Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Массивность скелета как конституциональный признак у мужчин

ВАК РФ 03.00.14, Антропология

Автореферат диссертации по теме "Массивность скелета как конституциональный признак у мужчин"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛВДЩ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи УДК 572

КОЛОДИЕВА Маргарита Анатольевна

МАССИВНОСТЬ СКЕЛЕТА КАК КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЙ ПРИЗНАК У МУЖЧИН

Специальность: 03.00.14 - Антропология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1991

Работа выполнена на биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор биологических наук О.М.Павловский Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Б.А.Никитюк кандидат биологических наук В.Н.Федосова Ведущее учреждение - Институт искусствоведения, этнографии и фольклора АН БССР.-

Залита диссертации состоится 1991 г.

в 1^часов на заседании специализированного антропологического ученого совета (шифр Д-053.05.36) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова (г.Москва, проспект К.Маркса, 18, НИИ и Музей антропологии МГУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ и Музея антропологии МГУ.

Автореферат разослан ". £ I" огсуле//^ 1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета А.В.Сухова

МГУ имени М.В.Ломоносова

ВВЕДЕНИЕ

•-^Актуальность проблематики. Конституциональная значимость костного компонента отмечалась давно и неоднократно (Вишневский, 1929; Зенкевич, 1937); известны конституциональные схемы, которые учитывают качественное своеобразие основных компонентов состава тела - жирового, мышечного и костного (Шелдон, 1940; Хит, Картер, 1969; Чтецов, I97S). Тем не менее, конституциональная сторона характеристики такого феномена, как массивность скелета, освещена еще недостаточно, хотя именно массивность является одним из ведущих критериев системы морфологических признаков, фактором формообразования скелета.

Слабо разработан в конституционологии палеоантропологи-ческий аспект, имеющий вместе с тем прямое отношение к изучению массивности скелета (Хрисанфова, 1979). Очевидно, назрела необходимость осмысления понятия массивности как интегратив-ной биологической характеристики костной системы, теоретическим основанием для которого могут служить работы А.А.Малиновского (1945,1948) по изучению элементарных корреляций человеческого организма. Основными чертами конституциональных признаков являются системность, наследуемость и связь с определенными типами телосложения. Проблематика настоящей работы целиком связана с разработкой последнего из критериев этой триады.

Работа выполнена в рамках темы "Экологическое разнообразие и эпохальная динамика морфофункциональных признаков у человека" (0187. Л 00I076I).

Нель и задачи работы. Целью исследования было установление возможности отнесения массивности скелета к конституциональным '•-признакам на основе заключений о ее связи с определенным габитусом. Современное состояние вопроса о взаимосвязи между массивностью скелета и конституцией индивида определило следующие задачи работы.

1. Изучение соотносительной изменчивости основных скелетных параметров, включая весовые, с целью выяснения вклада каждого из них в общую изменчивость массивности костяка.

2. Исследование'вариабельности веса скелета как одного из факторов массивности; изучение закономерностей распределения костной массы и возможностей ее прогнозирования на основе раз-

меров отдельных костей и скелетной оснош в целом.

3. Изучение особенностей скелетной системы у различных конституциональных типов на живых людях параллельно с выяснением роли остеометрических признаков в установлении конституциональной принадлежности по скелетной основе.

Научная новизна работа. Решение названных выше задач осуществлялось на основе обработки материала методами многомерной статистики, наиболее полно удовлетворяющими критериям конституционального подхода. Среди них методу главных компонент отводилась функция формализации и интеграции исходных величин признаков при исследовании внутригрупповой изменчивости весовых и линейных показателей массивности скелета.

На основе выделенных с его помощью главных компонент делаются заключения об основных закономерностях взаимосвязей параметров массивности скелета, даются ноше координаты конституционального фактора массивности и предлагается методика их определения на остеологическом и соматологическом материалах.

Практическое значение работы. Комплексность подхода к оценке массивности создает предпосылки для углубления наших представлений о конституциональном аспекте остеологических исследований. В этом смысле согласованность изучения формы, рельефа и веса в отношении скелетной компоненты может сметь большие перспективы в исследовании разнообразия скелетного статуса древнего и современного населения, особенно в связи с определением пластичности как адаптивной черты популяций. Полученные в диссертации результаты прогнозирования веса скелета по остеомет-рическим и соматометрическим признакам могут иметь большое практическое применение в археологических и палеоэкологических исследованиях, в спортивной антропологии, в судебно-медицинской экспертизе.

Апробация работа. Результаты работы были доложены на ХУ1, XIX и XXI конференциях молодых ученых биологического факультета МГУ (1985,1988,1990), на заседании кафедры антропологии МГУ 14 июня 1988 года.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ (из них две в печати).

Объем ц структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения (отдельный том). Общий объем работы - 250 страниц машинопис-

ного текста. Диссертация содержит 36 таблиц в тексте и 23 таблицы в приложении, иллюстрирована 24 рисунками. Список литературы зключает 316 наименований, из них 98 на иностранных языках.

ГЛАВА I. МАССИВНОСТЬ СКЕЛЕТА В АНТРОПОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛВДОВА- • НИЯХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В глазе дается обзор литературы, посвященной различным аспектам изучения изменчивости массивности в антропологии. Выделяются биомеханический, морфофункционадьный, половозрастной, этнотерриториальный и эволюционный аспекты. Особое внимание уделяется литературе, в которой массивность скелета рассматривается с позиций конституционологии.

'1.1. Биомеханические аспекты изменчивости скелетной система

Биомеханический аспект подразумевает изучение конструктивных особенностей скелетной системы и имманентных возмоянос-тей перестройки костной ткани. В этом смысле массивность может рассматриваться как критерий крепости кости, адаптации к биомеханическим условиям (Хрисакфова, 1967). Рассматриваются работы, изучающие различные факторы этой адаптация: изменение размеров и фсрш костей, их веса, химического состава, степени минералг-зовавности; распределение напряжений в костя, топика компакта и спонгиозц. микроструктурная архитектоника. Отмечается роль пе-ршетров середины даафиза трубчатых костей как наиболее эффективных индикаторов ее массивности в системе линейных признаков: именно на середкне даайиза (по данным исследования бедренксй костя) достигается наибольшая прочность Еа разрыв, растяжение к способность к поглощенЕй энергии, наряду с нарастанием удельного веса компакты.

Анализируется исследование П.Й.Зеакзвьча, посвященное факторам формообразования длинных костей человека (1937,1940), поскольку именно в нем массивность и мзнерализованность костей упоминаются в связи с конституцией индивида. В порядке дискуссии с одним из выводов этой работы (отрицание повышенной пластичности "астеноядных" костей) приводятся довода А.А.Мали-

новского (1945,1948) о пониженной компенсаторной способности астенической конституции, в силу чего кость астеника "в среднем тоньше и менее минерализована, чем кость пикника" (Малиновский , 1948, с.193).

1.2. Морфофункшгональное направление исследований массивности скелета

Морфофунациональный подход, как и биомеханический, связан с ответными реакциями костей на различные экзо- и эндогенные влияния, но главным объектом их внимания являются закономерности внутри- и межгрупповой изменчивости скелетной системы, соотносимые с телесным развитием современных и ископаемых популяций.

Рассматриваются работы по изучению специфики функциональных адаптаций скелета к физическим нагрузкам в группах людей, занимающихся разными видами труда и спорта.

Особое внимание уделяется работам палеоэкологического направления, исследующим пластичность скелета в отношении сре-довых факторов. Феномен пластичности при этом соотносится с таким конституциональным признаком, как "тип стратегии адаптации индивида" (Казначеев, 1973). Приводятся работы по изучению древнего и современного населения, в которых специфика изменчивости признаков скелета, определяющая вариации его пластичности, рассматривается в связи с адаптивными преимуществами тех или иных конституциональных типов в условиях различных экосистем (Хрисан$ова, 1979,1984; Смирнова, 1971; Алексеева, Коваленко, 1980; Шагурина, 1987 и др.).

Обращается внимание на роль функциональных показателей массивности (кортико-медуллярные соотношения и степень минерализации) в установлении истинного характера связи последней с конституциональной изменчивостью. Отмечается разная структура массивности скелета в группах; населения, проживающих в районах с различными климатическими и геохимическими условиями, но вместе с тем подчеркивается значение индивидуального фактора изменчивости в формировании полиморфизма массивности скелета. В этой связи уделяется внимание работам по составу тела, изучающим обменные процессы в организме и костной ткани (носящим различный характер в зависимости от типа конституции),

а также по эндокринной регуляции метаболизма костной составляющей, в том числе в палеоантропологическом аспекте.

1.3. Половозрастной аспект исследований массивности скелета

Б ряде публикаций отмечается роль массивности скелета для диагностики костного материала в отношении пола и возраста, рассмотрены основные работы по возрастной и половой динамике изменений костной системы, в том числе в группах с различными типами телосложения (Никитюк, 1983).

Особое место отводится концепции возрастного остеоморфно-го статуса ЮС (Павловский, 1987), объединяющего в своем содержании характеристику структуры отдельных гостей* (компакти-зация, остеопороз, уровень минерализации) и массивности скелета в целом. Подчеркивается согласованность темпов возрастных изменений костной ткани, выявленная при помощи критериев БОС, с интегральными биологическими характеристиками организма, включая тип телосложения.

Опубликованные данные позволяют акцентировать внимание на географической приуроченности темпов возрастной трансформации скелета как факте биологической адаптации к условиям существования (Алексеева, 1986), а также на конституциональной обусловленности этих темпов (Хрисанфова, 1979).

1.4. Эволюционные и эпохальные тенденции изменчивости массивности скелетной системы

Массивность относится к тем фундаментальным характёристи-кам морфологии скепет-a, интерес к которым традиционно связывается с проблемами палеоантропологии. Являясь диагностическим критерием морфотипа, показатели массивности скелета привлекаются к решению основных вопросов современной эволюционной теории, касающихся филогенетической дифференциации ранних форм гоминид (Алексеев, 1984; Todd, 1982; Eimbell е.а., 1984 и др.) и моделей развития гоминидной линии (Бунак, 1980; Wolpoff, 1982 и др.).

к на примере костно-суставного аппарата кисти.

Рассматривается работы Ю.Д.Беневоленской и Е.Н.Хрисанфо-вой по исследованию качественной специфичности эволюционных стадий гоминид (Беневоленская, Хрисанфова, 1961; Хрисанфова, 1978,1984). Авторами установлено, в частности, что мозаич-ность показателей массивности на скелете выступает одновременно с устойчивой тенденцией к их специфическим сочетаниям у представителей одной эволюционной стадии или локальных групп в ее пределах.

Отмечается роль критерия массивности в дифференциации форм на определенной стадии антропогенеза, что способствует выяснению особенностей их морфогенеза (Рогинский, 1977; Зубов, 1987).

Большое внимание уделяется исследованиям грацилизации как выражений эпохальных тенденций изменчивости скелетной системы гоминид. Приводятся различные гипотезы ее объяснения, а также факты, свидетельствующие о периодах нарастания массивности скелета в гоминидной линии (Алексеев, 1986). В этой связи обсуждаются проблемы временной динамики корреляционных отношений признаков и перспективы соотнесения' эпохальных трансформаций массивности скелета с динамикой конституциональных типов во времени.

Основным итогом обзора литературы является признание необходимости комплексного подхода к изучению массивности скелета в конституциональном плане.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В основе работы лежало изучение коллекции мужских скелетов русских середины XX века (московская популяция), а также рентгенограмм плечевых и бедренных костей этой коллекции (материалы кафедры антропологии МГУ). Для сравнения с остеологическим материалом были взяты соответствующие данные по двум географически различным группам русского мужского населения Ярославской, Воронежской и Курской областей, а также Баргу-зинского и Курумканского районов Бурятской АССР (материалы НИИ антропологии М1У). Количественные сведения об изучавшемся материале представлены в таблице I. Остеометрическая программа и взвешивание выполнены автором, данные по русскому населению взяты с готовых бланков (лаборатория морфологии НИИ и Ж МГУ).

- б -

Таблица I

Количественная характеристика изучавшегося материала

Изучавшийся материал j Количество

I. Скелеты коллекции кафедры антропологии МГУ 70 скелетов

2. Рентгенограмм плечевых костей:

сагиттальная проекция 45 снимков

трансверзальная проекция 50 снимков

Рентгенограмм бедренных костей:

сагиттальная проекция 48 снимков

трансверзальная проекция 51 снимок

Всего обследовано рентгенограмд 194 снимка

3. Русские мужские группы:

с. Поречье Ростовского района Ярославской 196

области человек

г.Россошь Воронежской области 97 человек

с.Рождественка Обоянского района Курской

области 68 человек

с.с.Аргода, Баргузин, Курумкан, Уро, Читкан Курумканского района Бурятской АССР

236 человек

Всего обследовано русских 597 человек

2.1. Остеологическая часть

Дается краткое описание состояния остеологической коллекции с обоснованием правомочности изучения на ней весовых параметров скелета.

Кости взвешивались на электронных весах "ВДК-500" с точностью до 0.1 г. Остеометрическое обследование проводилось по стандартной методике Р.Мартина с добавлением нескольких новых размеров. В части, касащейся исследований рельефа,использованы некоторые приеш В.Г.Властовского (1958) и Н.А.Смирновой (1959), а также предложена оригинальная методика, разработанная на основе анатомических атласов Р.А.Синельникова (1978) и В.П.Воробьева (1932). На каждом скелете было определено 20 размеров рельефа, из них 4 - на черепе, 5 - на костях туловища, 4 - на костях конечностей. Всего на каждом скелете было взято

77 размеров. По смонтированным костям определялись ширина нижнего эпифиза предплечья и голени, а также условный плечевой диаметр и ширина таза. На основании измерений рассчитано 24 указателя, характеризующих форму и массивность кости. В число последних вошли весо-длиннотные индексы, вычислявшиеся для грудины, ключицы и длинных костей конечностей.

На рентгенограммах плечевой и бедренной костей измеряли поперечный и сагиттальный диаметры середины диафиза, толщину сагиттальной и поперечной компакты и соответственно ширину костно-мозгового канала. Вычисляли сагиттальный и поперечный медуллярный указатели как процентное отношение сагиттального и поперечного диаметров костно-мозгового канала, измеренных на уровне середины диафиза, к сагиттальному и поперечному диаметрам диафиза кости (на снимке). Общий медуллярный указатель определялся как средняя обоих названных указателей.

Из тотальных размеров тела на скелете была реконструирована длина тела (формулы Бунака, Троттер и Глезер, Дебеца).

Шли вычислены также условные показатели объема (Дебец, 1967) и массивности (Федосова, 1988) посткраниального скелета и два индекса массивности скелета.

2.2. Соматологическая часть

Приводится общая характеристика изучаемого соматологичес-кого материала в отношении этнической однородности (только русское население), профессиональной принадлежности (преимущественно лоди физического труда), возрастного диапазона (в основном от 20 до 50 лет). Для настоящего исследования были отобраны группы с точно установленными (по визуальной методике Бунака) конституциональными типами: грудным, мускульным и брюшным - а также переходными - грудно-мускульным, мускульно-грудным, мускульно-брюшным и брюшно-мускульиьш*.

Поскольку выбор признаков с готовых бланков производился на основе заключений, сделанных в ходе работы с остеологической коллекцией, методика обработки соматологического материала рассмотрена в соответствующей главе (J6 5).

* Определены в полевых условиях Н.С.Смирновой.

ГЛАВА. 3. МН01ШЕРНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЯВЛЕНИЙ МАССИВНОСТИ НА СКЕЛЕТЕ. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТЕОЛОГОШСЮЙ СЕРИИ

Массивность, как и тотальные размеры, является одной из наиболее содержательных морфологических характеристик скелета и связана с комплексом специфических черт, которые учитывают размеры, форм?! особенности структуры костей.

В настоящей работе в качестве параметров массивности скелета изучались размеры костей и их соотношения, вес костей и характер развития рельефа на них.

В качестве основного аппарата для анализа данных использовался компонентный анализ, т.к. выделяемые им факторы, во-первых, определяет максимум полной дисперсии переменных, во-вторых, являются ортогональными, что снижает вероятность неоднозначных решений. Метод главных компонент был реализован автором на ЭВМ типа ЕС по стандартной программе.

3.1. Исследование весовых параметров развития скелета

Весовые параметры сравнительно редко выступают в роли показателей массивности, хотя исследование массы скелета имеет давнюю традицию в антропологии и медицине (Blechoff, 1883; Its-tiegka, 1921; Trotter, 1954 и др.). Для конституционологии исследование весовых параметров представляет интерес в связи с их способностью чутко реагировать на изменения метаболизма Ungalle, 1931).

В работе изучались особенности изменчивости костной массы различных отделов скелета. В ходе компонентного анализа 17 весовых признаков было установлено, что первые четыре главные компоненты описывают 82.64^ суммарной изменчивости. Наиболее важной закономерностью варьирования весовых параметров является изменчивость массы посткраниального скелета (1-я главная компонента, 57.41^ общей дисперсии). Теснее всего эта компонента скоррелировала с весами плечевых, бедренных и больше-берцовых костей, слабее всего - с весами кальвариума и нижней челюсти. Остальные компоненты характеризуют разнообразные варианты распределения костной массы по отделам скелета: I) "це-

ребральный" и "коксальный" СП-я главная компонента, 11.142 общей дисперсии), 2) варианты поперечного расчленения скелета (Ш-я главная компонента, 8.69% общей дисперсии), 3) "трункаль-кый" и "экстремиталькый" варианты (1У-я главная компонента, 5.40% изменчивости). Существование данных вариантов объясняется, исходя из особенностей расположения выделенных отделов скелета и их функций в скелетной системе.

3.2. Применение метода главных компонент в исследовании линейных параметров развития скелета (абсолютных размеров и рельефа)

Важным моментом в компонентном анализе линейных признаков, в отличие от весовых, является выбор признаков, который во многом определяет объективность оценки массивности скелета. В настоящей работе выбранные для исследования размеры (31 признак) учитывают информацию практически о всех отделах скелета (13 костей). Подробно рассматриваются структурные особенности 1-ой и П-ой главных компонент (55.9/1 общей изменчивости линейных размеров). 1-я главная компонента (44.55С общей дисперсии) отвечает за общее развитие скелета (макро- и микросомия) и наиболее тесно связана с параметрами конечностей (длина трубчатых костей, ширина их нижних эпифизов).

11-я главная компонента (11.4/6 общей дисперсии) выделяет два варианта в системе диафизарных параметров трубчатых костей: длинные тонкие кости и короткие утолщенные - т.е. дает представление о массивности костей в ее традиционном определении. Из факта ортогональности двух первых главных компонент следует независимость координат макро-микросомии и массивности-грацильности. Такая комбинация факторов изменчивости более всего отвечает двухкоординатной схеме А.А.Малиновского (1945, 1948): изменения 1-ой компоненты находят аналогию в линии вариаций по степени гетерогенности роста, тогда как значения П-ой компоненты согласуются с линией вариаций по степени питания кости.

Компонентный анализ линейных параметров рельефа (21 признак, в том числе 5 размеров на черепе^ позволил заключить о сходстве структуры компонент этих признаков с системой абсолютных размеров скелета при большей независимости изменчивости.

3.3. Закономерности! соотносительной изменчивости весовых и линейных параметров развития скелета. Сравнительный анализ показателей массивности

В данной части главы рассматриваются результаты совместного анализа весовых и линейных признаков, развитие которых определяет проявление массивности на скелете. Критерием отбора признаков служила величина их корреляции с 1-ой главной компонентой соответствующей группы. В итоговом анализе, таким образом, участвовало 30 признаков (из них 7 весовых и 7 признаков развития рельефа), взятых на 46 скелетах.

В результате было обнаружено, что наиболее высока и достоверна связь с 1-ой главной компонентой у параметров костей посткраниального скелета, особенно конечностей. Основным фактором их изменчивости следует признать вес. Второй по степени важности является закономерность вариаций линейных размеров, заключающаяся в выделении полюсов: I) длинных трубчатых костей с тонкими диафизами и 2) коротких с утолщенными (П-я главная компонента). Она дополняется положительной корреляцией с повышенными размерами периметров со стороны веса костей и некоторых параметров рельефа. Общая изменчивость весовых и линейных признаков развития скелета в целом укладывается в рамки конституциональной схеш А.А.Малиновского.

По сочетанию индивидуальных значений главных компонент выделены следующие варианты массивности скелета (соответствующие положению индивида в одном из квадрантов пространства I и П-ой главных компонент): I - атлетоидно-лептосомный (макросом-ная массивность): общее хорошее развитие всех параметров посткраниального скелета в сочетании с преобладающим развитием длиннотных размеров костей и их эпифизов; П - церебрально-леп-тосомный (грацильность): общее пониженное развитие костной систеш с превалированием длиннотных размеров над периметрами; Ш - церебрально-айрисомный (относительная массивность): при пониженном развитии костной системы вариабельность толщины диа-физов трубчатых костей преобладает над длиной; 17 - атлетоидно-эйрисомный вариант (классическая массивность): хорошее развитие весовых и линейных параметров скелета в сочетании с повышенной толщиной диафизов трубчатых костей.

В работе приведены оценочные уравнения для вычисления индивидуальных значений главных компонент, однако, в связи с тем, что данные по весовым параметрам костей могут отсутствовать, изучалась возможность определения выявленных вариантов на основании существующих показателей массивности скелета." В качестве одного из них был взят индекс массивности скелета (ИМ), рассчитывающийся по линейным размерам скелетной основы (Алексеева и др., 1972). Установлено, что большая величина этого индекса чаще свидетельствует о крупных абсолютных размерах скелета (высокие значения I главной компоненты), никак не характеризуя состояние диафизарных параметров.

¿Месте с тем компонентный анализ известных показателей массивности костей позволил определить оптимальную структуру индекса массивности скелета, который положительно коррелирует со П-ой главной компонентой набора весовых и линейных признаков развития скелета. Это так называемый взсо-длиннотный индекс массивности скелета (ЩИ). На основании комбинаций значений этих индексов была проведена индивидуальная идентификация вариантов массивности, причем верно определенные варианты составили около 705? участвовавших в ней скелетов. Такой результат, очевидно, позволяет на практике пр'имевять предложенный способ оценки массивности, в том числе на соматическом материале .

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СКЕЛЕТА НА ОСТЕОЛОГИЧЕСКОМ

И С0МАТ0Л0 ГИЧ ЕС КОМ МАТЕРИАЛЕ: ПРОЭДИИЫ МЕТОДИКИ И АНАЛИЗ УРАШЕНИЙ МНОЖЕСТВЕННОЙ РЕГРЕССИИ

В начале главы дается краткий обзор работ, посвященных проблематике исследований костной массы в антропологии и медицине. Отмечается, что вес скелета изучается в связи с составом тела и физическим развитием (Behnke, 1959; Векодер, 1988 и др.), в сравнительно-анатомических исследованиях (ingalle, 1931; Schultz, 1962), как маркёр половой принадлежности (Vel-1о1в, 1957). С целью определения скелетной массы используются данные по размерам скелета, минеральной насыщенности и толщине компактной ткани, а также новейшие методы (прямая фотонная абсорбциометрия, радиограмметрия, компьютерная томография и др., см. Mazess, 1983). Однако, несмотря на точность определения,

преимущество последних зачастую ограничено отсутствием необходимых условий, особенно при исследованиях больших контингевтов населения. Шаток? в данной главе уделяется внимание классическим антропометрическим методам, преимущество которых в этом отношении очевидно.

4.1. Известные способы определения костной массы у человека

Формула И.МатеЙкж (Matlegka, 1921) является одной из традиционных в определения количества костной массы в теле человека. Шесте с тем существуют известные сомнения в правомерности ее использования, связанные со структурой самой формулы и спецификой признаков, участвующих в дефиниции скелетной массы (Trotter, 1954; Смирнова, 1964; Бунак, 1967 и др.). Другой распространенный метод определения веса скелета заключается в использовании аппарата регрессионного анализа. Коротко излагается содержание работ М.Троттер, А.Мерз и Р.Петерсон (Trotter, 1954; Merz е.а., 1956), дается сравнительная оценка результатов, полученных в этих работах.

4.2. Составление ■ анализ уравнений мнохнственной регрессия определения веса скелета по размерным параметрам костей

В данной части главы использовались только результаты измерений остеологической коллекции. Работа по подбору оптимальных регрессионных моделей для определения скелетной массы состояла из трех этапов: I) корреляционный анализ системы весовых 4 параметров скелета и выбор костей, коэффициент корреляции которых с последним достаточно велик (г>0.7); 2) выбор оптимального набора размерных параметров - предикторов веса - для каждой из этих костей; 3) анализ уравнений регрессии, полученных по комбинациям наборов признаков.

По результатам корреляционного анализа были выбраны длинные кости конечностей (исключая малоберцовую), ключица и тазовая кость. Для весов этих семи костей и для 120 их возможных комбинаций были подсчитаны коэффициенты корреляция с весом скелета. На каждой костя выявлялись признаки, совокупность которых

наиболее адекватно отражала ее вес. Ценность наборов определялась по сочетанию наибольшего коэффициента множественной корреляции с весом кости и наименьшей стандартной ошибки оценки последнего; достоверность результата определения веса - по ? -критерию Фишера. В итоге были рассмотрены 127 уравнений регрессии, составленных по всем возможным комбинациям оптимальных наборов линейных параметров костей.

Исследовалась зависимость возрастания величины коэффициента корреляции с весом скелета от количества и наименования костей, размеры которых включены в уравнения множественной регрессии. Показано, что вполне удовлетворительный результат определения веса скелета может быть достигнут при использовании трех четырех костей. При этом наиболее предпочтительными являются плечевая, бедренная, большеберцовая и тазовая кости.

4.3. Уравнения регрессии, ориентированные на определение веса скелета у живого человека

Уравнения регрессии, исследовавшиеся в этой части главы, составлены по измерениям скелетной основы, определимым на живом человеке (23 сочетания признаков), и по данным рентгенограмм плечевой и бедренной костей изучавшейся коллекции. Уровень результатов определения в первом случае был заметно ниже, чем при использовании только остеометрических параметров. Повышение коэффициентов корреляции с весом скелета и уменьшение стандартной ошибки оцекки наблюдалось при включении в уравнение регрессии широтных размеров нижних эпифизов плечевой, бедренной и оольшеберцовой костей. В сочетании с длиной тела и поперечниками туловища эти признаки вошли в оптимальную регрессионную модель определения веса скелета, статистические параметры которой приближались к рассчитанным по эмпирическому весу и были заметно точнее, в сравнении с вычисленными по формуле Матейки. Это уравнение регрессии использовалось при расчете весодлиннотного индекса массивности скелета.

Использование рентгенограмм плечевой и бедренной кости предполагало учет трех ситуаций: I - в распоряжении исследователя имеются только рентгеновские снимки костей, 2 - снимки' и соответствующие кости, 3 - снимки в сочетании с данными оптимального набора размеров скелетной основы (см. выше). Представ-

лены 27 уравнений множественной регрессии с оценочными характеристиками, включающими коэффициент множественной корреляции с весом скелете (н), стандартную ошибку оценки (а) и критерий Фишера (?)• Наибольшая точность определения (и до 0.863 при з= = 332.5 г) наблюдалась при наличии снимка кости и оптимального набора ее измерений. Повышению результата способствовало также включение в уравнение регрессии данных по обеим проекциям плечевой и бедренной костей (сагиттальной и трансверзальной).

ГЛАВА 5. ПР0ЕШ1Ы КОНСТИТУЦИОНМШОЙ ЗНАЧИМОСТИ КОСТШП) КОМПОНЕНТА. ШМАТОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Вопрос о конституциональной значимости костного компонента тесно связан с проблемами выделения критериев конституциональных типов. В современной соматотипологии можно выявить две линии в методах определения последних. В одном случае в основе конституциональной диагностики лежат различия в скелетной системе индивида, которая, по мнению А.А.Малиновского, наиболее удобна для конституционального изучения. Другую представляет методика В.В.Бунака, базирующаяся на визуальной оценке степени развития мускулатуры и жироотложения.

Костная система различных типов телосложения изучалась нами в связи с предположением о существовании в человеческой популяции определенных вариантов массивности скелета, выделенных на основе компонентного анализа весовых и линейных признаков развития скелета. В задачи данной главы входило изучение специфики развития скелета в каждом типе телосложения, а также "соматического статуса" вариантов массивности. В качестве признаков развития скелета исследовались длины сегментов конечностей и широтные размеры их нижних эпифизов, а также плечевой и тазовый диаметры, длина корпуса, скуловая ширина (всего 14 признаков). Из соматических признаков изучались длина и вес тела, обхватные размеры туловища, предплечья и голени, диаметры грудной клетки, средняя жировая складка и количество жира, по Бенке (всего II признаков).

5.1. Характеристика скелетной системы изучавшихся типов телосложения

Определялась степень соответствия одноименных соматотипов русских средней полосы и Забайкалья (по средним величинам на основе критерия Стьюдента). Установлено достоверное укрупнение грудно-мускульного, мускульного и отчасти мускульно-бршного и брюшного типов в сибирской выборке русских. У грудного и брш-но-мускульного типов жителей Забайкалья наблюдается более узкое сложение в сочетании с повышенной шириной плеч. В ходе сравнительного исследования отмечено также расхождение градиента различий по традиционным параметрам массивности скелета (ширина эпифизов конечностей), что говорит о необходимости использования для этой цели комплекса признаков, относящихся к разным отделам скелета. Наличие достоверной разницы в метрических характеристиках аналогичных соматотипов предопределяет введение популяциокного масштаба при оценке конституциональных различий.

В целях изучения степени влияния фактора "тип телосложения" на изменчивость признаков развития скелета в работе был проведен дисперсионный анализ указанных признаков. Уяснилось, что длиннотные размеры туловища и конечностей малочувствительны к этому фактору, тогда как для широтных диаметров он может иметь существенное значение.

Анализ нормированных отклонений этих признаков показал, что,в отличие от промежуточных, основные типы в большей степени соответствуют друг другу в разных этнических я географических группах и потому выбраны для дальнейшего исследования. Основная тенденция, которую в них можно обнаружить, - это ослабление массивности скелета в грудном типе, по сравнению с мускульным и брюшным, и некоторое преобладание размеров скелетной основы .брюшного типа над мускульным. Впрочем, дополнительное исследование показывает достаточно высокую вероятность искусственного завышения скелетных размеров в связи с утолщением жировой прослойки в местах измерительных точек, что особенно заметно в забайкальской группе.

5.2. Соматическая характеристика вариантов массивности скелета

Определение вариантов массивности скелета, проведенное в группах с основными типами телосложения, оказалось возможным примерно для 60$ первоначальных выборок средней полосы России и Забайкалья.

С помощью дисперсионного анализа оценивалась степень влияния группировки индивидов по характеру развития скелетной системы на выраженность их основных соматических компонентов. Наиболее восприимчивыми к этому фактору оказались вес тела и об-хватные размеры туловища и конечностей, наименее - общее количество жира в организме. Сравнение групповых средних в 1-1У вариантах массивности, по методу Шеффе, показало, что грацильный и массивный варианты отличаются скорее по развитию мускулатуры и жироотложения, чем по длиннотным размерам скелета. Отличия в этих последних становятся достоверными у вариантов долихо- и брахиморфии скелета (I и Ш). Они различаются также по весу тела и большинству обхватньпс размеров. Кроме этого, варианты, противоположные по типу роста костной ткани (1-Ш и Ш-1У) отличаются между собой и по большинству других соматических показателей, в отличие от вариантов, полярных по типу питания кос-, ти (1-1У и П-Ш), что отражает, по-видимому, доминанту фактора роста костной ткани (1-я главная компонента набора скелетных признаков). Таким образом, подтверждается, что группы с контрастным развитием скелета имеют разную и достоверно отличающуюся степень выраженности других компонентов телосложения.

5.3. Соотношение типов телосложения и вариантов массивности скелета

J

В этой части главы рассматривались обе конституциональные категории - типы телосложения и варианты массивности скелета -в их соотношении друг с другом. Было установлено, что жесткой приуроченности типа телосложения к определенному варианту массивности скелета не существует. В каждом соматотипе может встретиться любой характер развития скелетной системы, речь идет лишь о преобладающей тенденции этого развития. Грудному типу в наибольшей степени соответствуют варианты слабого роста костной

ткани (преимущественный тип питания - пониженный). Характерной чертой мускульного типа является преобладание в его скелетной системе противоположных,по сравнению с грудным, тенденций (усиленный рост костей при повышенном питании). Влияние обоих этих факторов на развитие скелета у индивидов мускульного типе следует признать равноправным. Малая доля макросомного варианта (I) может быть связана с неполнотой корреляции главных компонент и индексов массивности. В брюшном типе высокий уровень ассимиляционных процессов сказывается и на развитии костного компонента: удалось выявить тенденцию к преобладанию в нем вариантов массивности, связанных с повышенным питанием костной ткани, В то же время грацильный вариант в нем практически не представлен. Распространенное мнение о слабом развитии скелетной системы в брюшном типе находит в нашем случае подтверждение лишь в небольшой тенденции к увеличению численности варианта относительной массивности (Ш), сочетающего в себе тип повышенного пи-, тания костной ткани со слабым ростом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Возрастающий интерес к специфике конституциональных реакций организма на действие факторов экзо- и эндогенной природы подчеркивает актуальность проблемы конституциональных критериев в современной антропологии. Исследование костного компонента сомы в конституциональном аспекте, предпринятое в настоящей работе, во многом обусловлено неоднозначностью оценки его роли разными направления».™ конституциональной диагностики. Анализ системных показателей массивности - весовых: и линейных: - проводился с помощью методов многомерной статистики, что согласуется с требованиями конституционального подхода. Исследовалась мужская остеологическая коллекция, обработанная единообразно и пригодная к измерениям веса костей, чему уделялось особое внимание в связи с имеющимися в литературе указаниями на важность этого признака в детерминации общего состояния кости.

Совместный компонентный анализ весовых и линейных признаков развития скелета подтвердил определяющий вклад Ееса костей в общую изменчивость и выделил в системе абсолютных размеров два фактора: изменчивость общих размеров костей конечностей и изменчивость их диафизарных параметров.

Аналогия качественного содержания I и П главных компонент общего набора скелетных признаков с линиями вариации костной системы по типу роста и питания костной ткани А.А.Малиновского позволила использовать его конституциональную схему в качестве основы при разработке типологии вариантов массивности скелета. В ходе апробации этой типологии на соматическом материале было выяснено, что она дает более дифференцированную оценку развития костной системы, по сравнению с обычными размерами скелетной основы: Соматический материал, кроме того, позволил установить реальность существования выделенных на остеологической серии вариантов массивности. Это выразилось в высокой согласованности в каждом из них морфологических признаков, характеризую-;, щих развитие других систем - жироотложения и мускулатуры. Группы, контрастные по массивности скелета, достоверно различались между собой по большинству остальных признаков сомы.

Традиционное изучение костного компонента в группах с разными типами телосложения выявляет лишь постепенное нарастание размеров скелетной основы от грудного типа к мускульному и брюшному,-которое во многом можно объяснить утолщением жировой прослойки в местах измерительных точек. В этом смысле варианты массивности, представляющие собой отражение сочетаний определенных типов роста и питания костной ткани, позволяют отметить новые черты в структуре скелетной системы данных соматотипов. Так, для дефиниции мускульного типа фактор повышенного питания кости оказывается не менее ванным, чем фактор усиленного роста костной ткани. Индивиды брюшного типа со слабым развитием костной системы чаще остальных вариантов имеют тот, для которого характерен повышенный тип питания костной ткани. С этих позиций концепция единого конституционального фактора, определяющего общее развитие систем организма, находит дополнительное подтверждение.

Приведем основные выводы, полученные в данной работе.

I. При исследовании систем весовых и линейных размеров скелета с помощью метода главных компонент было установлено, что основная доля изменчивости всех рассмотренных признаков приходится на посткраниальный скелет, главным образом, конечности. Отличительной чертой группы абсолютных размеров является обособление системы диафизарных параметров трубчатых костей. Развитие рельефа костей, по измерительным данным, отлича-

ется большей независимостью изменчивости, по сравнению с их размерами. Основным фактором изменчивости скелетной системы представляется вес костей.

2. В ходе компонентного анализа были выделены четыре варианта массивности скелета, основанные на различиях в типе роста и питания костной ткани и имеющих в силу этого конституциональное значение. Вариант I, аглетоидно-лептосомный (макросом-ная массивность), сочетает хорошее общее развитие костяка с относительно тонкими диафизами трубчатых костей. Вариант' П, церебрально-лептосомный (грацильность), включает скелеты со слабым общим развитием, в том числе малыми периметрами диафи-зов. Вариант Ш, церебрально-эйрисомный (относительная массивность), объединяет скелеты со слабым развитием продольных размеров и эпифизов, но с относительно утолщенными диафизами. Вариант 1У, атлетоидно-эйрисомный (классическая массивность), характерен для скелетов с хорошей выраженностью общих размеров, включая периметры диафизов трубчатых костей.

3. Предложены уравнения множественной регрессии определения веса скелета на основе его размеров, разработанные для остеологического и соматологического материалов. Они могут быть рекомендованы для получения групповых, а с несколько меньшей надежностью - индивидуальных характеристик. На остеологическом материале вполне достоверный результат может быть достигнут при использовании трех-четырех костей скелета, из. которых наиболее информативными являются плечевая, бедренная, большебер-цовая и тазовая.

4. В грушах русского мужского населения средней полосы России и Забайкалья с помощью дисперсионного анализа по фактору "тип телосложения" обнаружена различная конституциональная значимость признаков развития скелета: наиболее важными оказались широтные диаметры туловища и эпифизов конечностей, наименее - длиннотные признаки. •

5. Только дискретные габитусы сохраняют специфику развития костной системы в разных географических и этнических группах. Она заключается в ослаблении массивности скелета в грудном типе, по сравнению с мускульным и брюшным.

6. Дисперсионный анализ по фактору "вариант массивности скелета" подтвердил реальное существование данной конституциональной категории, выявив большую согласованность изменчивости

признаков жироотложения и мускулатуры в каждом из четырех представленных вариантов. В группах, контрастных по массивности скелета, отмечено достоверное различие по большинству остальных признаков сомы.

7. Жесткой приуроченности типа телосложения к определенному варианту массивности не существует, однако связь между обеими конституциональными категориями прослеживается на групповом и индивидуальном уровнях. Грудному типу в наибольшей • -степени соответствуй варианты слабого роста костной ткани (П и Ш). Для мускульного - характерна противоположная тенденция, причем не менее важен и фактор усиленного питания костной ткани (1,Ш,1У). В брюшном типе также преобладают варианты, связанные с-повышенным питанием кости (Ш и 1У), что соответствует высокому уровню ассимиляционных процессов у этого типа телосложения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Опыт,определения массы скелета человека по плечевой и бедренной костям/ Молодые ученые и осн. направления развития совр. биологии: Труды ХУ1 научной конференции молодых'ученых биол. ф-та МГУ.- Москва, 1985.- С.27-31. Деп. в ВИНИТИ 19.07.1985 ¡Й272-85 Деп.

2. Опыт классификации надглазничного рельефа Ношо sapiens // Вопросы антропологии,- 1987.- Вып.79,- С.96-105.

3. Изучение массивности скелета с помощью метода главных компонент/ Проблемы совр. биологии: Труды XIX научной конф. мол. ученых биол. ф-та МГУ,- Москва, 1938,- С.131-135.- Дел. в ВИНИТИ 24.08.1988 № 67I0-B88.

4. Проблемы изучения конституциональной значимости признаков, отражающих развитие костного компонента у человека// Ред.ж. Биологические науки.- М., 1989,- II е.- Деп. в ВИНИТИ 7.08.1989 № 5354-В89.

5. Определение массы скелета на'остеологическом и соматологи-ческом материале: проблемы методики и анализ уравнений множественной регрессии// Ред.ж. Биол. науки.- М., 1990.59 е.- Деп. в ВИНИТИ 10.05.1990 № 2490-В90.

6. Изучение конституциональных аспектов массивности скелета с помощью метода индексов и метода главных компонент/ Проблемы совр. биологии: Труды XXI научной конференции молодых учёных биол. ф-та МГУ.- Москва, 1990 (в печати).

7. Определение массы скелета на остеологическом и соматологи-ческом материале (в печати). „,