К вопросу о возможности применения некоторых микроморфометрических показателей стенки грудной аорты человека при определении биологического возраста

Проблема определения возраста является одной из самых актуальных в общей патологии и в судебной медицине. В последние годы масштабность этой задачи еще более возросла из-за участившихся случаев массовых катастроф (на транспорте, при землетрясениях), локальных военных конфликтов и террористических актов, а так же резко увеличившейся миграцией населения. Подтверждением тому является тот факт, что 4-й съезд судебных медиков России, проходивший в Суздали в 1996 году, был посвящен проблемам идентификации личности.

Ни для кого не секрет, что два человека одного и того же календарного возраста могут резко различаться по выраженности признаков старения. Это отражает индивидуальную вариабельность темпа возрастных изменений и определяет необходимость выработки надежного показателя “постарения”. Таким показателем, по мнению многих авторов, является биологический возраст, который характеризует физиологическое и морфофункциональное состояние данного индивидуума, в данном временном промежутке.

Ф.К. Людвиг [8] трактует биологический возраст, как поддающийся измерению показатель степени жизнеспособности организма и говорит о нем, как об истинном возрасте. В геронтологии важен принцип определения биологического возраста и жизнеспособности организма человека, а, следовательно, необходимо четко разграничивать такие понятия, как календарный и биологический возраст. Календарный возраст (хронологический, паспортный возраст) - возраст, выраженный в календарной шкале, т.е. измеренный количеством вращений Земли вокруг Солнца. Биологический возраст - возраст, выраженный в биологическом масштабе, который отражает изменение функциональных возможностей организма и его работоспособности (функциональный возраст), а так же снижение жизнеспособности организма (геронтологический возраст).

Применение точных методов в биологии началось в прошлом веке. Термин “биометрия” ввел A.J. Bergman [11] по отношению к биологическим объектам. Количественные методы, как более точные, объективные по сравнению с качественными полностью исключают субъективизм исследований [1]. Окончательное признание как научное направление количественная морфометрия получила на Международном Стереологическом конгрессе в 1961 году, где были определены общие принципы анализа, по результатам которого можно достоверно судить о количественных характеристиках инволютивных изменений изучаемых явлений.

В последние десятилетия проблема старения и особенно оценка результатов исследований в этом направлении получила новое развитие с позиций теории надежности. Выработка критериев, которые позволили бы получить относительно четкие представления о биологическом возрасте человека в процессе онтогенеза - довольно трудная, и пока еще до конца не решенная задача.

В морфологической литературе возрастным изменениям органов человека и, в том числе аорты и артериальных сосудов уделяется большое внимание. Исследователи отмечают, что с возрастом меняются ее органометрические показатели и биомеханические свойства [1, 3, 7, 9, 11]. С возрастом происходит диффузное утолщение стенки, в основном за счет внутренней оболочки, увеличиваются размеры аорты, меняется соотношение эластических и коллагеновых волокон [7, 9]. Исследования Л.О. Вишневецкой [4] показали, что динамика роста слоев сосудистой стенки неодинакова в различные возрастные периоды, и к двенадцатилетнему возрасту уже полностью формируются все ее гистофизиологические особенности. Замедление роста ее слоев отмечается с 12 до 30 лет, и после 30 лет постепенно начинают выявляться регрессивные процессы. Возрастные структурные сдвиги во всех оболочках стенки аорты связаны с проявлением в них “физиосклероза” [12], качественными и количественными изменениями эластина, изменением его аминокислотного состава и уменьшение количества [2, 3, 9].

Средняя оболочка аорты представлена эластическими мембранами, преколлагеновыми и коллагеновыми волокнами, гладкомышечными и соединительнотканными клетками, а так же аморфным межуточным веществом, которое является главной рабочей структурой сосудистой стенки [6].

После 20 лет в аорте возникают определенные, слабо выраженные возрастные морфологические изменения, которые затрагивают, в первую очередь, эластическую основу средней оболочки, распространяясь на другие структуры [3]. После 30 лет микроструктура внутренней оболочки представлена мелкоочаговыми утолщениями, состоящих из ретикулярных и коллагеновых волокон. В этом возрасте наблюдается прогрессивная дегенерация волокнистых образований.

С возрастом все оболочки аорты претерпевают определенные изменения, наиболее выраженные в интиме. Изучая инволютивные изменения строения интимы на аутопсийном материале В.М. Жминченко с соавторами [5] пришли к выводам, что в процессе старения интимы плотность клеточной “заселенности” падает, а толщина ее увеличивается. Об изменении клеточного состава интимы говорит и Л.В. Ковальский [6], так в возрасте от 5 до 20 лет он отмечает преобладание гладкомышечных и вытянутых клеток, в 20-60 лет - клеток неправильной формы, а в 60-82 года появляются еще и звездчатые клетки.

Кроме изменения клеточного состава и толщины интимы соотношение между толщиной внутренней и средней оболочками аорты, по нашему мнению, является одним из четких показательных возрастнозависимых параметров стенки аорты и может применяться для определения возраста. Так по данным Gardiol D. [13], в первом десятилетии жизни это соотношение составляет 1:18, в четвертом - 1:6, в пятом - 1:8, а в девятом - 1:10. Следует отметить, что преобладающее количество исследований в данном направлении носят качественный характер, основанный на субъективной оценке наблюдаемых изменений и крайне мало работ по количественной оценке изучаемых явлений, которые значительно повышают их диагностическую достоверность и делают сопоставимыми результаты исследований разных авторов.

Целью данного исследования явилось определение возможности применения некоторых микроморфометрических показателей инволюции грудной аорты, а в частности толщины интимы, количество клеток в ней, толщины медии и индекс, выражающий отношение толщины интимы к толщине медии для определения биологического возраста.

Материалом исследования послужили фрагменты грудного отдела аорты, взятые от 102 трупов лиц мужского и женского пола умерших в возрасте от 17 до 93 лет, не более чем за 24 часа до момента забора материала. Все объекты исследования были разделены на шесть возрастных групп, в соответствии с классификацией возрастных периодов Всемирной Организации Здравоохранения. Для гистоморфометрических исследований из стенки грудного отдела аорты изымался кусочек размерами 1х1,5 см и помещался для фиксации в 10% раствор нейтрального формалина на 3 суток. После этого кусочки проводились через батарею спиртов восходящей концентрации для обезвоживания и заливались парафином. На одном и том же микротоме приготавливались гистологические препараты толщиной 5-7 мкм. Применялись окраски: гематоксилин-эозином, по Ван-Гизон, на эластику резорцин-фуксином по Вейгерту, гематоксилином. Все исследуемые препараты приготавливались по одинаковой методике, однотипно.

Измерение толщины интимы (мкм) производилось наложением окулярной измерительной линейки на участок от внутренней эластической мембраны до края эндотелия сосуда. Измеряли последовательно шагом в одно поле зрения микроскопа (не менее 10 полей зрения), полученные показатели толщины интимы складывали и усредняли. Подобным способом производили и измерение толщины медии. Полученные данные всех изученных количественных параметров аорты были разделены по шести возрастным группам и подвергались математической обработке с расчетами: средней арифметической (М), средней ошибки средней арифметической (m), среднего квадратичного отклонения s (СКО). Затем эти же критерии обрабатывались по t-критерию Стьюдента, дисперсионным анализом, множественными сравнениями количественных показателей по Шеффе с определением коэффициент корреляции.

При оценке изменений толщины интимы грудной аорты было установлено, что в молодом возрасте (17-21 год) она в среднем составила 39,3 мкм. В средней и старшей возрастных группах наблюдалось более значительное ее утолщение с расслоением и слизистым отеком в крайней из возрастных групп, где толщина ее составила в среднем - 314,8 мкм, коэффициент корреляции с возрастом составил 0,67.

Значения толщины средней оболочки аорты, колебались от 893,1 мкм в возрастной группе 17-21 год до 1108 мкм в возрастной группе 75 лет и старше. Отмечена невыраженная возрастная динамика этого параметра, что подтвердилось значением t-критерия Стьюдента (менее 3). Значение коэффициента корреляции этого показателя с возрастом - 0,47.

Для выяснения возрастной динамики удельного содержания клеток в интиме грудной аорты производили подсчет клеток в интиме в 40 полях зрения с помощью окулярной сетки, затем вычисляли количество клеток в 1 мм² среза. Значительные атрофические процессы, происходящие с возрастом во внутренней оболочке аорты, отражаются и на количественном составе клеток (от 1246,4 до 368,8 в крайних возрастных группах) на единицу площади среза.

Определение отношения толщины интимы к толщине медии в грудной аорте показало резкое уменьшение значений этого показателя с увеличением возраста, от 25,7 в группе 17-21 год до 3,9 в возрастной группе 75 лет и старше. Высокая достоверность различий между полученными результатами средних значений данного параметра подтверждается и значением коэффициента корреляции, который составил 0,64.

Таким образом, анализ характера инволютивных изменений изученных микроморфометрических параметров грудной аорты, показал, что только некоторые из них, а в частности толщина интимы и удельное содержание клеток в ней, а так же индекс, выражающий отношение толщины интимы к толщине средней оболочки аорты, выражено коррелируют с возрастом, имеют небольшие индивидуальные разбросы, мало зависят от других показателей и соответственно могут быть использованы в экспертных целях для определения биологического возраста индивидуума.