Body type and morphological features of the human body organs: scientific review

Full Text

У. Шелдон оценивал соматотипы как морфофенотипические диапазоны континуумов изменчивости, которые являются функциональным конечным продуктом развития наследственной информации организма [1]. В последующих исследованиях было подтверждено существенное влияние окружающей среды на развитие соматотипа, в основе которого лежит наследственность, так в исследовании Ребато, проанализировавшего выборку из 1350 братьев и сестер из 634 семей, показана наследуемость мезоморфного и эктоморфного компонента [2]. Вместе формирование соматотипа имеет несколько уровней, среди которых генетический, клеточный, тканевой, органный и системный, поэтому, не вызывает сомнений существование взаимосвязи морфологической, психофизиологической и биохимической составляющей. Следовательно, соматотипирование применительно к организации тканей, органов и систем в организме решает те же задачи, что и таблица Менделеева применительно к описанию химическим элементам [3]. Современными морфометрическими методами доказана конституциональная обусловленность структурных характеристик органов (их отделов, частей) разной системной принадлежности, ассоциированная с их функциональными особенностями [4–7]. Однако, исследования тканевых особенностей органов и тканей разных соматотипов носят единичный характер, что может быть обусловлено длительным разделением микро- и макроанатомии на гистологию и анатомию человека, препятствующее взаимопроникновению методологических подходов между дисциплинами.

Цель исследования: оценить состояние междисциплинарного сегмента исследований на стыке конституциологии и особенностей гистологической организации органов и тканей.

Материалы и методы.

Исследование проводили по результатам оригинальных статей, посвященных исследованиям тканевых особенностей и микроаннгиоархитектонике органов при различных схемах соматотипирования. Исследование проводилось в базах данных: eLibrary, PubMed, Medline. Отбор литературных источников осуществлялся, по ключевым словам, за последние 25 лет.

Результаты исследований.

О связи строения костной ткани с соматотипом свидетельствуют исследования П.А. Лемке. Он использовал соматотипирование по методу В.П. Бунака ‐ В.В. Чтецова, что позволило связать самый высокий уровень минерализации пластинчатой костной ткани диафизов бедренных костей с грудным соматотипом, так же для этого соматотипа характерно большее количество старых остеонов в поле зрения, чем у представителей остальных типов телосложения. Мужчины мускульного и неопределенного соматотипа имеют минимальное количество старых остеонов в поле зрения и самый низкий уровень минерализации. Представители брюшного соматотипа занимают промежуточное положение по этим признакам [8]. При соматотипировании женщин согласно И.Г. Галанту И.Г. Пашковой показано, что уровень минеральной плотности поясничных позвонков выше у представительниц эурипластического и атлетического соматотипов, характеризующихся высокими значениями массы и длины тела, массы мышечного и жирового компонентов. Низкие значения минеральной плотности позвонков выявлены у женщин субатлетического, мезопластического и стенопластического соматотипов [9].

Особенности организации соединительной ткани у юношей в возрасте 17-20 лет при соматотипировании по Z. Rees - H. Eysenck исследовал А.А. Гайдаш. Атомно-силовая микроскопия продемонстрировала, что у астеников коллагеневые волокна значительно толще, более гидрофобны чем у нормостеников и формируют более крупные домены – скопления. Соответственно, размеры пор, формируемых доменами коллагеновых волокон у нормостеников значительно больше, а численная плотность пор ниже. Имеются признаки более интенсивного ремоделирования коллагеновых волокон в сравнении с нормостениками. Интерстициальная жидкость менее вязкая. Последнее приводит к более интенсивной циркуляции жидкого компонента основного аморфного вещества дермы и её большей проницаемости. У пикников все вышеописанные особенности организации межклеточного матрикса носят противоположный характер, из чего авторы исследования делают вывод о более медленной самосборке коллагеновых волокон, и меньшей поницаемости дермы этого соматотипа [10].

Астенический тип телосложения, сочетающийся с высоким ростом, является стигмой свидетельствующей о дисплазии соединительной ткани [11], её микроанатомическим субстратом являются изменение скорости синтеза и компоновки эластина и коллагена, дезорганизация коллагеновых и эластических волокон и синтезирование незрелого коллагена [12]. Проявления этих изменений полиморфны и задействуют многие органы [13], которые затрагивают сосуды и аорту, где отмечается разрежение соединительнотканных, эластических структур аорты с замещением их мукоидным веществом, особенно в среднем слое аорты, что придает сосуду характер «емкостного» [11]. К сожалению, исследования связи этого заболевания с соматотипом немногочислены, хотя существуют классификации, имеющие ряд потенциальных преимуществ при описании органных особенностей дисплазии соединительной, например, это индекс Пинье, который имеет множество корреляций с аортой и ее ветвями [14].

Клеточный гомеостаз крови как ткани также связан с соматотипом. В исследовании С.В. Шутовой, И.А. Потаповой, в котором проводилось соматотипирование по Хит-Картеру практически здоровых юношей, показано, чем выше эндоморфный компонент телосложения, тем выше количество эритроцитов, эозинофилов, гемоглобина и цветной показатель крови [15, 16]. Т.В. Казакова, В.Г. Николаев продемонстрировали, что у разных соматотипов женщин 16–20 лет, соматотипированных по методу В.П. Чтецова, концентрация лейкоцитов в крови и лейкоцитарная формула в покое не имели существенных различий, в отличие от ферментативной активности. Наиболее четко эта связь выявляется у девушек стенопластического и эурипластического соматотипов, которые можно рассматривать как крайние варианты физического развития. У девушек с высоким содержанием жирового компонента тела выявлены в покое высокая активность сукцинатдегидрогеназы, низкое содержание трудноокисляемых фосфолипидов в мембране лимфоцитов, низкий уровень иммуноглобулинов А и Е сыворотки крови, при стрессе ⎯ значительное снижение активности энергетических ферментов и повышение активности гидролаз. Клетки крови у девушек со слабым развитием жирового компонента тела характеризуются большей инертностью, что проявляется низкой активностью внутриклеточных ферментов в покое и их стабильностью при стрессе [17].

Доказано, что при наличии эмоционального стресса наиболее выраженная реакция в виде значительного уменьшения количества лимфоцитов, увеличения числа нейтрофилов, уровня катехоламинов в крови типична для мужчин мускульного соматотипа, что свидетельствует об оптимальной адаптивной реакции. При брюшном соматотипе наблюдается слабая реакция на стрессовый фактор (число лимфоцитов почти не снижается, уровень катехоламинов увеличивается незначительно; грудной соматотип в этом плане характеризуется усредненными показателями) [18].

Данных о связи характеристик нервной ткани с типами конституции в доступной нам литературе обнаружено не было. Однако отмечено, что тип телосложения (астенический, нормостенический, гиперстенический, определенный по индексу, определяли по величине индекса Риса-Айзенка) не оказывает влияние на размеры и форму мозжечка, в отличие от краниометрических показателей. У людей разных соматотипов при равенстве возраста и краниометрических характеристик отсутствуют различия морфометрических показателей мозжечка [19]. Также по мере по мере увеличения крепости телосложения в типологии М.В. Черноруцкого по индексу Пинье в ряду астеник-нормостеник-гиперстеник усиливается влияние парасимпатического отдела нервной системы [20]. Также существует предположение, что одной из причин, приводящей к формированию различных по силе нервных систем, являются различные объемы клеточной нейронной массы каждой из структур мозга, разные объем дендритных ветвлений неокортекса и степень связанности кортикальных колонок-модулей [21]. Для лиц с сильной нервной системой характерна меньшая, по сравнению с лицами со слабой нервной системой, величина глиального индекса (отношение числа глиоцитов к числу нейронов в единице объема мозга) и низкая компактность глиального поля неокортекса. Вероятно, именно такие структурные особенности ЦНС справедливо отнести к эктоморфам выявляемым по методике Хит-Картера, как к лицам с наилучшим развитием всей нервной системы. Этот факт дает морфофизиологическое обоснование полученным нами данным о наибольшей силе нервной системы, свойственной для юношей эктоморфного морфологического типа [22].

Продемонстрированы конституциональные особенности гистологии органов пищеварительной системы. М.А. Григорович, О.А. Григорович (2004), исследуя биоптаты слизистой оболочки желудка добровольцев в возрасте 18-22 лет, отнесенных по состоянию здоровья к основной медицинской группе, показали, что максимальное количество главных клеток характерно для лиц мускульного типа телосложения, промежуточное положение занимает грудной соматотип. Количество обкладочных клеток у этих двух соматотипов одинаково и превосходит показатели брюшного соматотипа. Также у лиц грудного соматотипа количество добавочных клеток выше, чем у представителей других соматотипов, так же высоки показатели у лиц мускульного соматотипа, что вероятно связано с необходимостью более высокой секреции муцина, у грудного и мускульного соматотипов в условиях более высокой концентрации соляной кислоты [23], у лиц брюшного типа телосложения количество добавочных клеток значительно меньше, чем у других групп обследованных, что по мнению авторов связано с меньшей кислотностью желудочного сока у лиц данного соматотипа, что может также иметь значение в клинике при развитии кровотечений [24].

Конституциональные особенности гистологии в ампулярном отделе прямой кишки мужчин заключаются в большей высоте эпителия у лиц мускульного соматотипа и меньшем у брюшного соматотипа и, наоборот, большем количестве бокаловидных клеток у брюшного соматотипа и минимальном у мускульного соматотипа. Количество камбиальных клеток в ректосигмоидном отделе между соматотипами возрастало от брюшного до грудного соматотипов, в ампулярном отделе минимальное количество камбиальных клеток наблюдается у мужчин грудного соматотипа, максимальное у мускульного. У женщин наибольшая высота поверхностного эпителия в ректосигмоидном отделе по высоте поверхностного эпителия характерна для мегалосомного, наименьшая для лептосомного соматотипа. Высота поверхностного эпителия в ампулярном отделе достоверных различий между соматотипами не имела. Так же для женщин лептосомного соматотипа в ректосигмоидном отделе прямой кишки характерна наибольшая глубина крипт, а у представительниц мезосомного наименьшая. Соматотипирование производилось по методике В.П. Чтецова с соавт. [25].

Большое количество исследований демонстрирует эффективности конституционального подхода в исследовании закономерностей гистологической организации органов репродуктивной системы. На основе гистологического исследования предстательной железы от 30 трупов мужчин-европеоидов, соматотипированных постмортально по В.В. Бунаку (1931) в модификации В.П. Чтецова (1979), продемонстрировано, что гистологические особенности зонального строения предстательной железы отражают андрогенную составляющую соматотипа: андроген-зависимые образования более выражены у мужчин с наиболее «маскулинными» – мускульным и брюшным – соматотипами. Для лиц брюшного соматотипа характерен наибольший объем желез в центральной зоне и наименьший в периферической. Для мускульного соматотипа характерен наибольший объем гладкомышечной ткани не зависимо от зоны поджелудочной железы. Для лиц грудного и неопределенного соматотипов характерен наименьший объем мышечной и железистой тканей в центральной зоне более проксимальная локализация периуретральных желез. [26]. Железы у лиц мускульного типа преимущественно растут в длину, скорей всего это связано экстрогенитическим влиянием. Доля коллагеновых волокон в разных объемных фракциях предстательной железы у мускульного типа несколько меньше, чем у лиц неопределенного типа. У лиц мышечного типа в сравнении с неопределенным типом в центральной зоне предстательной железы сосудистого компонента больше в 6 раз [27]. В переходной и периферической зонах простаты у лиц мускульного типа определяется наибольшее количество железистого компонента, у лиц брюшного типа телосложения выявлено наибольшее количество мышечного компонента, а неопределенный тип телосложения характеризуется наибольшим объемом коллагеновых волокон. Таким образом, наибольшему риску развития воспалительных заболеваний подвержены мужчины мускульного типа, а наименьшему – мужчины с брюшным типом телосложения [28].

При соматотипировании по В.Н. Шевкуненко наибольшее значение количества сперматозоидов млн/мл и лучшие показатели, характеризующие подвижность сперматозоидов, зафиксированы у лиц грудного, а наименьшие – у юношей неопределенного соматотипов. Среди лиц других соматотипов по данным критериям сперматогенеза достоверных отличий не установлено. Достоверно наибольший суммарный объем яичек характерен для юношей мускульного соматотипа. Суммарный объем изучаемых желез у юношей других соматотипов достоверно не отличается. [29]. При соматотипировании по М.В. Черноруцкому показано, что битестикулярный объем возрастает от астеников к пикникам [30]. Кровоснабжение полового члена и его функциональные показатели выраженность и длительность эрекции, также находятся в зависимости от соматотипа мужчины, наиболее выражены они у мужчин атлетического телосложения, более слабые у пикников, а наименее выраженные у лептосомных мужчин [31]. У лиц гиперстенического типа конституции чаще (86,6%) по сравнению с другими типами конституции имеется анастомоз средним диаметром 1,42 ± 0,16 мм, который соединяет поверхностное и глубокое русло полового члена [32]. Показатели изменчивости размеров полового члена у астеников и нормостеников близки, а у пикников несколько выше (особенно для относительной величины объема) [30].

Выявлена взаимосвязь между соматотипом женщины в соответствии с классификацией М.В. Черноруцкого и морфологическими характеристиками последа. Для практически здоровых с доношенными беременностями (в сроке 38-40 недель) родильниц с астеническим и гиперстеническим типом телосложения характерны физиологические реактивные изменения, такие как малокровие промежуточных и терминальных ворсин хориона, распространенный спазм сосудов стволовых ворсин, а также наличие незначительных следов материнской крови в межворсинчатом пространстве. Преимущественно краевых зон плаценты, а также мелкоочаговых кровоизлияний. У родильниц нормостенического типа телосложения строение ворсинчатого дерева соответствует гестационному сроку, в основном преобладают специализированные терминальные ворсины с достаточным количеством ветвлений и образованием синцитиокапиллярных мембран. Инволютивно-дистрофические изменения выражены незначительно в виде единичных псевдоинфарктов. Отмечаются компенсаторные реакции в виде умеренной гиперемии сосудов терминальных ворсин, единичные синцитиальные почки. Инфекционные поражения отсутствуют. Отек хориоамниального пространства незначительный [33].

При использовании типологии Rees, Eyshenk отмечена тенденция увеличения толщины базальной пластинки у женщин пикников в краевой зоне плаценты, а также увеличение межворсинчатого и плодового фибриноида, затрудняющие микроциркуляцию и обменные процессы в органе. Тенденция к уменьшению в плацентах межворсинчатого пространства наряду с тенденцией к снижению объема сосудистого русла ворсин по сравнению с плацентами женщин нормостенического соматотипа указывает на общее снижение кровотока в краевой зоне в плаценте женщин пикнического соматотипа. В парацентральной зоне в плацентах женщин пикнического соматотипа количество материнского фибриноида больше, почти в 2 раза чем уровень материнского фибриноида в плацентах женщин астенического и нормостенического соматотипа. Общий объем патологических участков у женщин пикнического соматотипа превышает аналогичный показатель у женщин астенического соматотипа в 2,1, а у женщин нормостенического соматотипа в 1,65 раза. Увеличение количества плодового фибриноида и стромы ворсин в группе женщин пикнического соматотипа сопровождается незначительной редукцией сосудистого русла ворсин. Так, количество сосудов в плацентах женщин пикнического соматотипа в парацентральной зоне снижено по сравнению с плацентами женщин астенического и нормостенического соматотипа [34].

Обсуждение.

В настоящее время не вызывает сомнения релевантность переноса принципов конституциологии с организменного на более глубокие уровни организации человека: системный и органный. Об этом свидетельствует то, что конституцию принято разделять на общую, частную и локальную [35]. Последняя является морфофункциональным выражением уровня реактивности в границах одного органа или системы в определенных патогенных условиях [36]. Выше мы рассмотрели работы, посвященные экстраполяции конституциональных закономерностей на тканевой уровень, что на наш взгляд является одним из направлений дальнейшего развития конституциональной патологии, и не противоречит, а лишь дополняет её основные постулаты.

В основе ряда схем соматотипирования лежат гистологические принципы: система соединительной ткани. В зависимости от особенностей ее строения, А.А. Богомолец (1926) выделял астенический (с преобладанием нежной соединительной ткани), фиброзный (преобладанием волокнистой соединительной ткани), пастозный (с рыхлой соединительной тканью) и липоматозный (с преобладанием жировой ткани) типы. Степень развития тканей – производных зародышевых листков легло в основу одной из самых широкораспространенной в мировой науке типологии Е. Шелдона (E. Sheldon, 1940), модификации Б.Х. Хит (1968) и Дж. Картером (1967). Английскими антропологами применяется схема Парнелла (Parnell, 1958), основанная на использовании таблицы, приведенной в работе Б.Х. Хит (1968). При этом учитываются костные диаметры (характеризуют развитие скелета) и охватные размеры (развитие и тонус мускулатуры), а также кожно-жировые складки (отражают выраженность жирового компонента) [37].

В современных условиях, наиболее перспективна медицина прогноза и персонифицированная медицина, в основе которой лежат открытия геномики, протеомики и метаболомики, позволяющие дать индивидуальный вероятный прогноз в возникновения и прогрессирования внутренних болезней или патологических процессов. Такие перспективные исследования необходимы, но они длительны, требуют создания специальных центров, методик персонализированного тестирования, дорогостоящих методик внедрения в медицинскую практику инновационных нано- и биотехнологий. Вместе с тем стартовым методом для персонифицированной медицины может стать метод конституциональной морфологической диагностики [38]. Он достаточно эффективный, недорогостоящий и широко апробированный в рамках современной прикладной анатомической науки, с большим опытом применения цифровизации с технологии больших данных что позволяет транслировать его в клиническую практику [39].

Этому способствует формирование в современной медицине устойчивого тренда к «пациент-ориентированному» подходу, приводя к тому, что у практических врачей все больше возрастает интерес к комплексным исследованиям различных органов и систем с учетом не только половой и возрастной изменчивости, но и исследованиям с обязательным учетом конституциональных особенностей человека [4].

Заключение

Таким образом, приведенные данные доказывают, что на сегодняшний день накоплен значительный научный материал, подтверждающий влияние типа конституции на клеточно-тканевой гомеостаз человека. Благодаря этому соматотип можно рассматривать не только как предрасполагающий, но и прогностический фактор развития ряда заболеваний внутренних органов, а комбинирование разных методик соматотипирования позволяет позволит перейти в итоге от общей к индивидуальной профилактике. При этом анализ доступных научных источников не обнаружил фундаментальных работ, носящих системный характер. Исследования клеточно-тканевых корреллятов соматотипов носят разрозненный, единичный характер несмотря на то, что сами принципы, заложенные в основу конституциональной типологии непосредственно связаны с тканями и их эмбриогенезом. Исследования данных закономерностей станет бесценным вкладом в фундаментальную анатомию, как науку, объединяющую микро- и макроанатомические особенности организма, и позволят сформировать фундаментальный базис ранней диагностики и профилактики заболеваний внутренних органов.

 

 

About the authors

Vladimir V. Chrishtop

State Scientific Research Test Institute of Military Medicine of the Ministry of Defence of Russia

Email: chrishtop@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9267-5800
SPIN-code: 3734-5479
Scopus Author ID: 57207690596
ResearcherId: J-3456-2017

MD, Cand. Sci. (Med.), principal scientist

Russian Federation, Saint Petersburg

Ivan V. Gaivoronskii

Kirov Military Medical Academy; Saint Petersburg State University

Email: i.v.gaivoronsky@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7232-6419
SPIN-code: 1898-3355
ResearcherId: А-6482-2016

MD, Dr. Sci. (Med.), professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

L. M Zheleznov

FSBEI HE "Kirov State Medical University" of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: geleznov@mail.ru
Киров

Alexey I. Gayvoronsky

Military Medical Academy

Email: don-gaivoronsky@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-1886-5486
SPIN-code: 7011-6279
Scopus Author ID: 57198886709

M.D., D.Sc. (Medicine), Professor of the Neurosurgery Department

Russian Federation, Saint Petersburg

Aleksei Semenov

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова; Санкт-Петербургский государственный университет

Author for correspondence.
Email: semfeodosia82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1977-7536

Кандидат медицинских наук, докторант при кафедре нормальной анатомии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова

Доцент кафедры морфологии Санкт-Петербургского государственного университета

Russian Federation

Pavel S. Panenko

Kirov Military Medical Academy

Email: pushercops@mail.ru
SPIN-code: 1035-3261

doctor of medical sciences, Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files