DYNAMICS OF MORPHOMETRIC PARAMETERS OF THE LATERAL VENTRICLES IN TEENAGERS
DYNAMICS OF MORPHOMETRIC PARAMETERS OF THE LATERAL VENTRICLES IN TEENAGERS
Abstract
The aim of the study is to examine the dynamics of morphometric parameters of the lateral ventricles in teenagers.
Due to the lack of comprehensive academic and applied research, the sex- and age-related patterns of normal morphogenesis of the lateral ventricles in teenagers require detailed research using an interdisciplinary approach. At the same time, the recently proven role of structural variations in the anatomy of the lateral ventricles as a predictor for a number of neurological and behavioural disorders represents a topical area in age-related neuroanatomy and paediatric neurology.
A retrospective study was conducted based on archival records of MR tomograms of the lateral ventricles in 240 teenage boys and girls, which were divided into four age groups (I–IV) for the purposes of rational and equivalent gender comparison. The morphometric parameters of the anterior, central, and posterior sections of the right and left lateral ventricles were analysed, with the growth coefficient determined as an indicator of dynamics using the Schmalhausen formula.
Significant gender differences were found, demonstrating a pattern of positive correlation between most ventriculometric parameters in age groups I, II, and IV for males and in age group III for females. The development of the lateral ventricles was represented by a curvilinear dependence with diametrically opposite maxima in both sexes (12/13 years and 14/15 years for girls; 14/15 years for boys). It is worth noting that when comparing the indicators of the lateral ventricles in the same sex-age intervals, we were unable to identify a pronounced bilateral asymmetry. The differences in growth recorded during the dynamics in each age interval for the lateral ventricles can be used in neuroradiology as morphometric criteria for their normal development.
Thus, according to the research data, sexual variability and curvilinearity in the dynamics of the morphometric parameters of the lateral ventricles were determined for teenage boys and girls, as well as the sections prevailing in terms of growth in each age interval and the absence of bilateral asymmetry.
1. Введение
Уникальной особенностью развития центральной нервной системы в подростковом возрасте является её пластичность, выраженная в значительной чувствительности к внешним и внутренним средовым факторам. Подробные данные нейровизуализации о нормальном морфогенезе головного мозга в подростковом возрастном периоде могут быть использованы в качестве стандартных морфометрических вариант не только с точки зрения академического интереса, но и как прогностический критерий возможных структурных отклонений от нормальных значений
.В настоящее время наиболее дискутируемыми темами как для детской психоневрологии, так и для рентгенологии и нейроанатомии являются нашедшие экспериментальное подтверждение гипотезы о связи высокоинтенсивных по варианте изменений в головном мозге, развивающихся в период подросткового возраста, с предрасположенностью к нервно-психическим нарушениям. Исходя из разного распространения психоневрологических расстройств в человеческой популяции по возрастному и половому фактору, данные о различиях в морфометрических параметрах структур головного мозга и об их возрастной специфичности имеют большое прикладное значение для детской неврологии и психиатрии
.Несмотря на общепризнанные тенденции в нейроанатомии, характеризующие уменьшение количества серого вещества в подростковом периоде, а также увеличение количества белого вещества и объёмов желудочков, вопрос о закономерностях нормального морфофункционального развития различный структур головного мозга в комплексе с половым фактором и их влияние на предрасположенность к нервно-психическим заболеваниям у детей подросткового возраста в настоящий момент требует дальнейшего детального изучения и согласованность с данными нейровизуализации и клиницистов.
Установлено, что оценка изменений объёмов и морфометрических параметров боковых желудочков, анатомически тесно связанных со спектром окружающих и формирующих их границы подкорковых структур может являться маркером определённого числа неврологических, поведенческих, и психических нарушений, обусловленных структурно-функциональными различиями, формирующимися в течение подросткового возрастного периода в зависимости от пола. Так, в исследовании, F.J. Castellanos et al. (1996) сообщается, что обследуемых подростков обоих полов, с диагностированным синдромом дефицита внимания и гиперреактивности (СДВГ), по данным МРТ было выявлено изменение в нормальной асимметрии боковых желудочков, и значительно менее выраженное увеличение их объёмов с возрастом, по сравнению с аналогичной контрольной группой
. В то же время, по данным A.M. Zimmerman et. al (2000), результаты сравнения морфометрии боковых желудочков (на основании МРТ) у девочек периода второго детства и подросткового возраста (7–15 лет) с диагностированным синдромом Жиля де ла Туретта (СТ) или СТ и СДВГ по сравнению с аналогичной контрольной группой весьма интересны. Так, сравнение групп не выявило существенных морфометрических различий в объёме и асимметрии базальных ядер между девочками только с СТ или с СТ в комплексе с СДВГ и девочками из контрольной группы. Тем не менее сравнение трёх групп показало, что у пациенток только с СТ были значительно меньшие объёмы боковых желудочков по сравнению с пациентками с СТ и СДВГ, и контрольной группой .Проведение комплексных исследований, посвящённых систематизации знаний о половозрастных различиях морфометрических параметров боковых желудочков и их взаимосвязи с симметрией и определёнными возрастами у детей подросткового периода в состоянии нормы позволит не только рассмотреть вариационные ряды определённых структур с уклоном на персонифицированный подход, но и представит возможности для их интерпретации и разработки спектра предикторов для определённых детских психоневрологических нарушений, что представляет актуальность прежде всего для клинических и рентгенологических сообществ. Целью данного исследования является изучение динамики для морфометрических параметров боковых желудочков у детей подросткового возрастного периода.
2. Методы и принципы исследования
Было проведено ретроспективное исследование по материалам архивных протоколов и МР-томограмм боковых желудочков у мальчиков и девочек подросткового возрастного периода, интервал которого детерминирован полом, согласно возрастной периодизации онтогенеза, принятой АПН СССР, Москва, 1965 г. (13–16 лет для мальчиков; 12–15 лет для девочек).
Были включены 240 мальчиков и девочек (60 человек по 30 мальчиков и 30 девочек в каждом возрасте), в анамнезе которых не было задокументировано заболеваний нервной системы, психических расстройств и поведенческих нарушений. Для рационального и эквивалентного сравнения половых, возрастных и асимметрических различий у мальчиков и девочек, исходя из смещённых границ для подросткового возрастного периода, он был разделён на 4 возрастных интервала (I — мальчики 13-ти лет/ девочки 12-ти лет; II — мальчики 14-ти лет/ девочки 13-ти лет III — мальчики 15-ти лет/ девочки 14-ти лет; IV — мальчики 16-ти лет/ девочки 15-ти лет).
Были проанализированы следующие морфометрические вентрикулярные параметры: длина и ширина для
1) переднего рога (мм);
2) заднего рога (мм);
3) нижнего рога (мм);
4) центральной части (мм);
5) переднезадний размер бокового желудочка (мм);
6) расстояние между передними рогами (мм);
7) расстояние между задними рогами (мм).
Оцениваемый при сравнении разных выборок коэффициент прироста определялся согласно формуле Шмальгаузена
. Количественные показатели вентрикулярных параметров оценивались на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Накопление, корректировка, систематизация исходной информации осуществлялись в электронных таблицах Microsoft Excel 2016 (Microsoft Corp., США). Статистический анализ проводился с использованием программы Statistica 12.0 (StatSoft Inc., CША). Для сравнения средних величин в нормально распределенных совокупностях численных данных использовался t-критерий Стьюдента. Различия морфометрических показателей считали статистически значимыми при p <0,05.3. Основные результаты
По результатам проведённого статистического анализа была отмечена тенденция, что практически во всех возрастных группах, независимо от желудочков характерна их положительная зависимость с мужским полом в большинстве возрастных интервалов, за исключением III, в котором вентрикулометрические параметры превосходили аналогичные у мальчиков. Данные половых различий для каждого показателя представлены и обобщены в таблице (см. таб 1).
Таблица 1 - Обобщение половых различий (по данным коэффициента прироста) для морфометрических показателей боковых желудочков в четырех возрастных интервалах
I инт (♀12-♂13 лет) | II инт (13♀-14♂ лет) | III инт (14♀-15♂ лет) | IV инт (15♀-16♂ лет) | |||||
Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | |
длина переднего рога бокового желудочка | 14,96* | 10,99* | 8,31* | -5,49 | 7,48х | 7,23х | 11,66* | 10,96* |
ширина переднего рога бокового желудочка | 40* | 27,12* | 20,51* | 15,07* | 50х | 39,19х | 20,59х | 25х |
длина заднего рога бокового желудочка | 15,52* | 12,25* | -3,91 | 11,72* | 15,22х | 11,97х | -3,15 | -4,08 |
ширина заднего рога бокового желудочка | 31,37* | 42* | -8,7 | -12,16 | -6,35 | 10,67 | -8,62 | -7,81 |
передне-задний размер | -0,7 | -1,83 | 4,17* | -3,25 | 22,28х | 19,61х | 6,11* | 6,9* |
длина центральной части бокового желудочка | -1,49 | -2,53 | 7,21* | -3,94 | 43,97х | 46,42х | 8,27* | 5,41* |
ширина центральной части бокового желудочка | 22,45* | 14,14* | 25,24* | 29,29* | 49,55х | 53,1х | 4,26 | -9,76 |
длина нижнего рога бокового желудочка | 18,72х | 20,05х | -4,63 | -5,47 | -3,31 | 8,33 | -16* | -18,12* |
расстояние между передними рогами | -2,1 | 6,59* | 6,4х | 14,33* | ||||
расстояние между задними рогами | 15,91* | -4,51 | 36,06* | 8,51* | ||||
ПОЛ | ♂↑ | ♂↑ | ♀↑ | ♂↑ | ||||
Примечание: здесь и далее знаком «*» в ячейках таблицы обозначены показатели мальчиков, статистически значимо различающиеся от аналогичных структур у девочек, знаком «×» обозначены показатели девочек, статистически значимо различающиеся от аналогичных параметров мальчиков, в последней строке таблицы символ «♂» - обозначает превалирующий по количеству различий мужской пол, символ «♀» - обозначает превалирующий по количеству различий женский пол
Установлено, что выраженные возрастные изменения у девочек определяются при сравнении двух возрастных групп:
1) 12-ти и 13-ти лет, имеющая более интенсивную по изменениям показателей положительную динамику;
2) 14-ти и 15-ти лет, охарактеризованная как выраженная, и диаметрально противоположная по приросту первой группе (см. таб. 2).
Таблица 2 - Обобщение данных по коэффициенту прироста для морфометрических показателей боковых желудочков в контексте возрастной динамики у девочек подросткового возрастного периода
| 12/ 13 лет | 13/14 лет | 14/15 лет | Характеристика прироста | ||||
Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | |
длина переднего рога бокового желудочка | 14,23х | 16,31х | 2,56 | 1,22 | -11,84х | -12,05х | ↑−↓ | ↑−↓ |
ширина переднего рога бокового желудочка | 30,00х | 23,73х | 12,82х | 1,37 | -61,36х | -51,35х | ↑↑↓ | ↑−↓ |
длина заднего рога бокового желудочка | 10,34х | 9,40х | -0,78 | -2,08 | -16,80х | -15,16х | ↑−↓ | ↑−↓ |
ширина заднего рога бокового желудочка | 35,29х | 48,00х | -8,70 | 1,35 | -7,94 | -14,67х | ↑−− | ↑−↓ |
передне-задний размер | -1,21 | -0,10 | -0,81 | -0,61 | -26,15х | -24,51х | −−↓ | −−↓ |
длина центральной части бокового желудочка | -2,76 | 1,69 | 1,31 | 1,45 | -45,26х | -47,03х | −−↓ | −−↓ |
ширина центральной части бокового желудочка | 5,10 | 0,00 | 7,77 | 14,14х | -57,66х | -63,72х | −−↓ | −↑↓ |
длина нижнего рога бокового желудочка | -24,87х | -24,73х | -3,20 | 0,73 | 1,10 | 0,00 | ↓−− | ↓−− |
расстояние между передними рогами | 4,49х | -1,45х | -10,76х | ↑↓↑ | ||||
расстояние между задними рогами | 13,35х | -2,05х | 35,29х | ↑↓↑ | ||||
Примечание: здесь и далее в последнем столбце для правого и левого желудочка соответственно символ «↑» - характеризует положительную динамику для показателя с течением возраста; символ «↓» - характеризует отрицательную динамику; символ «−» обозначает отсутствие статистически достоверной динамики
В то же время для мальчиков установлен иной тип роста боковых желудочков, характеризующийся их изменениями в течение всего подросткового периода, при этом пик наибольшей интенсивности динамики происходит в группах сравнения 14–15 лет. (см. таб. 3)
Таблица 3 - Обобщение данных по коэффициенту прироста для морфометрических показателей боковых желудочков в контексте возрастной динамики у мальчиков подросткового возрастного периода
| 13/14 лет | 14/15 лет | 15/16 лет | Характеристика прироста | ||||||
Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | Правый БЖ | Левый БЖ | |||
длина переднего рога бокового желудочка | 7,62* | 10,54* | -12,39* | -10,98* | 6,40* | 5,19 | ↑↓↑ | ↑↓− | ||
ширина переднего рога бокового желудочка | 11,90* | 12,00 | -53,19* | -46,43* | -38,64* | -40,00* | ↑↓↓ | −↓↓ | ||
длина заднего рога бокового желудочка | -0,75 | 8,88* | -19,05* | -22,84* | 1,24 | 0,30 | −↓− | ↑↓− | ||
ширина заднего рога бокового желудочка | 11,94 | 16,90 | -10,67 | -19,28* | -5,97 | 2,99 | −−− | −↓− | ||
передне-задний размер | 2,20 | 1,29 | -26,00* | -22,62* | 0,82 | 0,38 | −↓− | −↓− | ||
длина центральной части бокового желудочка | 2,72 | 3,09 | -47,05* | -47,70* | 5,77 | 4,20 | −↓− | −↓− | ||
ширина центральной части бокового желудочка | 7,50 | 13,27 | -56,59* | -58,59* | -19,64* | -15,09* | −↓↓ | −↓↓ | ||
длина нижнего рога бокового желудочка | -3,29 | -0,69 | -4,42 | 3,46 | 13,52* | 9,03* | −−↑ | −−↑ | ||
расстояние между передними рогами | 9,09* | -15,53* | 9,01* | ↑↓↑ | ||||||
расстояние между задними рогами | 2,21* | 21,62* | 7,89* | ↑↑↑ | ||||||
Несмотря на наличие билатеральных асимметрических различий, изменяющихся в ходе возрастной динамики для обоих полов, и имеющих, вероятно, функциональный характер, статистически достоверных различий для асимметрии боковых желудочков и их показателей для мальчиков и девочек каждого возраста зафиксировано единичное количество. Так, у мальчиков 13-ти лет наблюдается выраженная асимметрия только для переднего рога, ширина которого больше у правого бокового желудочка (на 11,90%) и для длины заднего рога, имевшего левостороннюю асимметрию (длина между правым и левым боковым желудочком составили 6,99%). Для мальчиков возраста 16-ти лет наблюдалась только левосторонняя асимметрия для ширины заднего рога и передне-заднего размера (значения разности между параметрами правого и левого желудочка составили 8,70 и 3,29% соответственно) (см. рис. 1). У мальчиков 13-ти и 15-ти лет статистически значимых различий в билатеральной асимметрии не обнаружено. У девочек билатеральные асимметрические различия также единичны, однако обладают большей вариативностью и есть почти в каждом возрасте, за исключением 12-ти лет. Так, у девочек 13-ти лет длина левой центральной части больше правой на 4,98%, а у девочек 14-ти наблюдаются выраженное преобладание ширины правого переднего рога на 18,92% и ширины левого заднего рога на 16,00%. Ширина левого заднего рога у девочек 15-ти лет тоже имеет тенденцию к левосторонней асимметрии (на 9,38%), в то время как для центральной части ширина была больше на 14,63% для правого бокового желудочка (см. рис. 2).

Рисунок 1 - Асимметрия вентрикулярных параметров у мальчиков и девочек на конец подросткового периода
Примечание: 15-16 лет; IV возрастной интервал; здесь и далее знаком «+» отмечен показатель, имеющий выраженные различия в асимметрии при сравнении в группе как мальчиков, так и девочек; знаками «*» и «х» обозначены статистически значимые различия в группе сравнения мальчиков и девочек соответственно

Рисунок 2 - Различия в асимметрии боковых желудочков у мальчиков и девочек во II возрастном интервале
Примечание: 13-14 лет

Рисунок 3 - Нелинейная характеристика динамики параметров боковых желудочков у девочек в течение подросткового возрастного периода
Примечание: 12-15 лет; числа на горизонтальной оси характеризуют количество статистически значимых различий в рассматриваемых возрастных промежутках

Рисунок 4 - Нелинейная характеристика динамики параметров боковых желудочков у мальчиков в течение подросткового возрастного периода
Примечание: 13-16 лет; числа на горизонтальной оси характеризуют количество статистически значимых различий в рассматриваемых возрастных промежутках
При сравнении между собой детей одних возрастных интервалов и пола нам не удалось обнаружить билатеральную асимметрию для боковых желудочков, возникающую в ходе как динамического развития мозга, так и психофизиологических особенностей, возникающих у детей подросткового возраста и обусловленных различными факторами внешне-социальной и внутренне-биологической среды
, .Весьма интересна вариативная по приросту морфометрическая динамика в разных отделах боковых желудочков, которая, вероятнее всего, обусловлена, с одной стороны, вариабельностью черепного указателя, определяющего продольный и поперечный размеры мозгового отдела черепа, изменяющегося в ходе его морфогенеза. С другой стороны, различия могут быть связаны и со структурными гистоморфологическими изменениями в нервной ткани. Действительно, по данными гистологов установлено, что в течение подросткового возраста независимо от пола происходит разнонаправленные процессы в виде уменьшения объёма нейронного компонента (серое вещество) для перивентрикулярных подкорковых структур и увеличения доли миелиновых волокон (белое вещество) для комисурального аппарата полушарий , . Тем не менее половозрастные особенности морфогенеза черепа, его взаимосвязь с развитием боковых желудочков мозга и возрастная вариативность глиогенеза у подростков требуют дальнейших комплексных и междисциплинарных исследований на перспективу.
4. Заключение
Таким образом, изучение морфометрических параметров боковых желудочков у детей подросткового периода позволило определить нелинейную и зависимую от пола возрастную динамику, заключающуюся в более интенсивном росте за счёт передних отделов у мальчиков и передних, центральных, задних отделов у девочек. Совокупность показателей, детерминированных возрастными интервалами и полом, продемонстрировала паттерность, выражающуюся в различающихся пиках динамики для мальчиков и девочек, однако не удалось выявить билатеральную асимметрию при сравнении между собой детей одинаковых возрастных интервалов и пола.
