ABSTRACT
The hoof is a relatively simple structure, mainly constituted by keratin, a highly sulfated protein, that provides hardness to the hoof and certain elasticity to support the weight and distribute the impact's intensity on the hoof. The hoof needs to have an adequate quality to be able to carry out these functions and that requires a good nutrition based on proteins, vitamins and minerals. Minerals constitute 4% of body weight and they are conformed by macrominerals (calcium, phosphorus, sodium, chloride, potassium, magnesium and sulfur) and microminerals (selenium, iodine, copper and zinc). Zinc participates in hoof formation while inducing keratin production. Its diet deficiency causes problems to the corneous tissue such as: thin and friable hooves, and fissures on the wall. Zn++ must be ingested in chelated form, as zinc methionine, to be adequately absorbed. The diet of seven horses was supplemented with 5.4 g/day/horse of zinc methionine for a period of six months. Samples were obtained from the wall level and transverse cuts were done; before and after the treatment, its morphology and contents of minerals (Mg++, Cl, S, Ca++, Na++, K+, P, Si, Fe++, Cu++,Zn++) were analyzed in the environmental scanning electron microscope equipped with an X ray disperser. It was observed that the morphology presented a better constitution and compactness of the tubular and intratubular horns in the medium stratum, as well as a substantial increment of zinc (32.9%) and sulfur (68.4%), which suggests an increase in keratin and better structure of the hoof.
El casco es una estructura relativamente sencilla, constituida por queratina, proteína bastante sulfatada, que provee al casco de dureza y cierta elasticidad para soportar el peso y distribuir la intensidad del impacto en el casco. Para este fin, se necesita que el casco tenga una calidad adecuada, que requiere de buena nutrición basada en proteínas, vitaminas y minerales. Los minerales constituyen 4% del peso corporal y se conforman en macrominerales (calcio, fósforo, sodio, cloro, potasio, magnesio y azufre) y microminerales (selenio, yodo, cobre y zinc). El zinc participa en la formación del casco al inducir la producción de queratina. Su deficiencia en la dieta causa problemas al tejido córneo, como cascos delgados, friables y fisuras en la pared. Para que el Zn++ sea absorbido adecuadamente, es necesario que sea ingerido en forma quelada como metionina de zinc. La dieta de siete caballos fue complementada con 5.4 g/día/caballo de metionina de zinc por un periodo de seis meses. Se obtuvieron muestras a nivel de la muralla y se realizaron cortes transversales; antes y después del tratamiento, se analizó su morfología y contenido de minerales (Mg++, Cl-, S, Ca++, Na++, K+, P, Si, Fe++, Cu++, Zn++) en el microscopio electrónico de barrido ambiental equipado con dispersor de rayos X. Se observó que la morfología presentaba mejor constitución y compactación de los cuernos tubulares e intratubulares en el estrato medio, así como aumento sustancial de zinc (32.9%) y de azufre (68.4%), lo cual sugiere incremento de queratina y mejor estructuración del casco.
ABSTRACT
The environmental scanning electron microscope (ESEM) has been recently applied to orthopedics, for which a study was performed on the modes of operation of this electron microscope. Optimal conditions were determined to obtain the best topographic image and to perform chemical analysis by X-ray dispersion during the process of bone consolidation. Fifteen male Wistar rats were used, grouped in three per each experimental day. Tibia l fracture was provoked and a Kirschner wire was positioned. Rats were euthanized 0 (control), 7, 14, 21 and 28 days after surgery. According to the results, the best bone image was observed with retrodispersed electrons under high vacuum. In the chemical element determination lower variation coefficients were obtained under low vacuum for carbon and calcium; for phosphorus, under high vacuum, and in environmental mode, for magnesium, sodium, potassium and iron. In the process of bone consolidation, calcium levels in cortical bone diminished compared to controls, while the calcified bone callus was observed until day 14. Phosphorus concentration increased with time, in both cortical bone and bone callus. Magnesium presented a peak on day 14, and decreased drastically until day 28. Sodium rose continuously until day 28. The study of the chemical composition of bone by the ESEM is optimal in the environmental mode, since values of the elements present in lesser concentrations (1%) showed a lower variation coefficient. In bone consolidation process, calcium and phosphorus levels were found at a ratio of 2:1.
La aplicación del microscopio electrónico de barrido ambiental (ESEM) en ortopedia no se había desarrollado hasta ahora, por lo que se realizó un estudio sobre los modos de operación del microscopio electrónico; así se determinaron las condiciones óptimas de obtención de la mejor imagen topográfica y del análisis químico por dispersión de rayos X durante el proceso de la consolidación ósea. Para ello se utilizaron 15 ratas macho de la cepa Wistar, que se agruparon en tres por cada día experimental, se les produjo una fractura en la tibia y se les colocó un alambre Kirschner; se efectuó eutanasia a los 0 (testigo), 7, 14, 21 y 28 días después de la cirugía. De acuerdo con los resultados, la mejor imagen del hueso se observó con electrones retrodispersados en alto vacío. En la determinación de elementos químicos se obtuvieron los menores coeficientes de variación en bajo vacío para carbono y calcio; en alto vacío, para fósforo, y en modo ambiental, para magnesio, sodio, potasio y fierro. En el proceso de la consolidación ósea los niveles de calcio en hueso cortical disminuyeron en comparación con el testigo, mientras que el callo óseo calcificado se observó hasta el día 14. La concentración de fósforo incrementó con el tiempo, tanto en hueso cortical como en callo óseo. El magnesio presentó un pico el día 14 y bajó drásticamente hasta el día 28; por último, el sodio subió de manera sostenida hasta el día 28. El mejor modo de estudiar la composición química del hueso en el ESEM es el modo ambiental, pues los valores de los elementos que están en menor concentración (1%) presentaron coeficiente de variación más bajo. En el proceso de consolidación ósea, los niveles de calcio y fósforo se encontraron en relación 2:1.