Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время отмечается рост травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата. При этом, от 30 до 50% случаев отмечается заинтересованность суставов, в том числе голеностопного. Для успешного лечения поражений сустава важна ранняя диагностика и выбор адекватных методов лечения (Fanucci E. и соавт., 1997; Milz P.; Milz S. и соавт., 1998; Витько Н.К. и соавт., 2000; Лоскутов А.Е. и соавт., 2001; и др.). В связи с этим в литературе появилось много сообщений о новых неинвазивных и инвазивных методах исследования голеностопного сустава у больных (Akman C. и соавт, 1997; Bagnolesi P. и соавт., 1997; Silvestri E. и соавт., 1997; Moyes S.T., 1998; Gibbon W.W., 1999; Kreitner K.-F.; Kalden P.; Herber S.; Berger S., 1999 и др.).
Практические потребности объясняют повышенный интерес к исследованиям морфологии и биомеханики стопы в целом и голеностопного сустава в частности (Chu Tai-Ming, Reddy Narender P., 1995; Leung A.K.L. и соавт., 1998; Щуров В.А.; Исмайлов Г.Р., 1999; Клименко Г.О. и соавт., 1999; Hollis Marcus J., 2001 и др.).
Патология голеностопного сустава актуальна и для детского возраста (Puchama Jacek и соавт., 1995; Ковалев В.И.и соавт., 1997; Stanley D., 1998; DeLeva A. И соавт., 2000 и др.). При этом авторами подчеркивается, что для правильной постановки диагноза травмы ног у детей необходимо хорошо знать возрастную анатомию (Stanley D., 1998). Однако при рассмотрении нормального строения элементов сустава необходимо учитывать пограничные формы строения, обусловленные влиянием различных дисплазий скелета, сформировавшихся во внутриутробном периоде (Yamamoto Toshiyuki и соавт., 1995; McPherson Elizabeth, Clemens Michele, 1997; Martinez-Frias M.L.и соавт., 1997; Khoury N.J., Haddad M.C., Hourani M.H., 1999; Christianson Caitlin, Huff Dale, McPherson Elizabeth, 1999, Крись-Пугач А.П.и соавт.,1999; Какауридзе М.В. и соавт, 1999; Schnapp M., 2000 и др.). При этом наибольшая заинтересованность голеностопного сустава отмечается при косолапости, которая по частоте встречаемости среди дисплазий стоит на третьем месте после дисплазии тазобедренного сустава и кривошеи (Daniels T.R., Alman B., Wedge J.H., 1999; Черкашина З.А., 2000 и др.). При этом для диагностики и лечения дисплазий (косолапости в частности), при которых бывает заинтересован голеностопный сустав, очень важно знать особенности анатомического строения и биомеханических свойств всех элементов данного сочленения (Kelly I.P. и соавт., 1996; Давлетшин Р.И., Псянчин Т.С., 1996; Aurell Y., Hansson G., 1999; Захаров Е.С., Гисак С.Н., Захарова О.Е., 2000 и др.).
Однако, в литературе нет сведений о нормальном строении элементов голеностопного сустава человека в пре- и неонатальном периодах развития. В тоже время отмечается рост интереса к изучению морфогенеза суставов нижней конечности (Bellia L., D'Urso C., 1996; Merida-Velasco Juan A. И соавт., 1997; Макаров А.Н. и соавт., 2000; Вагапова В.Ш., 1996, 1999, 2002; Савельев С.В. и соавт., 2002; Стрижков А.Е., 1994-2002).
В связи с вышеизложенным, изучение нормального строения голеностопного сустава человека в ранние периоды его развития является актуальной проблемой, отвечающей запросам теории и практики. А с учетом того, что самым повреждаемым элементов сустава является его связочный аппарат (Fanucci E. и соавт., 1997; Лоскутов А.Е., Красовский В.Л., Постолов О.М., 1999 и др.), выявление особенностей строения связок голеностопного сустава плодов и новорожденных детей человека является актуальной задачей морфологии и практической медицины.
Цель исследования: Выявить особенности строения и биомеханических свойств связочного аппарата голеностопного сустава у плодов и новорожденных детей человека.
Задачи исследования:
-
Изучить анатомическое строение и провести морфометрию (измерения длины, ширины, толщины на разных уровнях) связок голеностопного сустава у плодов разного возраста и новорожденных детей человека.
-
Провести математико-статистический анализ данных морфометрии, установить средние значения, крайние варианты и выявить константы роста связок голеностопного сустава человека в пренатальном онтогенезе.
-
Установить связь между количественными параметрами связок голеностопного сустава и костей дистального отдела нижней конечности.
-
Изучить гистологическое строение связок голеностопного сустава на протяжении от мест их начала до прикрепления у плодов разного возраста и новорожденных детей человека.
-
Изучить биомеханические свойства связочного аппарата голеностопного сустава на этапах пренатального онтогенеза.
-
Сравнить возрастную динамику макроскопического строения, возрастные изменения гистологического строения и биомеханические свойства связок и выявить критические периоды развития связочного аппарата во внутриутробном периоде.
Научная новизна работы. Комплексное исследование анатомического и гистологического строения, биомеханических свойств связочного аппарата голеностопного сустава в пренатальном периоде онтогенеза человека позволило представить органогенез их элементов. Впервые показано, что закладка, дифференциация и рост связок голеностопного сустава неразрывно связаны с развитием фиброзной капсулы, надхрящницы и удерживателей сухожилий мышц в области голени и стопы. Впервые показано, что длины связок голеностопного сустава, длины сегментов нижней конечности: бедра, голени и стопы – имеют прямую линейную зависимость от возраста плода, и впервые построены математические уравнения этой зависимости. Показана зональность строения связок голеностопного сустава на протяжении – выявлены от проксимального конца к дистальному соответственно проксимальная зона прикрепления, проксимальная зона роста, зона нагружения, дистальная зона роста и дистальная зона прикрепления; впервые показана возрастная динамика строения указанных зон. Установлены критический период развития связочного аппарата (29-32-я недели внутриутробного развития) голеностопного сустава во внутриутробном периоде, отражающие морфологическую и биомеханическую слабость элементов его связочного аппарата.
Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическая значимость обусловлена раскрытием локальных особенностей морфогенеза скелета нижних конечностей у человека в пре- и неонатальном онтогенезе; показано морфогенетические единство дефинитивно различных элементов мягкого остова: капсула, связки сустава и удерживатели сухожилий мышц объединены в единый капсульно-связочный аппарат, развивающийся из одних отделов мезенхимы, имеющий общие конструктивные элементы и общую стабилизирующую функцию; установлены константы роста связок голеностопного сустава, имеющие линейную зависимость от возраста; выявлено зональное строение связок голеностопного сустава и особенности строения зоны роста, обеспечивающей рост связок в одной направлении, и волокнистого хряща на границе кости и соединительнотканных структур – в другом.
Практическая значимость: выявленные крайние варианты строения элементов сустава могут быть основой ранней диагностики разных видов дисплазий нижней конечности в детской артрологии; построенные математические модели возрастных изменений длины и ширины связок, костей голени и стопы являются дополнением к методам диагностики биологического возраста плода в перинатологии и судебной медицине; данные по вариантам анатомического строения и особенностям гистологической структуры связок сочленения являются предпосылкой для дальнейших клинических исследований в детской артрологии.
Результаты исследования могут быть использованы в учебном процессе морфологических и ряде клинических кафедр.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Гисто- и органогенез разных укрепляющих структур голеностопного сустава в пренатальном онтогенезе обладает общими свойствами: единым источником развития, едиными сроками закладки основных частей и единой возрастной динамикой строения и биомеханических свойств.
-
В плодном периоде пренатального онтогенеза человека отмечается общая тенденция равномерного линейного роста связок голеностопного сустава человека. Однако, разные темпы роста и гетерохрония развития строения и биомеханических свойств отдельных частей связочного аппарата обеспечивают неодинаковую готовность отдельных связок к внешним нагрузкам после рождения.
-
Растущим связкам и фиброзной мембране капсулы голеностопного сустава присуща зональность строения, отражающая функциональную специализацию разных участков капсульно-связочного аппарата.
-
В процессе развития связочного аппарата голеностопного сустава отмечаются критические периоды развития, характеризующиеся существенными изменения констант роста, структурным полиморфизмом и экстремумами биомеханических показателей.
Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертации были доложены на 69-й, 70-й, 71-й Республиканских научных конференциях молодых ученых «Вопросы теоретической и практической медицины» (Уфа, 2004, 2005, 2006), на III, IV и V Российских научных конференциях «Влияние природных факторов и туризма на формирование здоровья населения» (Уфа – Тюлюк, 2005, 2006, 2007), на Российской научной конференции «Вопросы морфологии», посвященной 100-летию со дня рождения С.З. Лукманова, на V съезде Российских морфологов с международным участием (Казань, 2004), на VI, VII, VIII Конгрессах Международной Ассоциации морфологов (Уфа, 2002; Казань, 2004; Орел, 2006), на 4th Asian-Pacific International Congress of Anatomist (Turkey, Kusadasi, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 4 в центральных журналах.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Указатель литературы содержит сведения о 232 (отечественных – 159, иностранных – 83). Иллюстрации представлены 47 рисунками, среди которых микрофотографии, диаграммы и схемы. Цифровой материал сгруппирован в 15 таблицах.
