Возрастные изменения гистологической структуры щитовидного хряща у лиц мужского пола

Судебно-медицинская идентификация личности была и остается одной из актуальных и сложных задач в судебной медицине [1]. Одним из главных вопросов, решаемых при обнаружении неопознанного трупа или его останков, является установление личности умершего [2]. По данным МВД России, на период январь — март 2016 г. на учете ведомства находилось 20 071 дело по установлению личности неопознанных трупов, и только 1594 из них прекращены в связи с установлением личности, а 18 477 тел оставались неопознанными [3].

Анализ научных источников показал, что большинство из применяемых методов идентификации личности являются сложными, затратными, требуют определенных навыков и не всегда применимы из-за отсутствия сравнительного материала. Их совершенствование сохраняет свое актуальное значение и в наши дни. Один из этапов идентификации в судебно- медицинской практике — установление общих признаков погибшего, наиболее значимый из которых возраст. Костная и хрящевая ткани сохраняются более долгое время, поэтому исследование этого материала является оптимальным для получения достоверных результатов. Накоплен большой опыт по определению возраста человека по костным останкам [3—5], органам и тканям [6, 7]. Детального изучения возрастной морфологии щитовидного хряща еще не проводилось.

Цель исследования — изучение морфологических и морфометрических характеристик щитовидного хряща в различные периоды жизни человека.

Изучили щитовидные хрящи (ЩХ) 70 трупов лиц мужского пола в возрасте от 1 года до 93 лет (средний возраст 54 года), умерших от ненасильственных причин смерти, без травм и патологии органов шеи. Материал для исследования получили в Бюро СМЭ Департамента здравоохранения Москвы (табл. 1).

Провели внешний осмотр и мануальное исследование подъязычно-гортанно-трахеального комплекса, скелетирование и отслойку надхрящницы. Часть правой пластинки ЩХ зафиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. После декальцинации блоков азотной кислотой приготовили срезы по стандартной методике с окрашиванием гематоксилином и эозином.

С помощью микроскопа Биолан Ломо, Leica DM 1000 (объектив Leica HI PLAN 10x/0.25, HI PLAN 20x/0.10) произвели морфометрические измерения каждого объекта, используя графический редактор Adobe PhotoShop C. Для статистической обработки полученных данных использовали программы Мicrosoft Excel и IBM SPSS Statistics.

В каждом объекте определяли следующие метрические параметры: площадь костной и хрящевой тканей; среднюю площадь костной и хрящевой тканей в поле зрения; среднюю ширину хрящевой пластинки; толщину кортикальной пластинки; количество трабекул; среднюю площадь и среднюю длину трабекул; максимальную, минимальную и среднюю толщину трабекул; количество молодых и зрелых хондроцитов; ширину зоны молодого и зрелого хряща, соотношение этих зон; площадь ретикулофиброзной и жировой тканей и их соотношение. Большинство полученных данных соответствовало нормальному распределению, поэтому использовали метод параметрической статистики: для каждого показателя рассчитано среднее значение, стандартное отклонение, коэффициенты корреляции и значимость отличий (р). Результаты сравнений считались достоверными при р<0,05.

Изучение гистологической структуры ЩХ позволило установить, что его микроструктура претерпевает значительные изменения с возрастом. Морфометрические характеристики хрящевой ткани всех возрастных периодов представлены в табл. 2.

В возрастной группе до 18 лет ЩХ представлял собой хрящевую ткань, образованную молодым и зрелым хрящом. Молодой хрящ — это одиночно расположенные хондроциты небольшого размера, правильной округлой или овальной формы в слабоокрашенном межклеточном веществе (рис. 1, а). С возрастом в нем отмечались участки зрелого хряща, состоящие из более крупных клеток, образующих группы из 2—5 хондроцитов. Количество молодых клеток более чем в 2 раза преобладало над числом зрелых. Костная ткань не определялась.

В возрастной группе от 19 до 35 лет ЩХ сочетал наличие костной и хрящевой тканей в соотношении 0,8:1. Хрящевая ткань в верхней части образца состояла преимущественно из зрелого хряща и небольшой зоны молодого хряща, а в нижней половине образца костная ткань была построена из немногочисленных трабекул, пространство между которыми заполняли ретикулофиброзная и жировая ткани (см. рис. 1, б). При морфометрическом исследовании отметили снижение количества молодых и зрелых хондроцитов, которые значительно превышали число молодых клеток, а соотношение зон зрелого и молодого хряща увеличилось приблизительно в 30 раз. В костномозговом пространстве ретикулофиброзная ткань преобладала над жировой.

В возрастной группе от 36 до 60 лет площадь костной ткани в ЩХ увеличилась, соотношение костной и хрящевой тканей составило 1,27:1. Последняя располагалась только в верхней половине хряща и представляла собой скопления молодых, преимущественно зрелых хондроцитов (см. рис. 1, в). Костная ткань была образована широкими длинными костными трабекулами и костномозговой полостью, заполненной жировой и ретикулофиброзной тканью. Количественный анализ показал, что в хрящевой ткани число молодых хондроцитов почти не изменилось, а содержание зрелых хондроцитов уменьшилось в 1,3 раза по сравнению с предыдущим периодом. В костной ткани по сравнению с возрастным периодом 19—35 лет длина трабекул увеличилась на 37%, а толщина на 40%. Площадь жировой и ретикулофиброзной ткани увеличилось в 5,3 и 4,2 раза соответственно в примерно одинаковом соотношении.

В возрастной группе старше 60 лет ЩХ представлял собой преимущественно костную ткань с небольшим участком хрящевой, их соотношение составило 9:1. В отдельных ЩХ хрящевая ткань полностью отсутствовала либо была построена из единичных молодых хондроцитов и небольшого участка зрелого хряща. Костные балки ЩХ были частично фрагментированы, неоднородные по длине и толщине, а пространство между ними заполнено преимущественно жировой тканью (см. рис. 1, г). Мофрометрические характеристики хрящевой ткани не отличались от таковых в возрастной группе 36—60 лет, за исключением показателей ширины зон молодого и зрелого хряща, которая увеличилась на 25 и 46% соответственно. Возрастные изменения костной ткани выразились в увеличении длины трабекул в 1,8 раза. Площадь жировой и ретикулярной тканей также увеличилась с преобладанием жировой ткани более чем в 2 раза.

У человека ЩХ состоит из гиалиновой хрящевой ткани, в ходе развития которой происходит процесс энхондрального окостенения [8]. Вначале появляются единичные клетки костной ткани, с возрастом происходит постепенное увеличение объема и площади костной ткани, которая почти полностью замещает хрящевую ткань в пожилом и старческом возрасте. Соотношение костной и хрящевой тканей меняется в различные возрастные периоды от 0:1 до 9:1. Результаты исследования подтвердили фундаментальные представления M. Ross и соавт. [8] о развитии и структурном преобразовании хрящевой ткани в Щ.Х. Проведенное нами исследование, показало, что данный процесс начинается от нижнего края пластинки ЩХ и с возрастом распространяется на всю ее высоту и ширину. Аналогичные результаты получил М. Garvin [9], который отметил, что по мере старения человека процесс окостенения в пластинке ЩХ идет в направлении снизу вверх.

В ходе данного исследования выявили качественные и количественные возрастные изменения в структуре ЩХ, который до 18 лет был представлен главным образом хрящевой тканью. Полученные результаты частично согласуются с данными С.Б. Зелигмана [10], A. Jurik [11] и M. Mupparapu и соавт. [12], которые с помощью рентгенологического метода установили, что ЩХ начинает окостеневать с конца второго десятилетия (16—18 лет). В возрасте 19—35 лет и старше происходит постепенное уменьшение площади хрящевой ткани, в которой уменьшается зона молодого хряща и увеличивается площадь зоны зрелого хряща (рис. 2). Возрастная динамика строения хрящевой ткани совпадает с результатами исследований других авторов, утверждающих, что возрастные изменения тканей включают три последовательные стадии: созревания, стабилизации и инволюции [1].

Костная ткань в структуре ЩХ также подвергается возрастной перестройке: увеличивается ее площадь, включая длину и толщину костных трабекул. Количество костных балок не зависит от возраста и остается приблизительно одинаковым на протяжении всей жизни человека, что совпадает с данными других исследований [5].

С возрастом увеличиваются также площади ретикулофиброзной и жировой тканей: в первом периоде зрелого возраста (19—35 лет) преобладает ретикулярная ткань, во втором (36—60 лет) их соотношение становится примерно одинаковым, а у лиц старше 60 лет жировой ткани примерно в 2 раза больше. Сокращение площади ретикулярной и увеличение жировой ткани мы считаем проявлением процесса инволюции костной ткани, что подтверждают данные литературы [13]. После 60 лет костная ткань занимает почти всю площадь ЩХ, что соответствует исследованию M. Cerny [14], который установил, что в старческом возрасте пластины ЩХ подвергаются полному окостенению.

Таким образом, в ходе проведенного исследования были установлены метрические параметры, имеющие наибольшую корреляционную связь с возрастом. Наибольший коэффициент корреляции у следующих показателей: средняя площадь костной (r=0,69), хрящевой (r=–0,63), жировой (r=0,67), ретикулофиброзной (r=0,61) тканей, средняя длина трабекул (r=0,7), количество молодых хондроцитов в поле зрения (r=–0,789). Такие признаки, как соотношение зон зрелого и молодого хряща, количество молодых хондроцитов, количество трабекул, имеют слабые корреляционные связи и мало зависят от возраста человека. Обнаруженные закономерности могут быть использованы в судебно-медицинской практике в качестве дополнительного диагностического критерия при определении биологического возраста человека.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.