Определение пола, возраста и морфологических особенностей по черепу и другим элементам скелета.

В современной краниологии важное значение имеет определение половой и возрастной принадлежности исследуемого черепа или серии черепов. Потребность в подобного рода исследованиях возникает в судебно-медицинской практике и при археологических исследованиях.

Определение пола базируется на явлениях полового диморфизма, прослеживаемого уже на уровне половых хромосом. После 7—8-летнего возраста, когда включаются в работу половые железы, начинают формироваться различия между мальчиками и девочками в массивности скелета и других признаках, которые и служат потом для определения пола.

Различия в строении мужской и женской скелетной системы выражаются в форме грудной клетки, таза, в строении черепа и т. д.

Наиболее точное определение пола дает исследование костей таза. Женский и мужской таз различаются своими функциональными нагрузками и отсюда различия в их строении.

В случаях, когда кости таза отсутствуют, определение возможно по трубчатым костям и даже костным фрагментам. У мужчин костная система более массивная, чем у женщин с резко выраженным рельефом в местах при крепления мышц. Считают, что по весовым и длинотным различиям трубчатых костей можно точнее установить пол. Так, самая большая длина локтевой кости для мужчин составляет 265 мм, для женщин — 230 мм. Масса обезжиренной и высохшей локтевой кости у мужчин варьирует от 41, 5 до 54 г, женской — от 31, 5 до 40, 5 г. Самая большая длина бедренной кости у мужчин составляет 460 мм, у женщин — 390 мм, наибольшая окружность головки бедренной кости у мужчин составляет 153 мм, у женщин — 134, 4, масса сухой и обезжиренной бедренной кости у мужчин варьирует от 291 до 375 г, у женщин — от 209 до 270 г. Величина шеечно-диафизарного угла бедренной кости у мужчин составляет 135°, у женщин — 115°.

Рис. 22. Половые различия черепа. 1 – мужской череп, 2- женский череп

Особенно подробно изучены различия в строении мужских и женских черепов (см. рис. 22). Признаки, по которым различаются черепа мужчин и женщин представлены в таблице 29.

Таблица 29.

Морфологические особенности черепа мужчин и женщин
(по В. П. Алексееву, Г. Ф. Дебецу, 1964)

Основанием для определения возраста служат те изменения, которые претерпевает организм в своем развитии. Ранее уже отмечалось, что биологический возраст не совпадает с паспортным (см. занятия № 2-3), опережая или отставая от него. Различия могут составить 4—5 лет. Ориентировка на биологические изменения в онтогенезе не позволяет выделить некоторые периоды, например период новорожденности. Обычно выделяют 6 периодов, основанных на критериях биологического возраста (см. табл. 30):

Таблица 30.

Возрастные периоды, определяемые по скелету

На костных материалах прослеживаются: возрастная изменчивость костей черепа, костей скелета и зубов.

Череп человека состоит из отдельных костей и их соединений. Эмбриогенез костей черепа различается по времени и тканевой основе, участвующей в формировании. Начало формирования черепа относится ко второму месяцу внутриутробного периода. В дальнейшем клеточные скопления, образовавшиеся вокруг хорды, превращаются в хрящевую пластинку. Из нее формируются кости основания черепа. Кости свода черепа (лобная, теменная, чешуя височной кости, верхняя часть затылочной кости) формируются на перепончатой основе. Образование лицевого черепа в эмбриогенезе происходит на основе жаберных дуг.

Различают кости черепа, развивающиеся в тесной связи с головным мозгом, и кости лица, являющиеся вместилищем начальных отделов пищеварительной и дыхательной трубки. Затылочная, клиновидная, две височные, две теменные и лобная связаны с развитием головного мозга, а решетчатая, две нижние носовые раковины, две слезные, две носовые кости и сошник связаны с развитием обонятельной капсулы. Лицевой череп в онтогенезе развивается на основании жаберных дуг. Из первой жаберной дуги формируется верхняя челюсть и отдельные косточки среднего уха. Из второй — подъязычная кость, шиловидный отросток височной кости и стремя среднего уха. Большинство костей черепа формируются как парные отдельные кости, соединяющиеся между собой чешуйчатыми и плоскими швами — тонкими костными отростками, заходящими друг за друга.

Рис. 23. Череп новорожденного: передний (1), задний (2), клиновидный (3), сосцевидный (4) роднички

Между костями свода черепа новорожденного имеются также места, незаполненные костью — роднички. Выделяется четыре родничка — передний (имеет ромбовидную форму, расположен между двумя половинами лобной и теменными костями), задний (находится между теменными и затылочной костями), клиновидный (расположен на боковой поверхности черепа между лобной, теменной, височной и клиновидной костями) и сосцевидный (находится между теменной, затылочной и височной костями) (см. рис. 23). Замещение хрящевой ткани на костную в костях черепа начинается на 9—10 неделе эмбриогенеза. Полностью окостенение происходит уже после рождения. Ориентирами биологического возраста на черепе служат швы и роднички. Клиновидный и сосцевидный закрываются в первые недели после рождения. Задний родничок — на третьем месяце жизни. Большой родничок закрывается к 1, 5-2 годам. Задержка его закрытия до 3—5 лет отмечается при рахите.

Рис. 24. Схема облитерации черепных швов, (цифрами обозначен возраст в годах): 1 — вид сбоку, 2 — вид сверху

При определении возраста важно обратить внимание на зарастание (облитерация) черепных швов. От индивидуальных особенностей процесса окостенения зависит образование дополнительных костных швов и костных островков на черепе. В связи с тем, что у человека в отличие от других млекопитающих зарастание швов начинается с внутренней поверхности черепа, более точное определение возраста дает оценка состояния швов на внутренней поверхности черепной коробки. Точность определения возраста этим способом допускает ошибку в среднем до 8 лет. Порядок зарастания черепных швов показан на рисунке 24. Результаты исследования записываются в краниологическом бланке.

Облитерация некоторых черепных швов и замена их костными образованиями начинается с 16—18 лет у мужчин, у женщин несколько позже. Первым обычно окостеневает шов между базилярной частью затылочной кости и телом клиновидной. Окостенение швов свода черепа происходит обычно в пожилом возрасте.

Степень зарастания швов оценивается по пятибалльной шкале (0—4) для каждого участка отдельно (см. табл. 31).

Таблица 31.

Балльная оценка степени зарастания швов черепа.

Для суждения о состоянии процессов окостенения часто пользуются исследованием рентгенограмм кистей и дистальных отделов предплечий (см. табл. 32).

Установленные индивидуальные показатели в сравнении с приведенными стандартами расцениваются как костный возраст ребенка. Одной из причин более раннего появления точек окостенения может быть акселерация, а более позднего — ретардация в связи с болезнями (рахитом, дистрофией и другими).

Раннее появление точек окостенения может вызвать также радиационный фон. Это явление отмечено многими исследователями в зонах радиационного контроля после Чернобыльcкой аварии.

В палеоантропологической практике приходится определять возраст, начиная с рождения. В возрасте до года точки окостенения определены при изучении рентгенограмм новорожденных. На протяжении первого года жизни появляются новые точки окостенения в локтевой, лучевой, головчатой, крючковидной, бедренной, большой берцовой, малой берцовой, кубовидной костях и грудине. Для определения возраста в период до одного года можно использовать размер отдельных костей.

Таблица 32.

Сроки появления и локализация ядер окостенения кисти у мальчиков и девочек,
определяющие возраст (по С. А. Бурову, 1972).

К 3-6 годам жизни происходит слияние всех костных частей позвонков, к 13—16 годам срастается клювовидный отросток лопатки с ее телом. Тазовая кость, состоящая до 14—16 лет из трех отдельных частей — подвздошной, седалищной и лобковой, полностью срастается лишь к 20—22 годам. К периоду завершения полового созревания, т. е. к 16—18 годам, окостеневает надколенник, а также черепной шов на основании черепа, между базиллярной частью затылочной кости и телом клиновидной. Сегменты тела грудины срастаются к 16 годам, а мечевидный отросток с ее телом — к 30. Полное окостенение ключицы, а также сращение тел крестцовых позвонков наступают к 20—22 годам.

Последовательность окостенения такова, что в разные сроки срастается срединный отдел длинных трубчатых костей с их верхним и нижним отделами. На верхней конечности к 18— 20 годам заканчивается окостенение всех отделов лучевой кости и костей кисти. К этому времени срастаются нижний и средний отделы плечевой кисти, приращение же ее верхнего сегмента завершается к 20—22 годам. На нижней конечности к 16—19 годам сливаются нижний участок большеберцовой кости со средним.

Окостенение обеих костей голени заканчивается в 20—22 года. Полное приращение верхнего сегмента бедренной кости к среднему происходит в 17-18 лет, нижнего — в 18-20 лет.

Биологический возраст взрослого индивидуума, т. е. со сформировавшейся костной системой, наиболее точно определяется при исследовании изменений губчатого вещества длинных трубчатых костей на их горизонтальных распилах или рентгенограммах. В практической работе чаще пользуются способом, учитывающим возрастные изменения внешней поверхности отдельных костей.

Начальные проявления старения костно-суставного аппарата определяются по степени изношенности суставных хрящей — в суставных концах сначала откладываются соли (обызвествление), а затем окостеневают фибринозные и хрящевые элементы. На концах суставных поверхностей появляются краевые костные разрастания. Их выраженность тем сильнее, чем преклоннее возраст. Эти изменения раньше всего начинаются в дистальных межфаланговых — нижних пальцевых суставах и суставах позвоночника. Вместо округлых очертаний на основаниях концевых фаланг кисти появляются краевые костные разрастания, острые выступы. В старческом возрасте резко суживаются суставные щели. Костно-суставной аппарат у женщин начинает стареть в среднем на 5—10 лет раньше, чем у мужчин.

Возрастные изменения структуры кости приводят также к тому, что после 50 лет компактные пластинки (наружный слой) и губчатое вещество (внутренний слой) кости разрежаются. Кость становится тонкой, пористой, хрупкой и легкой, вес ее уменьшается.

Уровень окостенения посткраниального скелета (постепенное замещение хрящевой ткани на костную) является важным показателем биологического возраста. В судебно-медицинской практике разработана методика определения возраста плода по наличию участков окостенения и по размерам костей. Однако в поле зрения палеоантрополога такие скелеты попадают очень редко, в большинстве случаев разрушаясь в почве. В качестве примера сохранения скелетных останков плода можно привести случай при раскопках на Ледницком острове (Польша). Был обнаружен скелет плода, находящийся вместе с тазовыми костями женщины. Такая находка является свидетельством того, что женщина умерла во время родов.

При осмотре детского черепа для установления возраста обязательно обращают внимание на зубной ряд. Формирование, прорезывание и замена молочных зубов на постоянные также являются критериями возраста (подробнее в следующих занятиях).

С 3 до 6 лет в нижней части наружного слухового прохода хрящ замещается костной пластинкой, срастаются все сегменты затылочной кости.

В возрасте от 7 до 14 лет боковые части затылочной кости полностью сращены с телом.

Срок прорезывания третьего коренного моляра совпадает с закрытием клиновидно-затылочного шва на основании черепа, т. е. в 17-20 лет.

Выпадение зубов сопровождается атрофией соответствующего участка десны — альвеолярного отростка челюсти, а их полное выпадение приводит к истончению краев челюсти и изменению угла наклона ветви нижней челюсти, при котором он становится более тупым, подбородок сильнее выдает вперед. Эти изменения характерны для старческого возраста.

В качестве источника дополнительных сведений о возрасте можно использовать характер структуры кости черепа. После пятидесяти лет изменяются физические и биохимические свойства костей: они становятся легкими, пористыми, хрупкими, ломкими и тонкими, поскольку разрежаются компактные пластинки и губчатое вещество кости. Отмеченные процессы ведут к уменьшению веса черепа.

Скелетная система человека, как и другие системы органов, подвержена индивидуальной, половой и географической изменчивости.

В остеологических исследованиях прямое измерение длины тела невозможно, поэтому разработаны эмпирические формулы, позволяющие определить длину тела по костям конечностей: плечевой, лучевой, бедренной и большеберцовой костям. Разработанные таблицы размеров отдельных костей для возрастных групп, начиная с 4 лет и до 21 года, приводятся в работе В. П. Алексеева «Остеометрия» (1966) и других работах.

Определение длины тела по костям конечностей — задача, которая часто встает при исследовании палеоантропологических материалов. Имеются различные таблицы и формулы, вычисленные эмпирически на трупном материале. По формулам Пирсона, составленным отдельно для мужских и женских скелетов, длина тела равна (см. табл. 35).

Величины, вычисленные по нескольким костям, более точны, чем полученные на отдельной кости.

Формулы Пирсона применимы для населения со средним ростом (165 см для мужчин). В высокорослой группе они дают заниженные, а в низкорослой — завышенные цифры.

Имеются и другие методы определения длины взрослого человека по длинным костям скелета. Подробнее рассказывается о них в работе В. П. Алексеева «Остеометрия» (1966) и других работах.

Таблица 35.

Определение длины тела по отдельным костям скелета (по Пирсону).

Исследование костных останков в захоронениях по обряду трупосожжений. Возможность получения информации о половозрастных особенностях людей, захороненных по обряду трупосожжения, значительно сужается. Отмечается большая зависимость от степени сохранности костного материала, комплектности и степени раздробленности самого погребения. Во многих случаях, однако, есть основания для приблизительной оценки морфологических признаков, а также определения возраста, пола и длины тела. Реконструкции костных останков из трупосожжений посвящены многочисленные работы польских ученых А. А Малиновского, Я. Пионтека, Я. Стржалко и др.