Билатеральная изменчивость рентгеноостеометрических показателей пястных костей кисти человека
Автор: Ермоленко Александр Сергеевич, Ряховский М.А., Хайруллин Р.М.
Журнал: Саратовский научно-медицинский журнал @ssmj
Рубрика: Макро- и микроморфология
Статья в выпуске: 3 т.5, 2009 года.
Бесплатный доступ
Исследованы рентгенограммы кистей взрослых мужчин зрелого возраста. Измерены параметры длины и ширины пястных костей на левой и правой кисти. Установлено смещение максимумов и минимумов билате- ральной асимметрии на II и V лучи кисти. Полученные данные обсуждаются с позиции флуктуирующей асим- метрии, как индикатора нестабильности морфогенеза, который детерминирован гомеозисными генами, опреде- ляющими архитектуру кисти у млекопитающих.
Билатеральная асимметрия, флуктуирующая асимметрия, кисть, рентгеноостеометрия
Короткий адрес: https://sciup.org/14916911
IDR: 14916911
Bilateral variability of X-ray osteometric parameters of human metacarpal bones
Hand roentgenograms of men of mature age have been investigated. Parameters of metacarpal bones length and width of left and right hands have been measured. Displacement of maximal and minimal bilateral asymmetry on II and V rays of hand has been established. The obtained data have been considered from the point of view of fluctuating asymmetry, as an indicator of instability of morphogenesis which has been determined by HO X-genes defining structure of hand in mammals.
Текст научной статьи Билатеральная изменчивость рентгеноостеометрических показателей пястных костей кисти человека
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 08-04-99059).
такого способа оценки морфогенеза является то, что в этом случае анализируется особая форма изменчивости, которая проявляется незначительными и случайными (ненаправленными) отклонениями от строгой билатеральной симметрии биообъектов [7]. Актуальность таких исследований обусловлена возможностью получить реальный морфологический материал, объясняющий общие принципы морфогенеза и архитектуры кисти в рамках известных на сегодня генетических механизмов, детерминирующих её развитие [1,14]. Несмотря на успех связанный с раскрытием генетической составляющей морфологического процесса, до конца нерешёнными остаются задачи, связанные с билатеральной организацией скелета кисти и, в частности, пястных костей.
Целью исследования явилось изучение билатеральной организации изменчивости рентгеноостео-метрических показателей пястных костей кисти у лиц мужского пола зрелого возраста.
Материалы и методы. Объектом исследования явились рентгенограммы левой и правой кисти 90 мужчин зрелого возраста, выполненные в прямой проекции. Средний возраст мужчин составил 42,4±2,7 (M±m) года. Весь исследованный контингент постоянно проживает в городской местности. Рентгенография кисти выполнялась по показаниям, не имеюших взаимосвязи с заболеваниями или деформациями костно-суставного аппарата на базе Ульяновского областного центра профессиональной патологии по методу Д.Г. Рохлина [15]. Рентгенограмметрия проводились калиброванным штангенциркулем (∆=0,01
см). Использованные нами рентгеноанатомические показатели пястных костей кисти являются аналогами соответствующих показателей прямой остеометрии, принятых в антропологии [16]. Это параметры длины пястных костей — костная длина (КД) и суставная длина (СД), параметры ширины проксимальных эпифизов (ШПЭ) и дистальных (ШДЭ), ширины диафизов (ШД), ширины костно-мозговых каналов (ШКМК) пястных костей кисти. Оценка величины ФА проводилась по формулам A.R. Palmer и С. Strobeck [9] в собственной модификации [17].
Результаты исследования. В структуре билатеральных различий по показателям длины преобладает доля лиц с асимметрией (94%), а доля лиц с прямой асимметрией над обратной: 61% и 33% соответственно. Общая доля асимметрии смещена в поперечной оси кисти в ульнарном направлении (рис. 1).
Рис. 1. Структура латерализации пястных костей по показателям длины
Статистически значимых различий среднего значения абсолютного показателя флуктуирующей асимметрии по КД и СД не получено. Наиболее высокие абсолютные значения ФА по показателям линейной длины установлены нами по показателю КД на II, V лучах, а по показателю СД на V луче, что составило 1,01 мм и 2,19 мм соответственно (табл. 1).
Таблица 1
Абсолютные величины ФА длины пястных костей, мм (M±m)
|
Лучи кисти |
N |
КД |
N |
СД |
|
I |
70 |
0,91±0,065 |
72 |
0,99±0,15 |
|
II |
72 |
1,01±0,069 |
73 |
1,08±0,086 |
|
III |
75 |
0,95±0,075 |
75 |
0,89±0,084 |
|
IV |
77 |
0,9±0,071 |
71 |
1,04±0,094 |
|
V |
72 |
1,01±0,099 |
78 |
2,19±0,14 |
Исследование структуры латерализации показателей ширины выявило большую асимметрию на II-IV лучах по ШПЭ и ШДЭ, по показателю ШД наиболее асимметричными являются пястные кости III-IV лучей. Доля лиц с прямой асимметрией выше на всех лучах и по всем показателям (≈ в 2,6 раза, рис. 2).
Средний уровень абсолютных значений ФА по широтным показателям выше на I и V лучах по ШПЭ, а на V луче — по ШД и ШДЭ (табл. 2). Наиболее велики значения ФА ширины проксимальных эпифизов от 0,63 мм на III луче до 0,89 мм на II луче, в то время как аналогичные значения ширины диафизов и дистальных эпифизов пястных костей не столь велики.
Рис. 2. Структура латерализации пястных костей по показателям ширины
Таблица 2
Абсолютные величины ФА показателей ширины пястных костей, мм (M±m)
|
Лучи кисти |
ШПЭ |
ШД |
ШДЭ |
|||
|
N |
M±m |
N |
M±m |
N |
M±m |
|
|
II |
74 |
0,89±0,075 |
72 |
0,54±0,044 |
72 |
0,69±0,061 |
|
III |
71 |
0,63±0,051 |
73 |
0,6±0,041 |
71 |
0,67±0,063 |
|
IV |
76 |
0,71±0,052 |
73 |
0,51±0,037 |
72 |
0,67±0,051 |
|
V |
67 |
0,75±0,088 |
72 |
0,66±0,054 |
68 |
0,58±0,048 |
В структуре латерализации по ШКМК доля лиц с асимметрией преобладает (89%), она максимальна в костях IV-V лучей. Доля лиц с прямой асимметрией преобладает над долей лиц с обратным её типом в ≈2,8 раза и возрастает в ульнарном направлении (рис. 3).
□ EyX-
■Ж
ПКК
Рис. 3. Структура латерализации пястных костей по показателям ШКМК
Максимальное значение среднего уровня абсолютного значения флуктуирующей асимметрии установлено на костях V лучей. В результате дисперсионного анализа обнаружены статистически значимые различия между отдельными парами костей (F=3,3187ч3,541, p<0,05), кроме костей V лучей (V>II=III=IV).
Таблица 3
Абсолютные величины флуктуирующей асимметрии ШКМК пястных костей, мм (M±m)
|
Лучи кисти |
N |
Значение |
|
II |
68 |
0,48±0,042 |
|
III |
65 |
0,44±0,039 |
|
IV |
73 |
0,43±0,038 |
|
V |
71 |
0,6±0,046 |
Обсуждение. Максимальные средние абсолют- ные значения ФА по показателям длины пястных костей, как видно из полученных нами результатов, смещены по КД на II и V, а по СД на V луч кисти, в то время как широтные размеры на II (по ШПЭ и ШДЭ) и V (по ШД и ШКМК) её лучи. Eсли смещение абсолютного показателя ФА по широтным размерам на V луч можно объяснить критическими размерами самой пятой пястной кости, в частности, тем, что её размер минимален по отношению к любой другой пястной кости, то смещение такого же максимума ФА этих показателей на II луч обусловлен, по нашему мнению, исключительным положением этого луча в архитектурном поле кисти большинства млекопитающих и однозначным проявлением морфогенетического эффекта соответствующих гомеозисных генов. Дополнительным подтверждением такой закономерности служит анализ структуры латерализации по этим показателям. Установленные максимальные значения ФА на костях преаксиального (кости II-III лучей) и минимальные на костях постаксиального (кости IV-V лучей) края кисти объясняется не только возможной гетерохронией [10], но и явлением дисморфогенеза [4, 5, 8].
Особое место в исследованных нами показателях занимает ШКМК. Это показатель максимально приближён по распределению структуры латеали-зации к распределению структуры латерализации целого ряда дактилометрических параметров кисти человека. В частности, по этому показателю наблюдается такая же обратная асимметрия с максимумом на III и IV пальцах и прямая асимметрия с максимумом на V пальце, как и по большинству других костно-суставных измерений. ШКМК более значимо отражает реально существующие закономерности, аналогичные тем, что были получены при прямых дактилометрических измерениях. Это находит подтверждение и в ряде работ других авторов [18].
Выводы:
-
1. В структуре латерализации рентгеноостеоме-трических показателей пястных костей мужских кистей преобладает доля лиц с асимметрией, которая нарастает в направлении преаксиального края кисти.
-
2. Морфогенез пястных костей преаксиального края кисти более стабилен в онтогенезе по сравнению с костями постаксиального края.
Список литературы Билатеральная изменчивость рентгеноостеометрических показателей пястных костей кисти человека
- Mortlock, D.P. Mutation of HO XA13 in hand-foot-genital syndrome/D.P. Mortlock, J.W. Innis//Nat. Genet. -1997. -Vol. 15. -№ 2. -P. 179-180.
- Mortlock, D.P. The molecular basis of hypodactyly (Hd): a deletion in Hoxa 13 leads to arrest of digital arch formation/D.P. Mortlock, L.C. Post, J.W. Innis//Nat. Genet. -1996. -Vol. 13. -№ 3. -P. 284-289.
- Глотов, Н.В. Норма реакции генотипа и взаимодействие генотип-среда в природной популяции/Н.В. Глотов, В.В. Тараканов//Журн. общ. биологии. -1985. -Т. 46. -№ 6. -С.760-770.
- Parsons, P.A. Fluctuating asymmetry: an epigenetic measure of stress/P.A. Parsons//Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. -1990. -Vol. 65. -№ 2. -P. 131-145.
- Rasmuson, M. Fluctuating asymmetry -indicator of what?/M. Rasmuson//Hereditas. -2002. -Vol. 136. -№ 3. -P. 177-183.
- Valen, L.V. A study of fluctuating asymmetry/L.V. Valen//Evol. -1962. -Vol. 16. -№ 2. -P. 125-142.
- Захаров, В.М. Асимметрия морфологических структур животных как показатель незначительных изменений состояния среды/В.М. Захаров//Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. -Л.: Гидрометеоиздат, 1981. -Т. 4. -С. 59-66.
- Захаров, В.М Анализ морфологической изменчивости как метод оценки состояния природных популяций/В.М. Захаров, А.В. Яблоков//Новые методы изучения почвенных животных в радиоэкологических исследованиях. -М.: Наука, 1985. -С. 176-185.
- Palmer, A.R. Fluctuating asymmetry: measurement, analysis, patterns/A.R. Palmer, C. Strobeck//Ann. rev. ecol. syst. -1986. -Vol. 17. -P. 391-421.
- Астауров, Б.Л. Наследственность и развитие/Б.Л. Астауров. -М.: Наука, 1974. -359 с.
- Ефимов, В.М. Флуктуирующая асимметрия и ее изменчивость (онтогенетический аспект)/Ю.К. Галактионов, И.А. Акимов//Докл. АН УССР. -Сер. Биология. -1987. -№ 8. -С. 65-67.
- Захаров, В.М. Асимметрия животных (популяционно-феногенетический подход)/В.М. Захаров. -М.: Наука, 1987. -216 с.
- Graham, J. Antisymmetry, directional asymmetry and dynamic morphogenesis/J. Graham, D.C. Freeman, J. Emlen//Genetics. -1993. -Vol. 89. -№1-3. -Р. 121-137.
- Palmer, A.R. Waltzing with asymmetry: is fluctuating asymmetry a powerful new tool for biologists or just an alluring new dance step?/A.R. Palmer//Bio. Science. -2000. -Vol. 46. -№ 518. -P. 32.
- Рохлин, Д.Г. Рентгеноостеология и рентгеноантропо-логия. В 4 ч. Ч. 1. Скелет кисти и дистального отдела предплечья/Д.Г. Рохлин. -М.-Л.: Биомедгиз, 1936. -335 с.
- Алексеев, В.П. Остеометрия/В.П. Алексеев. -М.: Наука, 1966.-250 с.
- Хайруллин, Р.М. Эффективность индексов флуктуирующей асимметрии для оценки морфологических признаков человека/Р.М. Хайруллин. -Морфологические ведомости. -2002. -№ 1-2. -С. 52-54.
- Медникова, М.Б. Морфологические особенности скелета кисти у некоторых популяций Алтае-Саянского нагорья/М.Б. Медникова//Палеоантропология и археология Западной и Южной Сибири. -1988. -С. 105-125.