1-D3). The specimens of the Tyrolean Iceman were distributed between these two groups (Fig. 2A, samples A1–A4). This finding was surprising and indicated the good preservation of this very old mummy in comparison to the corpses, which were buried in glaciers for much shorter time periods (29 and 57 years, respectively). The inhomogeneous distribution of the samples from the Tyrolean Iceman is likely due to the varying environmental conditions to which the different body regions were exposed during the millennial conservation process. Due to higher concentrations of 10-hydroxystearic acid and lower concentrations of oleic acid, the skin as the most exposed part of the Tyrolean Iceman could hardly be distinguished from samples of the other glacier corpses (Fig. 2A, sample A4). All samples from both the glacier corpses and the corpse recovered from the lake were characterized by the presence of 10-hydroxystearic acid, which was likely formed from the addition of a hydroxyl group to the double bond in oleic acid. This was conspicuous when considering the samples originating from the frozen Scythian corpses, which were found buried in the same area. The specimen of the Scythian warrior enclosed in ice was dominated by the presence of 10-hydroxystearic acid and was scattered within the glacier group on the score plot (Fig. 2A, sample E), whereas the sample of the Scythian skeleton was characterised by saturated fatty acids completely lacking 10-hydroxystearic acid (Fig. 2A, sample F). In contrast to the Scythian skeleton, the corpse of the Scythian warrior has been immersed in water (e.g., for several weeks during a hot summer), which then froze into ice. These findings suggest the formation of 10-hydroxystearic acid to be associated with watery storage conditions. This conclusion is supported by the presence of considerable amounts of this fatty acid in the body permanently immersed in the mountain lake as well as in the glacier corpses, which were all temporarily exposed to water. Due to the very low storage temperatures of these corpses, the microbial contamination discussed in previous reports (6Takatori T. Investigations on the mechanism of adipocere formation and its relation to other biochemical reactions.Forensic Sci. Int. 1996; 80: 49-61Google Scholar) is unlikely to play a major role in the formation of 10-hydroxystearic acid. The mechanism of the post-mortem fatty acid hydroxylation, however, remains to be elucidated. In mammalian systems, detection of fatty acids with an odd number of carbon atoms is unusual. Thus, the relatively high concentrations of a ramified fatty acid with 15 carbon atoms in samples of the freeze-dried mummy from the Peruvian Andes was an unexpected finding. However, the authors cannot provide a reasonable explanation regarding the putative origin of this fatty acid. As expected from the absence of 10-hydroxystearic acid as well as the high concentrations of unsaturated fatty acids, the score plot grouped the samples of this mummy in immediate proximity to the fresh specimens (Fig. 2A, samples G1-G2). The best preserved corpse, however, was the one excavated in the Peruvian desert. The sample obtained from this mummy was congruent with fresh tissue on the score plot (Fig. 2A, sample H). Notwithstanding, even in this well-preserved specimen arachidonic acid was not detected which may be due to the unstable nature of this fatty acid. We conclude that multivariate evaluation of fatty acid profiles of anthropologic samples from different epochs and civilizations characterized the respective preservation and allowed conclusions about the individual post-mortem storage conditions. The Tyrolean Iceman was found to be better preserved than corpses buried in neighboring glaciers for much shorter time periods. This can be explained by rapid initial desiccation (mummification) of the Tyrolean Iceman by mountain winds after his death, as suggested by macroscopic investigations (1Seidler H. Bernhard W. Teschler-Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. Some anthropological aspects of the prehistoric Tyrolean Ice Man.Science. 1992; 258: 455-457Google Scholar). The corpse was probably then enclosed in ice, including periods of residence in water as indicated by the presence of 10-hydroxystearic acid, which is a putative marker for storage of anthropologic specimens in watery environment.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في الأنثروبولوجيا، لم يتم بعد تحديد معايير موضوعية لوصف ظروف التخزين بشكل كافٍ والحفاظ على المومياوات. بالنظر إلى أن الأحماض الدهنية تتحلل إلى منتجات مستقرة، قمنا بتحليل ملفها الشخصي في المومياوات البشرية وفي عينات التحكم بواسطة كروماتوغرافيا الغاز المقترنة بقياس الطيف الكتلي (GC/MS). نشأت من عصور وحضارات مختلفة، تم تقييم عينات من رجل الجليد التيرولي، وجثث الأنهار الجليدية الأخرى، ومومياء مجففة بالتجميد، وجثث من منطقة دائمة التجمد، وجثة محنطة مغمورة في الماء، ومومياء صحراوية. كشف التحليل الكيميائي القائم على تركيزات 16 حمضًا دهنيًا عن درجة التشابه بين عينات الجثث الأنثروبولوجية والجثث الطازجة، والتي تأثرت بشكل أساسي بمحتوى حمض البالمتيك وحمض الأوليك وحمض 10 -هيدروكسيستيريك. ارتبط وجود حمض 10 -هيدروكسيستيريك بالغمر في الماء، في حين كان التحنيط الجاف مصحوبًا بمحتويات عالية من حمض الأوليك. تتجمع عينات من رجل الجليد التيرولي بين الأنسجة الطازجة وتلك الموجودة في جثث الأنهار الجليدية الأخرى مما يشير إلى الحفاظ الجيد على هذه المومياء. وبالتالي، ارتبطت الظروف البيئية بعد الوفاة بأنماط الأحماض الدهنية المميزة التي تشير إلى أن التحليل الكيميائي لمحتويات الأحماض الدهنية قد يضيف إلى معرفتنا بظروف التخزين بعد الوفاة والحفاظ على الجثث البشرية. في الأنثروبولوجيا، لم يتم بعد تحديد معايير موضوعية لوصف ظروف التخزين بشكل كافٍ والحفاظ على المومياوات. بالنظر إلى أن الأحماض الدهنية تتحلل إلى منتجات مستقرة، قمنا بتحليل ملفها الشخصي في المومياوات البشرية وفي عينات التحكم بواسطة كروماتوغرافيا الغاز المقترنة بقياس الطيف الكتلي (GC/MS). نشأت من عصور وحضارات مختلفة، تم تقييم عينات من رجل الجليد التيرولي، وجثث الأنهار الجليدية الأخرى، ومومياء مجففة بالتجميد، وجثث من منطقة دائمة التجمد، وجثة محنطة مغمورة في الماء، ومومياء صحراوية. كشف التحليل الكيميائي القائم على تركيزات 16 حمضًا دهنيًا عن درجة التشابه بين عينات الجثث الأنثروبولوجية والجثث الطازجة، والتي تأثرت بشكل أساسي بمحتوى حمض البالمتيك وحمض الأوليك وحمض 10 -هيدروكسيستيريك. ارتبط وجود حمض 10 -هيدروكسيستيريك بالغمر في الماء، في حين كان التحنيط الجاف مصحوبًا بمحتويات عالية من حمض الأوليك. تتجمع عينات من رجل الجليد التيرولي بين الأنسجة الطازجة وتلك الموجودة في جثث الأنهار الجليدية الأخرى مما يشير إلى الحفاظ الجيد على هذه المومياء. وبالتالي، ارتبطت الظروف البيئية بعد الوفاة بأنماط الأحماض الدهنية المميزة التي تشير إلى أن التحليل الكيميائي لمحتويات الأحماض الدهنية قد يضيف إلى معرفتنا بظروف التخزين بعد الوفاة والحفاظ على الجثث البشرية. في سبتمبر 1991، تم العثور على مومياء ذكر مجمدة عمرها حوالي 5000 عام في نهر Similaun الجليدي في جبال الألب التيرولية (1Seidler H. Bernhard W. Teschler - Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. بعض الجوانب الأنثروبولوجية لرجل الجليد التيرولي ما قبل التاريخ. 1992 ؛ 258: 455-457 الباحث العلمي من Google). ومن المثير للاهتمام أن الأنسجة تحت الجلد والأنسجة الدهنية لما يسمى بالرجل الجليدي التيرولي بدت محفوظة بشكل أفضل من الناحية العيانية من أنسجة الجثث الأخرى المدفونة في الأنهار الجليدية لفترات زمنية أقصر بكثير. ومع ذلك، أظهرت الدراسات المتتالية تدهورًا شبه كامل للجزيئات الضخمة (2Handt O. Richards M. Trommsdorff M. Kilger C. Simanainen J. Georgiev O. Bauer K. Stone A. Hedges R. Schaffner W. Utermann G. Sykes B. Pääbo S. التحليلات الجينية الجزيئية لرجل الجليد التيرولي. 1994 ؛ 264: 1775-1778 الباحث العلمي من Google). يشير هذا إلى الحاجة إلى طرق أكثر ملاءمة لوصف التعديلات بعد الوفاة بشكل كافٍ للاكتشافات الأنثروبولوجية. نظرًا لأن الأحماض الدهنية هي جزيئات صغيرة ذات منتجات تحلل محددة، فمن المرجح أن تعكس دراسة هذه المكونات تأثير الظروف البيئية على تعديلات ما بعد الوفاة (3Gülaçar F.O. Buchs A. استشراب الغاز الشعري - قياس الطيف الكتلي وتحديد الأحماض الكربوكسيلية البديلة في الدهون المستخرجة من دفن نوبي عمره 4000 عام. J. Chromatogr. 1989 ؛ 479: 61-72 الباحث العلمي من Google، 4Mayer B.X. Reiter C. Bereuter T. التحقيق في تكوين ثلاثي أسيل الجليسرول للأنسجة المحنطة لرجل الثلج بواسطة كروماتوغرافيا الغاز ذات درجة الحرارة العالية. J. Chromatogr. ب. 1997 ؛ 692: 1-6 الباحث العلمي من Google). بعد الوفاة، يتم تحويل دهون الجسم إلى شحوم تحت ظروف رطبة وهوائية دقيقة. أديبوسير هو خليط دهني من قوام شبيه بالشمع ولون أبيض رمادي يتكون أساسًا من أحماض دهنية مشبعة حرة مع أعداد زوجية من ذرات الكربون وأحماض دهنية هيدروكسي في النهاية. يعزى تكوين هذا الأخير إلى العمليات الحيوية وكذلك إلى العمليات اللاأحيائية (5Takatori T. Yamaoka A. آلية تكوين الشحوم 1. تحديد الخواص الكيميائية للأحماض الدهنية الهيدروكسية في الشحوم. 1977 ؛ 9: 63-73 الباحث العلمي من Google، 6Takatori T. تحقيقات حول آلية تكوين الأديبوسير وعلاقته بالتفاعلات الكيميائية الحيوية الأخرى. Int. 1996; 80: 49-61 الباحث العلمي من Google). من ناحية أخرى، يؤدي دوران الهواء و/أو درجات الحرارة المرتفعة إلى تحنيط الأنسجة البشرية عن طريق التجفيف. في ظل هذه الظروف، تصبح البشرة مدبوغة وبالتالي تحمي الأنسجة الموجودة تحتها. غالبًا ما ترتبط عملية التجفيف السريع بالأنسجة المحفوظة جيدًا بالعين المجردة. لمعرفة المزيد حول الحفظ الألفي لرجل الجليد التيرولي، قمنا بتحليل تكوين الأحماض الدهنية لعينات أنسجة رجل الجليد عن طريق كروماتوغرافيا الغاز المقترنة بقياس الطيف الكتلي (GC/MS). باستخدام طرق القياس الكيميائي، تمت مقارنة هذه البيانات مع تلك الخاصة بالمومياوات الأخرى المحفوظة جيدًا من عصور وحضارات مختلفة تعرضت لظروف مناخية محددة. تم تقييم العينات التي تم الحصول عليها من رجل الجليد التيرولي، وجثتين أخريين عثر عليهما في الأنهار الجليدية القريبة، وجثة مغمورة بشكل دائم في بحيرة جبلية نمساوية على مدى 50 عامًا، وجثتين من السكيثيين مدفونتين في جليد سيبيريا الدائم، ومومياء إنكا مجففة بالتجميد من جبال الأنديز البيروفية، وأخيرًا، مومياء مدفونة في صحراء بيرو (الجدول 1). كمرجع، تم تقييم ملف الأحماض الدهنية لعينات الأنسجة الطازجة من ثلاثة أشخاص متوفين حديثًا (17 عينة بما في ذلك الجلد والعضلات ونخاع العظام والرئة والكبد). الجدول 1 الأصل وظروف التخزين ووقت الدفن وعينات من المومياوات البشرية التي تم تقييمها ومواضيع التحكمIDOrigin وشروط التخزينالوقت الدفنيالعمر المحتمل عند الوفاة (الوزن) أ بسبب الطبيعة الفريدة للعينات القديمة، لم يكن من الممكن الحصول على عينات أكبر أو متعددة. السنةsmgA "Tyrolean Iceman"، الأنهار الجليدية Similaun، جنوب تيرول، إيطاليا ؛ ارتفاع 3200 متر ؛ جثة الذكور ربما تتعرض للطقس مباشرة بعد الموت، ثم تخزينها في الجليد، وجدت في ذوبان الجليد في عام 1991.5,20035-40A1: العظم التربيقي (11)، A2: تجويف الأنف (8.8 )؛ A3: الجيب المجاور للأنف (8.2 )؛ A4: الورك الأيسر للجلد (13) .BGlacier Madatschferner، النمسا ؛ ارتفاع 2800 متر ؛ دفنت جثة الأنثى في البداية في النهر الجليدي، بعد ذوبان الجليد الذي من المحتمل أن يكون مغمورًا في الماء لعدة أشهر، ووجدت غير مغطاة على الأرض خالية من الثلج في عام 1952. 2928B1: ربلة الساق اليمنى للعضلات (15 )؛ B2: الفخذ الأيمن للجلد (17 )؛ B3: الشحم السطحي للرئة اليسرى (9.4 )؛ B4: الأنسجة السطحية للكبد (10 )؛ B5: الأنسجة الداخلية للكبد (12) .CGlacier Sulztalferner، النمسا ؛ ارتفاع 2700 متر ؛ جثة ذكر مدفونة جزئيًا في النهر الجليدي، من المرجح أن تكون مغمورة في ذوبان الجليد لعدة أشهر، وجدت مكشوفة على الجليد في عام 1991. 5762C1: الذراع الأيسر العلوي للعضلات (17 )؛ C2: الأنسجة الداخلية للكبد (13 )؛ C3: بطن الجلد (15 )؛ C4: الجلد مع قسم شعاعي من الدهون والعضلات في الذراع العلوي (19) .بحيرة جبل أشينسي، النمسا ؛ تم العثور على جثة أنثى على عمق 50 مترًا في عام 1989. 5030D1: الرئة اليسرى (17 )؛ D2: عضلة القلب (12 )؛ D3: الفخذ الأيسر للعضلات (14). جبال إلتاي، سيبيريا، روسيا ؛ ارتفاع 2500 متر ؛ جثة ذكر مدفونة في منطقة دائمة التجمد، تم حفرها بالكامل في الجليد في عام 1995.2200 بالغ ؛ معلومات تفصيلية مفقودةE: جلد البطن (13).جبال فلتاي، سيبيريا، روسيا ؛ ارتفاع 2500 متر ؛ هيكل عظمي للإناث مع الأنسجة المتبقية المدفونة في منطقة دائمة التجمد في عام 1993.2500 جنيه إسترليني للبالغين ؛ معلومات تفصيلية مفقودةF: نسيج من منطقة الحوض (9.7).GMount Ampato، جبال الأنديز، بيرو ؛ ارتفاع 6000 متر ؛ جثة أنثى جافة متجمدة بسبب الرياح الجبلية في منطقة من الجليد الأبدي، عثر عليها في عام 1995. 5008-10G1: المعبد الأيسر للجلد (11 )؛ G2: المعبد الأيسر للشعر (9.1). مرحبا، بيرو ؛ تحنيط جثة ذكر في صحراء دون هطول أمطار في الألفية الأخيرة، وجدت في عام 1988.1000 بالغ ؛ معلومات تفصيلية مفقودةH: العضلات اليسرى أسفل الساق (16) .I - Kثلاث جثث جديدة كمرجع (إناث وذكور).47 و 72 و 90 على التواليI 1: عضلات البطن (17) ؛ I2: عضلات أسفل الساق (23) ؛ I3: الكبد (15) ؛ I4: الرئة (18) ؛ I5: نخاع العظام (13) ؛ I6: الجلد مع الفخذ الدهني (21) ؛ I7: الجلد مع البطن الدهني (19) ؛ J1: الكبد (13) ؛ J2: الرئة (23) ؛ J3: عضلات البطن (27) ؛ J4: الجلد مع الفخذ الدهني (21) ؛ J5: الجلد مع البطن الدهني (19) ؛ K1: الكبد (22) ؛ K2: الرئة (15) ؛ K3: البطن العضلي (25) ؛ K4: الجلد مع الفخذ الدهني (28) ؛ K5: الجلد مع البطن الدهني (21). نظرًا للطبيعة الفريدة للعينات القديمة، لم يكن من الممكن الحصول على عينات أكبر أو متعددة. طاولة مفتوحة في علامة تبويب جديدة من أجل تصبن المادة الدهنية، تم تجانس عينات الأنسجة ومعالجتها لمدة 30 دقيقة عند 100 درجة مئوية مع 1 مل من خليط من هيدروكسيد الصوديوم 7.5 N (Merck، Darmstadt، Germany) والميثانول (1:1، v/v ؛ Merck). تم تحويل أملاح الصوديوم من الأحماض الدهنية الحرة إلى استرات الميثيل الخاصة بها عن طريق إضافة 2 مل من خليط من الميثانول وحمض الهيدروكلوريك 6 N (4.6:5.4، v/v ؛ Merck) والتسخين لمدة 10 دقائق عند درجة حرارة 80 درجة مئوية. ثم تم نقل إسترات ميثيل الأحماض الدهنية من الطور المائي الحمضي إلى طور عضوي عن طريق استخراج السائل والسائل باستخدام 1.25 مل من خليط من n - hexane و t - butylethylether (1:1، v/v ؛ Merck). أخيرًا، تم تنظيف المستخلص العضوي عن طريق استخراج السائل باستخدام 3 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم 0.3 نيوتن. كانت جميع الكواشف من الدرجة التحليلية. تم وصف بروتوكول الاستخراج هذا لأول مرة بواسطة ساسر (7Sasser M. MIS تحليل الحمض الدهني للخلية الكاملة بواسطة كروماتوغرافيا الغاز. الملاحظة الفنية رقم101. MIDI Inc.، Newark، DE1990Google Scholar) - يسمح بتحليل محتوى الأحماض الدهنية بالكامل في عينات الأنسجة بما في ذلك الأحماض الدهنية المرتبطة وغير المرتبطة، وكذلك تلك التي تنشأ من مصادر أخرى غير الدهون (على سبيل المثال، البروتينات الدهنية). بالنظر إلى الكمية الصغيرة من العينات القديمة المتاحة، قد يزيد هذا النهج من استرداد الأحماض الدهنية. خضعت المستخلصات للتحليل النوعي والكمي مرتين عن طريق الاستشراب الغازي السائل (Hewlett Packard 5890, Agilent Technologies, Waldbronn, Germany) باستخدام عمود شعري (Hewlett Packard Ultra 2; 25 m × 0.2 mm × 0.33 μm film thickness with 5% phenyl methyl silicone as stationary phase) مقترن بمطياف كتلي (Finnigan 8200, Bremen, Germany). تم تحديد الأنواع التي تم حلها بواسطة كروماتوغرافيا الغاز عن طريق قياس الطيف الكتلي باستخدام نظام قاعدة البيانات MassLib (Max - Planck Institut für Kohlenforschung، Mülheim an der Ruhr، Germany). من أجل تصور العلاقات داخل مجموعة بيانات الأحماض الدهنية، تم تطبيق تحليل المكونات الرئيسية (PCA) (8Massart D.L. Vandeginste B.G.M. Buydens L.M.C. De Jong S. Lewi P.J. Smeyers - Verbeke J. Handbook of chemometrics and qualimetrics: Part A. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands1997: 519-556 الباحث العلمي من Google). تم اختيار هذه التقنية القياسية لتحليل البيانات الاستكشافية متعددة المتغيرات بسبب تكوين مجموعة البيانات المتاحة التي، بسبب قلة عدد العينات ونقص التكرارات، لا يمكن تقييمها من خلال الاختبارات الإحصائية الأولية. والأهم من ذلك، أن هذا النهج المميز متعدد المتغيرات يستخدم مجموعة من المتغيرات بدلاً من متغير واحد لوصف أوجه التشابه بين العينات. تم استخدام تركيزات 16 حمضًا دهنيًا مختارًا (العتبة: 1 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية) كميزات لتوصيف العينة. من أجل القضاء على تأثير قيم التركيز المطلقة، تم قياس السمات تلقائيًا (إلى متوسط صفر وتباين 1) قبل PCA. تم استخدام درجات المكون الرئيسي الأول والثاني الناتجة (كل مجموعة خطية من تركيزات الأحماض الدهنية الستة عشر) كإحداثيات لمخطط مبعثر مع نقطة لكل عينة. يُظهر الفحص البصري لمخطط النتيجة هذا التجميع وفقًا لتشابه العينات. في مخطط التحميل، تم استخدام تحميلات المكونات الرئيسية كإحداثيات للنقاط التي تتوافق مع السمات (الأحماض الدهنية). الحمض الدهني، الذي يقع على سبيل المثال في الزاوية اليمنى العليا، هو سمة مميزة للعينات الموجودة في نفس المنطقة من مخطط النتيجة. الأحماض الدهنية ذات المسافة الكبيرة من أصل النظام الإحداثي لها أكبر تأثير على مجموعة البيانات. تم تأكيد النتائج التي تم الحصول عليها من PCA من خلال التحليل العنقودي باستخدام dendrograms، وتصنيفات k - nearest neighbour. تستخرج هذه الأساليب المعلومات ذات الصلة من مصفوفة البيانات وهي مفيدة في تفسير النتائج. ومع ذلك، لم تسمح مجموعة البيانات الصغيرة بتقدير الصدق الإحصائي. كان البرنامج المستخدم هو SCAN (Minitab Inc.، State College، PA). كما هو موضح في الشكل 1 أ، هيمنت الأحماض الدهنية غير المشبعة وحمض البالمتيك على شكل الأحماض الدهنية للأنسجة الطازجة. كان تركيز الأحماض الدهنية غير المشبعة، في الغالب حمض الأوليك (18:1)، أعلى في عينات رجل الجليد التيرولي (الشكل 1 ب ؛ الجدول 2، السطر أ) مقارنة بالعينات المأخوذة من الجثث الأخرى الموجودة في الأنهار الجليدية القريبة (الشكل 1 ج ؛ الجدول 2، السطران ب وج). مع تركيزات تصل إلى 49 ٪، كانت كمية حمض الهيدروكسي الدهني (18:0 10OH) متشابهة في كل من Tyrolean Iceman والجثتين الجليديتين الأخريين (الشكل 1B, C; Table 2) .Table 2 تركيزات المكونات الرئيسية للأحماض الدهنية في المومياوات البشرية التي تم تقييمها وموضوعات التحكمMummies and Control SubjectsABCDEFGHIJKMyristic acid (14:0) 2.8-7.03.2-8.52.8-6.2 15-216.05.53.3-4.24.1 < 1-5.03.1-6.41.8-4.7Palmitoleic acid (16: 1) 0-5.0n.d.0-2.7n.d.1.1n.d.4.0-4.5192.7-103.5-7.62.9-10Palmitic acid (16:0) 18–36 21–37 36–50 35-462555 30-3322 17-302 25-30Linoleic acid (18:2) 0-2.3n.d.n.n.d.n.n.n.d.n.n.d.n.n.d.n.n.d.n.n.d.n.n.d.n.n.d.1.28.6-18 12–15 13-15Oleic acid (18) 8.7-2.2-2.42-8.92-4.37.1 19-25-45 27-42-10-42-42 -هيدروكسي Acid (0) 0) 0-33.5-32-8.5-3n.n.n.n.d.n.d.n.n.n.n.d.n.n.d.n يتم حساب النتائج كنسبة مئوية من إجمالي تركيز الأحماض الدهنية (بدون تاريخ، لم يتم اكتشافها). تحدد الحروف A - K المومياوات البشرية وموضوعات التحكم التي تم تقييمها كما هو موضح في الجدول 1. جدول مفتوح في علامة تبويب جديدة تمثل البيانات نطاق تركيز الأحماض الدهنية المعنية. يتم حساب النتائج كنسبة مئوية من إجمالي تركيز الأحماض الدهنية (بدون تاريخ، لم يتم اكتشافها). تحدد الحروف A - K المومياوات البشرية وموضوعات التحكم التي تم تقييمها كما هو موضح في الجدول 1. تمت دراسة تأثير الغمر المستمر في الماء البارد على تدهور ما بعد الوفاة من خلال تحليل الشمع الدهني لجسم تم استرداده بعد 50 عامًا من الموت من بحيرة جبلية على عمق 50 مترًا. اختلفت تركيبة الأحماض الدهنية للعينات التي تم الحصول عليها من هذه الجثة (الجدول 2، الخط د) عن جثث الأنهار الجليدية المدفونة مؤخرًا بشكل رئيسي في التركيزات الأعلى لحمض الميريستيك (النطاق: 15-21 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية مقابل 2.8-8.5 ٪ في جثث الأنهار الجليدية). اختلفت ملامح الأحماض الدهنية التي تم الحصول عليها من جثتين مدفونتين في جبال ألتاي بين بعضها البعض (ثقافة بازيريك في سيبيريا). تم التنقيب عن أحدهم، وهو محارب سكيثي، كمومياء مجمدة في تابوت خشبي مملوء بالثلج. كانت تركيبة الأحماض الدهنية لهذه العينة مماثلة لتلك التي لوحظت في عينات من جثث الأنهار الجليدية مع حمض 10 -هيدروكسيستيريك كمكون سائد (45 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية ؛ الجدول 2، الخط E). بعد الدفن، تحطمت الجثة الأخرى في الصقيع الدائم دون أن تكون محصورة في الجليد. كانت عينة من منطقة الحوض واحدة من عينات الأنسجة القليلة المحفوظة على هذا الهيكل العظمي. على النقيض من العينة التي تم الحصول عليها من المحارب السكيثي، فإن شكل الأحماض الدهنية لهذه العينة يتكون في الغالب من الأحماض الدهنية المشبعة (الجدول 2، السطر F). كما تم تقييم عينتين ناشئتين عن مومياء مجففة بالتجميد وجدت في كهف في جبال الأنديز البيروفية (جبل أمباتو). ربما تم التضحية بها من قبل الإنكا لدوافع دينية قبل 500 عام، تم تجفيف مومياء الطفل المحفوظة جيدًا بواسطة الرياح على ارتفاع 6000 متر. لوحظ وجود تركيز عالٍ بشكل ملحوظ من الأحماض الدهنية غير المشبعة (23.5 و 29 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية)، في حين كان حمض الهيدروكسي الدهني غائبًا تمامًا (الجدول 2، الخط G). فقط في هذه العينات كان هناك حمض دهني متشعب مع 15 ذرة كربون تم اكتشافها (11 ٪ و 15 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية). تم التحقيق في التحنيط في ظل الغياب الكامل للرطوبة من خلال تحليل عينة من الأنسجة من مكان دفن بالقرب من إيلو في صحراء بيرو (ثقافة شيريبايا، عمرها 1000 عام). في هذا المكان، كان هطول الأمطار غير معروف لآلاف السنين. أظهرت هذه العينة جميع خصائص الأنسجة الطازجة تقريبًا، حيث اختلفت فقط في انخفاض تركيز حمض اللينوليك (1.2 ٪ مقابل 8.6-18 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية) مصحوبة بزيادة تركيز حمض النخيل (19 ٪ مقابل 2.7-10 ٪ من إجمالي الأحماض الدهنية ؛ الجدول 2، الخط H). تم إجراء تحليل البيانات الكيميائية من خلال تحليل المكونات الرئيسية لكشف أوجه التشابه بين العينات بناءً على تكوين الأحماض الدهنية. قد يميز هذا النهج متعدد المتغيرات بشكل كافٍ بين العينات، حتى لو لم تظهر المتغيرات الفردية اختلافات كبيرة. ويظهر مخطط النقاط (الشكل 2 أ) التي تم الحصول عليها من المكون الرئيسي الأول والثاني مناطق متميزة، والتي يمكن أن تعزى إلى مجموعات عينات مختلفة. تألفت المجموعة الأكثر تجانسًا من عينات الأنسجة الطازجة من ثلاث جثث مختلفة تتجمع فيها عينات مختلفة تمامًا مثل الجلد والعضلات ونخاع العظام والكبد والرئة (I1 - I7، J1 - J5، K1 - K5). لم يكن هذا غير متوقع، لأن التحليل الإحصائي أحادي المتغير لحمض النخيل لمركبات الرصاص وحمض الأوليك وحمض اللينوليك أظهر معامل تباين يتراوح بين 15 ٪ و 18 ٪ فقط عند النظر في جميع عينات التحكم (n = 17). كانت العينات التي تم الحصول عليها من جثة الصحراء (H) ومومياء الإنكا (G1 و G2) مجاورة لمجموعة العينات الطازجة. مقابل هذا التجمع، شكلت عينات من جثث الأنهار الجليدية B و C مجموعة ثانية. باستثناء عينة الجلد (A4)، تم توزيع عينات رجل الثلج التيرولي بين هاتين المجموعتين (A1 - A3). وكما يتضح من مخطط التحميل (الشكل 2 ب)، يتأثر تجميع العينات بشكل أساسي بثلاثة مكونات، وهي حمض الأوليك، وحمض 10 -هيدروكسيستيريك، وحمض النخيل. بالنظر إلى هذه المكونات في رجل الثلج التيرولي، اختلف الجلد (باعتباره المنطقة الأكثر تعرضًا للجثة) عن العينات الثلاث الأخرى (حمض الأوليك، 8.7 ٪ مقابل 12-22 ٪ ؛ حمض 10 -هيدروكسيستيريك، 48 ٪ مقابل 15-27 ٪ ؛ حمض النخيل، 18 ٪ مقابل 20-36٪). 2 تحليل المكونات الرئيسية (PCA) لبيانات الأحماض الدهنية ذاتية القياس. PC1 هو المكون الرئيسي الأول (73.3 ٪ من إجمالي التباين) و PC2 هو المكون الرئيسي الثاني (18.3 ٪ من إجمالي التباين )؛ تشير الأحرف والشفرات السفلية إلى تحديد العينة على النحو المحدد في الجدول 1 ؛ يكون قياس المحاور خطيًا بالوحدات العشوائية. أ، مخطط النتيجة الذي يوضح تجميع 38 عينة ؛ ب، مخطط التحميل الذي يوضح الأحماض الدهنية المميزة للمجموعات في مخطط النتيجة .عرض عارض الصورة الكبيرة تنزيل (PPT) قد يكون عدد العينات القديمة والمحفوظة جيدًا والمحددة محدودًا للغاية. قد يشمل ذلك نوع الأنسجة المستردة وكذلك كمية العينة. كشرط أساسي للتقييم الذي تم إجراؤه في هذه الدراسة، يحتاج المرء إلى تحديد قابلية المقارنة بين أنواع الأنسجة المختلفة. كما هو موضح في الشكل 2 أ، تألفت المجموعة الأكثر تجانسًا من 17 عينة من ثلاثة أشخاص متوفين مؤخرًا مما يشير إلى أن نوع الأنسجة يمارس تأثيرًا طفيفًا فقط فيما يتعلق بتوزيعها على مخطط النقاط (العينات I1 - I7، J1 - J5، K1 - K5). وبالتالي، فإن موضع العينة على قطعة الأرض يرجع بشكل أساسي إلى الظروف البيئية التي تعرضت لها بدلاً من موقع أخذ العينات من الجثة. وشكلت العينات المأخوذة من الجثتين الجليديتين وكذلك تلك المأخوذة من الجثة التي تم انتشالها من بحيرة مجموعة ثانية (الشكل 2A ؛ العينات B1 - B5، C1 - C4، D1 - D3). وقد تم توزيع عينات رجل الجليد التيرولي بين هاتين المجموعتين (الشكل 2A، عينات A1 - A4). كانت هذه النتيجة مفاجئة وتشير إلى الحفاظ الجيد على هذه المومياء القديمة جدًا مقارنة بالجثث التي دفنت في الأنهار الجليدية لفترات زمنية أقصر بكثير (29 و 57 عامًا على التوالي). من المحتمل أن يكون التوزيع غير المتجانس للعينات من رجل الجليد التيرولي بسبب الظروف البيئية المختلفة التي تعرضت لها مناطق الجسم المختلفة خلال عملية الحفظ الألفية. نظرًا لتركيزات أعلى من حمض 10 -هيدروكسيستاريك وتركيزات أقل من حمض الأوليك، بالكاد يمكن تمييز الجلد باعتباره الجزء الأكثر تعرضًا من رجل الجليد التيرولي عن عينات من جثث الأنهار الجليدية الأخرى (الشكل 2A، عينة A4). تميزت جميع العينات من كل من جثث الأنهار الجليدية والجثة المستخرجة من البحيرة بوجود حمض 10 - hydroxystearic، والذي من المحتمل أنه تشكل من إضافة مجموعة هيدروكسيل إلى الرابطة المزدوجة في حمض الأوليك. كان هذا واضحًا عند النظر في العينات الناشئة عن الجثث السكيثية المجمدة، والتي تم العثور عليها مدفونة في نفس المنطقة. كانت عينة المحارب السكيثي المحاطة بالجليد يهيمن عليها وجود حمض 10 - hydroxystearic وكانت متناثرة داخل مجموعة الأنهار الجليدية على مخطط النتيجة (الشكل 2 أ، العينة هـ)، في حين أن عينة الهيكل العظمي السكيثي تميزت بالأحماض الدهنية المشبعة التي تفتقر تمامًا إلى حمض 10 -هيدروكسيستيريك (الشكل 2 أ، العينة و). على النقيض من الهيكل العظمي السكيثي، تم غمر جثة المحارب السكيثي في الماء (على سبيل المثال، لعدة أسابيع خلال صيف حار)، والتي تجمدت بعد ذلك في الجليد. تشير هذه النتائج إلى أن تكوين حمض 10 -هيدروكسيستيريك يرتبط بظروف التخزين المائي. ويدعم هذا الاستنتاج وجود كميات كبيرة من هذا الحمض الدهني في الجسم المغمور بشكل دائم في البحيرة الجبلية وكذلك في جثث الأنهار الجليدية، والتي تعرضت جميعها مؤقتًا للمياه. نظرًا لدرجات حرارة التخزين المنخفضة جدًا لهذه الجثث، فإن التلوث الميكروبي الذي تمت مناقشته في التقارير السابقة (6Takatori T. تحقيقات حول آلية تكوين الشحم وعلاقته بالتفاعلات الكيميائية الحيوية الأخرى. Int. 1996; 80: 49-61 الباحث العلمي من Google) من غير المرجح أن يلعب دورًا رئيسيًا في تكوين حمض 10 - hydroxystearic. ومع ذلك، لا يزال يتعين توضيح آلية هيدروكسلة الأحماض الدهنية بعد الوفاة. في أنظمة الثدييات، يعد الكشف عن الأحماض الدهنية التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون أمرًا غير معتاد. وبالتالي، فإن التركيزات العالية نسبيًا للحمض الدهني المتشعب مع 15 ذرة كربون في عينات من المومياء المجففة بالتجميد من جبال الأنديز في بيرو كانت نتيجة غير متوقعة. ومع ذلك، لا يمكن للمؤلفين تقديم تفسير معقول فيما يتعلق بالأصل المفترض لهذا الحمض الدهني. كما هو متوقع من عدم وجود حمض 10 -هيدروكسيستيريك بالإضافة إلى التركيزات العالية للأحماض الدهنية غير المشبعة، جمعت مخطط الدرجة عينات هذه المومياء على مقربة مباشرة من العينات الطازجة (الشكل 2A، العينات G1 - G2). ومع ذلك، كانت أفضل الجثث المحفوظة هي تلك التي تم التنقيب عنها في صحراء بيرو. كانت العينة التي تم الحصول عليها من هذه المومياء متطابقة مع الأنسجة الجديدة على مخطط النتيجة (الشكل 2A، العينة H). على الرغم من ذلك، حتى في هذه العينة المحفوظة جيدًا، لم يتم اكتشاف حمض الأراكيدونيك الذي قد يكون بسبب الطبيعة غير المستقرة لهذا الحمض الدهني. نستنتج أن التقييم متعدد المتغيرات لملفات الأحماض الدهنية للعينات الأنثروبولوجية من عصور وحضارات مختلفة ميز الحفظ المعني وسمح باستنتاجات حول ظروف التخزين الفردية بعد الوفاة. تم العثور على رجل الجليد التيرولي محفوظًا بشكل أفضل من الجثث المدفونة في الأنهار الجليدية المجاورة لفترات زمنية أقصر بكثير. يمكن تفسير ذلك من خلال التجفيف الأولي السريع (التحنيط) لرجل الجليد التيرولي بواسطة الرياح الجبلية بعد وفاته، كما هو مقترح من خلال التحقيقات العيانية (1Seidler H. Bernhard W. Teschler - Nicola M. Platzer W. ZUR Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. بعض الجوانب الأنثروبولوجية لرجل الجليد التيرولي ما قبل التاريخ. 1992 ؛ 258: 455-457 الباحث العلمي من Google). ربما كانت الجثة محصورة بعد ذلك في الجليد، بما في ذلك فترات الإقامة في الماء كما يتضح من وجود حمض 10 - hydroxystearic، وهو علامة مفترضة لتخزين العينات الأنثروبولوجية في البيئة المائية.

Translated Description (French)

En anthropologie, les paramètres objectifs pour décrire adéquatement les conditions de stockage et la préservation des momies n'ont pas encore été identifiés. Considérant que les acides gras se dégradent en produits stables, nous avons analysé leur profil dans des momies humaines et dans des échantillons témoins par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS). Provenant de différentes époques et civilisations, des échantillons de l'Iceman tyrolien, d'autres cadavres de glaciers, une momie lyophilisée, des cadavres d'une région de pergélisol, un cadavre momifié immergé dans l'eau et une momie du désert ont été évalués. L'analyse chimiométrique basée sur les concentrations de 16 acides gras a révélé le degré de similitude entre les échantillons de cadavres anthropologiques et frais, qui était principalement influencé par la teneur en acide palmitique, en acide oléique et en acide 10-hydroxystéarique. La présence d'acide 10-hydroxystéarique était associée à une immersion dans l'eau, tandis que la momification à sec s'accompagnait de teneurs élevées en acide oléique. Des échantillons de l'Iceman tyrolien regroupés entre des tissus frais et ceux d'autres cadavres de glaciers indiquant la bonne conservation de cette momie. Ainsi, les conditions environnementales post-mortem ont été associées à des modèles d'acides gras caractéristiques suggérant que l'analyse chimiométrique des teneurs en acides gras peut ajouter à nos connaissances sur les conditions de stockage post-mortem et la préservation des cadavres humains. En anthropologie, les paramètres objectifs pour décrire adéquatement les conditions de stockage et la préservation des momies n'ont pas encore été identifiés. Considérant que les acides gras se dégradent en produits stables, nous avons analysé leur profil dans des momies humaines et dans des échantillons témoins par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS). Provenant de différentes époques et civilisations, des échantillons de l'Iceman tyrolien, d'autres cadavres de glaciers, une momie lyophilisée, des cadavres d'une région de pergélisol, un cadavre momifié immergé dans l'eau et une momie du désert ont été évalués. L'analyse chimiométrique basée sur les concentrations de 16 acides gras a révélé le degré de similitude entre les échantillons de cadavres anthropologiques et frais, qui était principalement influencé par la teneur en acide palmitique, en acide oléique et en acide 10-hydroxystéarique. La présence d'acide 10-hydroxystéarique était associée à une immersion dans l'eau, tandis que la momification à sec s'accompagnait de teneurs élevées en acide oléique. Des échantillons de l'Iceman tyrolien regroupés entre des tissus frais et ceux d'autres cadavres de glaciers indiquant la bonne conservation de cette momie. Ainsi, les conditions environnementales post-mortem ont été associées à des modèles d'acides gras caractéristiques suggérant que l'analyse chimiométrique des teneurs en acides gras peut ajouter à nos connaissances sur les conditions de stockage post-mortem et la préservation des cadavres humains. En septembre 1991, une momie mâle gelée d'environ 5 000 ans a été trouvée dans le glacier Similaun des Alpes tyroliennes (1Seidler H. Bernhard W. Teschler-Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. Some anthropological aspects of the prehistoric Tyrolean Ice Man.Science. 1992 ; 258: 455-457Google Scholar). Fait intéressant, le tissu sous-cutané et le tissu adipeux du soi-disant Iceman tyrolien semblaient macroscopiquement mieux conservés que le tissu d'autres cadavres enfouis dans les glaciers pendant des périodes beaucoup plus courtes. Des études consécutives, cependant, ont montré une dégradation presque complète des macromolécules (2Handt O. Richards M. Trommsdorff M. Kilger C. Simanainen J. Georgiev O. Bauer K. Stone A. Hedges R. Schaffner W. Utermann G. Sykes B. Pääbo S. Molecular genetic analyses of the Tyrolean Ice Man.Science. 1994 ; 264: 1775-1778Google Scholar). Cela indiquait la nécessité de méthodes plus appropriées pour décrire adéquatement les altérations post-mortem des découvertes anthropologiques. Étant donné que les acides gras sont de petites molécules avec des produits de dégradation définis, l'étude de ces composants est plus susceptible de refléter l'influence des conditions environnementales sur les altérations post-mortem (3Gülaçar F.O. Buchs A. Capillary gas chromatography-mass spectrometry and identification of substituted carboxylic acids in lipids extract from a 4000-year-old Nubian burial.J. Chromatogr. 1989 ; 479: 61-72Google Scholar, 4Mayer B.X. Reiter C. Bereuter T. Investigation of the triacylglycerol composition of iceman' s mummified tissue by high-temperature gas chromatography.J. Chromatogr. B. 1997 ; 692: 1-6Google Scholar). Après l'autopsie, la graisse corporelle est convertie en adipocère dans des conditions humides et microaérobies. Adipocere est un mélange lipidique de consistance cireuse et de couleur blanc grisâtre composé principalement d'acides gras saturés libres avec un nombre pair d'atomes de carbone et éventuellement d'acides gras hydroxy. La formation de ce dernier a été attribuée à des processus biotiques ainsi qu'abiotiques (5Takatori T. Yamaoka A. The mechanism of adipocere formation 1. identification and chemical properties of hydroxy fatty acids in adipocere.Forensic Sci. 1977 ; 9: 63-73Google Scholar, 6Takatori T. Investigations on the mechanism of adipocere formation and its relation to other biochemical reactions.Forensic Sci. Int. 1996 ; 80: 49-61Google Scholar). D'autre part, la circulation de l'air et/ou des températures élevées conduisent à la momification des tissus humains par dessiccation. Dans ces conditions, l'épiderme devient bronzé protégeant ainsi le tissu sous-jacent. Un processus de dessiccation rapide est souvent associé à des tissus macroscopiquement bien conservés. Pour en savoir plus sur la préservation millénaire de l'Iceman tyrolien, nous avons analysé la composition en acides gras des échantillons de tissus de l'Iceman par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS). À l'aide de méthodes chimiométriques, ces données ont été comparées à celles d'autres momies bien conservées de différentes époques et civilisations exposées à des conditions climatiques définies. Des spécimens provenant de l'Iceman tyrolien, deux autres cadavres trouvés dans des glaciers à proximité, un corps immergé en permanence dans un lac de montagne autrichien pendant 50 ans, deux cadavres scythes enterrés dans le pergélisol de Sibérie, une momie inca lyophilisée des Andes péruviennes et, enfin, une momie enterrée dans le désert péruvien ont été évalués (tableau 1). À titre de référence, le profil d'acides gras des échantillons de tissus frais de trois sujets témoins récemment décédés a été évalué (17 échantillons, y compris la peau, les muscles, la moelle osseuse, les poumons et le foie).TABLEAU 1Origine, conditions de stockage, temps d'enterrement et échantillons des momies humaines et des sujets témoins évaluésIDOrigine et conditions de stockageTemps d'enterrementAge probable à la mortÉchantillon (poids) aEn raison de la nature unique des spécimens anciens, il n'a pas été possible d'obtenir des échantillons plus grands ou multiples.yearsmgA « Tyrolean Iceman », glacier Similaun, Tyrol du Sud, Italie ; 3 200 m d'altitude ; cadavre masculin probablement exposé aux intempéries immédiatement après la mort, puis stocké dans la glace, trouvé dans la glace fondante en 1991.∼5 20035-40A1 : os trabéculaire (11), A2 : cavité nasale (8,8) ; A3 : sinus paranasal (8,2) ; A4 : peau hanche gauche (13) .BGlacier Madatschferner, Autriche ; 2800 m d'altitude ; cadavre féminin initialement enfoui dans le glacier, après fonte des glaces susceptibles d'être immergées dans l'eau pendant plusieurs mois, retrouvé découvert sur un sol sans neige en 1952. 2928B1 : muscle mollet droit (15) ; B2 : peau cuisse droite (17) ; B3 : poumon gauche adipocère surfacique (9.4) ; B4 : tissu surfacique hépatique (10) ; B5 : tissu interne hépatique (12) .CGlacier Sulztalferner, Autriche ; 2700 m d'altitude ; cadavre mâle partiellement enfoui dans le glacier, susceptible d'être immergé dans la fonte des glaces pendant plusieurs mois, retrouvé découvert sur la glace en 1991. 5762C1 : muscle supérieur du bras gauche (17) ; C2 : tissu interne du foie (13) ; C3 : abdomen cutané (15) ; C4 : peau avec graisse et section radiale musculaire du bras supérieur (19).Mountain lake Achensee, Autriche ; cadavre féminin trouvé à 50 m de profondeur en 1989. 5030D1 : poumon gauche (17) ; D2 : muscle cardiaque (12) ; D3 : muscle cuisse gauche (14) .Altai Mountains, Sibérie, Russie ; 2500 m d'altitude ; cadavre mâle enterré dans une zone de pergélisol, excavé complètement enfermé dans la glace en 1995.∼2200Adult ; informations détaillées manquantesE : abdomen cutané (13) .Montagnesde Fltai, Sibérie, Russie ; 2500 m d'altitude ; squelette féminin avec tissu résiduel trouvé enfoui dans une zone de pergélisol en 1993.∼2500Adult ; informations détaillées manquantesF : tissu de la région pelvienne (9.7) .GMount Ampato, Andes, Pérou ; 6 000 m d'altitude ; cadavre féminin gelé à sec par les vents de montagne dans une zone de glace éternelle, trouvé en 1995. ∼5008–10G1 : tempe gauche de la peau (11) ; G2 : tempe gauche des cheveux (9.1) .HIlo, Pérou ; cadavre masculin momifié dans un désert sans précipitations au dernier millénaire, retrouvé en 1988.∼ 1 000 adultes ; informations détaillées manquantesH : muscle de la jambe inférieure gauche (16) .I-KTrois cadavres frais comme référence (deux femelles et un mâle).47, 72 et 90, respectivementI1 : muscle de l'abdomen (17) ; I2 : muscle de la jambe inférieure (23) ; I3 : foie (15) ; I4 : poumon (18) ; I5 : moelle osseuse (13) ; I6 : peau avec graisse de la cuisse (21) ; I7 : peau avec graisse de l'abdomen (19) ; J1 : foie (13) ; J2 : poumon (23) ; J3 : muscle de l'abdomen (27) ; J4 : peau avec graisse de la cuisse (21) ; J5 : peau avec graisse de l'abdomen (19) ; K1 : foie (22) ; K2 : poumon (15) ; K3 : muscle de l'abdomen (25) ; K4 : peau avec graisse de la cuisse (28) ; K5 : peau avec graisse de l'abdomen (21).a En raison de la nature unique des échantillons anciens, il n'était pas possible d'obtenir des échantillons plus grands ou multiples. Table ouverte dans un nouvel onglet Afin de saponifier la matière lipidique, des échantillons de tissus ont été homogénéisés et traités pendant 30 min à 100°C avec 1 ml d'un mélange d'hydroxyde de sodium 7,5 N (Merck, Darmstadt, Allemagne) et de méthanol (1:1, v/v ; Merck). Les sels de sodium des acides gras libres ont été convertis en leurs esters méthyliques par addition de 2 ml d'un mélange de méthanol et d'acide chlorhydrique 6 N (4.6:5.4, v/v ; Merck) et chauffage pendant 10 min à une température de 80°C. Les esters méthyliques d'acides gras ont ensuite été transférés de la phase aqueuse acide à une phase organique par extraction liquide-liquide à l'aide de 1,25 ml d'un mélange de n-hexane et de t-butyléthyléther (1:1, v/v ; Merck). Enfin, le nettoyage de l'extrait organique a été réalisé par extraction liquide-liquide à l'aide de 3 ml d'une solution de soude 0,3 N. Tous les réactifs étaient de qualité analytique. Ce protocole d'extraction décrit en premier lieu par Sasser (7Sasser M. mis whole cell fatty acid analysis by gas chromatography. Note technique n °101. midi Inc., Newark, DE1990Google Scholar)- permet l'analyse de la teneur totale en acides gras des échantillons de tissus, y compris les acides gras liés et non liés, ainsi que ceux provenant de sources autres que les lipides (par exemple, les lipoprotéines). Compte tenu de la petite quantité d'échantillons anciens disponibles, cette approche peut maximiser la récupération des acides gras. Les extraits ont été soumis à deux analyses qualitatives et quantitatives par chromatographie gaz-liquide (Hewlett Packard 5890, Agilent Technologies, Waldbronn, Allemagne) à l'aide d'une colonne capillaire (Hewlett Packard Ultra 2 ; 25 m × 0,2 mm × 0,33 μm d'épaisseur de film avec 5% de phénylméthylsilicone comme phase stationnaire) couplée à un spectromètre de masse (Finnigan 8200, Brême, Allemagne). Les espèces résolues par chromatographie en phase gazeuse ont été identifiées par spectrométrie de masse à l'aide du système de base de données MassLib (Max-Planck Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Allemagne). Afin de visualiser les relations au sein de l'ensemble de données sur les acides gras, l'analyse en composantes principales (ACP) a été appliquée (8Massart D.L. Vandeginste B.G.M. Buydens L.M.C. De Jong S. Lewi P.J. Smeyers-Verbeke J. Handbook of chemometrics and qualimetrics : Part A. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands1997: 519-556Google Scholar). Cette technique standard d'analyse exploratoire de données multivariées a été choisie en raison de la composition de l'ensemble de données disponibles qui, en raison du petit nombre d'échantillons et du manque de répliques, ne peuvent pas être évaluées par des tests statistiques élémentaires. Plus important encore, cette approche multivariée avantageuse utilise un ensemble de variables au lieu d'une seule variable pour la description des similitudes entre les échantillons. Les concentrations de 16 acides gras sélectionnés (seuil : 1% des acides gras totaux) ont été utilisées comme caractéristiques pour caractériser un échantillon. Afin d'éliminer l'influence des valeurs de concentration absolues, les caractéristiques ont été mises à l'échelle automatique (à une moyenne de zéro et une variance de 1) avant l'ACP. Les scores des premier et deuxième composants principaux résultants (chacun une combinaison linéaire des concentrations des 16 acides gras) ont été utilisés comme coordonnées pour un diagramme de dispersion avec un point pour chaque échantillon. L'inspection visuelle de ce graphique de score montre le regroupement en fonction de la similitude des échantillons. Dans une parcelle de chargement, les charges des composants principaux ont été utilisées comme coordonnées pour les points qui correspondent aux caractéristiques (acides gras). Un acide gras, qui est par exemple situé dans le coin supérieur droit, est caractéristique pour les échantillons situés dans la même région de la placette de score. Les acides gras à grande distance de l'origine du système de coordonnées ont la plus grande influence sur l'ensemble de données. Les résultats obtenus à partir de l'ACP ont été confirmés par une analyse en grappes à l'aide de dendrogrammes et par des classifications des k plus proches voisins. Ces méthodes extraient des informations pertinentes d'une matrice de données et sont utiles dans l'interprétation des résultats. Cependant, le petit ensemble de données ne permettait pas d'estimer la validité statistique. Le logiciel utilisé était SCAN (Minitab Inc., State College, PA). Comme le montre la Fig. 1A, les acides gras insaturés et l'acide palmitique dominent le profil en acides gras des tissus frais. La concentration d'acides gras insaturés, principalement l'acide oléique (18:1), était plus élevée dans les échantillons de l'Iceman tyrolien (Fig. 1B ; Tableau 2, ligne A) que dans les échantillons des autres cadavres trouvés dans les glaciers à proximité (Fig. 1C ; Tableau 2, lignes B et C). Avec des concentrations allant jusqu'à 49 %, la quantité d'acide hydroxy stéarique (18:0 10OH) était similaire à la fois dans l'hémisphère tyrolien et dans les deux autres cadavres de glaciers (Fig. 1B, C ; Tableau 2).TABLEAU 2Concentrations des principaux composants des acides gras dans les momies humaines évaluées et les sujets témoinsMumies humaines et sujets témoinsAcides grasABCDEFGHIJKAcide myristique (14:0) 2.8-7.03.2-8.52.8-6.2 15-216.05.53.3-4.24.1 < 1-5.03.1-6.41.8-4.7Acide palmitoléique (16: 1) 0-5.0n.d.0-2.7n.d.1.1n.d.4.0-4.5192.7-103.5-7.62.9-10Acide palmitique (16:0) 18–36 21–37 36–50 35-462555 30-3322 17–30 22–32 25-30Acide linoléique (18:2) 0-2.3n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.1.28.6-18 12–15 13-15Acide oléique (18: 1) 8.7-221.4-4.22.9-82.9-4.3107.1 19-2544 27–45 30–46 27-42Hydroxypalmitique (16:0) 0-10OH 0-3.53.7-8.22n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.dn.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.dn.dn.d.n.d.n.d.n.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.d.n.d.n.dn.dn.d.n.dn.d.n.d.n.d.n.dn.dn.dn.d.n.d.n.d.n.dn.dn.dn.dn.dn.d.n.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.d.n.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.dn.d Les résultats sont calculés en pourcentage de la concentration totale en acides gras (n.d., non détectée). Les lettres A à K identifient les momies humaines et les sujets témoins évalués comme indiqué dans le tableau 1. Ouvrir le tableau dans un nouvel onglet Les données représentent la plage de concentration de l'acide gras respectif. Les résultats sont calculés en pourcentage de la concentration totale en acides gras (n.d., non détectée). Les lettres A à K identifient les momies humaines et les sujets témoins évalués comme indiqué dans le tableau 1. L'influence de l'immersion continue en eau froide sur la dégradation post mortem a été étudiée en analysant la cire grasse d'un corps récupéré 50 ans après la mort d'un lac de montagne à une profondeur de 50 mètres. La composition en acides gras des échantillons obtenus à partir de ce cadavre (tableau 2, ligne D) différait des cadavres de glaciers récemment enterrés principalement par les concentrations plus élevées d'acide myristique (plage : 15–21% des acides gras totaux contre 2,8-8,5% dans les cadavres de glaciers). Les profils d'acides gras obtenus à partir de deux cadavres enfouis dans les montagnes de l'Altaï diffèrent les uns des autres (culture Pazyryk en Sibérie). L'un d'eux, un guerrier scythe, a été exhumé comme une momie gelée dans un cercueil en bois rempli de glace. La composition en acides gras de ce spécimen était similaire à celle observée chez les spécimens de cadavres de glaciers avec l'acide 10-hydroxystéarique comme composant dominant (45 % des acides gras totaux ; tableau 2, ligne E). Après l'enterrement, l'autre cadavre s'est décomposé dans le gel permanent sans être enfermé dans la glace. Un échantillon de la région pelvienne était l'un des rares échantillons de tissus conservés sur ce squelette. Contrairement à l'échantillon obtenu du guerrier scythe, le profil en acides gras de cet échantillon était principalement constitué d'acides gras saturés (tableau 2, ligne F). Deux spécimens provenant d'une momie lyophilisée trouvée dans une caverne des Andes péruviennes (Mont Ampato) ont également été évalués. Peut-être sacrifiée par les Incas pour des motifs religieux il y a environ500 ans, cette momie d'enfant bien conservée a été desséchée par les vents à 6 000 m d'altitude. Une concentration remarquablement élevée d'acides gras insaturés a été observée (23,5 et 29 % des acides gras totaux), alors que l'acide hydroxy stéarique était complètement absent (tableau 2, ligne G). Ce n'est que dans ces échantillons qu'un acide gras ramifié avec 15 atomes de carbone a été détecté (11% et 15% du total des acides gras). La momification en l'absence totale d'humidité a été étudiée en analysant un échantillon de tissu provenant d'un lieu de sépulture près d'Ilo dans le désert péruvien (culture Chiribaya, 1000 ans). Dans cet endroit, les précipitations sont inconnues depuis des milliers d'années. Ce spécimen présentait presque toutes les caractéristiques des tissus frais, ne différant que par la concentration réduite d'acide linoléique (1,2% vs 8,6-18% des acides gras totaux) accompagnée d'une concentration accrue d'acide palmitoléique (19% vs 2,7-10% des acides gras totaux ; Tableau 2, ligne H). L'analyse des données chimiométriques par analyse en composantes principales a été réalisée pour démêler les similitudes entre les échantillons en fonction de leur composition en acides gras. Une telle approche multivariée peut suffisamment discriminer les échantillons, même si des variables uniques ne montrent pas de différences significatives. Le tracé de la partition (Fig. 2A)obtenu à partir de la première et de la deuxième composante principale montre des régions distinctes, qui peuvent être attribuées à différents groupes d'échantillons. Le groupe le plus homogène était constitué des échantillons de tissus frais provenant de trois cadavres différents regroupant des échantillons totalement différents tels que la peau, les muscles, la moelle osseuse, le foie et les poumons (I1–I7, J1–J5, K1–K5). Ce n'était pas inattendu, car l'analyse statistique univariée des composés de plomb acide palmitique, acide oléique et acide linoléique a montré un coefficient de variation de seulement 15 % à 18 % en considérant tous les échantillons témoins (n = 17). Des échantillons obtenus à partir du cadavre du désert (H) et de la momie inca (G1 et G2) étaient adjacents au groupe de spécimens frais. En face de cet amas, des échantillons des cadavres de glaciers B et C formaient un deuxième groupe. A l'exception de l'échantillon de peau (A4), les échantillons de l'Iceman tyrolien ont été répartis entre ces deux groupes (A1–A3). Comme le démontre le tracé de chargement (Fig. 2B), le regroupement des échantillons est principalement influencé par trois composants, à savoir l'acide oléique, l'acide 10-hydroxystéarique et l'acide palmitique. Compte tenu de ces composants dans l'Iceman tyrolien, la peau (en tant que région la plus exposée du cadavre) différait des trois autres échantillons (acide oléique, 8,7% vs 12–22% ; acide 10-hydroxystéarique, 48% vs 15–27% ; acide palmitique, 18% vs 20–36%).Fig. 2Analyse des composants principaux (ACP) des données sur les acides gras à échelle automatique. PC1 est la première composante principale (73,3 % de la variance totale) et PC2 est la deuxième composante principale (18,3 % de la variance totale) ; les lettres et les indices indiquent l'identification de l'échantillon telle que définie dans le tableau 1 ; la mise à l'échelle des axes est linéaire en unités arbitraires. A, graphe de score montrant le regroupement des 38 échantillons ; B, graphe de chargement montrant les acides gras caractéristiques des grappes dans le graphe de score. Voir la grande image Figure ViewerDownload (PPT) Le nombre de spécimens anciens, bien conservés et définis disponibles peut être très limité. Cela peut inclure le type de tissu récupéré ainsi que la quantité d'échantillon. Comme condition préalable à l'évaluation réalisée dans la présente étude, il est nécessaire d'établir la comparabilité des différents types de tissus. Comme le montre la Fig. 2A, le groupe le plus homogène était composé de 17 échantillons provenant de trois sujets récemment décédés indiquant que le type de tissu n'exerce qu'une influence mineure par rapport à leur répartition sur la placette de score (échantillons I1-I7, J1-J5, K1-K5). Ainsi, la position d'un échantillon sur la parcelle de score est principalement due aux conditions environnementales auxquelles il a été exposé plutôt qu'au site d'échantillonnage du cadavre. Les échantillons des deux cadavres de glacier ainsi que ceux du cadavre récupérés dans un lac ont formé un deuxième groupe (Fig. 2A ; échantillons B1-B5, C1-C4, D1-D3). Les spécimens de l'Iceman tyrolien ont été répartis entre ces deux groupes (Fig. 2A, échantillons A1–A4) Cette découverte est surprenante et indique la bonne conservation de cette très vieille momie par rapport aux cadavres, qui ont été enterrés dans les glaciers pendant des périodes beaucoup plus courtes (29 et 57 ans, respectivement). La distribution inhomogène des échantillons de l'Iceman tyrolien est probablement due aux conditions environnementales variables auxquelles les différentes régions du corps ont été exposées au cours du processus de conservation millénaire. En raison de concentrations plus élevées d'acide 10-hydroxystéarique et de concentrations plus faibles d'acide oléique, la peau en tant que partie la plus exposée de l'Iceman tyrolien pouvait difficilement être distinguée des échantillons des autres cadavres de glaciers (Fig. 2A, échantillon A4). Tous les échantillons provenant à la fois des cadavres de glacier et du cadavre récupéré dans le lac ont été caractérisés par la présence d'acide 10-hydroxystéarique, qui a probablement été formé par l'ajout d'un groupe hydroxyle à la double liaison dans l'acide oléique. Cela était évident lorsque l'on considérait les échantillons provenant des cadavres scythes gelés, qui ont été trouvés enterrés dans la même zone. Le spécimen du guerrier scythe enfermé dans de la glace était dominé par la présence d'acide 10-hydroxystéarique et était dispersé dans le groupe glacier sur la parcelle de score (Fig. 2A, échantillon E), alors que l'échantillon du squelette scythique était caractérisé par des acides gras saturés complètement dépourvus d'acide 10-hydroxystéarique (Fig. 2A, échantillon F). Contrairement au squelette scythe, le cadavre du guerrier scythe a été immergé dans l'eau (par exemple, pendant plusieurs semaines pendant un été chaud), qui a ensuite gelé dans la glace. Ces résultats suggèrent que la formation d'acide 10-hydroxystéarique est associée à des conditions de stockage aqueuses. Cette conclusion est corroborée par la présence de quantités considérables de cet acide gras dans le corps immergé en permanence dans le lac de montagne ainsi que dans les cadavres des glaciers, qui ont tous été temporairement exposés à l'eau. En raison des très basses températures de stockage de ces cadavres, la contamination microbienne discutée dans les rapports précédents (6Takatori T. Investigations on the mechanism of adipocere formation and its relation to other biochemical reactions.Forensic Sci. Int. 1996 ; 80: 49-61Google Scholar) est peu susceptible de jouer un rôle majeur dans la formation de l'acide 10-hydroxystéarique. Le mécanisme de l'hydroxylation post-mortem des acides gras reste cependant à élucider. Dans les systèmes mammifères, la détection d'acides gras avec un nombre impair d'atomes de carbone est inhabituelle. Ainsi, les concentrations relativement élevées d'un acide gras ramifié à 15 atomes de carbone dans des échantillons de momie lyophilisée des Andes péruviennes étaient une découverte inattendue. Cependant, les auteurs ne peuvent pas fournir d'explication raisonnable quant à l'origine présumée de cet acide gras. Comme attendu de l'absence d'acide 10-hydroxystéarique ainsi que des concentrations élevées d'acides gras insaturés, le graphe de score a regroupé les échantillons de cette momie à proximité immédiate des échantillons frais (Fig. 2A, échantillons G1-G2). Le cadavre le mieux conservé, cependant, était celui excavé dans le désert péruvien. L'échantillon obtenu à partir de cette momie était congruent avec le tissu frais sur le tracé du score (Fig. 2A, échantillon H). Néanmoins, même dans cet échantillon bien conservé, l'acide arachidonique n'a pas été détecté, ce qui peut être dû à la nature instable de cet acide gras. Nous concluons que l'évaluation multivariée des profils d'acides gras d'échantillons anthropologiques de différentes époques et civilisations a caractérisé la conservation respective et a permis de tirer des conclusions sur les conditions de stockage post-mortem individuelles. On a constaté que l'Iceman tyrolien était mieux préservé que les cadavres enterrés dans les glaciers voisins pendant des périodes beaucoup plus courtes. Cela peut s'expliquer par la dessiccation initiale rapide (momification) de l'Iceman tyrolien par les vents de montagne après sa mort, comme le suggèrent les enquêtes macroscopiques (1Seidler H. Bernhard W. Teschler-Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. Some anthropological aspects of the prehistoric Tyrolean Ice Man.Science. 1992 ; 258: 455-457Google Scholar). Le cadavre a probablement ensuite été enfermé dans de la glace, y compris des périodes de résidence dans l'eau comme indiqué par la présence d'acide 10-hydroxystéarique, qui est un marqueur putatif pour le stockage de spécimens anthropologiques en milieu aqueux.

Translated Description (Spanish)

En antropología, aún no se han identificado parámetros objetivos para describir adecuadamente las condiciones de almacenamiento y la preservación de las momias. Teniendo en cuenta que los ácidos grasos se degradan a productos estables, analizamos su perfil en momias humanas y en muestras de control mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Procedentes de diferentes épocas y civilizaciones, se evaluaron muestras del Hombre de Hielo del Tirol, otros cadáveres de glaciares, una momia liofilizada, cadáveres de una región de permafrost, un cadáver momificado sumergido en agua y una momia del desierto. El análisis quimiométrico basado en las concentraciones de 16 ácidos grasos reveló el grado de similitud entre las muestras antropológicas y de cadáver fresco, que se vio influenciado principalmente por el contenido de ácido palmítico, ácido oleico y ácido 10-hidroxiesteárico. La presencia de ácido 10-hidroxiesteárico se asoció con la inmersión en agua, mientras que la momificación seca se acompañó de altos contenidos de ácido oleico. Las muestras del Hombre de Hielo Tirolés se agruparon entre el tejido fresco y los de otros cadáveres de glaciares, lo que indica la buena conservación de esta momia. Por lo tanto, las condiciones ambientales post mortem se asociaron con patrones característicos de ácidos grasos, lo que sugiere que el análisis quimiométrico del contenido de ácidos grasos puede aumentar nuestro conocimiento sobre las condiciones de almacenamiento post mortem y la preservación de cadáveres humanos. En antropología, aún no se han identificado parámetros objetivos para describir adecuadamente las condiciones de almacenamiento y la preservación de las momias. Teniendo en cuenta que los ácidos grasos se degradan a productos estables, analizamos su perfil en momias humanas y en muestras de control mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Procedentes de diferentes épocas y civilizaciones, se evaluaron muestras del Hombre de Hielo del Tirol, otros cadáveres de glaciares, una momia liofilizada, cadáveres de una región de permafrost, un cadáver momificado sumergido en agua y una momia del desierto. El análisis quimiométrico basado en las concentraciones de 16 ácidos grasos reveló el grado de similitud entre las muestras antropológicas y de cadáver fresco, que se vio influenciado principalmente por el contenido de ácido palmítico, ácido oleico y ácido 10-hidroxiesteárico. La presencia de ácido 10-hidroxiesteárico se asoció con la inmersión en agua, mientras que la momificación seca se acompañó de altos contenidos de ácido oleico. Muestras del Hombre de Hielo Tirolés agrupadas entre tejido fresco y los de otros cadáveres glaciares indican la buena conservación de esta momia. Por lo tanto, las condiciones ambientales post mortem se asociaron con patrones característicos de ácidos grasos, lo que sugiere que el análisis quimiométrico del contenido de ácidos grasos puede aumentar nuestro conocimiento sobre las condiciones de almacenamiento post mortem y la preservación de cadáveres humanos. En septiembre de 1991, se encontró una momia masculina congelada de aproximadamente 5.000 años en el glaciar Similaun de los Alpes tiroleses (1Seidler H. Bernhard W. Teschler-Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. Some anthropological aspects of the prehistoric Tyrolean Ice Man.Science. 1992; 258: 455-457Google Scholar). Curiosamente, el tejido subcutáneo y el tejido adiposo del llamado Hombre de Hielo Tirolés parecían macroscópicamente mejor conservados que el tejido de otros cadáveres enterrados en glaciares durante períodos de tiempo mucho más cortos. Sin embargo, estudios consecutivos mostraron una degradación casi completa de las macromoléculas (2Handt O. Richards M. Trommsdorff M. Kilger C. Simanainen J. Georgiev O. Bauer K. Stone A. Hedges R. Schaffner W. Utermann G. Sykes B. Pääbo S. Molecular genetic analysis of the Tyrolean Ice Man. Science. 1994; 264: 1775-1778Google Scholar). Esto indicó la necesidad de métodos más apropiados para describir adecuadamente las alteraciones post mortem de los hallazgos antropológicos. Dado que los ácidos grasos son moléculas pequeñas con productos de degradación definidos, es más probable que el estudio de estos componentes refleje la influencia de las condiciones ambientales en las alteraciones post mortem (3Gülaçar F.O. Buchs A. Capillary gas chromatography-mass spectrometry and identification of substituted carboxylic acids in lipids extract from a 4000-year-old Nubian burial.J. Chromatogr. 1989; 479: 61-72Google Scholar, 4Mayer B.X. Reiter C. Bereuter T. Investigation of the triacylglycerol composition of iceman 's mummified tissue by high-temperature gas chromatography.J. Chromatogr. B. 1997; 692: 1-6Google Scholar). Post mortem, la grasa corporal se convierte en adipocere en condiciones húmedas y microaerobias. Adipocere es una mezcla de lípidos de consistencia similar a la cera y color blanco grisáceo que consiste principalmente en ácidos grasos saturados libres con un número par de átomos de carbono y, finalmente, ácidos grasos hidroxi. La formación de este último se ha atribuido tanto a procesos bióticos como abióticos (5Takatori T. Yamaoka A. The mechanism of adipocere formation 1. identification and chemical properties of hydroxy fatty acids in adipocere.Forensic Sci. 1977; 9: 63-73Google Scholar, 6Takatori T. Investigations on the mechanism of adipocere formation and its relation to other biochemical reactions. Forensic Sci. Int. 1996; 80: 49-61Google Scholar). Por otro lado, la circulación de aire y/o las temperaturas elevadas conducen a la momificación del tejido humano por medio de la desecación. En estas condiciones, la epidermis se broncea, protegiendo así el tejido subyacente. Un proceso de desecación rápido a menudo se asocia con tejido macroscópicamente bien conservado. Para obtener más información sobre la preservación milenaria del Hombre de Hielo Tirolés, analizamos la composición de ácidos grasos de las muestras de tejido del Hombre de Hielo mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Utilizando métodos quimiométricos, estos datos se compararon con los de otras momias bien conservadas de diferentes épocas y civilizaciones expuestas a condiciones climáticas definidas. Se evaluaron especímenes obtenidos del Hombre de Hielo Tirolés, otros dos cadáveres encontrados en glaciares cercanos, un cuerpo permanentemente sumergido en un lago de montaña austriaco durante 50 años, dos cadáveres escitas enterrados en el permafrost de Siberia, una momia inca liofilizada de los Andes peruanos y, finalmente, una momia enterrada en el desierto peruano (Tabla 1). Como referencia, se evaluó el perfil de ácidos grasos de muestras de tejido fresco de tres sujetos de control recientemente fallecidos (17 muestras que incluyen piel, músculo, médula ósea, pulmón e hígado).TABLA 1Origen, condiciones de almacenamiento, tiempo de entierro y muestras de las momias humanas evaluadas y sujetos de controlIDOrigen y condiciones de almacenamientoTiempo de entierroEdad probable en la muerteEspécimen (peso) aDebido a la naturaleza única de las muestras antiguas, no fue posible obtener muestras más grandes o múltiples.YearsmgA "Tyrolean Iceman", glaciar Similaun, Tirol del Sur, Italia; 3.200 m de altitud; cadáver masculino probablemente expuesto a la intemperie inmediatamente después de la muerte, luego almacenado en hielo, encontrado en hielo derretido en 1991.∼5,20035–40A1: hueso trabecular (11), A2: cavidad nasal (8.8); A3: seno paranasal (8.2); A4: piel de la cadera izquierda (13) .BGlacier Madatschferner, Austria; 2.800 m de altitud; cadáver femenino inicialmente enterrado en el glaciar, después de derretirse el hielo que probablemente se sumergió en agua durante varios meses, encontrado descubierto en el suelo libre de nieve en 1952. 2928B1: músculo de la pantorrilla derecha (15); B2: piel del muslo derecho (17); B3: adipocere superficial del pulmón izquierdo (9.4); B4: tejido superficial del hígado (10); B5: tejido interno del hígado (12) .CGlacier Sulztalferner, Austria; 2.700 m de altitud; cadáver masculino parcialmente enterrado en el glaciar, probablemente sumergido en hielo derretido durante varios meses, encontrado descubierto en hielo en 1991. 5762C1: músculo superior del brazo izquierdo (17); C2: tejido interno del hígado (13); C3: abdomen de la piel (15); C4: piel con grasa y sección radial muscular de la parte superior del brazo (19) .DM Lago de montaña Achensee, Austria; cadáver femenino encontrado a 50 m de profundidad en 1989. 5030D1: pulmón izquierdo (17); D2: músculo cardíaco (12); D3: músculo muslo izquierdo (14) .Montañas Altai, Siberia, Rusia; 2.500 m de altitud; cadáver masculino enterrado en una zona de permafrost, excavado completamente encerrado en hielo en 1995.∼2.200Adulto; falta información detalladaE: abdomen de la piel (13).Montañas de Fatai, Siberia, Rusia; 2.500 m de altitud; esqueleto femenino con tejido residual encontrado enterrado en una zona de permafrost en 1993.∼2,500Adulto; falta información detalladaF: tejido de la región pélvica (9.7) .GMonteAmpato, Andes, Perú; 6,000 m de altitud; cadáver femenino congelado por los vientos de montaña en una zona de hielo eterno, encontrado en 1995. ∼5008–10G1: piel izquierda templo (11); G2: pelo izquierda templo (9.1).HIlo, Perú; cadáver masculino momificado en un desierto sin lluvias en el último milenio, encontrado en 1988.∼ 1.000Adulto; falta información detalladaH: músculo de la pierna izquierda (16) .I-KTres cadáveres frescos como referencia (dos mujeres y un hombre).47, 72 y 90, respectivamenteI1: músculo del abdomen (17); I2: músculo de la pierna inferior (23); I3: hígado (15); I4: pulmón (18); I5: médula ósea (13); I6: piel con muslo gordo (21); I7: piel con abdomen gordo (19); J1: hígado (13); J2: pulmón (23); J3: músculo del abdomen (27); J4: piel con muslo gordo (21); J5: piel con abdomen gordo (19); K1: hígado (22); K2: pulmón (15); K3: músculo del abdomen (25); K4: piel con muslo gordo (28); K5: piel con abdomen gordo (21).a Debido a la naturaleza única de las muestras antiguas, no fue posible obtener muestras más grandes o múltiples. Tabla abierta en una nueva pestaña Con el fin de saponificar el material lipídico, las muestras de tejido se homogeneizaron y se trataron durante 30 minutos a 100 °C con 1 ml de una mezcla de hidróxido de sodio 7,5 N (Merck, Darmstadt, Alemania) y metanol (1:1, v/v; Merck). Las sales de sodio de los ácidos grasos libres se convirtieron en sus ésteres metílicos añadiendo 2 ml de una mezcla de metanol y ácido clorhídrico 6 N (4.6:5.4, v/v; Merck) y calentando durante 10 min a una temperatura de 80 °C. Los ésteres metílicos de ácidos grasos se transfirieron luego de la fase acuosa ácida a una fase orgánica mediante extracción líquido-líquido usando 1.25 ml de una mezcla de n-hexano y t-butil etil éter (1:1, v/v; Merck). Finalmente, la limpieza del extracto orgánico se realizó mediante extracción líquido-líquido utilizando 3 ml de una solución de hidróxido de sodio 0.3 N. Todos los reactivos eran de grado analítico. Este protocolo de extracción, descrito por primera vez por Sasser (7Sasser M. mis análisis de ácidos grasos de células enteras por cromatografía de gases. Nota técnica #101. MIDI Inc., Newark, DE1990Google Scholar): permite el análisis del contenido total de ácidos grasos de muestras de tejido, incluidos los ácidos grasos unidos y no unidos, y también los que se originan a partir de fuentes distintas de los lípidos (por ejemplo, lipoproteínas). Teniendo en cuenta la pequeña cantidad de muestras antiguas disponibles, este enfoque puede maximizar la recuperación de ácidos grasos. Los extractos se sometieron a análisis cualitativo y cuantitativo dos veces por cromatografía gas-líquido (Hewlett Packard 5890, Agilent Technologies, Waldbronn, Alemania) utilizando una columna capilar (Hewlett Packard Ultra 2; 25 m × 0.2 mm × 0.33 μm de espesor de película con 5% de fenil metil silicona como fase estacionaria) acoplada a un espectrómetro de masas (Finnigan 8200, Bremen, Alemania). Las especies resueltas por cromatografía de gases se identificaron por espectrometría de masas utilizando el sistema de base de datos MassLib (Max-Planck Institut für Kohlenforschung, Mülheim an der Ruhr, Alemania). Para visualizar las relaciones dentro del conjunto de datos de ácidos grasos, se aplicó el análisis de componentes principales (PCA) (8Massart D.L. Vandeginste B.G.M. Buydens L.M.C. De Jong S. Lewi P.J. Smeyers-Verbeke J. Handbook of chemometrics and qualimetrics: Part A. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands1997: 519-556Google Scholar). Se optó por esta técnica estándar de análisis exploratorio de datos multivariados debido a la composición del conjunto de datos disponibles que, por el pequeño número de muestras y la falta de réplicas, no pueden ser evaluados mediante pruebas estadísticas elementales. Más importante aún, este enfoque multivariante ventajoso utiliza un conjunto de variables en lugar de una sola variable para la descripción de similitudes entre muestras. Las concentraciones de 16 ácidos grasos seleccionados (umbral: 1% del total de ácidos grasos) se utilizaron como características para caracterizar una muestra. Con el fin de eliminar la influencia de los valores de concentración absolutos, las características se escalaron automáticamente (a una media de cero y una varianza de 1) antes del PCA. Las puntuaciones del primer y segundo componente principal resultantes (cada una una combinación lineal de las concentraciones de los 16 ácidos grasos) se utilizaron como coordenadas para un gráfico de dispersión con un punto para cada muestra. La inspección visual de esta gráfica de puntuación muestra el agrupamiento de acuerdo con la similitud de las muestras. En un gráfico de carga, las cargas de los componentes principales se utilizaron como coordenadas para los puntos que corresponden a las características (ácidos grasos). Un ácido graso, que por ejemplo se encuentra en la esquina superior derecha, es característico de las muestras ubicadas en la misma región de la gráfica de puntuación. Los ácidos grasos con una gran distancia desde el origen del sistema de coordenadas poseen la mayor influencia en el conjunto de datos. Los resultados obtenidos a partir de PCA se confirmaron mediante análisis de conglomerados utilizando dendrogramas y mediante clasificaciones de k vecinos más cercanos. Estos métodos extraen información relevante de una matriz de datos y son útiles en la interpretación de los resultados. Sin embargo, el pequeño conjunto de datos no permitió la estimación de la validez estadística. El software utilizado fue SCAN (Minitab Inc., State College, PA). Como se muestra en la Fig. 1A, los ácidos grasos insaturados y el ácido palmítico dominaron el perfil de ácidos grasos del tejido fresco. La concentración de ácidos grasos insaturados, predominantemente ácido oleico (18:1), fue mayor en especímenes del Hombre de Hielo Tirolés (Fig. 1B; Tabla 2, línea A) que en muestras de los otros cadáveres encontrados en glaciares cercanos (Fig. 1C; Tabla 2, líneas B y C). Con concentraciones de hasta el 49%, la cantidad de ácido hidroxiesteárico (18:0 10OH) fue similar tanto en el Hombre de Hielo del Tirol como en los otros dos cadáveres de glaciares (Fig. 1B, C; Tabla 2).TABLA 2Concentraciones de los componentes principales de los ácidos grasos en las momias humanas evaluadas y los sujetos de controlAcidos grasosABCDEFGHIJKAcido mirístico (14:0) 2.8-7.03.2-8.52.8-6.2 15-216.05.53.3-4.24.1 < 1-5.03.1-6.41.8-4.7Ácido palmitoleico (16: 1) 0-5.0n.d.0-2.7n.d.1.1n.d.4.0-4.5192.7-103.5-7.62.9-10Ácido palmítico (16: 0) 18–36 21–37 36–50 35-462555 30-3322 17–30 22–32 25-30Ácido linoleico (18: 2) 0-2.3n.d.n.d.n.d.d.n.d.1.28.6-18 12–15 13-15Oleico (18: 1) 8.7-221.42.9-82.9-4.3107 19-2544-45 30–46 27-4210 Ácido hidroxipalmítico (16: 0OH) 0-3.53.82-3.4n.d.d.n.d.d.n.d.d.d.n.d.d.d.d.d.a.d. 5.0: 5.7n.d.d. Los resultados se calculan como porcentaje de la concentración total de ácidos grasos (n.d., no detectado). Las letras A–K identifican las momias humanas y los sujetos de control evaluados como se indica en la Tabla 1. Abrir tabla en una nueva pestaña Los datos representan el rango de concentración del ácido graso respectivo. Los resultados se calculan como porcentaje de la concentración total de ácidos grasos (n.d., no detectado). Las letras A–K identifican las momias humanas y los sujetos de control evaluados como se indica en la Tabla 1. Se estudió la influencia de la inmersión continua en agua fría sobre la degradación post mortem analizando la cera grasa de un cuerpo recuperado 50 años después de la muerte de un lago de montaña a una profundidad de 50 metros. La composición de ácidos grasos de las muestras obtenidas de este cadáver (Tabla 2, línea D) difirió de los cadáveres de glaciares recientemente enterrados principalmente en las concentraciones más altas de ácido mirístico (rango: 15–21% de ácidos grasos totales vs. 2.8–8.5% en cadáveres de glaciares). Los perfiles de ácidos grasos obtenidos de dos cadáveres enterrados en las montañas de Altai diferían entre sí (cultura Pazyryk en Siberia). Uno de ellos, un guerrero escita, fue excavado como una momia congelada en un ataúd de madera lleno de hielo. La composición de ácidos grasos de este espécimen fue similar a la observada en especímenes de cadáveres de glaciares con ácido 10-hidroxiesteárico como componente dominante (45% del total de ácidos grasos; Tabla 2, línea E). Después del entierro, el otro cadáver se descompuso en la escarcha permanente sin estar encerrado en hielo. Una muestra de la región pélvica fue una de las pocas muestras de tejido conservadas en este esqueleto. A diferencia del espécimen obtenido del guerrero escita, el perfil de ácidos grasos de esta muestra consistía predominantemente en ácidos grasos saturados (Tabla 2, línea F). También se evaluaron dos especímenes procedentes de una momia liofilizada encontrada en una caverna de los Andes peruanos (Monte Ampato). Tal vez sacrificada por los incas por motivos religiosos hace ~500 años, esta momia bien conservada de un niño fue desecada por los vientos a una altitud de 6.000 m. Se observó una concentración notablemente alta de ácidos grasos insaturados (23.5 y 29% del total de ácidos grasos), mientras que el ácido hidroxiesteárico estaba completamente ausente (Tabla 2, línea G). Solo en estas muestras se detectó un ácido graso ramificado con 15 átomos de carbono (11% y 15% del total de ácidos grasos). La momificación bajo la ausencia total de humedad se ha investigado mediante el análisis de una muestra de tejido de un lugar de enterramiento cerca de Ilo en el desierto peruano (cultura Chiribaya, 1.000 años de antigüedad). En este lugar, la precipitación ha sido desconocida durante miles de años. Este espécimen mostró casi todas las características del tejido fresco, difiriendo solo en la concentración reducida de ácido linoleico (1.2% vs. 8.6–18% de los ácidos grasos totales) acompañada de una mayor concentración de ácido palmitoleico (19% vs. 2.7–10% de los ácidos grasos totales; Tabla 2, línea H). El análisis de datos quimiométricos mediante análisis de componentes principales se realizó para desentrañar las similitudes entre las muestras en función de su composición de ácidos grasos. Dicho enfoque multivariante puede discriminar suficientemente las muestras, incluso si las variables individuales no muestran diferencias significativas. El gráfico de puntuación (Fig. 2A)obtenido del primer y segundo componente principal muestra regiones distintas, que se pueden atribuir a diferentes grupos de muestra. El grupo más homogéneo consistió en las muestras de tejido fresco de tres cadáveres diferentes que agrupan especímenes totalmente diferentes como piel, músculo, médula ósea, hígado y pulmón (I1–I7, J1–J5, K1–K5). Esto no fue inesperado, porque el análisis estadístico univariante de los compuestos principales ácido palmítico, ácido oleico y ácido linoleico mostró un coeficiente de variación de solo 15% a 18% al considerar todas las muestras de control (n = 17). Las muestras obtenidas del cadáver del desierto (H) y la momia inca (G1 y G2) fueron adyacentes al grupo de especímenes frescos. Frente a este cúmulo, las muestras de los cadáveres glaciares B y C formaron un segundo grupo. A excepción del espécimen de piel (A4), las muestras del Hombre de Hielo Tirolés se distribuyeron entre estos dos grupos (A1–A3). Como lo demuestra el gráfico de carga (Fig. 2B), el agrupamiento de muestras está influenciado principalmente por tres componentes, a saber, ácido oleico, ácido 10-hidroxiesteárico y ácido palmítico. Teniendo en cuenta estos componentes en el Hombre de Hielo Tirolés, la piel (como la región más expuesta del cadáver) difería de las otras tres muestras (ácido oleico, 8.7% vs. 12–22%; ácido 10-hidroxiesteárico, 48% vs. 15–27%; ácido palmítico, 18% vs. 20–36%).Fig. 2Análisis de componentes principales (PCA) de los datos de ácidos grasos autoescalados. PC1 es el primer componente principal (73.3% de la varianza total) y PC2 es el segundo componente principal (18.3% de la varianza total); las letras y los subíndices indican la identificación de la muestra como se define en la Tabla 1; la escala de los ejes es lineal en unidades arbitrarias. A, gráfico de puntuación que muestra la agrupación de las 38 muestras; B, gráfico de carga que muestra los ácidos grasos que son característicos de los grupos en el gráfico de puntuación. Ver la imagen grande Figura VisorDescargar (PPT) El número de especímenes antiguos, bien conservados y definidos disponibles puede ser muy limitado. Esto puede incluir el tipo de tejido recuperado, así como la cantidad de muestra. Como requisito previo para la evaluación realizada en el presente estudio, es necesario establecer la comparabilidad de los diferentes tipos de tejidos. Como se muestra en la Fig. 2A, el grupo más homogéneo consistió en 17 especímenes de tres sujetos recientemente fallecidos, lo que indica que el tipo de tejido ejerce solo una influencia menor con respecto a su distribución en la gráfica de puntuación (muestras I1-I7, J1-J5, K1-K5). Por lo tanto, la posición de una muestra en la parcela de puntuación se debe principalmente a las condiciones ambientales a las que ha estado expuesta más que al sitio de muestreo del cadáver. Las muestras de los dos cadáveres glaciares así como las del cadáver recuperado de un lago formaron un segundo grupo (Fig. 2A; muestras B1-B5, C1-C4, D1-D3). Los ejemplares del Hombre de Hielo Tirolés se distribuyeron entre estos dos grupos (Fig. 2A, muestras A1–A4) Este hallazgo fue sorprendente e indicó la buena conservación de esta momia muy antigua en comparación con los cadáveres, que fueron enterrados en glaciares por períodos de tiempo mucho más cortos (29 y 57 años, respectivamente). La distribución no homogénea de las muestras del Hombre de Hielo Tirolés probablemente se deba a las diferentes condiciones ambientales a las que se expusieron las diferentes regiones del cuerpo durante el proceso de conservación milenario. Debido a las concentraciones más altas de ácido 10-hidroxiesteárico y las concentraciones más bajas de ácido oleico, la piel como la parte más expuesta del Hombre de Hielo Tirolés apenas se podía distinguir de las muestras de los otros cadáveres de glaciares (Fig. 2A, muestra A4). Todas las muestras tanto de los cadáveres de glaciares como del cadáver recuperado del lago se caracterizaron por la presencia de ácido 10-hidroxiesteárico, que probablemente se formó a partir de la adición de un grupo hidroxilo al doble enlace en ácido oleico. Esto fue evidente al considerar las muestras procedentes de los cadáveres escitas congelados, que se encontraron enterrados en la misma zona. El espécimen del guerrero escita encerrado en hielo estuvo dominado por la presencia de ácido 10-hidroxiesteárico y se dispersó dentro del grupo glaciar en la gráfica de puntuación (Fig. 2A, muestra E), mientras que la muestra del esqueleto escita se caracterizó por ácidos grasos saturados que carecen completamente de ácido 10-hidroxiesteárico (Fig. 2A, muestra F). En contraste con el esqueleto escita, el cadáver del guerrero escita se ha sumergido en agua (por ejemplo, durante varias semanas durante un verano caluroso), que luego se congeló en hielo. Estos hallazgos sugieren que la formación de ácido 10-hidroxiesteárico se asocia con condiciones de almacenamiento acuoso. Esta conclusión se ve respaldada por la presencia de cantidades considerables de este ácido graso en el cuerpo sumergido permanentemente en el lago de montaña, así como en los cadáveres de los glaciares, que fueron expuestos temporalmente al agua. Debido a las temperaturas de almacenamiento muy bajas de estos cadáveres, la contaminación microbiana discutida en informes anteriores (6Takatori T. Investigations on the mechanism of adipocere formation and its relation to other biochemical reactions.Forensic Sci. Int. 1996; 80: 49-61Google Scholar) es poco probable que desempeñe un papel importante en la formación de ácido 10-hidroxiesteárico. Sin embargo, queda por dilucidar el mecanismo de la hidroxilación de ácidos grasos post mortem. En los sistemas de mamíferos, la detección de ácidos grasos con un número impar de átomos de carbono es inusual. Por lo tanto, las concentraciones relativamente altas de un ácido graso ramificado con 15 átomos de carbono en muestras de la momia liofilizada de los Andes peruanos fue un hallazgo inesperado. Sin embargo, los autores no pueden proporcionar una explicación razonable sobre el supuesto origen de este ácido graso. Como era de esperar por la ausencia de ácido 10-hidroxiesteárico, así como por las altas concentraciones de ácidos grasos insaturados, la gráfica de puntuación agrupó las muestras de esta momia en proximidad inmediata a los especímenes frescos (Fig. 2A, muestras G1-G2). El cadáver mejor conservado, sin embargo, fue el excavado en el desierto peruano. La muestra obtenida de esta momia fue congruente con el tejido fresco en el gráfico de puntuación (Fig. 2A, muestra H). No obstante, incluso en este espécimen bien conservado no se detectó ácido araquidónico, lo que puede deberse a la naturaleza inestable de este ácido graso. Concluimos que la evaluación multivariante de los perfiles de ácidos grasos de muestras antropológicas de diferentes épocas y civilizaciones caracterizó la preservación respectiva y permitió sacar conclusiones sobre las condiciones de almacenamiento post mortem individuales. Se descubrió que el Hombre de Hielo Tirolés estaba mejor conservado que los cadáveres enterrados en los glaciares vecinos durante períodos de tiempo mucho más cortos. Esto puede explicarse por la rápida desecación inicial (momificación) del Hombre de Hielo Tirolés por los vientos de montaña después de su muerte, como lo sugieren las investigaciones macroscópicas (1Seidler H. Bernhard W. Teschler-Nicola M. Platzer W. zur Nedden D. Henn R. Oberhauser A. Sjøvold T. Some anthropological aspects of the prehistoric Tyrolean Ice Man.Science. 1992; 258: 455-457Google Scholar). El cadáver probablemente fue encerrado en hielo, incluidos los períodos de residencia en el agua, como lo indica la presencia de ácido 10-hidroxiesteárico, que es un supuesto marcador para el almacenamiento de especímenes antropológicos en un ambiente acuoso.

Files

pdf.pdf

Files (16.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:75c57422f91879d222717dde12f02bf8
16.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تركيبة الأحماض الدهنية والحفاظ على رجل الثلج التيرولي والمومياوات الأخرى
Translated title (French)
Composition en acides gras et conservation de l'Iceman tyrolien et autres momies
Translated title (Spanish)
Composición de ácidos grasos y preservación del hombre de hielo tirolés y otras momias

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2134028313
DOI
10.1194/jlr.m100424-jlr200

Is supplement to
https://openalex.org/W645578125 (Other)
https://openalex.org/W4234444703 (Other)
https://openalex.org/W2995326023 (Other)
https://openalex.org/W2387857318 (Other)
https://openalex.org/W2381477401 (Other)
https://openalex.org/W2086462668 (Other)
https://openalex.org/W2068475321 (Other)
https://openalex.org/W2037692700 (Other)
https://openalex.org/W1972272888 (Other)
https://openalex.org/W1965123752 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Peru

References

  • https://openalex.org/W1968489874
  • https://openalex.org/W1992113804
  • https://openalex.org/W2003186610
  • https://openalex.org/W2012445058
  • https://openalex.org/W2027629995
  • https://openalex.org/W2081578323
  • https://openalex.org/W2991288991