Введение
Детский возраст для всех органов является периодом их интенсивного роста. На протяжении всех периодов детского и юношеского возраста происходит изменение голо-скелето-синтопии органа, его анатомического, макромикроскопического строения и внутриорганной микротопографии. Актуальность морфологических исследований гортани продиктована несколькими основными моментами. Во – первых, сведения по анатомии гортани в детском возрасте, описанные с позиций макромикроскопического строения, не полно освещены в научной литературе, хотя ни у кого не вызывает сомнения факт, что анатомия новорожденного и ребенка это особый раздел анатомии человека [1,4,5,9,13]. Во – вторых, потребность в этих сведениях существует для понимания пороков развития органа и последующей их коррекции. Авторы единогласно утверждают, что врожденные пороки развития гортани не являются частыми, но на долю пороков развития органов дыхательной системы в некоторых регионах приходится до 18% от общего числа врожденной патологии [7,12,14]. Данных по эпидемиологии пороков развития гортани мало, есть лишь описание отдельных клинических случаев и их лечения. В – третьих, развитие современных методов микрохирургии и прижизненной визуализации требует знаний для обоснования хирургических методов лечения гортани, оперативного доступа и интерпретации данных, полученных в ходе обследования органа [2].
Целью нашего исследования было получение новых данных о внутриорганной микротопографии и макромикроскопическом строении гортани у детей и выявление динамики изменения анатомометрической характеристики органа.
Материалы и методы
Материалом исследования явились гортани 33 трупов людей детского и юношеского возраста, мужского (45,5%) и женского (54,5%) пола, без патологии органов шеи и дыхания. В исследовании был применен комплекс классических морфологических методик (макромикроскопическое препарирование, метод распилов по Н.И. Пирогову, гистотопографический метод, метод анатомометрии) и метод вариационной статистики. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ MS Exсel, Statistica 6.0. Для определения интенсивности роста различных количественных характеристик гортани и её структурных компонентов использовался показатель интенсивность роста (ИР), определяемый по формуле в процентах.
Результаты исследования и их обсуждение
В течение первого года жизни интенсивность прироста для изученных нами параметров имеет различную динамику. Для параметров, характеризующих вертикальный размер, она колеблется от 26,7 до 41,0%, для параметров, характеризующих фронтальный размер – от 16,9 до 35,4%. От грудного к юношескому возрасту интенсивность роста гортани для изученных критериев у мальчиков составила от 80,0% до 88,4%, у девочек от 62,9% до 77,0%. Несмотря на стабильный положительный прирост всех размеров на протяжении изученного периода, есть ряд особенностей, которые заключаются в различной интенсивности роста и появлении половых различий. На первом году жизни размеры органа не имеют достоверных половых различий. К двум годам появляется тенденция к опережению в росте органа у девочек. У мальчиков гортань увеличивается в 1,14 раза, у девочек – в 1,22 раз. К трем годам различия в интенсивности роста усиливаются, увеличение абсолютных размеров гортани у мальчиков происходит в 1,35 раз, у девочек в 1,45 раза. Начиная с трех лет, происходит снижение темпов роста органа у девочек, который к восьми годам превышает начальный размер (первый год жизни) в 1,52 раза. У мальчиков темпы роста усиливаются. Начиная с восьми лет, интенсивность роста гортани у мальчиков нарастает, так к 13 годам отмечалась разница в 1,85, а к 18 годам в 2,58 раз. У девочек к 13 годам разница составила в 1,70 раза, к 18 годам в 2,03 раза.
Поперечный размер гортани на середине дуги перстневидного хряща от грудного к юношескому возрасту у мальчиков увеличивается в 2,33 раза, у девочек в 1,92 раза. Начиная рост с сопоставимых размеров, которые в среднем равны 0,96±0,12 см, этот размер увеличивается к 18 годам у мальчиков до 2,24±0,35 см, у девочек 1,84±0,32 см. До восьми лет интенсивность роста поперечного размера органа больше у девочек. Прирост абсолютного значения у мальчиков происходит в 1,34 раза, у девочек в 1,44 раза. После восьми лет интенсивность роста гортани в ширину начинает преобладать у мальчиков. За период с восьми до восемнадцати лет у мальчиков увеличение происходит в 1,74 раза, у девочек в 1,39 раз. В возрасте с 17 до 21 года для юношей и с 16 до 20 лет для девушек анатомометрические характеристики всех параметров гортани приближаются к аналогичным параметрам для лиц первого периода зрелого возраста, появляются выраженные половые различия, которые сохраняются в более поздние периоды онтогенеза и более широкий диапазон индивидуальных различий.
Фронтальные размеры отделов полости гортани на уровне преддверия, преддверных и голосовых складок, подголосовой полости в юношеском возрасте у девушек в среднем составили 1,01±0,09, 0,61±0,13, 0,50±0,11 и 1,17±0,31 см соответственно. У юношей те же размеры были равны 0,87±0,21, 0,70±0,16, 0,62±0,11, 1,22±0,36 см. Половые различия в данной возрастной группе носили различный характер. Так у девушек фронтальный размер полости на уровне преддверия был на 13,8% больше чем у юношей. Все остальные размеры (на уровне преддверных складок на 16,7%, на уровне голосовых складок на 24,0%, на уровне подголосовой полости на 4,3%) были больше у юношей.
Голосовая щель растет на протяжении всего изученного периода. Половые различия до 10 лет в размерах голосовой щели и ее частей не носят выраженного характера. У детей первого года жизни длина межперепончатой части равна в среднем 0,42±0,13 см, межхрящевой – 0,34±0,09 см (соотношение 1,2:1). К двум годам средняя длина этих частей была равна 0,53±0,14 см и 0,40±0,11 см (соотношение 1,3:1). В восемь лет соотношение частей составляет 1,6:1, в 13 лет – 1,5:1. В юношеском возрасте появляются половые различия в размерах голосовой щели и соотношение ее частей (у юношей – 1,7:1, у девушек – 1,6:1). Интенсивность прироста размеров голосовой щели, от первого ко второму году составляет 20,1%. От второго к восьмому году жизни идет замедление темпов роста размеров голосовой щели. За эти шесть лет прирост составляет 19,4%. Скачок роста происходит от 8 к 13 году, прирост составляет 30,7%. К юношескому возрасту в темпах роста появляются половые различия. У юношей прирост составляет 26,5%, у девушек – 19,4%. Половые различия сохраняются в интенсивности роста голосовой щели от юношеского к первому зрелому периоду. Для мужчин прирост равен 16,1%, для женщин 19,4%.
К моменту рождения ребенка гортань сохраняет высокое положение. Вход в гортань проецируется на верхний край второго шейного позвонка, нижний край перстневидного хряща проецируется на верхний край четвертого шейного позвонка. Надгортанник соприкасается с корнем языка. Подъязычная кость, как и в конце позднего плодного периода, располагается на уровне входа в гортань. На протяжении первого года жизни происходит незначительное опускание органа. К концу первого года жизни вход в гортань находится на уровне верхнего края третьего шейного позвонка, нижний край дуги на уровне нижнего края четвертого шейного позвонка. Тело подъязычной кости к моменту рождения находится на уровне щитовидного хряща и может состоять из отдельных фрагментов, к концу первого года жизни смещается вверх и проецируется чуть выше входа в гортань.
Доли щитовидной железы у новорожденных расположены высоко, в 67% случаев их верхушки располагались на уровне середины пластинки щитовидного хряща, в 24% - ниже, в 9% выше и могли доходить до верхнего края пластинки щитовидного хряща. К концу первого года жизни в 38% наблюдений они доходили до середины пластинки щитовидного хряща, в 62% были ниже средней линии, в одном наблюдении располагались выше. Перешеек щитовидной железы во всех наблюдениях располагался ниже или на дуге перстневидного хряща. Дополнительной пирамидальной доли в наших наблюдениях не было. К задней стенке гортани прилежала глотка. В верхней части она вдавалась между пластинками щитовидного хряща, формируя грушевидный карман. Грушевидные карманы были неглубокие во всех наблюдениях периода.
Хрящи гортани (рис.1) к концу первого года хорошо сформированы. Исключение составляет рожковидный хрящ и голосовой отросток черпаловидного хряща. В одном случае правая пластинка щитовидного хряща была представлена двумя фрагментами, разделенными надхрящницей. Элементы внешнего рельефа хрящей выражены слабо. Отчетливо во всех наблюдениях дифференцируется верхний бугорок щитовидного хряща и бугорок на задней поверхности перстневидного хряща. Угол щитовидного хряща не выражен, не зависимо от пола ребенка, пластинки щитовидного хряща сходятся спереди по дуге. Изменение количественной характеристики щитовидного хряща от грудного к юношескому возрасту были прослежены по высоте пластинки щитовидного хряща. К концу первого года высота щитовидного хряща увеличивается в 1,24 раза, половых различий нет. В два года увеличение происходит у девочек в 1,78 раза, у мальчиков 1,72 раза по сравнению с новорожденными. В восемь лет высота пластинки щитовидного хряща у мальчиков становится больше в 2,16 раза, у девочек – 1,99 раза. К концу изученного периода (юношеский возраст) интенсивность роста этого параметра для мальчиков составляет 70,5%, для девочек – 62,3%.
Возрастные изменения анатомической характеристики щитовидного хряща заключаются в: появление рельефа на наружной поверхности пластинки; появление угла; уменьшение глубины верхней вырезки к высоте пластинки; уменьшение размеров верхних рогов к высоте пластинки. К концу первого года жизни анатомические особенности перстневидного хряща заключаются в сопоставимости высоты и ширины его пластинки (1:1), по форме она напоминает квадрат. Пластинки перстневидного хряща (рис.1) в первый месяц жизни по форме напоминает усеченный конус, ее ширина увеличивается сверху вниз.
А 
Б
Рис. 1 Индивидуальные и возрастные различия в макромикроскопической анатомии перстневидного хряща. Фрагменты фронтальных гистотопограмм. Фото под МБС – 10, об.8, ок.1, окраска по Ван-Гизону. А – протокол № 125, жен., 1 мес., Б – протокол № 128, жен., 1г. 1 мес.
К концу первого года жизни она по форме напоминает квадрат и ее ширина в трех участках практически равна. К концу юношеского периода она по форме напоминает «бочку», когда ее ширина посередине больше, чем у вершины и основания. У детей на первом месяце жизни черпаловидные хрящи относительно крупные. Их высота сопоставима с высотой пластинки перстневидного хряща. До 14 лет изменений во внутренней структуре хрящей не было обнаружено. В юношеском возрасте независимо от пола хрящевая ткань начинала подвергаться изменениям в виде появления очагов окостенения, которые локализовались в задней части пластинок щитовидного хряща и пластинки перстневидного хряща. Черпаловидные хрящи в юношеском возрасте сохраняют свою однородную структуру.
Суставы гортани представлены перстенечерпаловидными (рис.2) и перстнещитовидными суставами. Суставные поверхности, покрытые надхрящницей, суставная полость щелевидная либо просвет полости может отсутствовать, волокна суставной капсулы представлены скоплениями гомогенной ткани, в которой не дифференцируются эластические волокна. Рядом с суставной капсулой расположено небольшое скопление рыхлой жировой ткани, в котором располагаются мелкие кровеносные сосуды диаметром до 50 мкм, могут встречаться нервные стволы диаметром 20-30 мкм.
А 
Б
Рис. 2 Формирование суставов гортани. Фрагменты фронтальных гистотопограмм. Фото под МБС – 10, об.8, ок.1, окраска по Ван-Гизону. А, Б – перстнечерпаловидный сустав. А – протокол № 118, муж., 1 мес., Б – протокол №119, муж., 6 мес.
Возрастные изменения в строении суставов были связаны только с увеличением их размеров за счет роста суставных поверхностей образующих их хрящей. Половые различия в строение суставов на макромикроскопическом уровне не обнаружены. Индивидуальные различия были выявлены только в юношеском возрасте и связаны они были с возникновением асимметричных очагов окостенения в нижних рогах щитовидного хряща.
Анализ полученных результатов по макромикроскопической анатомии мышц гортани в онтогенезе выявил, что наибольшие изменения в строении мышц происходят в периоды детского возраста. Это связано с активным ростом органа и завершением формированием мышечного аппарата, который к моменту рождения ребенка еще не достиг своей структурной зрелости. Мышцы новорожденного представлены компактными скоплениями мышечных волокон, между которыми практически отсутствуют прослойки соединительной ткани. В местах прикрепления к хрящам граница заполнена гомогенной тканью. Это описано в литературе как факт того, что мышца «…не достигает места прикрепления» [1, 4, 8, 9, 11] На наш взгляд с морфологической точки зрения надо говорить о незаконченном формировании места начала и прикрепления мышц гортани.
Наше исследование выявило возрастные различия в последовательности формирования мест начала и прикрепления мышц гортани. В два года заканчивается формирование этих зон у задней перстнечерпаловидной мышцы. Начиная с двух лет, места прикрепления поперечной черпаловидной мышцы четко дифференцируются в зонах контакта с черпаловидными хрящами. У перстнещитовидной мышцы место начала и прикрепления заканчивают формироваться с трех лет. У новорожденных не дифференцируются ее прямая и косая части. Разделение мышцы на части было видно после двух лет. Волокна щиточерпаловидной мышцы после четырех лет имели хорошо выраженные границы прикрепления к хрящам. К моменту рождения она тесно прилежит к голосовой мышце. Между ними отсутствует четкая граница. В существующей ранее классификации [6] в щиточерпаловидной мышце выделяли две: наружную и внутреннюю. В Международной анатомической терминологии (2003) внутренняя щиточерпаловидная мышца получила название голосовой мышцы. По сути, граница перехода одной мышцы в другую может определяться по изменению направления мышечных пучков с отсутствием в них четкой продольной ориентации. В зрелом возрасте в ней можно выделить три вида волокон: продольные (идут параллельно голосовой мышце), косые (идут вблизи пластинки щитовидного хряща) и поперечные (в области прикрепления к черпаловидному хрящу).
Голосовая мышца в месте прикрепления к щитовидному хрящу, начиная с рождения, имеет хорошо выраженную границу, причем на этом участке внутрь полости гортани может располагаться небольшой выступ, который исчезает к первому году жизни. Граница контакта ее пучков с надхрящницей черпаловидного хряща отчетливо видна после пяти лет. До этого времени в зоне контакта определяется участок шириной 100-230 мкм, в котором видны мелкие кровеносные сосуды. За счет него достигается «размытость» контуров черпаловидного хряща. Голосовая мышца и ее строение в онтогенезе изучена лучше всего [3, 8, 10, 13].
Начиная с первого года, идет формирование щитоподъязычной мембраны за счет смещения подъязычной кости вверх и опускания гортани. Ее срединная щитоподъязычная связка визуализируется с трех лет, латеральные щитоподъязычные связки - после пяти. К моменту рождения четырехугольная мембрана содержит единичные эластические волокна, количество и плотность расположения которых значительно увеличивается к концу первого года. В юношеском возрасте вдоль внутренней поверхности пластинок щитовидного хряща формируются участки с единичными соединительнотканными волокнами и скоплением жировой ткани. Эластический конус хорошо выражен, начиная с первых дней постнатального онтогенеза. На фронтальных гистотопограммах определяется расхождение эластического конуса на два листка. Наружный листок прикрепляется к верхнему, а нижний – к нижнему краю перстневидного хряща. К двум годам эластический конус приобретает более плотное строение за счет компактного расположения эластических волокон. С увеличением возраста латерально к эластическому конусу прилежит внутригортанное клетчаточное пространство, которое отделят голосовую мышцу от латеральной перстнечерпаловидной мышцы. Это клетчаточное пространство сохраняется во все последующие периоды онтогенеза.
Рис. 3 Четырехугольная мембрана гортани. Фрагменты фронтальной гистотопограммы. Фото под МБС – 10, об. 8, ок.1, окраска по Ван-Гизону, протокол № 24, жен., 18 лет
Крупные внутриорганные кровеносные сосуды имеют строго определенные зоны расположения. На уровне входа в гортань – это задняя стенка вблизи заднего края пластинки ЩХ. На уровне преддверия они смещаются вдоль пластинки ЩХ вперед. На уроне голосовой щели отчетливо выражена асимметрия в расположении правого и левого сосудисто-нервного пучков. При том тенденция к смещению его вперед сохраняется. На уровне подголосовой полости он располагается в клетчаточном пространстве вдоль основания (на горизонтальных срезах) задней перстнечерпаловидной мышцы, вблизи перстнещитовидного сустава. Выраженность глоточного сплетения прямо пропорциональна возрасту ребенка. У детей гортани практически отсутствуют внутриорганные клетчаточные пространства. Формирование компактного, хорошо выраженного преднадгортанного жирового тела происходит в юношеском периоде. Грушевидный карман плохо выражен во всех отделах до восьми лет, затем начинается углубление его под пластинки щитовидного хряща, появляется асимметрия. К 18 годам он может проникать под пластинку щитовидного хряща на 1/3 от ее длины (на горизонтальных срезах). Уменьшаются размеры вертикальной части желудочков гортани. В юношеском возрасте их верхние отделы не доходят до уровня входа в гортань.
Таким образом, динамика роста гортани, ее макромикроскопическое строение и микротопография имеют выраженные возрастные, половые и индивидуальные различия в периоды детского и юношеского возраста.
Рецензенты:
Маслюков Петр Михайлович, д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии с биофизикой ГБОУ ВПО ЯГМА Минздрава России, г.Ярославль.
Стадников Александр Абрамович, д.м.н., профессор, зав. кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии ГБОУ ВПО ОрГМА Минздрава России, г.Оренбург.