как определить по скелету пол человека
Определение пола по слабо коррелирующим остеометрическим признакам
УДК 340. 64: 616-07: [616. 717. 4+ 616. 718. 4]-071. 3
Кафедра судебной медицины (зав. — доц. И.-В.И. Найнис) Каунасского медицинского института и лаборатория биофизики (зав. — доц. Л.К. Выханду) Тартуского университета
Поступила в редакцию 17/V 1965 г.
библиографическое описание:
Определение пола по слабо коррелирующим остеометрическим признакам / Найнис Й.-В.И., Вельдре С.Р. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1966. — №2. — С. 14-18.
код для вставки на форум:
В экспертной практике и палеоантропологии часто приходится исследовать плечевые и бедренные кости (как самые крупные и хорошо сохраняющиеся) для определения их половой принадлежности.
При этом часто приходится делать заключение на основе трансгрессивных признаков, потому что описание совершенно не перекрывающихся признаков либо требует больших затрат времени и средств, либо вообще невозможно. Задача упрощается, когда имеется так называемый базовый материал — с теми же признаками, но уже диагностированный на основании дополнительной информации.
Классическими методами решения такой задачи являются дискриминантный анализ и применение корреляционных эллипсов. Однако они требуют трудоемких вычислений и налагают ряд ограничений на цифровые данные.
Ниже описывается опыт определения пола по остеометрическим и рентгенографическим признакам плечевых и бедренных костей малоизвестным и нетрудоемким методом — последовательным анализом отношения вероятностей, основанным на отношении правдоподобия (Вальд). На возможность его применения в медицине впервые указал А.А. Генкин (1962), а дополнил и популярно изложил Л.К. Выханду (1964).
Наши исследования базируются на исследовании плечевых и бедренных костей, изъятых из известных трупов 117 мужчин в возрасте от 18 до 90 лет и 107 женщин в возрасте от 16 лет до 91 года. Использовали те кости, эпифизы которых при мацерировании не отделялись. Пол определяли по следующим измерительным признакам: 1) наибольшая длина плечевой кости, 2) окружность в середине ее диафиза, 3) минимальная окружность диафиза, 4) окружность головки по краю суставной поверхности, 5) ширина дистального эпифиза, 6) площадь компактного вещества на поперечном распиле середины диафиза, 7) площадь поперечного распила середины диафиза плечевых костей, 8) диаметр плечевой кости на рентгенограмме, 9) толщина компактного вещества на том же месте, 10) длина бедренной кости в естественном положении, 11) окружность середины диафиза, 12) окружность головки по краю суставной поверхности, 13) ширина дистального эпифиза, 14) степень изгиба, 15) площадь компактного вещества на поперечном распиле середины диафиза бедренной кости, 16) площадь поперечного распила середины диафиза, 17) диаметр на рентгенограмме и 18) ширина проксимального эпифиза на рентгенограмме. 1, 5, 10, 13 и 14-й признаки измеряли на остеометрической доске; 2, 3, 4 и 12-й — металлической миллиметровой лентой; 6, 7, 15 и 16-й — техническим планиметром; 8, 9, 17 и 18-й — прозрачной миллиметровой линейкой на обзорных рентгенограммах, произведенных с расстояния 85 см (8 и 9-й — на границе средней и нижней, а 17-й — на границе верхней и средней трети). Кости с макроскопическими патологическими изменениями исключали. Полученные измерения распределяли по равным классам вариационного ряда и кодировали для машинного вычисления. В вычислительном центре Тартуского университета под руководством Л.К. Выханду и С.Р. Вельдре провели вычисления электронно-вычислительной машиной «Урал IV» при помощи статистического алгоритма методом сумм (отдельно для мужчин и женщин). Вычисляли средние арифметические, средние квадратические отклонения, коэффициенты корреляции и корреляционные отношения. Машина распределяла признаки по классам и определяла их число. Средние арифметические всех перечисленных признаков у мужчин были статистически значимо больше.
Вычисление диагностических коэффициентов (ДК) диаметра плечевой кости на рентгенограммах
При вычислении диагностических коэффициентов (ДК), имея распределения вариантов в мужской и женской сериях, необходимо перегруппировать классы. Если различающая способность смежных классов примерно одинакова (число вариантов в них почти одно и то же), то их надо слить. Также сливают классы, если вследствие недостаточно большого числа случаев в каком-то классе изменяется направление (увеличение или уменьшение). Если это вызвано статистически значимой двувершинностью распределения признака, то объединения провести нельзя. Надо учитывать, что с прибавлением материала некоторые пустые классы на концах распределений могут не оказаться пустыми. На наш взгляд, нецелесообразно делать изменения, когда в последнем не пустом классе 1-й вариант, а в предпоследнем — 1 — 5-й варианты.
Далее вычисляют ряды частостей, а затем стократные десятичные логарифмы вычисленных отношений частостей. Если отношения частостей больше единицы, знаком баллов будет +, за каждый разряд выше единицы добавляют еще 100 баллов. Если же отношение частостей меньше единицы, знаком баллов будет —.
Диагностические коэффициенты (ДК) для определения пола по мацерированным плечевым и бедренным костям
Эти баллы и будут ДК. Для наглядности в табл. 1 дан пример вычисления. Вычисленные ДК всех признаков приведены в табл. 2. Измерительные признаки даны применительно к сухим костям; для свежих костей, к размерам длины и обхвата надо прибавить по 2 мм.
Теперь для определения половой принадлежности исследуемого объекта надо лишь записать ДК, соответствующие значениям признаков, и вычислить их сумму. Как только эта сумма превысит определенную границу, индивид можно считать диагностированным. Если при включении всех возможных признаков сумма ДК не переходит определенные границы, то пол установить нельзя. Граничные значения суммы ДК ±128 при вероятности неправильного диагноза 0, 05, ±200 при вероятности 0, 01 и ±300 при вероятности 0, 001. Для наших данных переход суммы ДК через положительное граничное значение означает женский пол, в отрицательную сторону — мужской.
Для облегчения можно составить оптимальную последовательность включения признаков. В первую очередь следует проверить признаки, у которых наибольшее число случаев базового материала имеет значения ДК, превосходящие граничные значения. Наиболее ценными признаками являются окружность головки и минимальная окружность плечевой кости, а также ширина дистального эпифиза с окружностью головки бедренной кости, где от 64, 4 до 47% всех случаев имеют значения ДК, превышающие ±128.
При включении новых признаков надо учитывать их корреляцию с уже включенными. Л.К. Выханду (1964) советует не включать одновременно признаки, между которыми коэффициент корреляции превышает 0, 3—0, 4. Проверив это на нашем базовом материале, мы нашли, что можно применять следующие комбинации признаков: на плечевой кости — длину и минимальную окружность; длину, ширину дистального эпифиза и площадь компактного вещества на поперечном распиле; длину и площадь поперечного распила; окружность головки и площадь компактного вещества на поперечном распиле; длину и диаметр на рентгенограмме; окружность головки и диаметр на рентгенограмме; окружность головки и толщину компактного вещества на рентгенограмме; на бедренной кости — длину и окружность середины диафиза; длину степень изгиба и площадь компактного вещества на поперечном распиле; длину и площадь поперечного распила; окружность головки и степень изгиба; окружность головки и площадь компактного вещества на поперечном распиле; степень изгиба и площадь компактного вещества на поперечном распиле; ширину дистального эпифиза и диаметр на рентгенограмме. Наибольший коэффициент корреляции здесь равен + 0,444.
Результаты определения пола (в %)
Наш базовый материал проверен по всем предлагаемым признакам и их комбинациям. Результаты даны в табл. 3. из которой видно, что лучше всего пол определяется по плечевой и бедренной костям, причем лучший результат дает плечевая кость. При наличии сумм ДК±300 ошибок не получено, хотя небольшая возможность такой: ошибки (1 из 1000) и имеется. При уровне ДК±200 было 4 ошибки: по плечевой кости 39-летний инвалид (вследствие атеросклероза) имел сумму ДК +232, а 52-летняя колхозница —277, по бедренной кости 20-летний низкорослый юноша дал сумму ДК +229, а 36-летняя работница —212.
Таким образом, возможность определения пола достигает 97,6±1,1%· Эти результаты надо признать удовлетворительными, так как Iordanidis (1962) определял пол по бедренной кости в 39, 64%, по плечевой — в 21, 08%; Krogman (1962) по длинным костям — в 80% случаев. Непроверенным утверждениям более оптимистически настроенных авторов вряд ли следует придавать значение, так как они исследовали меньше признаков, чем мы.
В заключение мы считаем возможным рекомендовать предлагаемый метод и полученные нами диагностические коэффициенты ДК для определения пола по плечевым и бедренным костям взрослых людей. Для этого следует сделать стандартные измерения имеющихся плечевых и бедренных костей, выписать из табл. 2 соответствующие значения ДК и суммировать их по указанным выше комбинациям признаков, При достижении желаемого граничного значения пол можно считать установленным. При отсутствии патологических изменений уровень ±300 необходимо признать доказательным. При массовых исследованиях, например при судебномедицинской экспертизе братских могил, достаточным является уровень ±128, так как возможные ошибки приблизительно покроются отклонениями в ту и другую сторону.
Наши таблицы пригодны для всех плечевых и бедренных костей, которые лишь незначительно отличаются от исследованной нами серии. Для сильно отличающихся серий и других костей надо вычислить соответствующие таблицы диагностических коэффициентов.
похожие статьи
Судебно-медицинская экспертиза мощей преподобномученицы Анастасии Угличской / Молин Ю.А., Агафонов А.В., Смоляницкий А.Г., Кравцов А.И., Рубин А.А. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 2019. — №2. — С. 26-30.
Новый метод исследования микроскопической структуры костной ткани / Бабичев В.И., Донцов В.Г. // Матер. IV Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. — Владимир, 1996. — №2. — С. 46-47.
О диагностике и дифференциации повреждений на костных останках группового захоронения / Крюков В.Н., Гедыгушев И.А. // Матер. IV Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. — Владимир, 1996. — №1. — С. 106-107.
Проблема оценки экстрагенитальных повреждений при сексуальном насилии / Кривохатько А.А. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2019. — №18. — С. 108-111.
Анализ генетических исследований абортивного материала / Абдулина Е.В., Зыков В.В., Мальцев А.Е. // Вестник судебной медицины. — Новосибирск, 2018. — №2. — С. 15-18.
Судмедэксперт рассказал, что можно узнать о человеке по его костям
Какую информацию можно получить, изучив кости человека, рассказал корреспонденту агентства «Минск-Новости» государственный медицинский судебный эксперт отдела общих экспертиз № 1 управления судебных медицинских экспертиз управления ГКСЭ по городу Минску Вячеслав Семенов.
На археологической стоянке в окрестностях Калинковичей как-то обнаружили предмет, напоминающий кость человека. С просьбой помочь установить пол, возраст, рост предка археологи обратились к судебным медицинским экспертам. Но, увы, сенсации не получилось: специалисты дали категорический ответ, что найденный фрагмент не является частью человеческого скелета.
— В медицинской криминалистике есть даже целый раздел «Идентификация личности по костным останкам», — рассказывает Вячеслав Семенов. — Нередко нам приходится работать с останками людей, которые лишены мягких тканей, а порой даже не с целыми костями полного скелета, а лишь с фрагментами.
Такие страшные находки обнаруживают в результате поисковых работ, когда становится известно о совершении преступления и попытках скрыть следы, при проведении ремонтно-строительных или садовых работ, археологических раскопок… В практике В. Семенова даже были случаи, когда собаки приносили в хозяйские дома, расположенные неподалеку от лесных массивов, человеческие останки: дважды череп и один раз замороженную голову.
Проводя исследование, эксперт должен дать безапелляционные ответы на поставленные вопросы: человеческие ли это останки; количество индивидуумов, которым они принадлежат; пол; возраст; раса; группа роста; давность захоронения… Наибольшую идентификационную значимость имеет череп с нижней челюстью, например, только по нему можно определить расовую принадлежность. Что касается возраста, то его определяют по состоянию швов между костями черепа, зубочелюстного аппарата, лонного сочленения, а также по микроструктуре костной ткани. Разумеется, паспортный возраст специалисты не определят. Однако максимальная погрешность от истинного года рождения составит 5-7 лет, самая минимальная — 2 года.
Эксперт должен давать категоричные ответы на поставленные вопросы, только «да» или «нет». Никаких домыслов и предположений. Ведь от их заключений зависят судьбы, а то и жизни людей.
Если кости полностью сохранились и принадлежат взрослому человеку, то любой врач, хорошо знающий анатомию, способен их идентифицировать. Сложнее с останками детей, плодов и новорожденных. Проще, когда костные фрагменты имеют суставные концы, они весьма специфичны и отличны от тех, что принадлежат животным. Если таковых нет, то приходится прибегать к другим исследовательским методам.
— Мне даже приходилось исследовать золу с мест криминального сожжения трупов, — вспоминает эксперт. — Так, в конце 1990-х произошла серия убийств девушек. Их было более десятка. Сперва преступник лишал жизни одну жертву в год в разных уголках Минской области. Одних душил, других убивал при помощи колюще-режущих предметов. В каждом случае были признаки сексуального насилия. В один год он расправился сразу с шестью девушками. Именно тогда правоохранители заподозрили, что имеют дело с серийным маньяком. Вскоре его удалось задержать.
По оперативным данным, на той даче лишились жизни шесть человек. Там мы обнаружили три бочки с золой: родители маньяка собирали ее для удобрения сада. В них и обнаружили мелкие обугленные костные фрагменты.
Любое исследование, проводимое судмедэкспертами, уникально, шаблонов быть не может. Однако это морально тяжелый и очень ответственный труд. По словам собеседника, работу он старается не принимать близко к сердцу, лишний раз не ворошить в памяти то, с чем приходилось работать.
— С тяжестью вспоминаю случай, когда в одном из районов Беларуси погибли сразу трое детей — полутора, трех и пяти лет. Когда их мать вышла в магазин, они подожгли дом и отравились угарным газом. Экспертизу их трупов довелось проводить мне.
Это не единственный раз, когда Вячеслав Семенов исследовал трупы детей. Однажды он проводил экспертизу скелетов младенцев. Две сестры из периферии уехали в столицу в поисках лучшей доли и приезжали в родительский дом, как говорили соседи, «глубоко беременными». Однако детей их никто никогда не видел. Позже следователи, перекопав приусадебный участок, нашли останки. Сестрицы с матерью настаивали, что это куриные кости, которыми они удобряли огород. Однако эксперт констатировал: страшная находка — останки новорожденных. Увы, установить их жизнеспособность при рождении специалисты не смогли.
— Не забыть и экспертизы в рамках тех уголовных дел, по которым затем приводили в исполнение смертный приговор. К слову, о многих таких делах я узнавал либо на самих судебных заседаниях, куда вызывали для дачи каких-либо разъяснений, либо из СМИ.
В работе судмедэксперта недостаточно одних знаний медицины, нужно обладать и отличным логическим мышлением.
По словам собеседника, в его работе очень важен и моральный аспект. Судмедэксперты делают разрезы скальпелем не просто так, а для того, чтобы что-то найти либо что-то исключить. Каждое действие продуманное, целенаправленное, аккуратное. Шутка «большой хирург — большой разрез» явно не про них.
— Мы понимаем, что когда-то это был живой человек, у него есть родственники. Трупу лишним разрезом никак не навредишь, а вот близкие могут воспринять это очень болезненно.
Многим наша работа кажется интересной. Но это не анатомический театр, поэтому любопытство здесь неуместно. Это морально тяжелый и весьма кропотливый труд. Поверьте, удовольствия от работы в секционном зале я не получаю.
Справочно
Вячеслав Семенов окончил педиатрический факультет Минского государственного медицинского института. Постдипломную подготовку проходил на факультете судебной медицины Академии МВД. Экспертом работает с 1996 года. Кроме того, В. Семенов — старший преподаватель кафедры судебной медицины Белорусского государственного медицинского университета.
Какая разница между женским и мужским скелетом?
✎ В этой статье вы узнаете
Общие сведения
Скелет является внутренней опорой организма. У представителей каждого из полов эта составляющая тела имеет свои особенности. Итак, рассмотрим, чем отличается мужской скелет от женского.
Крупных и маленьких костей в скелете человека свыше двухсот. Причем новорожденные обладают гораздо большим количеством подобных элементов. Однако в процессе развития организма некоторые кости теряют свою самостоятельность и срастаются друг с другом. Такое происходит, например, в области черепа и таза.
Скелет помимо опорной функции выполняет и другие. К этому остову, скажем, крепятся мышцы, управляющие при движении костями как своеобразными рычагами. Кроме того, жесткая основа в виде скелета надежно защищает находящиеся внутри органы от повреждений. Система костей отвечает и за некоторые другие моменты.
Сравнение
Стоит сразу оговориться, что безошибочно определить, представителю какого пола принадлежит конкретный скелет, удается не всегда. Затруднения в этом плане могут возникнуть даже у судебно-медицинских экспертов и ученых. Ниже будут рассмотрены признаки, касающиеся самых типичных образцов.
Итак, рассмотрим сначала отличие мужского скелета от женского в районе черепа. Эта часть костной системы у сильной половины человечества является более объемной. Мужской череп характеризуется заметной угловатостью, которую создают выступающие надбровные дуги, отчетливый бугор на затылке, массивные «квадратные» челюсти.
Названый отдел скелета у женщин легче и сложен ровней. Лоб здесь более вертикальный, он расположен выше. Челюсти имеют заостренные очертания.
Чем отличается мужской скелет от женского
Мужские ключицы длинней, они круче изогнуты. Весь плечевой пояс в этом случае размашистей, что позволяет справляться с более серьезными физическими нагрузками. У принадлежащих к сильному полу шире и грудная клетка (при равном количестве ребер).
Стоит также упомянуть еще об одном весьма достоверном индикаторе пола – соотношении длин указательного пальца руки и безымянного. У женщин эти элементы конечности обычно равны или первый из них продолжается дальше второго. Мужчины чаще обладают указательным пальцем, уступающим по длине безымянному.
Но самым явным оказывается различие в строении тазового пояса. В чем разница между мужским и женским скелетом с этой позиции? В том, что у продолжательниц рода все приспособлено для успешного выполнения их главной биологической функции.
Таз здесь шире относительно плеч и легче. Проход между его костями просторней и не сужается книзу, в противоположность мужскому строению данной зоны. Такие особенности способствуют спокойному продвижению ребенка в процессе родов.
Женский и мужской таз
Сравнивая форму крестца, можно заметить, что у мужчин эта сложная кость уже и длинней. У представительниц противоположного пола здесь замечается большая подвижность соединений, что дает преимущество в плане гибкости тела. Кроме того, в женской фигуре поясница выдается вперед, а ягодицы отводятся сильнее назад. Это также обуславливается особенностями строения скелета.
Можно ли по костям скелета определить пол человека?
Отличается ли женский скелет от мужского?
Мужской и женский скелет в целом построены по одному типу, и кардинальных различий между ними нет. Они заключаются лишь в немного изменённой форме или размерах отдельных костей и, соответственно, включающих их структур. Вот некоторые из наиболее явных различий. Кости конечностей и пальцев у мужчин в среднем длиннее и толще. У женщин более широкий таз, а также более узкая грудная клетка, менее угловатые челюсти и слабее выражены надбровные дуги и затылочные мыщелки. Существует еще множество более мелких различий.
Различия в скелете головы взрослых мужчин и женщин, относящихся к одной расовой группе, не сразу бросаются в глаза, но соответствующими измерениями несложно определить половую принадлежность черепа.
До наступления половой зрелости половые особенности скелета головы проявляются слабо, но по черепу взрослых людей относительно легко можно определить, кому – мужчине или женщине – он принадлежит. Это видно по размеру, объему, процентному соотношению отдельных частей.
Мужской череп крупный, лоб наклонен назад, рельефно выделяются надглазничные дуги. Объемные сосцевидные выступы, четко обозначенная мышечная структура на затылочной кости, лицевой блок узкий и продолговатый, его контуры угловатые и рельефные. Подбородок более массивный и по форме приближается к четырехугольной форме. Нижняя челюсть с широкими ветвями, ее углы отклонены в стороны. Ямки клыков глубокие. Скуловая дуга крепкая и расположена за наружным слуховым отверстием. Переносица выделяется. В пропорциональном соотношении объем черепной коробки больше объема лицевого блока.
Женский череп обычно меньших размеров, черепная коробка более развита в теменной части. Лоб более низкий, узкий, лобные бугры более крупные и резче выступают. Переносица выделяется в меньшей степени и без выраженной вогнутости. Надбровные дуги менее развиты и расположены невысоко. Носовые полости меньше. Скуловая дуга тоньше и утончается перед слуховым проходом.
Нижняя челюсть менее объемна, подбородок имеет округлую форму, угол правильный и несколько закруглен. Верхняя челюсть менее массивна и ямки клыков не глубокие. Сосцевидные отростки менее объемны и несколько выступают вперед.
Лицевой блок меньше мужского, но более широкий и более низко расположенный, его контуры более закруглены.
Женский таз шире мужского и короче, что имеет большое значение для деторождения (размеры мужского таза на 1,5-2 см меньше размеров женского таза).
Принципиально эту задачу решают судебно-медицинские эксперты http://www.sudmed.ru/index.php?showtopic=7216 по ссылке можно скачать книгу
http://www.portalus.ru/modules/russianlaw/special/sudebnaya_medicina/2/22.htm
Половую принадлежность скелетированных останков определяют по особенностям строения костей. По существу, почти каждая кость скелета имеет половые различия. Однако наиболее информативны кости тазового кольца и череп.
Тазовое кольцо женщины широкое и низкое. Положение крыльев подвздошных костей близко к горизонтальному. Нижние ветви лонных костей сходятся под углом 90-100°, образуя плавную дугу. Крестец короткий и широкий. Большая седалищная вырезка широкая, имеет вид прямого угла. Запнрательное отверстие треугольной формы. Суставная поверхность крестцово-под-вздошного сочленения распространяется на 2-й крестцовый позвонок. Малый таз имеет цилиндрическую форму. Вход в малый таз круглый или поперечно-овальный.
Таз мужчины узкий и высокий. Положение крыльев подвздошных костей приближается к вертикальному. Нижние ветви лонных костей образуют угол 70-75°. Крестец узкий и длинный. Большая седалищная вырезка в виде острого угла. Запирательное отверстие овальное. Суставная поверхность крестцово-подвздош-ного сочленения распространятся на 3-й крестцовый позвонок. Малый таз конусообразной формы. Вход в малый таз в виде «карточного сердца». Женское и мужское тазовые кольца отличаются и по размерам.
Мужской череп (рис. 42) характеризуется выраженной развитостью и угловатостью бугристостей и шероховатостей в местах
Как определить по скелету пол человека
Лекция «Возрастная анатомия опорно-двигательного аппарата»
Стадии развития скелета в филогенезе.
У животных выделяют наружный и внутренний скелет.
Наружный скелет у разных животных (рис. 1) имеет разное строение и происхождение. У многих беспозвоночных он является продуктом выделения кожного эпителия: кутикула дождевого червя, хитин членистоногих, известковые раковины молюсков.
Наружный скелет у позвоночных появляется в форме чешуи у рыб. Из чешуй у высших рыб развиваются покровные кости головы и плечевого пояса.
Чешуя рыб и кожные окостенения наземных позвоночных всегда дополняются внутренним скелетом.
Внутренний скелет у низших животных (рис. 1) развит слабо и представляет собой систему соединительнотканных образований, иногда включающих рогоподобные волокна, кремниевые или известковые иглы.
Внутренний скелет у головоногих молюсков представлен хрящом.
У позвоночных животных внутренний скелет всегда хорошо развит.
У бесчерепных он перепончатый, у низших рыб – хрящевой, у высших рыб и наземных позвоночных он построен преимущественно из костной ткани.
Развитие скелета в онтогенезе у человека.
Согласно основному биогенетическому закону Геккеля-Мюллера онтогенез есть краткое повторение филогенеза. Онтогенез твердого скелета у человека не является исключением: в развитии костей у человека выделяются три последовательных стадии (рис. 2):
1. Соединительнотканная.
2. Хрящевая.
3. Костная.
Большинство костей в своем развитии последовательно проходят все три стадии – это вторичные кости. Ряд костей при развитии пропускают хрящевую стадию – это первичные кости. К первичным по развитию костям относятся: кости свода черепа, кости лицевого черепа, часть ключицы (акромиальный конец).
Первичные и вторичные кости.
По развитию кости человека делятся на две группы (рис. 3):
Характеристика остеобластов и остеокластов развиваюшейся кости.
Для развития костной ткани в костях необходимо наличие популяций двух видов клеток (рис. 4):
Остеобласты представляют собой кубовидной формы клетки (20-30 мкм в диаметре) с одним крупным ядром, располагающиеся близко друг к другу на костном матриксе (межклеточном веществе). Фибробласты продуцируют все компоненты костного матрикса. Они имеют два разных эмбриональных источника:
Для формирования кости как органа необходимо совместная работа двух видов клеток: остеобластов и остеокластов.
Cпособы развития костей (окостенения).
В зависимости от того где начинается формирование костной ткани в костях (включая их закладки) выделяют четыре способа окостенения (рис. 5):
При эндесмальном окостенении (рис. 5) первичная точка окостенения появляется в центре соединительнотканной закладки кости. Затем новообразующаяся костная ткань распространяется от цента органа к периферии. Таким способом окостеневают первичные кости. На месте первичной точки окостенения обычно наблюдается утолщение (например, теменной бугор, наружный затылочный выступ и т.п.).
Периходральное окостенение характерно для вторичных костей. Остеобласты выстраиваются на поверхности хрящевой закладки кости и начинают синтезировать костный матрикс. Это приводит с сдавливанию и нарушению трофика подлежащей хрящевой ткани, изменения которой активирует остеокласты. В результате этого на поверхности хрящевой закладки кости появляется и постепенно нарастает костная ткань (рис. 5). За счет перихондрального окостенения формируется компактное костное вещество. У длинных трубчатых костей так во внутриутробном периоде образуется диафиз.
При энхондральном окостенении точка (первичный очаг) окостенения появляется в центре хрящевой закладки кости. Затем костная ткань разрастается из центра к периферии (рис. 6). В результате этого формируется губчатое костное вещество. Этим способом развиваются вторичные кости: эпифизы и апофизы трубчатых костей, губчатые, плоские (кроме свода черепа) кости.
Периостальное окостенение происходит за счет надкостницы (periosteum, лат – надкостница). У детей за счет надкостницы кости растут в толщину (напоминаем, что рост кости в длину идет за счет метафизарного хряща)(рис. 6). У взрослых периостальное окостенение обеспечивает физиологическую регенерацию кости.
Развитие костей туловища (общие свойства). Развитие и аномалии развития позвонков.
Рис. 8. Развитие и аномалии развития позвонков.
Рис. 9. Расщелина дуг позвонков на протяжении всех грудных позвонков.
Кости туловища по развитию относятся к вторичным костям. Они окостеневают энхондрально (рис. 7).
Развитие позвонков:
У зародыша закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных, 12-13 крестцовых и копчиковых (рис. 8).
13-й грудной превращается в 1-й поясничный, последний поясничный – в 1-й крестцовый, Идет редукция большинства копчиковых позвонков.
Каждый позвонок имеет первоначально три ядра окостенения: в теле и по одному в каждой половинке дуги. Они срастаются лишь к третьему году жизни.
Вторичные центры появляются по верхнему и нижнему краям тела позвонка у девочек в 6-8 лет, у мальчиков – в 7-9 лет. Они прирастают к телу позвонка в 20-25 лет.
Самостоятельные ядра окостенения образуются в отростках позвонков.
Аномалии развития позвонков (рис. 8, 9):
— Врожденные расщелины позвонков:
— Клиновидные позвонки и полупозвонки.
— Платиспондилия – расширение тела позвонка в поперечнике.
— Брахиспондилия – уменьшение тела позвонка по высоте, уплощение и укорочение.
— Аномалии суставных отростков: аномалии положения, аномалии величины, аномалии сочленения, отсутствие суставных отростков.
— Спондилолиз – дефект в межсуставной части дуги позвонка.
— Врожденные синостозы: полный и частичный.
— Os odontoideum – неслияние зуба с телом осевого позвонка.
— Ассимиляция (окципитализация) атланта – слияние атланта с затылочной костью.
— Сакрализация – полное или частичное слияние последнего поясничного позвонка с крестцом.
— Люмбализация – наличие шестого поясничного позвонка (за счет мобилизации первого крестцового).
Развитие и аномалии развития ребер и грудины.
Рис. 10. Развитие и аномалии развития ребер.
Рис. 11. Развитие и аномалии развития грудины.
Развитие ребер (рис. 10):
Закладывается 13 пар ребер. Затем 13-е ребро редуцируется и срастается с поперечным отростком 1-го поясничного позвонка.
Основных точек окостенения в ребре две: точка окостенения на месте будущего угла ребра (окостеневает тело ребра) и в головке ребра (на 15-20 году жизни). У 10 верхних ребер появляется точка окостенения в бугорке ребра.
Передние концы 9 пар верхних ребер образуют грудные полоски – источник развития грудины.
Развитие грудины (рис. 11):
Источником развития грудины являются грудные полоски – расширенные концы хрящевых концов девяти пар верхних ребер. В грудине бывает до 13 точек окостенения.
Аномалии развития ребер (рис. 10):
— Отсутствие ребра
— Отсутствие части ребра
— Дефект ребра
— Раздвоение ребра (вилка Лушки)
— Шейное ребро
— XIII ребро
Аномалии развития грудины (рис. 11):
— Аплазия рукоятки грудины
— Отсутствие отдельных сегментов тела грудины <
— Расщепление грудину
— Отсутствие тела грудины
— Воронкообразная деформация
— Куриная грудь
Развитие костей конечностей.
Рис. 14. Развитие эпифизов трубчатых костей.
Рис. 15. Развитие костей верхней конечности.
Рис. 16. Развитие тазовой и бедренной костей.
Кости конечностей по развитию относятся к вторичным костям. Исключение представляет собой ключица: ее тело и акромиальный конец окостеневают эндесмально (точка окостенения появляется на 6-7-й неделях внутриутробного развития.
Диафизы длинных трубчатых костей окостеневают перихондральными и энходральными способами. В диафизах первичная точка окостенения появляется на 2-м – начале 3-го месяцев внутриутробного развития и растет по направлению к проксимального и дистальному эпифизам.
Эпифизы и апофизы длинных трубчатых костей окостеневают энходральным способом. Они у новорожденных хрящевые. Вторичные точки окостенения появляются в течение первых 5-10 лет жизни. Исключение составляют эпифизы костей, образующих коленный сустав: точка окостенения в дистальном конце бедренной кости появляется на 6 месяце, а в проксимальном конце большеберцовой кости – на 7 месяце внутриутробного развития. Прирастают эпифизы к диафизам после 15-17 лет и позже.
Варианты и аномалии развитие костей конечностей.
Рис. 19. Аномалии развития костей верхней конечности.
Рис. 20. Аномалии развития костей нижней конечности.
Аномалии развития лопатки:
Аномалии развития ключицы:
Варианты и аномалии развития плечевой кости
Аномалии развития костей предплечья:
Аномалии развития костей кисти:
Варианты и аномалии развития тазовой кости:
Варианты и аномалии развития бедренной кости:
Варианты и аномалии развития костей голени:
Варианты и аномалии развития костей стопы
Развитие костей черепа.
Рис. 22. Источники развития костей лицевого черепа.
Рис. 24. Развитие костей черепа после рождения.
Кости свода и лицевого черепа по развитию относятся к первичным костям, окостеневающим на основе соединительной ткани эндесмальным способом окостенения.
Кости лицевого черепа развиваются на основе жаберных дуг (первой и второй висцеральной дуги).
Из первой висцеральной дуги развиваются следующие кости: верхняя, нижняя челюсти, частично скуловая и небные кости, медиальная пластинка крыловидного отростка клиновидной кости; молоточек, наковальня – слуховые косточки; костное небо и его швы, нижняя часть глазницы.
Из второй висцеральной дуги развиваются: стремечко, шиловидный отросток височной кости, малые рога подъязычной.
Кости основания черепа проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную. Т.е. они являются вторичными. Они окостеневают энхондрально.
Варианты и аномалии развития костей черепа.
Рис. 25. Вставочные кости швов черепа (слева), деформации черепа (справа).
Известны следующие аномалии развития черепа
Филогенез соединений костей
У рыб, обитающих в водной среде, многочисленные кости скелета (рис. 28) соединяются при помощи непрерывных соединений: соеденительнотканных и хрящевых.
Важным биомеханическим фактором, повлиявшим на филогенез соединений костей, является выход животных на сушу. Кратковременное пребываниена твердой поверхности (в том числе перемещение с места на место), которое наблюдается, напрмер, у двоякодышащих рыб, приводит к появлению гемиартрозов между костями конечностей (рис. 29). Большинство исследователей считают такую форму пререходной от снартроза к диартрозу.
Окончательный выход животных на сушу формирует два направления морфогенеза мягкого остова. Во-первых, формируются суставы со всеми обязательными и вспомогательными элементами и высокой степенью подвижности. Во-вторых, в местах контакта костей с увеличившейся нагрузкой (из-за возросшего действия силы тяжести) формируются синостозы (кости срастаются между собой). Признаки обоих изменений строения соединений костей уже выявляются у земноводных (рис. 30).
Онтогенез соединений костей
Рис. 31. Варианты дисплазии тазобедренного сустава.
В онтегенезе соединения костей наблюдаются сходные с филогенезом тенденции. Первоначально все соединения образованые скоплением мезенхимальных клеток (эмбриональная соединительная ткань).
В конце первой половины пренатального онтогенеза (16-18-ая недели внутриутробного развития) между костями, которые смещаются (движутся) друг относительно друга, формируются суставы. Важным биомеханическим фактором их морфогенеза являются силы мышц, двигающих кости. Между зачатками костей, которые соединяются без смещание, формируются непрерывные соединения.
У новорожденных имеется закладка всех элементов суставов на нижней конечности. Однако большинство из них достигают функциональной зрелости к юношескому возрасту.
Основной аномалией развития соединения костей является дисплазия суставов. Для данные аномалии характерно изменение формы одной из суставных поверхностей, сопровождающееся изменениями строения расположенных рядом элементов сустава (рис. 31).