Прочность кости (механические свойства) обеспечивается физико-химическим единством органических и неорганических веществ, а также конструкцией костной ткани [6]. Сегодня наибольшее внимание уделяют качеству кости, повышению ее прочности. В понятие «качество кости» входит состояние микроархитектоники костной ткани, органического матрикса и костного обмена. Снижение прочности костей у ребенка в дальнейшем ведет к высокому риску их искривлений и переломов [12, 13,11,14].
Костные перекладины (балки) губчатого вещества расположены не беспорядочно, а в определенных направлениях, по которым кость испытывает нагрузки в виде сжатия и растяжения. Трубчатое и арочное строение кости обусловливает максимальную прочность при наибольшей легкости и наименьшей затрате костного материала. Чем больше нагружена кость, чем больше деятельность окружающих ее мышц, тем кость прочнее. При уменьшении силы, действующей на кость мышц, кость становится тоньше, слабее [4, 5, 6].
В то же время кость отличается очень большой пластичностью. При изменяющихся условиях действия на кость различных сил происходит ее перестройка: увеличивается или уменьшается число остеонов, изменяется их расположение. Таким образом, тренировки, спортивные упражнения, физическая нагрузка оказывают на кость формообразующее воздействие, укрепляют кости скелета.
При постоянной физической нагрузке на кость развивается ее рабочая гипертрофия: компактное вещество утолщается, костномозговая полость суживается. Сидячий образ жизни, длительный постельный режим во время болезни, когда действие мышц на скелет заметно уменьшается, приводят к истончению кости, ослаблению её. Перестраивается и компактное, и губчатое вещество, которое приобретает крупноячеистое строение [6].
В последнее время конституциональному подходу в морфологических исследованиях уделяется большое внимание [7, 8]. Соматотип человека как морфологическое выражение конституции является своеобразным индикатором состояния организма в целом и его отдельных органов и систем [3, 10]. В то же время вопросы взаимосвязи между внутренней структурой эпифизов длинных трубчатых костей и типом телосложения мужчин на сегодняшний день остаются малоизученными.
Цель исследования: изучить внутреннюю структуру эпифизов плечевых и бедренных костей мужчин в зависимости от типа телосложения.
Материал и методы исследования
Материалом для исследования явились плечевые (87) и бедренные (104) кости от трупов мужчин первого периода зрелого возраста. Тип телосложения мужчин определялся по антропометрической методике [2, 9]. Для характеристики внутренней структуры костей скелета были сделаны рентгеновские снимки правых плечевых и бедренных костей трупов мужчин без видимой патологии опорно-двигательного аппарата (травматические повреждения) и признаков хронической патологии скелета (хронический артрит, множественная миелома). Рентгенограммы выполнены на рентгенаппарате «РЕЙС-И» в жестких лучах. По рентгенограммам костей определялась структура губчатого вещества эпифизов плечевых и бедренных костей по трехбалльной системе [1] (рис. 1).
Для характеристики внутренней структуры плечевых костей оценивалась ячеистость проксимального (ячеистость головки, большого и малого бугорков, хирургической шейки) и дистального (ячеистость головки мыщелка, надмыщелков, блока) эпифизов (рис. 2).
Рис. 1. Структура губчатого вещества кости: 1 – мелкоячеистая; 2 – среднеячеистая; 3 – крупноячеистая (Алексеева Т.И., 1980)
2.1
2.2
2.3
Рис. 2. Проксимальный и дистальный эпифизы плечевой кости:2.1 – проксимальный эпифиз; 2.2 – дистальный эпифиз вид спереди; 2.3 – дистальный эпифиз вид сзади; 1 – головка плечевой кости; 2– малый бугорок; 3 – большой бугорок; 4 – хирургическая шейка; 5–6 – надмыщелки; 7 – головочка мыщелка; 8 – блок плечевой кости
В проксимальных эпифизах бедренных костей были изучены следующие параметры: ячеистость головки бедренной кости, ячеистость шейки, ячеистость большого и малого вертелов (рис. 3).
Для описания внутренней структуры дистального эпифиза оценивали ячеистость медиальных и латеральных мыщелков, надмыщелков, межмыщелковой ямки, надколенниковой поверхности (рис. 4).
Результаты исследования и их обсуждение
Проксимальные эпифизы плечевых костей мужчин грудного соматотипа характеризуются следующими параметрами. Среднеячеистая структура проксимальных эпифизов встречается чаще всего и составляет 41,9 % случаев. Удельный вес мелкоячеистой структуры составляет 29 %. Крупноячеистая структура выявлена в 32,2 % случаев (табл. 1).
Рис. 3. Схема строения проксимального эпифиза бедренной кости:1 – головка бедренной кости; 2 – шейка; 3 – метафиз; 3а – большой вертел; 3б – малый вертел
Рис. 4. Дистальный эпифиз бедренной кости: 4.1 – вид спереди; 4.2 – вид сзади; 1 – надколенниковая поверхность; 2– медиальный мыщелок; 3 – латеральный мыщелок; 4 – медиальный надмыщелок; 5 – латеральный надмыщелок; 6 – межмыщелковая ямка
Таблица 1
Внутренняя структура проксимальных и дистальных эпифизов плечевых костей мужчин разных соматотипов
|
Соматотип |
Параметр |
Мелкоячеистая структура |
Среднеячеистая структура |
Крупноячеистая структура |
|
Грудной (n = 23) |
Проксимальный эпифиз |
29 % |
41,9 % |
32,2 % |
|
Дистальный эпифиз |
30,4 % |
56,5 % |
13,1 % |
|
|
Мускульный (n = 31) |
Проксимальный эпифиз |
35,5 % |
51,6 % |
12,9 % |
|
Дистальный эпифиз |
12,9 % |
74,2 % |
12,9 % |
|
|
Брюшной (n = 23) |
Проксимальный эпифиз |
56,5 % |
39 % |
3,5 % |
|
Дистальный эпифиз |
39 % |
56,5 % |
3,5 % |
|
|
Неопределенный (n = 10) |
Проксимальный эпифиз |
60 % |
40 % |
- |
|
Дистальный эпифиз |
40 % |
60 % |
- |
Для внутренней структуры дистальных эпифизов представителей грудного типа телосложения также характерно преобладание среднеячеистой структуры (56,5 %). Мелко- и среднеячеистая структуры встречаются в 30,4 и 13,1 % случаев соответственно.
У лиц мускульного соматотипа чаще выявлена среднеячеистая структура проксимальных и дистальных эпифизов за счет уменьшения доли крупноячеистой структуры в проксимальных (13,1 %) и мелкоячеистой структуры в дистальных эпифизах (12,9 %).
В отличие от мужчин грудного и мускульного типов телосложения для лиц брюшного соматотипа характерно преобладание мелкой ячеистости в структуре проксимальных эпифизов. Среднеячеистая структура встречается в 39 % случаев и в 3,5 % случаев выявлена крупноячеистая структура. Дистальные эпифизы плечевых костей мужчин брюшного соматотипа характеризуются преобладанием среднеячеистой структуры (56,5 %).
У представителей неопределенного соматотипа в отличие от лиц грудного и мускульного типов телосложения в структуре проксимальных эпифизов преобладает мелкая ячеистость. Структура дистальных эпифизов напротив характеризуется преобладанием средней ячеистости, она выявлена в 60 % случаев. При изучении рентгенограмм плечевых костей мужчин неопределенного соматотипа крупноячеистый тип структуры не выявлен.
Таким образом, у представителей грудного и мускульного типов телосложения в структуре проксимальных и дистальных эпифизов преобладает средний тип ячеистости. Для представителей брюшного и неопределенного типов телосложения характерно преобладание мелкоячеистой структуры в проксимальных и среднеячеистой в дистальных эпифизах.
Структура эпифизов бедренных костей имеет следующую характеристику.
Для представителей грудного соматотипа характерно преобладание среднеячеистой структуры во всех образованиях проксимального эпифиза за исключением шейки бедренной кости, для которой характерен мелкоячеистый тип структуры. Для образований дистального эпифиза также характерно преобладание среднеячеистой структуры, кроме межмыщелковой ямки, в структуре которой преобладает мелкая ячеистость (табл. 2).
У представителей мускульного соматотипа в отличие от лиц грудного типа телосложения во внутренней структуре головки и большого вертела бедренной кости преобладает мелкоячеистая структура. Шейка и малый вертел характеризуются преобладанием среднеячеистой структуры за счет уменьшения доли мелкоячеистой и увеличения доли структур крупноячеистого типа.
Для образований дистального эпифиза, кроме медиальных мыщелка и надмыщелка, характерна мелкоячеистая структура. В структуре медиальных мыщелков и надмыщелков доли мелко- и среднеячеистой структуры одинаковы, увеличивается доля костей с крупноячеистым типом строения.
Мелкоячеистая структура головки бедренной кости и большого вертела у мужчин брюшного соматотипа встречается чаще, чем остальные типы внутренней структуры эпифизов. Шейка и малый вертел характеризуются преобладанием среднеячеистой структуры за счет уменьшения доли мелкоячеистой и увеличения доли крупноячеистой структуры. В структуре дистального эпифиза представителей брюшного типа телосложения преобладает мелкоячеистый тип строения за исключением межмыщелковой ямки, для которой характерен среднеячеистый тип структуры.
У представителей неопределенного соматотипа мелко- и среднеячеистая структуры головки и большого вертела бедренной кости встречаются одинаково часто, в 50 % случаев. Преобладание среднеячеистого типа структуры эпифизов характерно для шейки и малого вертела, крупноячеистая структура малого вертела выявляется чаще мелкоячеистой.
В структуре латеральных и медиальных мыщелков, надмыщелков преобладает мелкая ячеистость. При этом в структуре медиальных мыщелков и надмыщелков не выявлена крупная ячеистость. Для межмыщелковой ямки характерно преобладание среднеячеистой структуры.
Таким образом, мелкоячеистая структура преобладает в образованиях эпифизов бедренных костей мужчин мускульного и брюшного соматотипов. У представителей неопределенного соматотипа мелко- и среднеячеистая структура встречаются одинаково часто. Для мужчин грудного типа телосложения характерно преобладание среднеячеистого типа строения эпифизов. Шейка бедренной кости у мужчин всех типов телосложения имеет среднеячеистую структуру.
При сравнении внутренней структуры эпифизов плечевых и бедренных костей выявлены отличия, которые, предположительно, можно объяснить различием функций, выполняемых верхней и нижней конечностями.
Таблица 2
Внутренняя структура проксимальных и дистальных эпифизов бедренных костей мужчин разных соматотипов
|
Соматотип |
Параметр |
Мелкоячеистая структура |
Среднеячеистая структура |
Крупноячеистая структура |
|
|
Грудной (n = 28) |
Проксимальный эпифиз |
Головка |
46,4 % |
50 % |
3,6 % |
|
Шейка |
39,3 % |
35,7 % |
25 % |
||
|
Большой вертел |
42,9 % |
53,6 % |
3,5 % |
||
|
Малый вертел |
14,3 % |
46,4 % |
39,3 % |
||
|
Дистальный эпифиз |
Медиальный мыщелок и надмыщелок |
35 % |
40 % |
25 % |
|
|
Латеральный мыщелок и надмыщелок |
35 % |
60 % |
5 % |
||
|
Межмыщелковая ямка |
55 % |
35 % |
10 % |
||
|
Мускульный (n = 43) |
Проксимальный эпифиз |
Головка |
55,8 % |
39,5 % |
4,7 % |
|
Шейка |
27,9 % |
48,8 % |
23,3 % |
||
|
Большой вертел |
53,5 % |
44,2 % |
2,3 % |
||
|
Малый вертел |
16,3 % |
46,5 % |
37,2 % |
||
|
Дистальный эпифиз |
Медиальный мыщелок и надмыщелок |
40 % |
40 % |
20 % |
|
|
Латеральный мыщелок и надмыщелок |
55 % |
35 % |
10 % |
||
|
Межмыщелковая ямка |
50 % |
40 % |
10 % |
||
|
Брюшной (n = 23) |
Проксимальный эпифиз |
Головка |
74 % |
22 % |
4 % |
|
Шейка |
22 % |
69,5 % |
8,5 % |
||
|
Большой вертел |
61 % |
34,8 % |
4,2 % |
||
|
Малый вертел |
13 % |
52,2 % |
34,8 % |
||
|
Дистальный эпифиз |
Медиальный мыщелок и надмыщелок |
72 % |
28 % |
- |
|
|
Латеральный мыщелок и надмыщелок |
50 % |
44 % |
6 % |
||
|
Межмыщелковая ямка |
33,3 % |
50 % |
16,7 % |
||
|
Неопределенный (n = 10) |
Проксимальный эпифиз |
Головка |
50 % |
50 % |
- |
|
Шейка |
20 % |
60 % |
20 % |
||
|
Большой вертел |
50 % |
50 % |
- |
||
|
Малый вертел |
10 % |
50 % |
40 % |
||
|
Дистальный эпифиз |
Медиальный мыщелок и надмыщелок |
62,5 % |
37,5 % |
- |
|
|
Латеральный мыщелок и надмыщелок |
50 % |
37,5 % |
12,5 % |
||
|
Межмыщелковая ямка |
25 % |
50 % |
25 % |
||
Рецензенты:
Горбунов Н.С., д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории этногенетических и метаболических проблем нормы и патологии, ФГБУ «Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, г. Красноярск;
Донкова Н.В., д.в.н., профессор, заведующая кафедрой анатомии и гистологии животных Института ветеринарной медицины и биотехнологии, ГОУ ВПО КрасГАУ, г. Красноярск.
Работа поступила в редакцию 03.06.2013.