Рентгенография в оценке уровня физиологического стресса и влияния на ростовые процессы у детей (на примере москвичей в XVI-XVIII вв.)

Рентгенография как недеструктивный метод изучения внутренней структуры объектов уже давно служит инструментом комплексного междисциплинарного исследования в археологии. В том числе ею могут быть обследованы палеоантропологические материалы (а именно – элементы костной или зубной системы) из археологических раскопок разных периодов.

Вместе с тем статистическая достоверность, особенно важная в сфере применения естественно-научных методов, не всегда достижима при изучении материалов ранних эпох, прежде всего из-за их недостаточной сохранности. Поэтому для верификации использования разных признаков и оценки их методической значимости большое значение имеют исследования представительных и хорошо документированных коллекций, полученных при раскопках поздних некрополей.

Обширная серия останков человека была получена при раскопках экспедицией Института археологии РАН под руководством Л. А. Беляева московского некрополя церкви Иоанна Предтечи в Новодевичьей слободе, отнесенного к XVI–XVIII вв. ( Беляев и др. , 2015; 2016; Беляев, Шуляев , 2015; Беляев , 2016; Шуляев и др. , 2016). В рамках нашей работы методом микрофокусной рентгенографии исследована выборка, полученная при изучении останков 98 индивидуумов и составляющая лишь часть раскопанных погребений, однако достаточно репрезентативная для получения выводов методического характера.

Целью данной работы было изучение взаимосвязи между размерами тела взрослого населения – мужчин и женщин – и присутствием на рентгенограммах трубчатых костей так называемых линий задержки роста или индикаторов физиологического стресса, иначе известных как линии Гарриса, формирующихся в детском и подростковом возрасте. Под влиянием резких неблагоприятных условий, голода или болезней рост ребенка временно прекращается, а когда он возобновляется, остаются структурные изменения, иногда видимые до конца жизни человека. Их можно, в определенном смысле, уподобить годовым кольцам на спиле дерева.

Иногда видимые в области диафиза или метафиза, они выглядят как поперечные линии повышенной плотности костного вещества ( Harris , 1926; 1931; 1933). Долгое время доминировало представление, что люди, испытавшие в детстве много физиологических стрессов, во взрослом возрасте всегда отличаются низкой длиной тела. Наше сообщение носит прежде всего методический характер и служит проверке этой распространенной гипотезы.

Методика

Исследованы рентгенограммы 37 взрослых мужчин в возрасте от 20 до 50 лет и 52 взрослых женщин без признаков постдефинитивных изменений. Также от-рентгенографированы костные останки: ребенка возрастной категории infantilis I, точнее, 4–5 лет; 5 детей группы infantilis II (6–10 лет); восемнадцатилетних юноши и девушки.

Рентгеновская съемка выполнялась в ИА РАН микрофокусным аппаратом ПРДУ производства компании Элтехмед (Санкт-Петербург). Оптическое считывание рентгеновской информации с электронной матрицы производилось при помощи лазерного сканера HD-CD 35 NDT/CR 35 NTD. Линии Гарриса (ЛГ)

подсчитывались на рентгеновских изображениях парных и непарных большеберцовых костей в области нижнего метафиза. Вычислялась частота встречаемости признака у мужчин и женщин. Отдельно рассматривался вопрос о присутствии неоднократных задержек роста, т. е. множественных ЛГ. Длина тела определялась по формуле Троттер-Глезер для европеоидов ( Алексеев , 1966).

Результаты и обсуждение

Частота встречаемости линий задержки роста на рентгенограммах большеберцовых костей в мужской подгруппе составила 62,16 %. В 100 процентах случаев это множественные линии Гарриса. Максимальное число негативных эпизодов в детстве, запечатленных в ЛГ, достигает 17. Стоит подчеркнуть, что свыше 39 % испытавших стрессы имеют больше десяти линий задержек роста. Минимальное количество ЛГ (у тех, у кого они есть) – 2, что составляет 13 %.

Частота встречаемости ЛГ на рентгенограммах в женской погруппе ниже, чем у мужчин, – 40,38 % общего числа обследованных. 71,4 % имеет более одной линии задержки роста, соответственно, у 28,6% женщин представлена одна линия Гарриса. При этом максимальное число ЛГ составляет 15 (4,76%). Среди женщин с ЛГ только 9,4% имеют свыше десяти линий.

Детская выборка немногочисленна и слишком неоднородна по возрасту для полноценных статистических выводов. Однако стоит отметить наличие пяти ЛГ у пятилетнего ребенка, 9–10 линий у четырех из пяти детей группы infantilis II и отсутствие линий задержки роста у представителей юношеской подгруппы.

В целом, на первый взгляд, эти данные свидетельствуют о более серьезном негативном давлении внешних факторов в детстве на мужскую часть населения, по сравнению с женской, что сказывается на периодичности и интенсивности перенесенных этими людьми физиологических стрессов.

Соотнесение информации о длине тела и о присутствии у этого же человека линий задержки позволяет проверить гипотезу о влиянии негативных эпизодов на процесс роста. Можно предполагать, что люди с большим количеством линий Гарриса во взрослом состоянии имеют меньшую длину тела по сравнению с теми, у кого эти признаки не обнаружены. Однако картина, полученная и для мужской, и для женской выборок (рис. 1 и 2 соответственно), значительно более сложна и демонстрирует отсутствие очевидной связи между размерами тела взрослых и детскими стрессами. У мужчин этой, в целом достаточно высокорослой группы наибольшее число задержек роста встречено у индивидов с длиной тела выше 175 см. У женщин можно предполагать некоторое влияние более многочисленных детских стрессов на конечную длину тела до 153 см, хотя такое же число ЛГ встречено и у более высоких.

Как это можно объяснить? Рост – сложный процесс, регулируемый многими наследственными и внешними факторами. Наличие или отсутствие линий Гарриса на рентгенограммах трубчатых костей человека применяется как дополнительный критерий при характеристике пищевой недостаточности у древнего и средневекового населения, затрагивающей детский контингент ( Медникова , 1998. С. 182–192). В отличие от изотопного анализа, позволяющего оценить

Рис. 1. Длина тела у мужчин (см) и максимальное число линий Гарриса на рентгенограммах большеберцовых костей (предположительных физиологических стрессов)

Рис. 2. Длина тела у женщин (см) и максимальное число линий Гарриса на рентгенограммах большеберцовых костей (предположительных физиологических стрессов)

состав питания, включавшего мясной и/или растительный компонент, равно как и палеопатологических свидетельств витаминной недостаточности, не всегда связанной с отсутствием продуктов, радиологические исследования линий задержек роста позволяют выявлять периоды острого голодания, что, в частности, было продемонстрировано нами ранее на примере населения средневекового Ярославля ( Медникова и др. , 2015). Но поскольку продольный рост – процесс протяженный и заканчивается около 18–20 лет, благоприятная обстановка, последовавшая за стрессами, могла создать компенсаторные условия для развития в подростковом и юношеском возрасте. Судя по нашим данным, полученным для детей, у которых максимальная выраженность следов перенесенных стрессов совпадала с периодом 8–10 лет, те из них, кто переживал неблагоприятный и рискованный период, имели шансы компенсировать остановки роста и вырасти высокими.

Заключение

Исследование рентгенограмм большеберцовых костей москвичей XVI– XVIII вв. выявило относительно высокую частоту встречаемости множественных линий Гарриса у мужчин и значительно меньшую – у женщин. При этом мужчины из обследованной выборки достигали во взрослом состоянии средней или высокой длины тела, т. е. перенесенные в детстве стрессы на этом параметре, как правило, не отражались. Полученные данные позволяют скорректировать границы применения такого показателя, как линии Гарриса, в реконструкции условий жизни древнего населения. Его следует рассматривать как отдельную характеристику, учитывая тот факт, что детские стрессы могут и не оказать негативного влияния на дальнейшее физическое развитие человека.