Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Макро-микроскопическая анатомия и деформативно-прочностные свойства большеберцового и общего малоберцового нервов взрослых людей

На правах рукописи

□0344 7ССШ

ПАТКИНА Ирина Владимировна

МАКРО-МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ АНАТОМИЯ И ДЕФОРМАТИВНО-ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА БОЛЬШЕБЕРЦОВОГО И ОБЩЕГО МАЛОБЕРЦОВОГО НЕРВОВ ВЗРОСЛЫХ ЛЮДЕЙ

14.00.02 - анатомия человека

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саратов - 2008

О 2 ОПТ 2008

003447600

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» Федерального агентства по образованию

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Калмин Олег Витальевич.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Добровольский Геннадии Александрович;

заслуженный работник высшей школы РФ, доктор медицинских наук, профессор Асфандияров Растям Измаилович.

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава».

Защита диссертации состоится <сТ. ..».........<~?.2008 года в «......» часов на заседании диссертационного совета Д.208.094 04 при ГОУ ВПО Саратовский ГМУ Росздрава по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Большая Казачья, д 112

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при ГОУ ВПО Саратовский ГМУ Росздрава

Автореферат разослан «.....».........<ТГ7.. 2008 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, /1

доктор медицинских наук, £у

профессор / //* Бородулин В.Б

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Биомеханика периферической нервной системы является одной из актуальных проблем современной морфологии и практической медицины Актуальность данной проблемы связана с тем, что повреждения нервных стволов в настоящее время встречаются все более часто, относятся к тяжелым повреждениям периферической нервной системы и приводят к длительной нетрудоспособности в самом активном возрасте (Козловская JI.E. и соавт., 1979; Асатиани Д Л, 1989; Юрах Е.М., 1990; Калмин О.В., 1998; и др.), поэтому она имеет не только большое медицинское, но и огромное социальное значение из-за распространенности, тяжести медицинских и социальных последствий (Дойников Б.С., 1955; Асатиани Д.Л., 1989; Шоломов И.И., 1997; Калмин О.В, 1998; Ramie I., Filipovic V.Z., 2002; Ferraresi S. et al., 2003; и др.).

На нижних конечностях в мирное и военное время наиболее часто травмируются ветви седалищного нерва — большеберцовый и общий малоберцовый нервы из-за сравнительно малого поперечного сечения, что определяет актуальность их изучения (Дойников Б.С., 1955; Асатиани Д.Л., 1989; Ramie I., Filipovic V Z., 2002; и др.). Около 93,1% повреждений нервов отмечаются в молодом и среднем возрасте, т е. в периоды наиболее активной деятельности, что обусловило актуальность изучения данных нервов именно в эти возрастные периоды человека (Збровский В.И., Головченко Ю.И., Самосюк И.З., 1974; Ко-кин Г С., Бабин A.B., 1990; и др.).

Развитие нейрохирургии и микрохирургии требует детального знания макро-микроскопических особенностей и биомеханических свойств нервных стволов в различные возрастные периоды. Изучение данной проблемы имеет практическое значение для решения ряда вопросов, касающихся выбора тактики оперативных вмешательств по восстановлению анатомической целостности и функции нервов, замещения их трансплантатами.

Сейчас микрохирургу уже недостаточно знаний об анатомо-топографи-ческих особенностях отдельных нервных стволов, а необходимы полные сведения об их внутрисгвольной структуре и механических свойствах в разные возрастные периоды, так как без знания функционального состояния внутри-ствольных структур и без их идентификации во время операции трудно обеспечить нормальное восстановление функции поврежденных нервов (Коротке-вичЕ.А, 1986; Шевелев И.Н, Решетин Б.Н., 1989; Шудло H.A. и соавт., 2003; Chow J.A. et al., 1986; Payne S.H., 2001; и др.).

Комплексные исследования морфометрических параметров во взаимосвязи с деформативно-прочностными свойствами для седалищного, срединного и

локтевого нервов человека в зрелом возрасте выполнены О.В.Калминым (1998). Что касается болынеберцового и общего малоберцового нервов, то встречаются лишь единичные сведения о морфологии и механических свойствах их нервных стволов, причем большинство исследований было проведено на животных (Богри С.М, 1958; Паксютов O.A. и соавт., 1995; Щевцов В.И. и соавт., 2004; Варсегова ТН. и соавт., 2005; и др.), и их результаты лишь с достаточно большой поправкой можно перенести на человека Отсутствуют также сведения об индивидуальной изменчивости, возрастных и половых различиях деформатив-но-прочностных свойств нервных стволов, о взаимосвязи между структурой и биомеханическими свойствами этих нервов, поэтому комплексное изучение морфометрических параметров внутриствольной структуры и биомеханических параметров большеберцового и общего малоберцового нервов в разные возрастные периоды взрослого человека является актуальной задачей.

Цель работы

Целью работы явилось выявление макро-микроскопических особенностей и деформативно-прочностных свойств большеберцового и общего малоберцового нервов взрослых людей, их индивидуальной изменчивости, возрастных и половых различий.

Задачи исследования

1 Изучить внутриствольное строение, макро- и микроморфометрические характеристики большеберцового и общего малоберцового нервов, их индивидуальную, возрастную изменчивость и половые различия.

2 Определить их деформативно-прочностные свойства при одноосной растягивающей деформации, индивидуальную изменчивость, возрастные и половые различия.

3. Выявить взаимосвязь между внутриствольной структурой большеберцового и общего малоберцового нервов и их деформативно-прочностными свойствами.

Положения, выносимые на защиту

1. В течение периода зрелого возраста происходит перестройка внутриствольной структуры большеберцового и общего малоберцового нервов, основными показателями которой являются увеличение соединительнотканного компонента и уменьшение нейрокомпонента.

2. С возрастом происходит изменение деформативно-прочностных свойств большеберцового и общего малоберцового нервов. При малых деформациях прочность и упругость у них возрастают из-за накопления в течение зрелого возраста соединительной ткани. При больших деформациях и при разрыве

прочность и жесткость нервов с 21 года до 50 лет снижаются в результате дегенерации нервных волокон, а после 50 лет увеличиваются в связи со склерозированием нервного ствола. 3. Возрастные изменения структуры изученных нервов детерминируют изменения их деформативно-прочностных свойств. Основными структурными компонентами, определяющими прочность и жесткость нервов при малых деформациях, являются эластические и коллагеновые волокна опиневрия, а при больших деформациях и при разрыве - нервные волокна и периневрий.

Научная новизна работы

Впервые проведено комплексное изучение внутриствольного строения и деформативно-прочностных свойств болыиеберцового и общего малоберцового нервов взрослых людей.

Впервые получены подробные количественные данные о возрастной динамике параметров внутриствольного строения изученных нервов, имеющие практическую значимость для нейро- и микрохирургии.

В результате проведенного исследования впервые установлено, что в течение периода зрелого возраста увеличивается толщина эпиневрия на 90,4% и 53,7%, периневрия - на 25,9% и 19,4%, эндоневрия - на 30% и 21,2%; возрастает относительная площадь поперечного сечения соединительной ткани на 18,5% и 21,4%; уменьшаются относительная площадь поперечного сечения пучков нервных волокон на 45,8% и 46,8%, количество пучков нервных волокон - на 14,6% и 18,5%, количество нервных волокон - на 52,4% и 41,1%, а калибр пучков - на 37,1% и 28,5%.

Представлены подробные количественные данные о возрастной динамике деформативно-прочностных параметров при малых и больших деформациях и при разрыве нервов. Впервые установлено, что в течение периода зрелого возраста у изученных нервов на стадии малых (10%) деформаций увеличиваются абсолютная нагрузка - на 39,8% и 62,9%, а коэффициент упругости - на 24,7% и 55,8%; на стадии больших (25%) деформаций и при разрыве прочность и жесткость нервов с 21 года до 50 лет снижаются - на 20,5% и 37,9% в результате дегенерации нервных волокон, а после 50 лет, наоборот, увеличиваются на 7% и 11% в связи со склерозированием нервного ствола.

Впервые показано, что изученные нервы имеют одинаковую растяжимость, так же у них отмечен параллелизм изменения абсолютной нагрузки при деформации.

Выявлены основные тенденции возрастной динамики внутриствольного строения и деформативно-прочностных свойств изученных нервов.

Определены морфологические структуры, детерминирующие деформа-тивно-прочностные свойства нервов на разных стадиях деформации. Разрывная нагрузка, предел прочности и коэффициент упругости наиболее тесно связаны положительной корреляцией с абсолютной и относительной площадью поперечного сечения пучков нервных волокон (Ь= от 0,4 до 0,7), общим количеством и плотностью нервных волокон (Ь= от 0,3 до 0,6). Содержание соединительной ткани и толщина оболочек отрицательно коррелируют с механическими параметрами нервов в момент разрыва (Ь=-0,50).

Предложены математические модели, позволяющие по морфологическим параметрам большеберцового и общего малоберцового нервов определять в судебно-медицинской практике возраст субъектов.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные данные дополняют знания о внутриствольном строении и деформативно-прочностных свойствах большеберцового и общего малоберцового нервов и могут быть использованы в процессе преподавания анатомии человека, гистологии и судебной медицины.

Количественные результаты о внутриствольном строении и деформативно-прочностных свойствах большеберцового и общего малоберцового нервов могут быть применены в нейрохирургической и микрохирургической практике при оперативных вмешательствах на изученных нервах и при диагностике травм нервов нижних конечностей.

Знание деформативно-прочностных свойств нервов имеет значение также в патологоанатомической и судебно-медицинской практике при определении механизма травматического воздействия на нижние конечности. Предложенные математические (регрессионные) модели позволяют с высокой степенью достоверности определять возраст неопознанных трупов по фрагментам частей тела в судебно-медицинской практике

Апробация результатов исследования

Результаты исследований, представленные в диссертации, были доложены на общероссийской конференции с международным участием «Проблемы морфологии (теоретические и клинические аспекты)» (Сочи, 2002); 6-м Конгрессе международной ассоциации морфологов (Москва, 2002); межрегиональной научной конференции «Актуальные вопросы вертебро-медуллярной нейрохирургии» (Балаково, 2003); международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани (Астрахань, 2007; 15-й межрегиональной научной конференции «Актуальные проблемы медицинской науки и образования» (Пенза, 2007); 16-й межрегиональной научно-практической конференции

«Актуальные вопросы современного практического здравоохранения» (Пенза, 2008), 9-м Конгрессе международной ассоциации морфологов (Бухара, 2008).

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 2 - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований.

Внедрение результатов исследования

Результаты работы используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре анатомии человека Пензенского государственного университета; на кафедре анатомии человека Саратовского государственного медицинского университета; на кафедре нормальной анатомии Мордовского государственного университета им. Н П.Огарева.

Структура и обьем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (1-я глава), описания материала и методов исследования (2-я глава), собственных исследований (3-я глава), обсуждения полученных результатов (4-я глава), выводов и списка использованной литературы, включающего 134 источника на русском языке и 106 источников на иностранных языках. Общий объем диссертации составляет 164 страницы машинописного текста, в том числе 63 рисунка и 55 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Материалом исследования послужили болыпеберцовые и общие малоберцовые нервы 78 трупов взрослых людей обоего пола в возрасте от 21 до 60 лет, причина смерти которых не была связана с заболеванием или травмой периферической нервной системы. Для детального анализа возрастной динамики внутриствольного строения и деформативно-прочностных свойств материал исследования был разделен по полу и по возрасту по десятилетиям.

В соответствии с задачами исследования в работе применены различные методы изучения внутриствольного строения и деформативно-прочностных свойств нервов, а также методы статистического анализа. Образцы нервов для исследования брали на уровне середины подколенной ямки. Площадь поперечного сечения (ППС) нервов измеряли на нативных препаратах. Гистологическое строение нервов изучали на парафиновых поперечных срезах.

Срезы окрашивали гематоксилином-эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, импрегнировали азотнокислым серебром по Грос-Бильшовскому-Кампосу и Бильшовскому-Ландау. На срезах нервов измеряли толщину эпинев-

рия, периневрия и эндоневрия, абсолютную площадь поперечного сечения соединительной ткани и пучков нервных волокон, подсчитывали количество пучков нервных волокон в стволе и количество осевых цилиндров. Затем рассчитывали относительную площадь поперечного сечения соединительной ткани и пучков нервных волокон, среднюю площадь поперечного сечения пучков, плотность осевых цилиндров на 1 мм2 поперечного сечения пучков

Исследование деформативно-прочностных свойств нервов проводили на материале, взятом от трупов не позднее 16-18 часов после наступления смерти Эксперименты проводили в день взятия материала, не позднее 2 часов после аутопсии, так как известно, что механические свойства биологических тканей в течение 1 суток после смерти меняются незначительно (Иоффе И.Л. и соавт., 1971). Образцы нервов длиной 20 мм растягивали в продольном направлении со скоростью 20 мм/мин до момента полного разрыва на разрывных машинах типа «2161 Р-5» и «2166 Р-5». При исследовании биомеханических свойств, проводили графическую регистрацию зависимости «нагрузка-деформация». Определяли абсолютную и относительную нагрузку и коэффициент упругости при растяжении нервов на 10% и 25% их первоначальной длины, общую прочность (разрывную нагрузку), предел прочности, коэффициент жесткости (модуль Юнга) и максимальную относительную деформацию в момент разрыва.

Полученные при исследовании морфометрические и биомеханические данные обрабатывали вариационно-статистическими методами. Для всех изучавшихся параметров определяли минимальное (Min) и максимальное (Мах) значения, среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (ш), среднее квадратическое отклонение (S), коэффициент вариации (Cv), коэффициент точности исследования (Cs) (Дубров A.M., 1978; Автандилов Г.Г., 1990; Лакин Г.Ф., 1990; и др.). Все совокупности экспериментальных данных подвергали предварительной обработке на присутствие «выскакивающих» вариант (Плохинский H.A., 1970).

Достоверность различий между рядами вариант определяли с помощью параметрического критерия Фишера и непараметрического критерия Колмогорова-Смирнова (Гублер Е.В., Генкин А А., 1973; Гублер Е.В., 1990). Различия считали достоверными при 95%-м пороге вероятности (Р<0,05). Для всех морфологических и биомеханических параметров были рассчитаны показатели асимметрии: относительная величина диссимметрии и коэффициент диссим-метрии, коэффициент направленности диссимметрии (Сперанский B.C., 1978). Асимметрия считалась достоверной при величине относительной диссимметрии более 5%. Полученные морфометрические и биомеханические данные исследованы также с помощью парного непараметрического корреляционного анализа (по Спирмену), анализа корреляционных отношений, линейного и не-

линейного регрессионного анализа, дисперсионного однофакторного и многофакторного анализов (Лакин Г.Ф., 1990, Углов Б.А. и соавт., 1994; Реброва 010., 2002; Котельников Г.П. и соавт., 2006)

Математические расчеты проводили на компьютере с помощью статистических программных пакетов «Statistika 7» и «Stat Plus 2007». Документацию осуществляли протоколированием и фотографированием гистологических препаратов. Графическую обработку результатов проводили, используя приложения Microsoft Excel и программные пакеты «Statistika 7» и «Stat Plus 2007».

Результаты собственных исследований и их обсуждение

Проведенные исследования показали, что в течение периода зрелого возраста человека происходит значительная качественная и количественная перестройка структуры большеберцового и общего малоберцового нервов. Макроскопически нервы с возрастом почти не изменяются, а основные изменения связаны с их внутриствольной структурой (табл. 1).

Общая ППС ствола, абсолютные ППС пучков и соединительной ткани обоих нервов в течение периода зрелого возраста изменяются почти параллельно К 60 годам общая ППС ствола возрастает у большеберцового нерва на 9,1% и у общего малоберцового - на 6,1%, абсолютная ППС пучков уменьшается у большеберцового нерва на 32,5% и у общего малоберцового - на 38,6% , а абсолютная ППС соединительной ткани увеличивается у них на 29,2% и на 28,9% (табл. 1).

Таблица 1

Параметры внутриствольного строения большеберцового (ББН) и общего малоберцового (ОМБН) нервов

Возрас- ББН ОМБН

Параметр тная группа (лет) М + т Динамика (%) М±т Динамика (%) ББН/ ОМБН

Общая площадь 21-30 20,99 + 0,54 - 11,33 ± 0,16 - 1,85

ППС нерва, мм! 31-40 21,53 + 0,52 2,57 И,44 ±0,28 1,0 1,88

41-50 21,73 + 0,67 0,93 11,85 + 0,37 3,6 1,83

51-60 22,98 ±0,46 5,75 12,02±0,25 1,4 2,09

Толщина, эпинев- 21-30 136,32+5,69 - 139,50+7,2 - 0,98

рия, мкм 31-40 183,42 ±7,62 35,52 165,80± 8,9 18,9 1,11

41-50 223,69± 15,55 21,96 184,7± 10,1 11,4 1,21

51-60 259,52± 10,92 16,02 214,3 + 12,2 16,0 1,21

Средняя толщина периневрия, мкм 21-30 31-40 41-50 12,99±0,36 13,85 ± 0,21 15,00 + 0,42 6,62 8,3 15,7+0,50 16,4± 0,70 17,4 ±0.60 4,46 6,10 0,83 0,84 0,86

51-60 16.35 ±0,28 9,0 18,74 ±0,60 7,47 0.87

Толщина эндо- 21-30 3,21 ±0,07 - 3,3 + 0,1 - 0,96

неврия, мкм 31-40 41-50 3,50±0,08 3,77± 0,10 9,03 7,71 3,6±0,1 3,8 ±0,1 9,1 5,56 0,98 0,98

51-60 4,17± 0,09 10,61 4,0 ±0,1 5,26 1,05

Возрас- ББН ОМБН

Параметр тная группа (лет) М±ш Динамика (%) М±т Динамика (%) ББН/ ОМБН

Абсолютная ППС 21-30 7,71 + 0,17 - 4,56 + 0,10 - 1,69

пучков нервных 31-40 7,06 ±0,16 -9,2 4,14± 0,12 -10,14 1,70

волокон, мм2 41-50 6,07 + 0,18 -16,3 3,66 + 0,13 -13,11 1,66

51-60 5,82±0,17 -4,3 3,29 + 0,11 -11,24 1,77

Абсолютная ППС 21-30 13,28 + 0,42 - 6,77 + 0,11 - 1,%

соединительной 31-40 14,47 ±0,50 8,96 7,30±0,19 7,83 1,98

ткани, мм2 41-50 15,65 ±0,54 8,2 8,19± 0,27 12,19 1,91

51-60 17,16 ± 0,40 9,65 8,73 ± 0,20 6,6 1,97

Относительная 21-30 37,03 ±0,60 - 40,22 ±0,67 - 0,92

ППС пучков 31-40 33,24 ±0,83 -11,4 36,16 + 0,61 -11,23 0,92

нервных волокон, 41-50 28,14±0,58 -18,08 31,00 ±0,60 -16,65 0,91

% 51-60 25,39 ±0,64 -10,87 27,40 ±0,73 -13,14 0,93

Относительная 21-30 62,97 ±0,60 - 59,78 ±0,67 - 1,05

ППС соедини- 31-40 66,76±0,83 6,0 63,84±0,61 6,8 1,05

тельной ткани,% 41-50 71,86 + 0,58 7,64 69,00 ±0,60 8,08 1,04

51-60 74,61 + 0,64 3,84 72,60 + 0,73 5,22 1,03

Среднее количе- 21-30 39,26±2,36 - 14,10+0,90 - 2,78

ство пучков нерв- 31-40 35,16± 1,32 -11,66 13,60± 1,00 -3,98 2,45

пых волокон 41-50 34,29 ±2,14 -2,54 12,40+ 1,30 -9,68 2,77

51-60 34,26± 1,82 -0,09 11,90 + 0,60 -4,20 2,88

Средняя ППС од- 21-30 0,24 ±0,03 - 0,3 83 ±0,032 - 0,63

ного пучка нерв- 31-40 0,225 ±0,01 -6,67 0,364 ±0,036 -5,22 0,64

ных волокон, мм2 41-50 0,19± 0,01 -18,42 0,336± 0,038 -8,33 0.56

51-60 0,175 ±0,01 -8,57 0,298 + 0,018 -12,75 0,60

Количество нерв- 21-30 54058 ±1832 - 27029 ±904 - 2,0

ных волокон 31-40 49026± 1450 -10,26 25984± 768 -4,02 1,89

41-50 41710± 1563 -17,54 22106 + 818 -17,54 1,89

51-60 35474±752 -17,58 19156 + 401 -15,4 1,85

Плотность нерв- 21-30 6361,3 ±59,23 - 6439,3 ±58,4 - 0,99

ных волокон на 31-40 6128,1 + 40,37 -3,8 6206,1 ±39,8 -3,76 0,99

1 мм2 ППС пучков 41-50 5971,0±65,0 -2,6 6048,9± 64,1 -2,6 0,99

51-60 5834,9±40,71 -2,3 5912,9 ± 40,2 -2,3 0,99

С возрастом утолщаются все соединительнотканные оболочки изученных нервов, что соответствует данным других исследователей (Дойников Б.С., 1955; Ковешникова А И., 1958; Вишневская КН., 1977; Асатиани Д.Л., 1989; Гасы-мов Е.К. и соавт., 1996; Бобин С.М. и соавт., 1989; Калмин О.В., 1993-2005; Варсегова Т Н. и соавт., 2005; Lehmann J, 1986; Amimoto К et al., 2002; Linde-muth R. et al., 2002, и др ), но наибольший прирост толщины имеет эпиневрий Если периневрий и эндоневрий утолщаются только за счет соединительнотканных волокон, преимущественно коллагеновых, что связано со старением соединительной ткани (Дойников Б.С., 1955; Ковешникова А.И., 1958; Вишневская К.Н., 1977; Асатиани Д.Л., 1989, Гасымов Е.К. и соавт., 1996, Бобин С.М. и соавт., 1989; Калмин О.В., 1993-2005; Варсегова Т.Н. и соавт., 2005; Lehmann J.,

1986 , Amimoto К. et al., 2002; Lindemuth R. et al., 2002, и др.), то в эпиневрии с возрастом увеличивается количество жировых структур (Калмин О.В., 1998; Ferreira J М.С. et al., 1987; Lindemuth R. et al., 2002; Schnaar R.L., 2003, и др.).

Толщина эпиневрия в течение периода зрелого возраста увеличивается у большеберцового нерва на 90,4% , а у общего малоберцового - на 53,7% (табл. 1).

Результаты нашего исследования подтвердили данные Е.И.Зайцева (1963), S.Sunderland (1965) и других о том, что толщина периневрия пропорциональна калибру покрываемого пучка и колеблется в широких пределах, а внутриствольное строение нервов индивидуально изменчиво (Зайцев Е.И., 1963, Михайлов С С , 1978). В пределах одного нерва толщина периневрия может колебаться от 4 до 48 мкм во всех возрастных группах, а средняя его толщина с возрастающей интенсивностью к 60 годам увеличивается у большеберцового нерва на 25,9% и у общего малоберцового - на 19,4%. Во всех возрастных группах его средняя толщина в стволе общего малоберцового нерва была достоверно больше, чем у большеберцового (табл. 1).

Толщина эндоневрия в пределах одного нерва может колебаться от 2 до 6 мкм во всех возрастных группах. Средняя толщина эндоневрия с возрастом увеличивается: у большеберцового нерва- на 30%, у общего малоберцового -па 21,2%.

Во всех 4 возрастных группах общий малоберцовый нерв имел на 8-10% больше относительную ППС нейрокомпонента, чем большеберцовый. Динамика изменения данного параметра была одинаковой в обоих нервах по направлению и по величине.

В течение периода зрелого возраста относительная ППС пучков нервных волокон непрерывно уменьшалась в обоих нервах в общей сложности в 1,46 раза, причем после 50 лет темп ее изменения в обоих нервах замедлялся (рнс 1) Относительная площадь ППС соединительной ткани от 1-й до 4-й возрастной группы увеличивается в 1,18 раза у большеберцового ив 1,21 раза у общего малоберцового нерва, т.е. общую динамику изменения данного параметра у обоих нервов можно считать практически одинаковой, причем, также как и у предыдущего показателя, скорость изменения увеличивалась до 50 лет, а затем довольно значительно снижалась. Во всех возрастных группах относительное содержание соединительнотканного компонента в большеберцовом нерве было достоверно больше, чем в общем малоберцовом нерве, но с возрастом эта разница уменьшалась (табл. 1).

Количество пучков нервных волокон колебалось в стволе большеберцового нерва ог 6 до 85, а в стволе общего малоберцового нерва - от 4 до 33. Во всех возрастных группах большеберцовый нерв имел статистически достоверно

большее среднее количество пучков (в 2,5-2,9 раза). Разница между субъектами по количеству пучков нервных волокон в пределах отдельных возрастных групп колебалась в большеберцовом нерве - от 26 до 79, в общем малоберцовом - от 15 до 29. У одного человека разница в количестве пучков варьировала в большеберцовом нерве - от 6 до 15, а в общем малоберцовом - от 4 до 25 Полученные данные соответствуют выводам С. Stolmski (1995), о том что количество пучков нервных волокон весьма значительно варьирует от нерва к нерву, от индивида к индивиду и на разных сторонах тела одного человека.

Результаты данного исследования не подтверждают сведений А.И Казанцева (1959, 1963, 1965), что с возрастом увеличиваются калибр и количество пучков нервных волокон. Наоборот, в обоих изученных нервах наблюдалось уменьшение среднего калибра пучков нервных волокон, что связано со снижением количества нервных волокон и уменьшением диаметра миелиновых волокон за счет распада миелина (Головченко Ю.И., 1983, Калмин О.В., 1998; Lehman J., 1986) Количество пучков в нервах или существенно не изменялось, или немного уменьшалось, как у общего малоберцового нерва Полученные данные согласуются с выводами Д Л.Асатиани (1989) и О.В.Калмина (1998), что на всем протяжении онтогенеза каких-либо значительных изменений количества пучков в нервах не отмечается.

У большеберцового нерва количество пучков значительно снижалось от 21 года до 40 лет (на 18,4%), а затем скорость их уменьшения замедлялась. У общего малоберцового нерв в течение всего периода зрелого возраста происходило непрерывное уменьшение количества пучков, достигая своего пика уменьшения в 3-й возрастной группе (табл. 1). К 60 годам количество пучков снижалось у большеберцового нерва на 14,6%, а у общего малоберцового нерва - на 18,7%.

ППС отдельных пучков в пределах одного нерва варьировала от 0,003 мм2 до 2,576 мм2 в общем малоберцовом нерве и от 0,003 мм2 до 2,813 мм2 - в большеберцовом нерве. В обоих нервах она уменьшается, но с разной степенью интенсивности (табл. 1).

В общем малоберцовом нерве скорость сжатия пучков постоянно нарастает, причем резкий скачок в 2,1 раза наблюдается после 50 лет. В большеберцовом нерве скорость уменьшения средней площади поперечного сечения (калибра) одного пучка нарастает до 50 лет, а затем замедляется в 3,3 раза В течение изученного периода калибр пучков в большеберцовом нерве уменьшается на 37,1%, а в общем малоберцовом - на 28,5%. Во всех возрастных группах средняя площадь поперечного сечения одного пучка нервных волокон в общем малоберцовом нерве была в 1,6-1,8 раза больше, чем в большеберцовом нерве.

В отличие от С.С. Михайлова (1963) нами не установлены какие-либо закономерности в расположении толстых и тонких пучков на поперечных срезах нервов, что соответствует выводам S. Sunderland (1945).

В нашем исследовании еще раз подтвержден тот факт, что с возрастом уменьшается общее количество нервных волокон и их плотность на единицу площади (Головченко Ю.И., 1983; Бобин В В. и соавт., 1989; Абдуллаев М С. и соавт., 1997; Калмин О.В , 1998). Установлено, что обеднение пучков нервными волокнами начинается значительно раньше, чем это показали в своих исследованиях Ю И.Головченко (1975), В.В Бобин и соавт (1989), K.Takahashi (1963). Уже после 30 лет наблюдается уменьшение числа осевых цилиндров в нервах и небольшое снижение их плотности на 1 мм2 площади поперечного сечения пучков, а к 60 годам эти изменения достигают значительной степени выраженности

С возрастом происходит уменьшение количества нервных волокон на 41,1% в общем малоберцовом и на 52,4% в болыиеберцовом нервах. После 40 лет в обоих нервах наблюдается резкий скачок скорости возрастной дегенерации нервных волокон, более выраженный в болыиеберцовом нерве. Во всех возрастных группах количество нервных волокон в большеберцовом нерве в 1,85-2,0 раза больше, чем в общем малоберцовом нерве (табл. 1, рис. 2)

Разница между субъектами по количеству нервных волокон в пределах возрастных групп колебалась в большеберцовом нерве от 8928 до 22295 и в общем малоберцовом - от 16553 до 44591. У одного человека разница в количестве нервных волокон варьировала в большеберцовом нерве от 39 до 15139 и в общем малоберцовом - от 90 до 4346. Наши данные подтверждают вывод Д Л Асатиани (1989) о том, что по диаметру нерва нельзя судить о количестве содержащихся в нем волокон

80 60

21-30лст 31-40 лег 41-50 лет 51-60лет

- Отн ППС пучков FEH " Отн ППСсоед ткнни ЬЬН

Отн ППС пучков ОМЬН Отн ППСсоеп ткани ОМБН

Рис. 1. Возрастная динамика относительной ППС пучков и соединительной ткани

21-30 лет 31-40 лет 41-S0j[

Рис 2. Возрастная динамика количества нервных волокон

Плотность нервных волокон на 1 мм2 поперечного сечения пучков в обоих нервах мало отличается друг от друга во всех возрастных группах и с увеличением возраста постепенно снижается в 1,09 раза, причем темп снижения плотности осевых цилиндров в обоих нервах параллелен и замедляется с возрастом.

Таким образом, на протяжении зрелого возраста большеберцовый нерв содержит почти в 2 раза большее количество соединительной ткани и нейро-компонента, чем общий малоберцовый нерв Толщина соединительнотканных оболочек в нервах отличается незначительно. Несмотря на разное количество нервных волокон, их плотность в пучках обоих нервов почти одинакова. В течение периода зрелого возраста прослеживаются довольно четкие общие тенденции изменения внутриствольного строения, характерные для обоих изученных нервов:

1) с увеличением возраста в нервах уменьшаются относительная площадь поперечного сечения пучков нервных волокон, калибр пучков и нарастает содержание соединительной ткани;

2) с возрастом увеличивается толщина соединительнотканных оболочек: эпи-неврия, периневрия и эндоневрия;

3) в силу физиологической дегенерации в нервах уменьшается общее количество осевых цилиндров и их плотность на 1 мм2 ППС пучков, причем плотность осевых цилиндров снижается более медленно, чем общее их содержание.

Исследование показало, что в течение периода зрелого возраста одноименные деформативно-прочностные показатели большеберцового и общего малоберцового нервов имеют относительно однонаправленную динамику с большей или меньшей степенью интенсивности в каждой из возрастных групп (табл. 2).

Абсолютная нагрузка, необходимая для 10%-й деформации нервов, пропорциональна их общей прочности и площади поперечного сечения, причем во всех возрастных группах она больше у большеберцового нерва, из-за большей площади его поперечного сечения, и возрастает у него к 60 годам на 40%, а у общего малоберцового нерва - на 63%.

Относительная нагрузка при 10%-й и 25%-й деформациях у обоих нервов во всех группах мало отличается и возрастает у них к 60 годам в 2,4 раза при 10%-й и в 1,4 раза - при 25-й деформации.

Коэффициент упругости при 10%-й деформации (1-й секущий модуль упругости) возрастает у большеберцового нерва на 24,7%, а у общего малоберцового нерва - на 55,8%. При этом, если в 1-й , 2-й и 3-й возрастных группах большеберцовый нерв имеет больший коэффициент упругости, то в 4-й группе величина этого параметра становится у него меньшей. Темп прироста модуля

упругости с возрастом увеличивается, особенно после 50 лет у общего малоберцового нерва. До 50 лет большеберцовый нерв обладает в 1,15-1,22 раза большей жесткостью, а после 50 лет эта разница несущественна, с небольшим преобладанием уже у общего малоберцового нерва (рис. 3).

Таблица 2

Параметры деформативно-прочностных свойств большеберцового (ББН)

и общего малоберцового (ОМБН) нервов

Возрастая группа (лет) ББН ОМБН ББН/ ОМБН

Параметр М±т Динамика (%) М±т Динамика (%)

Абсолютная на- 21-30 38,16±1,45 - 17,47±0,31 - 2,19

грузка при 10% 31-40 41,05±1,82 7,57 18,84±0,48 7,84 2,17

деформации, Н 41-50 44,0±1,3 7,19 20,16А0,47 7,0 2,18

51-60 53,38± 1,12 21,32 28,48±0,66 41,3 1,87

Относительная 21-30 9,48±0,14 - 10,2±0,14 - 0,93

нагрузка при 10% 31-40 12,25±0,20 29,22 13,0±0,19 27,45 0,94

деформации, % 41-50 17,82±0,18 45,47 17,7±0,19 36,15 1,01

51-60 22,50±0,45 26,26 22,9±0,4 29,49 0,98

Коэффициент уп- 21-30 18,94±1,00 - 15,51±0,31 - 1,22

ругости при 10% 31-40 19,09±0,77 0,79 16,66±0,43 7,4 1,15

деформации, 41-50 20,63±0,60 8,07 17,42±0,52 4,6 1,18

Н/мм2 51-60 23,61+0,66 14,44 24,16±0,71 38,69 0,98

Абсолютная на- 21-30 232,79±7,59 - 101,08±2,0 - 2,30

грузка при 25% 31-40 218,69±9,23 -6,45 92,21±2,52 -9,62 2,37

деформации, Н 41-50 185,92±5,57 -17,63 86,05±2,23 -7,16 2,16

51-60 194,76±3,78 4,75 102,24±1,82 18,81 1,90

Относительная на- 21-30 58,11±0,57 - 58,76±0,44 - 0,99

грузка при 25% 31-40 65,26±0,71 12,3 63,35±0,48 7,81 1,03

деформации, % 41-50 74,95*0,56 14,85 75,23±0,45 18,75 1,00

51-60 81,63±0,66 8,91 81,94±0,34 8,92 1,00

Коэффициент упругости при 25% 21-30 31-40 46,03±2,23 40,76±1,63 -12,93 35,89±0,80 32,66±0,96 -9,89 1,28 1,25

деформации, 41-50 35,32±1,02 -15,4 29,79±0,99 -9,63 1,17

Н/мм2 51-60 34,42±0,91 -2,61 34,52±0,86 15,88 1,00

Общая прочность, 21-30 404,29± 14,97 - 172,41±3,59 - 2,34

11 31-40 335,89=115,77 -16,92 145,91±4,11 -18,6 2,32

41-50 248,87±8,43 -25,91 114,61±3,10 -27,81 2,17

51-60 239.59±5,36 -3,73 124,84±2,27 8.93 1,92

Максимальная от- 21-30 39,88±0,18 - 39,55±0,13 - 1,03

носительная де- 31-40 38,51±0,13 -3,44 37,95±0,15 -4,22 1,01

формация, % 41-50 35,05±0,26 -8,98 35,09±0,21 -8,5 1,00

51-60 31,03±0,25 -11,45 30,87±0,22 -13,89 1,01

Коэффициент жесткости, Н/мм2 21-30 31-40 50,51±2,75 41,02±1,89 -18,79 38,69±0,90 33,99±0,96 -13,82 1,31 1,21

41-50 33, 01±0,88 -24,27 28,30±0,96 -20,1 1,17

51-60 34,02±0,84 1 3,06 34,28±0,98 21,1 0,99

Абсолютная нагрузка при 25%-й деформации у обоих нервов в зрелом возрасте изменяется почти параллельно их общей площади поперечного сече-

ния. Она уменьшается до 50 лет у болынеберцового нерва на 25,2% и у общего малоберцового нерва - на 17,5%, а после 50 лет она, наоборот, увеличивается у них, соответственно, на 4,8% и 18,8% (табл. 2). При этом, если у болынеберцового нерва после 50 лет тенденция к увеличению этого параметра только намечается, то у общего малоберцового нерва его величина достигает уровня, характерного для 1-й возрастной группы. В 4-й возрастной группе интенсивность роста этого механического параметра у общего малоберцового нерва в 3,92 раза выше, чем у болынеберцового нерва. Во веек возрастных группах для растяжения большеберцового нерва на 25% его первоначальной длины требуется большее усилие в 2,3 раза в 1-й и в 1,9 раза - во 2-й группах, чем для такой же деформации в этих возрастных группах у общего малоберцового нерва.

Коэффициент упругости при 25%-й деформации (2-й секущий модуль упругости) у большеберцового нерва к 60 годам с замедлением темпа снижается на 33,7%. У общего малоберцового нерва характер изменения этого показателя иной (рис. 4). Он уменьшается к 50 годам на 20,5% , а к 60 годам возрастает на 15,8%. До 50 лет болынеберцовый нерв обладает большей упругостью, чем общий малоберцовый, а к 60 годам в силу разнонаправленной динамики разница в их упругости становится несущественной.

Рис. 3. Возрастная динамика коэффициента упругости при 10%-ной деформации нервов

Рис. 4. Возрастная динамика коэффициента упругости при 25%-ной деформации нервов

Известно, что общая прочность (разрывная нагрузка) характеризует механическую устойчивость органа как целостного образования, поэтому боль-шеберцовый нерв, как более крупный по сравнению с общим малоберцовым, во всех возрастных группах прочнее: в 2,35 раза - в 1-й, в 2,32 раза - во 2-й, в 2,17 раза - в 3-й и в 1,92 раза - в 4-й, но с возрастом эта разница постепенно уменьшается (табл. 2). Общая прочность большеберцового нерва в течение периода

зрелого возраста постепенно уменьшается на 69%. У общего малоберцового нерва она снижается до 50 лет на 49,6%, а затем к 60-ти годам ее величина возрастает на 8,5%, т.е. динамика изменения данного параметра разнополярная. В 4-й группе общая прочность или стабилизируется, как у большеберцового нерва, или даже начинает снова возрастать, как у общего малоберцового нерва (рис. 5).

Коэффициент жесткости (модуль упругости при разрыве) характеризует способность органа противостоять деформирующему усилию. Так как разрыв нерва происходит в условиях растяжения тех же структур, что и при большой степени деформации, величина и возрастная динамика коэффициента жесткости в общих чертах сходны с таковыми 2-го секущего модуля упругости. При разрыве этот параметр уменьшается до 50 лет у большеберцового нерва - на 53% и у общего малоберцового - на 36,7%. После 50 лет он возрастает у них на 3% и на 21%, соответственно. В 1-й группе этот коэффициент в 1,3 раза больше у большеберцового нерва, а к 60 годам он становится одинаковым у обоих нервов, что связано с большей в 7 раз интенсивностью роста коэффициента жесткости в 4-й возрастной группе у общего малоберцового нерва (табл. 2, рис. 6).

200 150 -

.11-5(1 .'irr 51-60 л

31-40 лег 41-50 ле

Рис. 5. Возрастная динамика общей прочности нервов

Рис. 6. Возрастная динамика коэффициента жесткости нервов

Максимальная относительная деформация у обоих нервов практически одинаковая во всех возрастных группах и в течение исследованного возрастного периода снижается в 1,28 раза со сходной динамикой.

Полученные нами данные не подтверждают вывод D.Schneider (1952), что тонкие нервы более растяжимы, чем толстые, так как большеберцовый и общий малоберцовый нервы, резко отличающиеся по общей площади поперечного сечения, имели примерно одинаковую величину максимальной относительной деформации.

Таким образом, что в течение периода зрелого возраста прослеживаются довольно четкие общие тенденции изменения прочностных свойств больше-берцового и общего малоберцового нервов:

1) прочность и упругость обоих нервов при малых степенях удлинения увеличиваются;

2) прочность и жесткость нервов при больших деформациях и при разрыве с 21 года до 50 лет снижаются, в первую очередь, в результате дегенерации их нервных волокон, а после 50 лет, наоборот, увеличиваются в связи с развивающимся склерозом нервных стволов;

3) изученные нервы имеют одинаковую растяжимость, которая в течение зрелого возраста синхронно снижается;

4) у изученных нервов отмечен параллелизм изменения абсолютной нагрузки при 10%-й и 25%-й деформации.

Корреляционный анализ показал, что наиболее значительное положительное влияние на величину абсолютной и относительной нагрузок при 10% деформации оказывают толщина оболочек болыпеберцового и общего малоберцового нервов (h=0,30-0,53), абсолютная и относительная площади поперечного сечения соединительной ткани (h=0,42-0,74). Коэффициент упругости при 10%-й деформации в наибольшей степени также был связан с относительным содержанием соединительной ткани в стволе нервов (h=0,39).

Динамика механических параметров болыпеберцового и общего малоберцового нервов при большой степени деформации и при разрыве также тесно связана с возрастным изменением их внутриствольной структуры.

При деформациях более 15% растяжение нерва происходит за счет всех компонентов: и нервных, и соединительнотканных, преимущественно коллаге-новых (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Калмин О.В., 1998; Viidik А. et al., 1980, 1982; Driscoll P.J. et al., 2002) Известно, что коллагеновые волокна в значительной степени определяют жесткость мягких тканей (Годлевска М.А. и со-авт., 1974, Dobrin Ph.R., 1978; Ferreira J.M.C. et al, 1987), а другим фактором прочности и упругости в нервах считают нервные волокна (Sunderland S., 1965).

Возрастная физиологическая дегенерация нервных волокон приводит к уменьшению количества осевых цилиндров и к снижению способности нерва противостоять растягивающим усилиям, причем до 50 лет накопление коллагена и уменьшение эластина в соединительнотканных оболочках почти не компенсируют этого падения прочности и жесткости, так как депонирующаяся в эпиневрии жировая ткань в значительной степени нейтрализует увеличение жесткости коллагена из-за разрежения соединительнотканных волокон.

Увеличение концентрации коллагена и повышение его жесткости из-за перестройки молекулярной структуры особенно выражены после 45 лет (Вагеп-

berg S.A. et al., 1978; Cattell M.A. et al., 1996). После 50 лет это вызывает дальнейшее постепенное нарастание жесткости соединительной ткани (Слуцкий Л.И., 1969; Перский Е.Э., Утевская Л.А., 1971) и, следовательно, увеличение жесткости и прочности оболочек нерва и всего нерва в целом, что отмечается и в нашем исследовании.

Исходя из полученных данных о взаимосвязи морфологических и механических параметров изученных нервов можно описать механизм растяжения нервных стволов и выделить основные структурные элементы, определяющие их биомеханическое поведение.

При малой продольной деформации (до 5-7%) происходит лишь распрямление складок пучков внутри нерва и сглаживание извилистости нервных и соединительнотканных волокон и изменение их взаимной ориентации, а растягиваются только эластические волокна (Виноградова Е.В., 1975; Пуриня Б.А., Касьянов В.А., 1980; Омельяненко Н.П. и соавт, 1981; Щудло М.М., Щуд-ло Н.А., 1998; Viidik A. et al, 1982; и др.). По мнению A.Viidik et al. (1982), вначале вязкоупругая деформация в основном связана с межфибриллярным скольжением и сдвигом межфибриллярного геля в соединительной ткани. На этом эгапе относительно небольшая деформирующая нагрузка вызывает значительное удлинение образца.

Последующее увеличение удлинения (до 10-13%) вызывает более интенсивный рост нагрузки В соединительнотканных оболочках нерва начинают растягиваться отдельные коллагеновые волокна, так как их макроструктурный резерв деформации уже исчерпан. Однако внутри пучков растяжения нервных волокон еще не происходит, так как они еще имеют небольшой остаточный резерв деформации. Следовательно, на стадии малых деформаций растяжение периферических нервов происходит преимущественно за счет соединительнотканных волокон, преимущественно эластических, поэтому на этом этапе структурами, определяющими прочность и упругость нервов, являются их соединительнотканные оболочки, преимущественно эпиневрий.

Корреляционный анализ подтверждает, что толщина эпиневрия и площадь поперечного сечения соединительной ткани наиболее тесно связаны с механическими параметрами нервов на данной стадии деформации. Это согласуется с выводом Е.М. Кимбаровской (1953) и Н.Н. Дзидзишвили (1965), что эпиневрий и периневрий являются специфическими амортизаторами, предохраняющими нерв от повреждения при умеренном растяжении.

При средней деформации (до 15%) происходит растяжение обоих видов соединительнотканных волокон, а также нервных волокон (Серов В.В., Шех-тер А.Б , 1981; Viidik А., 1973; Hooley C.J. et al., 1980).

На стадии больших деформаций (более 20-22%) эпиневрий начинает терять свою функцию защиты нервного ствола, и соединительнотканные волокна в нем постепенно разрушаются, поэтому основными факторами противодействия удлинению на этом этапе становятся нервные волокна и периневрий, в противоположность свободно организованному эпиневрию (Sunderland S., 1990).

Однако нервные волокна к 25-30%-му порогу деформации также переходят в фазу пластической деформации и текучести и начинают постепенно разрушаться, поэтому на конечном этапе удлинения, близком к моменту разрыва, нервный ствол сохраняет свою относительную анатомическую целостность преимущественно за счет периневрия. Многослойность строения, значительная толщина слоев, различная ориентация его соединительнотканных волокон способствуют значительной прочности этой оболочки (Дойников Б.С., 1955; Stolinski С , 1995; и др.).

Изученные нервы являются неоднородными образованиями, поэтому в процессе их удлинения до момента полного разрыва наблюдается постепенный переход функции защиты от одних структурных компонентов к другим. На раннем этапе эпиневрий является амортизатором деформирующей нагрузки, на стадии больших деформаций сохранению целостности нерва способствует уже периневрий.

Полученные нами данные указывают на то, что при разной степени деформации изученных нервов механизм их повреждения различный, поэтому в клинической практике при лечении повреждений большеберцового и общего малоберцового нервов необходимо принимать во внимание степень их деформации, механизм растяжения и возрастные изменения.

Таким образом, в результате выполненного исследования нами изучена макро-микроскопическая анатомия большеберцового и общего малоберцового нервов, определены их деформативно-прочностные свойства при одноосной растягивающей деформации, выявлены индивидуальная изменчивость, возрастные и половые различия и установлена взаимосвязь между внутриствольной структурой большеберцового и общего малоберцового нервов и их деформа-тивно-прочностными свойствами в течение периода зрелого возраста

Полученные результаты доказывают, что с возрастом происходит перестройка внутриствольной структуры большеберцового и общего малоберцового нервов, которая и определяет изменение их деформативно-прочностных свойств в течение периода зрелого возраста.

Выводы

1. В течение периода зрелого возраста внутриствольная структура большебер-цового и общего малоберцового нервов претерпевает значительные изменения- уменьшается количество нейрокомпоненга, нарастает количество соединительной ткани, эпиневрий утолщается, соответственно на 90,4% и 53,7%, периневрий - на 25,9% и 19,4%, эндоневрий - на 30% и 21,2%, количество нервных волокон уменьшается на 52,4% и 41,1%, а калибр пучков -на 37,1% и 28,5%).

2. При малых (до 10%) деформациях прочность большеберцового и общего малоберцового нервов возрастает на 40 % и 63%, а упругость на 24,7% и 55,5%, соответственно, вследствие накопления в течение зрелого возраста соединительной ткани.

3 При больших деформациях и при разрыве прочность и жесткость нервов с 21 года до 50 лет снижаются на 20,5% и 37,9% в результате дегенерации нервных волокон, а после 50 лет, наоборот, увеличиваются на 7% и 11% в связи со склерозированием нервного ствола.

4. Большеберцовый и общий малоберцовый нервы имеют одинаковую растяжимость. В течение зрелого возраста она синхронно снижается на 28,5% из-за нарастания жесткости соединительнотканных волокон.

5. При малых деформациях основными структурными компонентами, определяющими прочность и жесткость нервов, являются эластические и коллаге-новые волокна эпиневрия.

6. При больших деформациях и разрыве основными структурными компонентами, определяющими прочность и жесткость нервов, являются нервные волокна н периневрий.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Паткина, И В. Морфология общего малоберцового нерва в зрелом возрасте / О.В Калмин, И.В. Паткина // Морфология: Материалы 6-го Конгресса международной ассоциации морфологов. — 2002. - Т. 121, вып. 2-3. - С.63-64.

2. Паткина, И.В. Структура большеберцового нерва в зрелом возрасте / О.В.Калмин, И.В Паткина // Проблемы морфологии (теоретические и клинические аспекты): Материалы всероссийской конференции с международным участием. - Сочи, 2002. - С.28.

3. Паткина, И.В. Внутриствольная структура общего малоберцового нерва в зрелом возрасте / О.В. Калмин, И.В. Паткина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. - 2003. - № 2. - С.72-81

4. Паткина, И.В. Возрастная изменчивость внутриствольного строения общего малоберцового нерва / О.В. Калмин, И.В. Паткина // Актуальные вопросы вертебро-медуллярной нейрохирургии: Сборник трудов межрегиональной научной конференции. - Балаково, 2003. - С.285-289.

5 Паткина, И.В. Сравнительная характеристика внутриствольного строения болынеберцового и общего малоберцового нервов в зрелом возрасте / О.В.Калмин, И.В.Паткина // Вестник новых медицинских технологий. -2007.-Т. 14, №3 -С.38-40.

6 Паткина, И.В. Возрастная динамика параметров внутриствольной структуры общего малоберцового нерва / О.В. Калмин, ИВ. Паткина // Структурные преобразования органов и тканей на этапах онюгенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов: Материалы международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани. - Астраханский медицинский журнал. - 2007. -№ 2. - С.87.

7. Паткина, И.В. Возрастная динамика деформативно-прочностных свойств общего малоберцового нерва / И.В. Паткина // Актуальные проблемы медицинской науки и образования: Сборник трудов 15-й межрегиональной научной конференции. -11енза: ИИЦ ПТУ, 2007. - С. 190-191.

8. Паткина, И.В. Применение факторного анализа для оценки возрастных изменений структуры и механических свойств общего малоберцового нерва / И.В. Паткина //Актуальные проблемы медицинской науки и образования: Сборник трудов 15-й межрегиональной научной конференции. - Пенза: ИИЦ ПГУ, 2007. - С. 192-194.

9. Паткина, И.В. Взаимосвязь прочностных и морфометрических параметров болынеберцового нерва / И.В. Паткина // Актуальные вопросы современного практического здравоохранения: Сборник трудов 16-й межрегиональной научно-практической конференции памяти академика H.H. Бурденко. -Пенза. ИИЦ ПГУ, 2008. -С.215-216.

10. Паткина, И.В. Возрастная динамика прочностных параметров болынеберцового и общего малоберцового нервов / О.В. Калмин, И.В. Паткина //Морфология: Материалы 9-го Конгресса международной ассоциации морфологов — 2008.-Т. 133, вып. 2. - С.56-57.

Подписано в печать 10 09.08 г. Формат 60х84'/,6 Бумага офсетная. Печать офсетная. Шрифт Timens New Roman. Усл. - печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 513.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства Пензенского государственного университета. 440026, г. Пенза, ул. Красная, д. 40.

Актуальность проблемы

Биомеханика периферической нервной системы является одной из актуальных проблем современной морфологии и практической медицины. Актуальность данной проблемы связана с тем, что повреждения нервных стволов в настоящее время встречаются все более часто, относятся к тяжелым повреждениям периферической нервной системы и приводят к длительной нетрудоспособности в самом активном возрасте (Бабчин И.С., 1947; Козловская Л.Е., Нечепуренко Н.И., Власюк П.А., 1979; Асатиани Д.Л., 1989; Калмин О.В., 19931998 и др.)- Поэтому она имеет не только большое медицинское, но и огромное социальное значение из-за распространенности, тяжести медицинских и социальных последствий их повреждения (Ковешникова А.И., 1958; Асатиани Д.Л., 1989; Калмин О.В., 1998 и др.).

На нижних конечностях в мирное и военное время травмируются наиболее часто ветви седалищного нерва — большеберцовый и общий малоберцовый нервы из-за сравнительно малого поперечного сечения, что определяет актуальность их изучения (Дойников Б.С., 1955; Асатиани Д.Л., 1989; Ramie I., Filipovic V.Z., 2002 и др.). Около 93,1% повреждений нервов отмечаются в молодом и среднем возрасте, т.е. в периоды наиболее активной деятельности, что обусловило актуальность изучения данных нервов именно в эти возрастные периоды человека (Збровский В.И., Головченко Ю.И., Самосюк И.З., 1974; Кокин Г.С., Бабин А.В., 1990 и др.).

Развитие нейрохирургии и микрохирургии требует детального знания макро- и микроскопических особенностей и биомеханических свойств нервных стволов в различные возрастные периоды. Изучение данной проблемы имеет практическое значение для решения ряда вопросов, касающихся выбора тактики оперативных вмешательств по восстановлению анатомической целостности и функции нервов, замещения их трансплантатами. Микрохирургу недостаточно знаний об анатомо-топографических особенностях отдельных нервных стволов, а необходимы полные сведения об их внутриствольной структуре и механических свойствах в разные возрастные периоды, так как без знания функционального состояния внутриствольных структур и без их идентификации во время операции трудно обеспечить восстановление функции поврежденных нервов (Короткевич Е.А., 1986; Шевелев И.Н., Решетин Б.Н., 1989; Щудло Н.А., Щудло М.М., Шамара А.В., 2003; Harkness, R.D., 1968; Chow J.A., 1986 и др.).

Комплексные исследования морфометрических параметров во взаимосвязи с деформативно-прочностными свойствами выполнены для седалищного, срединного и локтевого нервов человека в зрелом возрасте (Калмин О.В., 1998). Что касается большеберцового и общего малоберцового нервов, то встречаются лишь единичные сведения о морфологии и механических свойствах нервных стволов (Калмин О.В., Чучков В.М., Николенко В.Н., 1998; Калмин О.В., Николенко В.Н., 1999; Калмин О.В., 2002, 2004). Большинство исследований было проведено на животных (Богри С.М., 1958; Паксютов О.А., Демина А.В., Морозов В.И., 1995, Шевцов В.И., 2000; Щевцов В.И., Варсегова Т.Н., Щудло М.М., Ерофеев С.А., 2004; Варсегова Т.Н., Щудло М.М., Ерофеев С.А., 2005 и др.), поэтому их результаты лишь с достаточно большой поправкой можно перенести на человека. Отсутствуют также сведения об индивидуальной изменчивости, возрастных и половых различиях деформативно-прочностных свойств нервных стволов, о взаимосвязи между структурой и биомеханическими свойствами этих нервов. Знание этих вопросов представляет существенный интерес для нейроморфологии, патологической анатомии, судебной медицины, гистологии, биомеханики, нейрохирургии, микрохирургии. Поэтому комплексное изучение морфометрических параметров внутриствольной структуры и биомеханических параметров большеберцового и общего малоберцового нервов в разные возрастные периоды взрослого человека является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования

Цель исследования

Целью работы явилось выявление макро-микроскопических особенностей и деформативно-прочностных свойств большеберцового и общего малоберцового нервов взрослых людей, их индивидуальной изменчивости, возрастных и половых различий.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить внутриствольное строение, макро- и микроморфометрические характеристики болынеберцового и общего малоберцового нервов, их индивидуальную, возрастную изменчивость и половые различия.

2. Определить деформативно-прочностные свойства при одноосной растягивающей деформации, их индивидуальную изменчивость, возрастные и половые различия.

3. Выявить взаимосвязь между внутриствольной структурой болынеберцового и общего малоберцового нервов и их деформативно-прочностными свойствами.

Положения, выносимые на защиту

1. В течение периода зрелого возраста происходит перестройка внутриствольной структуры большеберцового и общего малоберцового нервов, основными показателями которой являются увеличение соединительнотканного компонента и уменьшение нейрокомпонента.

2. С возрастом происходит изменение деформативно-прочностных свойств большеберцового и общего малоберцового нервов. При малых деформациях прочность и упругость у них возрастает из-за накопления в течение зрелого возраста соединительной ткани. При больших деформациях и при разрыве прочность и жесткость нервов с 21 года до 50 лет снижаются в результате дегенерации нервных волокон, а после 50 лет увеличиваются в связи со склерозированием нервного ствола.

3. Возрастные изменения структуры изученных нервов детерминируют изменения их деформативно-прочностных свойств. Основными структурными компонентами, определяющими прочность и жесткость нервов при малых деформациях являются эластические и коллагеновые волокна эпиневрия, а при больших деформациях и при разрыве - нервные волокна и периневрий. к.

Новизна исследования

Впервые проведено комплексное изучение внутриствольного строения и деформативно-прочностных свойств болыпеберцового и общего малоберцового нервов взрослых людей.

Впервые получены подробные количественные данные о возрастной динамике параметров внутриствольного строения болыпеберцового и общего малоберцового нервов, имеющие практическую значимость для нейро- и микрохирургии.

В результате проведенного исследования впервые установлено, что в течение периода зрелого возраста:

- увеличивается толщина эпиневрия на 90,4% и 53,7%, периневрия - на 25,9% и 19,4% , эндоневрия - на 30% и 21,2%;

- возрастает относительная площадь поперечного сечения соединительной ткани на 18,5% и 21,4%;

- уменьшается относительная площадь поперечного сечения пучков нервных волокон на 45,8% и 46,8%, количество пучков нервных волокон - на 14.6% и 18,5%, количество нервных волокон - на 52,4% и 41,1%, а калибр пучков- на 37,1% и 28,5%.

Представлены подробные количественные данные о возрастной динамике деформативно-прочностных параметров при малых и больших деформациях и при разрыве нервов. Впервые установлено, что в течение периода зрелого возраста у изученных нервов:

- на стадии малых (10%) деформаций увеличиваются абсолютная нагрузка - на 39,8% и 6,9%, а коэффициент упругости - на 24,9% и 56,1%;

- на стадии больших (25%) деформаций и при разрыве прочность и жесткость нервов с 21 года до 50 лет снижаются - на 20,5% и 37,9%, а после 50 лет, наоборот, увеличиваются на 7% и 11% .

Впервые показано, что изученные нервы имеют одинаковую растяжимость, так же у них отмечен параллелизм изменения абсолютной нагрузки при деформации.

Выявлены основные тенденции возрастной динамики внутриствольного строения и деформативно-прочностных свойств изученных нервов.

Определены морфологические структуры, детерминирующие деформа-тивно-прочностные свойства нервов на разных стадиях деформирования. Разрывная нагрузка, предел прочности и коэффициент жесткости наиболее тесно связаны положительной корреляцией с абсолютной и относительной площадью поперечного сечения пучков нервных волокон (h=0,4-0,7), общим количеством и плотностью нервных волокон (h=0,3-0,6). Содержание соединительной ткани и толщина оболочек отрицательно коррелируют с механическими параметрами нервов в момент разрыва (h=-0,50).

Предложены математические модели, позволяющие по морфологическим параметрам болыиеберцового и общего малоберцового нервов определять в судебно-медицинской практике возраст субъектов.

Практическая значимость

Полученные данные дополняют сведения о внутриствольном строении и деформативно-прочностных свойствах болыиеберцового и общего малоберцового нервов и могут быть использованы в процессе преподавания анатомии человека, гистологии и судебной медицины.

Количественные результаты о внутриствольном строении и деформативно-прочностных свойствах болыиеберцового и общего малоберцового нервов могут быть применены в нейрохирургической и микрохирургической практике при оперативных вмешательствах на большеберцовом и общем малоберцовом нервах и при диагностике травм нервов нижних конечностей.

Знание деформативно-прочностных свойств нервов имеет значение также в патологоанатомической и судебно-медицинской практике при определении механизма травматического воздействия на нижние конечности. Предложенные математические (регрессионные) модели позволяют с высокой степенью достоверности определять возраст неопознанных трупов по фрагментам частей тела в судебно-медицинской практике.

Апробация работы. Результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались на: Общероссийской конференции с международным участием «Проблемы морфологии (теоретические и клинические аспекты)» (Сочи, 2002 г.); 6-ом Конгрессе международной ассоциации морфологов (Москва, 2002 г.); Межрегиональной научной конференции «Актуальные вопросы вертебро-медуллярной нейрохирургии» (Балаково, 2003 г.); Международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани (Астрахань, 2007 г.); 15-й межрегиональной научной конференции «Актуальные проблемы медицинской науки и образования» (Пенза, 2007 г.); 16-й межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современного практического здравоохранения» (Пенза, 2008 г.); 9-ом Конгрессе международной ассоциации морфологов (Бухара, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (1-я глава), описания материала и методов исследования (2-я глава), собственных исследований (3-я глава), обсуждения полученных результатов (4-я глава), выводов и списка использованной литературы, включающего 134 источника на русском языке и 106 источников на иностранных языках. Общий объем диссертации составляет 164 страницы, в том числе 63 рисунка и 55 таблиц.

139 ВЫВОДЫ

1. В течение периода зрелого возраста внутриствольная структура большеберцового и общего малоберцового нервов претерпевает значительные изменения: уменьшается количество нейрокомпонента, нарастает количество соединительной ткани, эпиневрий утолщается соответствено на 90,4% и 53,7%, периневрий - на 25,9% и 19,4%, эндоневрий - на 30% и 21,2%, количество нервных волокон уменьшается на 52,4% и 41,1%, а калибр пучков — на 37,1% и 28,5%.

2. При малых (до 10%) деформациях прочность большеберцового и общего малоберцового нервов возрастает на 39,8% и 62,9%, а упругость на 24,7% и 55,8%, соответственно, вследствие накопления в течение зрелого возраста соединительной ткани.

3. При больших деформациях и при разрыве прочность и жесткость нервов с 21 года до 50 лет снижаются на 20,5% и 37,9% в результате дегенерации нервных волокон, а после 50 лет, наоборот, увеличиваются на 7% и 11% в связи со склерозированием нервного ствола.

4. Болыпеберцовый и общий малоберцовый нервы в течение периода зрелого возраста имеют одинаковую растяжимость, которая синхронно снижается на 28,5% из-за нарастания жесткости соединительнотканных волокон.

5. При малых деформациях основными структурными компонентами, определяющими прочность и жесткость нервов, являются эластические и коллагеновые волокна эпиневрия.

6. При больших деформациях и при разрыве основными структурными компонентами, определяющими прочность и жесткость нервов, являются нервные волокна и периневрий.