Scanning and transmission electron microscopical evidence of the capacity of diatoms to penetrate the alveolo-capillary barrier in drowning

Abstract

The diagnostic value of diatom analysis for drowning is considered to be one of the most controversial arguments in forensic medicine. However, the theoretical assumption of the method, i.e. the capacity of diatoms to penetrate the alveolo-capillary barrier during drowning, has never been addressed. Using scanning (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), we have investigated the interaction of a natural population of diatoms and an unialgal culture of Phaeodactylum tricornutum (PT) with the alveolo-capillary barrier in an experimental model of drowning. The SEM analysis allowed the identification of several diatom species along the whole airways and their close interaction with the alveolar wall, but was poorly informative about the effective penetration of diatoms into pulmonary vessels. The TEM analysis was more informative and allowed a precise identification of the PT cells in alveolar spaces and to detect their phagocytosis by alveolar macrophages. PT penetrated into the pulmonary vessels through the thinnest portions of the alveolo-capillary barrier and through the interstitial spaces and were identified in pulmonary capillaries and venules. The morphological demonstration of the capacity of diatoms to penetrate the alveolo-capillary barrier is a step forward in assessing the potentiality, reliability and limitations of diatom analysis on a new basis as a tool for the diagnosis of drowning.

A New Procedure for Diatom Extraction in the Diagnosis of Drowning

“…Diatoms can enter the ruptured pulmonary alveolar and capillaries, and reach the organs in the greater circulation [16]. Postmortem extraction and detection of diatoms are possible because their silica-based-extracellular coat or frustules are resistant to different digestive reagents.…”

Diatom İncelemelerinde Kalitatif Değerlendirmenin Uygulandığı Bir Ön Çalışma

“…Kantitatif diatom testinin güvenilirliği, uzun süre tartışılmıştır. Bugün için dahi bu yöntemle ilgili kuşkular ileri sürülmektedir (5,8,15,16).…”

“…Cesedin çı karıldığı sudan alınan örneklerin incelenmesi ve suda diatom olup olmadığının, varsa türünün, boyutunun belirlenerek dokuda saptanan diatomlar ile karşılaştı rılması ise kalitatif inceleme olarak tanımlanmaktadır (2,7,8). Planktonun bir alt grubu olan diatomlar; sa hip olduğu silisli hücre duvarı nedeniyle çürümeye, ısıya ve aside dirençli olup, ileri derecede çürümüş cesetlerden elde edilen dokuların homojenize edilme si ve asit materyal kullanımı sürecinde özel bir önem taşımaktadır (9)(10)(11)(12)(13)(14).…”

Suda Boğulma Tanısında Kullanılan Yöntemlerin İrdelenmesi

“…Aspire edilen s›v› ile birlikte dolafl›ma ve organlara geçmektedirler. SEM (Scanning electron microscopy) ve TEM (Transmission electron microscopy) kullan›la-rak de¤iflik tür diatomlar›n alveoler-kapiller bariyeri nas›l geç-ti¤i deneysel olarak görüntülenmifltir (30). Diatom için al›nan örnekler, kontaminasyonlardan korunmal›d›r.…”