Глава 2. БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВОЗРАСТ
Понятие о паспортном и биологическом возрасте
Индивидуальные различия в процессе роста и развития могут варьировать в широких пределах. Существование индивидуальных колебаний процессов роста и развития послужило основанием для введения такого понятия, как биологический возраст, или возраст развития (в отличие от паспортного возраста). Возраст человека, оцененный по степени развития (или зрелости) отдельных признаков и систем признаков, получил название биологического возраста.
В отличие от паспортного (хронологического) возраста, который отражает период времени, прошедший в абсолютном выражении (то есть в годах, месяцах, днях и т.п.) с момента рождения человека до данного конкретного момента, биологический возраст – это достигнутый организмом уровень морфофункционального созревания, который мы получаем, сравнивая развитие по разным критериям.
Термин "биологический возраст" связан с именами В.Г. Штефко, Д.Г. Рохлина и П.Н. Соколова (30-40 гг. XX в.). Общепринятого определения понятия «биологический возраст» в настоящее время не существует. Разные авторы дают свои трактовки этого термина. В.Г.Власовский (1976) предложил следующее определение, согласно которому «биологический возраст – это достигнутый отдельным индивидуумом уровень развития морфологических структур и связанных с ними функциональных явлений жизнедеятельности организма, соответствующий среднему для всей популяции уровню, характерному для данного хронологического возраста». О.М.Павловский, М.С. Архангельская и Н.С.Смирнова (1987) предложили свое определение: «биологический возраст – это степень соответствия морфофизиологического статуса данного лица (или группы лиц, заведомо связанных объединяющими факторами) некоторому общему уровню аналогичных показателей в когорте ровесников».
В схемах периодизации онтогенеза отражается нормальный процесс роста и развития человека. Например, в среднестатистической группе детей второго детства происходит прорезывание большинства постоянных зубов, начинается развитие вторичных половых признаков, идут характерные изменения психики и т.д. Однако все вместе эти "типичные" изменения характерны только для "среднего" ребенка из этой группы, то есть тех мальчиков или девочек, у которых процесс роста и развития отдельных систем организма наиболее интегрирован (сбалансирован или нормален). В среднем это около 50-60 %. Примерно в 40 % случаев эти показатели отклоняются от среднего варианта развития. Поэтому, биологический возраст, значительно больше чем календарный, отображает онтогенетическую зрелость индивидуума, его работоспособность и характер адаптивных реакций. Если биологический возраст отстает от паспортного, то говорят об отставании или замедлении в развитии, или ретардации; а если их морфофункциональный статус опережает паспортный возраст, то есть развитие ускорено, то можно говорить об акселерации (ниже рассмотрим более подробно данные понятия).
Критерии биологического возраста
Одного универсального критерия биологического возраста не существует. Ряд критериев зрелости хорошо "работает" только на ограниченном хронологическом интервале (например, оценка сроков прорезывания зубов или развитие репродуктивной системы). Ряд имеет слишком широкий спектр индивидуальной вариабельности, характеризуется высокой периодичностью и цикличностью (многие соматические, физиологические, биохимические и функциональные показатели). Такие показатели, как рост, вес, пропорции тела, развитие жировой ткани у ребенка первых лет жизни и в пубертатный период хорошо характеризуют темпы созревания, а у взрослого человека они слишком индивидуальны и границы нормы данных показателей очень широки. Оценка скелетного возраста имеет некоторое преимущество, так как можно его определять в течение всего онтогенеза, а также на ископаемом материале. Однако и здесь многофакторность процесса развития скелета и черепа затрудняет использование критерия во многих частных случаях.
Итак, каждый из методов хорош при применении к "своему" объекту, а из разнообразия признаков следует выбирать наиболее информативные и легко оцениваемые на практике показатели, закономерность возрастной изменчивости которых более или менее объяснима.
Система общих требований к показателям биологического возраста сформулирована B.M. Дильманом и развита О.М. Павловским (1987). Среди этих принципов есть ряд основных:
– измеряемость показателей – критерий (признак), по которому мы оцениваем биологический возраст, должен быть измеряем легко и точно;
– универсальность показателей и связь их с хронологическим возрастом – ценность критерия прямо пропорциональна ширине возрастного диапазона, в котором корректно и оперативно измеряется биологический возраст;
– прогрессирующий характер изменений, описываемых показателями – чем более простой характер имеет возрастное изменение признака, тем эффективнее оценка по нему. Изменение показателя не должно быть периодическим;
– закономерность изменения показателей и их скоррелированность – наличие связи критериев биологического возраста с определенными эндогенными механизмами развития и четкие предположения об их экзогенной обусловленности. Это проявляется во взаимном изменении показателей биологического возраста и связи этого изменения с общей причиной (ведущим фактором).
Разработка критериев биологического возраста должна проводиться при соблюдении принципа однородности обследуемой группы, то есть:
– при соблюдении популяционного подхода (так как темпы развития варьируют у представителей разных этно-территориальных, а также экологических групп человека);
– строго "по поколению" и "по возрасту", при максимальном сужении хронологического интервала;
– отдельно для мужчин и женщин
Основные критерии биологического возраста можно сгруппировать по системам признаков:
– показатели морфологической зрелости – общее соматическое (морфологическое) развитие, зубная зрелость, скелетный возраст, развитие репродуктивной системы;
– функциональные, физиологические и биохимические показатели – прежде всего, показатели основного, углеводного и липидного обмена; секреция ферментов и гормонов; особенности сердечно-сосудистой системы, нейродинамические и нейрофизиологические характеристики;
– показатели возрастной динамики психики – любые изменяемые с возрастом и измеряемые "черты", относящиеся к сфере психологии.
Лучше всего разработаны критерии первой группы. Поэтому в педагогической и спортивной практиках при проведении спортивно- медицинских обследований детей и подростков для диагностики биологического возраста используются, прежде всего показатели морфологической зрелости. Это:
1. «зубная зрелость» (сроки прорезывания молочных и постоянных зубов);
2. «скелетная зрелость» (порядок и сроки окостенения скелета);
3. «половая зрелость» (степень развития вторичных половых признаков);
4. «морфологическая (соматическая) зрелость».
Чем больше критериев при этом рассматривается, тем более точной становится интегральная оценка морфофункционального статуса человека.
Определение биологического возраста по степени зубной зрелости
У человека имеются две генерации зубов (смены), а зубы дифференцированы на отличающиеся по морфологии и функции группы:
– в молочной генерации – это резцы (dentes incisive, или i), клыки (d. canini, или с), и моляры (d. molares, или m);
– в постоянной генерации – это резцы (I), клыки (C), премоляры (dentes praemolares, или P) и моляры (M).
Зубная зрелость обычно определяется путем подсчета числа прорезавшихся зубов, последовательности их прорезывания и сопоставлении этих данных с существующими стандартами. В результате этого получается оценка возраста индивида – зубной возраст.
Типичное число зубов в молочной смене равно 20, в постоянной – 32, а зубная формула человека для молочной генерации имеет вид: i22 c11 m22 для постоянной генерации I22 C11 P22 M33
Рис.2.1. Схема расположения молочных зубов
Молочные зубы начинают развиваться уже на 6-й неделе внутриутробной жизни. Вначале эпителиальные клетки ротовой полости делятся, образуя зубные зачатки, которые увеличиваются в размерах и внедряются в мезенхиму, образуя эмалевые органы. Далее эмалевые органы постепенно становятся вогнутыми и приобретают характерные очертания зуба.
Клетки эмалевого органа дифференцируются на наружные и внутренние:
– из наружных образуется эмаль
– из внутренних – дентин и пульпа.
Параллельно с этим происходит формирование костной (челюстной) основы. В челюстной кости образуются углубления – альвеолы зуба, в которой и помещается растущий зуб, и к которой подходят кровеносные сосуды и нервы.
После того, как постоянный зуб достигает своего дифинитивного статуса, дальнейшее изменение его размера, формы и структуры прекращается – происходит только питание, иннервация и замена клеток его не- эмалевой части.
Зубной возраст наиболее информативен только в периоды прорезывания зубов молочной смены (в среднем от 6 месяцев до 2 лет) и постоянной генерации (от 5-6 до 13-14 лет, без учета третьих моляров (зубов «мудрости»), поэтому возможность применения этого критерия ограничено возрастными рамками (табл. 2.1). Но к преимуществу данного метода относится его высокая точность (до года, и меньше).
Таблица 2.1.
Сроки прорезывания молочных и постоянных зубов
* Сроки прорезывания М З3 (третьих постоянных моляров) непостоянны – от 7 до 28 лет и старше. Например, в 22 года они отсутствуют у 30 % мужчин и почти половины женщин. Хотя еще в первой половине XX в. обычными были цифры 17-19 лет и меньше. Достаточно часто в последнее время отмечается и их полная редукция (то есть все чаще встречаем зубную формулу I 22 C 11 P 22 M 22). Это говорит о процессе ретардации в сроках прорезывания зубов, характерных для целого поколения.
Как видно из таблицы прорезывание зубов имеет свой порядок. Молочные зубы прорезываются в среднем до 2-х лет. Первыми, обычно появляются нижние центральные резцы, затем верхние (см. также рис.2.2.). В наборе молочных зубов отсутствуют премоляры. По ходу прорезывания постоянной генерации корни молочных зубов разрушаются, что приводит к выпадению зубов. Новые зубы растут до 10-12 лет.
Формула прорезывания постоянных зубов говорит о гетерохронности их появления: верхний зубной ряд – Ml Il I2 Pl P2 C M2 MЗ нижний зубной ряд – M1 I1 I2 C P1 P2 M2 M3
Рис.2.2. Схема прорезывания зубов (номера показывают порядок прорезывания)
Неодновременность связана с тем, что в нижней челюсти клык обычно появляется раньше премоляров, а в верхней – позже. Постоянные зубы нижней челюсти появляются немного раньше, чем зубы верхней челюсти. Длительность прорезывания отдельных зубов так же различна: самым долгим этот период бывает у вторых премоляров, а наиболее коротким – у первых моляров и первых резцов.
Половой диморфизм прежде всего проявляется в сроках прорезывания зубов. У девочек зубы прорезываются раньше, в сравнении с мальчиками. Максимальные отличия отмечены для времени появления клыков нижней челюсти (до 11-12 месяцев быстрее у девочек).
Следует отметить отклонения, возможные в ходе прорезывания зубов:
– нарушение последовательности прорезывания зубов (часто встречается последовательность I11 M11, I22 M11, или даже P11 C),
– проявления гиподонтии (аномалия развития, связанное с уменьшением количества зубов по сравнению с нормой, кроме M33, встречается полная редукция I2, I1 и P),
– случаи задержки зуба в челюсти (ретенции),
– скученность" зубов, вызванная дефицитом места при тесном положении передних зубов у детей (краудинг),
– "волчьи" зубы – аномальное развитие, при котором зуб выходит в сторону от обычного места своего прорезывания,
– персистенция молочных зубов – зуб не рассасывается и остается в одном ряду с зубами постоянной генерации,
– гипердонтия – развитие "лишнего", 33-го зуба,
– натальные, или неонатальные, зубы, которые присутствуют у ребенка на момент рождения или прорезываются в течение первого месяца жизни.
Развитие зубной системы имеет высокую степень генетической детерминации, причем в наибольшей степени это характерно для постоянных зубов. Кроме того, средовые факторы, такие как качество воды, рацион питания, возможные заболевания и др. могут так же повлиять на сроки прорезывания зубов.
Определение биологического возраста по степени скелетной зрелости
Скелетная зрелость, или «костный возраст», служит хорошим показателем биологического возраста для всех периодов.
В пренатальном периоде это:
– начало и степень сформированности диафиза длинных костей;
В период активного роста это:
– размеры и морфология отдельных костей;
– степень оссификации зон роста трубчатых костей скелета;
– степень зарастания швов черепа;
– степень окостенения костей кисти и лучезапястного сустава
В пожилом возрасте это:
– степень выраженности "старческих" изменений (остеопороз, остеофиты, краевые разрастания на позвонках, на фалангах пальцев и др.).
Для определения костного возраста на практике в большинстве случаев используют стадии оссификации костей кисти, благодаря наличию здесь большого количества развивающихся костей. При этом учитываются число точек окостенения, время и последовательность их появления, а также сроки наступления синостозов.
Известно, что в костях запястья:
головчатая и крючковидная кости окостеневают к 1 году,
трехгранная – в 3 года,
полулунная – в 4 года, ладьевидная – в 5 лет,
кость-трапеция – в 6 лет,
трапециевидная в 7 лет,
гороховидная в – 12 лет.
При анализе степени оссификации трубчатых костей пользуются схемой, предложенной Полушкиной Л.Е., Никитюком Б.А., Бевзюком В.В (табл. 2.2.).
Таблица 2.2.
Схема оценки синостозирования трубчатых костей
При определении костного возраста отмечается достаточно высокая индивидуальная вариабельность как в сроках синостозирования трубчатых костей, так, и в сроках появления ядер окостенения в костях кисти. У отдельных индивидов эти различия могут достигать 4–5 лет. Так же отмечается определенная взаимосвязь между половым созреванием и оссификацией скелета: при раннем половом развитии созревание скелета ускоряется, а при позднем задерживается. При нарушениях полового развития динамика окостенения и развития скелета также нарушается, а в норме эти процессы высоко согласованы.
Определение биологического возраста по степени половой зрелости
Биологический возраст оценивается по времени появления, последовательности и степени развития вторичных половых признаков, а также, по степени согласованности их появления и развития. Данные метод широко используется в определении биологического возраста в препубертатном и пубертатном периоде в связи с высокой степенью доступности при массовых исследованиях.
При изучении степени развития вторичных половых признаков используются дискретные балльные оценки развития.
Общими показателями для обоих полов являются:
1. степень развития лобковых волос (Р – pubis), с градациями от Р0 – волосы на лобке отсутствуют, до Р4 – распространение волос соответствует взрослому (Штефко В.Б., Островский А.Д., 1929). В схеме Дж. Тэннера (1969) степень развития волос на лобке описывается по более подробной шкале (Р1 – Р6). (таб.2.3.)
Таблица 2.3.
Схема оценки развития лобкового оволосения
2. степень развития аксиллярных волос (развитие волос в подмышечной области) (Ах-axillaris), с градациями от Ах0 – отсутствие волос, до Ах3 – полный волосяной покров (по В.Б. Штефко и А.Д. Островскому).
Таблица 2.4.
Схема оценки развития аксиллярных волос
3. У мальчиков и юношей, помимо того, оцениваются:
– пубертатное набухание сосков (С) с тремя градациями от С0 до С2 по схеме В.Б. Штефко и А.Д. Островского.
– развитие гениталий (G – ginitalia) с пятью этапами G1 – G5 по Дж. Тэннеру;
– перелом голоса и изменение конфигурации гортани (L– larynx) с градациями от L0 – детский голос и отсутствие сильного выпячивания щитовидного хряща и колец трахеи гортани, до L2 – мужской голос и отчетливое выпячивание элементов гортани (адамово яблоко) по схеме Г. Гримма (Гримм Г., 1967);
– степень оволосения лица и третичный волосяной покров других частей тела.
Таблица 2.5.
Схема оценки развития половых признаков у мальчиков
4. У девочек и девушек учитываются:
– развитие грудных желез и соска (Ма– mammae) с четырьмя степенями развития от Ма0 до Ма4, (по В.Б. Штефко и А.Д. Островскому);
– возраст первой менструации (Ме – mensis) (факт менструации в том или ином возрасте отмечается как Ме(+) или Ме(-));
– в некоторых схемах добавляется расширение таза, округление бедер, размеры крестцового ромба, и др. (Бунак В.В.).
Таблица 2.5.
Схема оценки развития половых признаков девочек
В результате таких оценок индивид в каждый момент развития описывается т.н. половой формулой:
у девочек и девушек она имеет вид Ма-Р-Ах-Ме (плюс дополнительные характеристики),
у мальчиков и юношей – G-C-P-Ax-L (плюс волосы на лице и на теле).
Безусловно, информативность компонентов половой формулы неодинакова: для женщин наилучшими показателями считаются Ме и Ма, для мужчин – Р, G и появление волос на лице.
Сроки появления и степень развития отдельных признаков на протяжении пубертатного периода достаточно индивидуальны, но последовательность наступления этих изменений, в норме, высоко согласована. Первые признаки полового развития появляются в 7-8 лет у девочек и в 1011 лет у мальчиков. Нормальная последовательность появления признаков имеет вид:
– у женщин расширение таза – округление бедер