GENDER DIFFERENCES IN BILATERAL ASYMMETRY OF LATERAL VENTRICLES OF THE BRAIN IN YOUNG CHILDREN

ГЕНДЕРНЫЕ РАЗЛИЧИЯ БИЛАТЕРАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ БОКОВЫХ ЖЕЛУДОЧКОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТНОГО ПЕРИОДА

Научная статья

Байбаков С.Е.¹, Бахарева Н.С.², Гордеева Е.К.³, Федько В.А.⁴, Авакян С.А.⁵, Хромов Д.А.^6, *, Бараева Л.М.⁷

^1-7 Кубанский государственный медицинский университет Минздрава России, Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (partypancakes531[at]gmail.com)

Аннотация

Травматизация элементов ликвороциркуляторной системы особенно боковых желудочков может привести к серьезным нарушениям роста и развития детей. Интерес данной теме обуславливает её актуальность для нейрохирургов, оперирующих опухоли, лежащие вблизи боковых желудочков. Целью данной работы было изучение гендерных различий в размерах различных структур боковых желудочков головного мозга у детей раннего детского возрастного периода. Объектом исследования стало ретроспективное изучение МРТ боковых желудочков головного мозга у детей двухлетнего возраста. Анализ полученных прижизненных энцефалометрических показателей свидетельствует о наличии половой изменчивости головного мозга и боковых желудочков, в частности. Полученные данные позволяют выделить морфометрические показатели межполушарной изменчивости головного мозга, что может служить одним из морфометрических критериев его асимметрии. Полученные данные широко могут быть использованными в целях нейровизуализации данных.

Ключевые слова: боковые желудочки, конечный мозг, половые различия.

GENDER DIFFERENCES IN BILATERAL ASYMMETRY OF LATERAL VENTRICLES OF THE BRAIN IN YOUNG CHILDREN

Research article

Baybakov S.E.¹, Bakhareva N.S.², Gordeeva E.K.³, Fedko V.A.⁴, Avakyan S.A.⁵, Khromov D.A.^6, *, Baraeva L.M.⁷

^1-7 Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia

* Corresponding author (partypancakes531[at]gmail.com)

Abstract

Traumatization of the elements of the cerebrovascular system, especially the lateral ventricles, can lead to serious violations of the growth and development of children.  The interest in this topic determines its relevance for neurosurgeons operating on tumors located near the lateral ventricles.  The aim of this work was to study gender differences in the size of different structures of the lateral ventricles of the brain in children of early childhood. The subject of the study was a retrospective study of MRI of the lateral ventricles of the brain in two-year-old children. The analysis of the encephalometric indicators obtained in vivo points to the presence of sex differences in the brain and the lateral ventricles. The obtained data allow us to identify morphometric indicators of interhemispheric variability of the brain, which can serve as one of the morphometric criteria for its asymmetry. The data obtained can be widely used for data neuroimaging purposes.

Keywords: lateral ventricles, terminal brain, sex differences.

Введение

Боковые желудочки являются основными элементами ликвороциркуляторной системы, полостями полушарий головного мозга - наиболее молодых в филогенетическом плане структур. К моменту рождения полушария головного мозга развиты сравнительно слабо и, подвергаясь закономерному развитию, они обуславливают возрастом характеристики боковых желудочков [1]. Уже на 9 месяце внутриутробного развития можно наблюдать, как боковые желудочки по своей сложной форме становятся подобными боковым желудочкам взрослого человека [2], [5]. После рождения наибольший рост происходит в течение первых 6 месяцев, причем рога растут интенсивнее других структур. После, на 18-24 месяц приходится период уменьшения размеров боковых желудочков [16]. Учитывая важность исполняемой вентрикулярной системой функций, очевидно, что её травмы, могут нести серьезные последствия. Более того, имеются данные, говорящие об изменении геометрии ликворной системы вследствие травматического повреждения головного мозга [13]. Необходимо отметить, что у детей до 10 - 20% случаев черепно-мозговой травмы приходится на дорожно-транспортные происшествия [12]. Кроме того, существует также риск возникновения опухоли боковых желудочков, которые у детей представляют до 25% от числа всех опухолей головного мозга. Опухоли находятся в глубине головного мозга детей, что ведет к высоким показателям смертности после операций (37,4%) [10].

Несмотря на большую значимость органов ликвороциркуляторной системы работ в этой области мало. Очевидно, что во врачебной практике невозможно говорить о точности оценки повреждений ликворной системы, не учитывая возрастную и гендерную изменчивость боковых желудочков. Диагностика травм головного мозга и ликвороциркуляторной системы, в частности, сопряжена с определенными сложностями [12].

Целью настоящей работы является изучение гендерных различий и межполушарных различий параметров боковых желудочков головного мозга у детей раннего детского возраста.

Методы и принципы исследования

Для исследования были использованы архивные данные размеров частей боковых желудочков головного мозга 120 детей в возрасте 2 лет (60 мальчиков и 60 девочек), а именно:

1) Длина переднего рога,

2) Ширина переднего рога,

3) Длина центральной части,

4) Ширина центральной части,

5) Длина заднего рога,

6) Ширина заднего рога,

7) Длина нижнего рога,

8) Переднезадний размер,

9) Расстояние между передними рогами,

10) Расстояние между задними рогами.

Исследования проводились посредством метода магнитно-резонансной томографии. Установлено, что среди параметров боковых желудочков головного мозга у детей раннего детского возраста прослеживаются гендерные различия. Полученный цифровой материал был обработан методом вариационной статистики в рамках программы Microsoft Excel. Различия расценивались как достоверные при p≤0,05, то есть в тех случаях, когда различия превышают 95% [3], [4].

Результаты и обсуждение

Проведенный статистический анализ, выявил гендерные различия в данной возрастной группе. Размеры боковых желудочков у мальчиков превышают аналогичные размеры у девочек: ширина переднего рога правого бокового желудочка на 20,6%, ширина переднего рога левого бокового желудочка – на 12,8%, расстояние между задними рогами боковых желудочков – 15,7%. У девочек наблюдалось превышение размеров по следующим показателям: длина заднего рога левого бокового желудочка на 12,5% (табл.1, рис.1).

Наши данные о гендерных различиях параметров боковых желудочков головного мозга, согласуются с результатами других исследователей; именно эти структуры вентрикулярной системы обладают наибольшей изменчивостью. По нашим данным ряд структур обладает большими размерами в левом боковом желудочке, что согласуется с результатами Z. Lu и Y.Kiroglu [17], [18]. Причем такая же закономерность прослеживалась и в других возрастных группах: у плодов на 2 и 3 триместры, у новорожденных до 1 года, пишут Z. Li и Z. Lu [15], [17].

Более того, поскольку рога растут быстрее центральной части, наличие асимметрии отмечается чаще всего в них, что согласуется с полученными нами результатами [16]. Отмечается также, что эта асимметрия практически отсутствует до 24 недели гестации, до этого времени отсутствует и половой диморфизм данных структур [15].

Мы обнаружили у девочек увеличение левых передних и задних рогов, в то же время по данным других авторов у женщин преобладали размеры правосторонних структур, что может быть связано с возрастными особенностями [14].

 

Таблица 1 – Морфометрические показатели размеров боковых желудочков возрастной группы 2 года.

№ № п./п.	Исследуемые показатели		Статистические показатели размеров боковых желудочков у лиц разного пола
			Мальчики			Девочки
			M±m	Min	Max	M±m	Min	Max
1.	Длина переднего рога бокового желудочка (мм)	Пр.	26,9±0,6	22,0	33,0	27,2±0,3	23,0	28,0
		Лев.	27,7±0,6	23,0	34,0	27,6±0,4	24,0	29,0
2.	Ширина переднего рога бокового желудочка (мм)	Пр.	7,0±0,3	5,0	10,0	5,8±0,2*	5,0	7,0
		Лев.	7,3±0,1	6,0	8,5	6,3±0,4*	5,0	9,0
3.	Длина центральной части бокового желудочка (мм)	Пр.	41,6±1,1	31,0	50,0	43,5±0,6	38,0	46,0
		Лев.	43,9±1,9**	34,0	62,0	43,7±0,6	38,0	46,0
4.	Ширина центральной части бокового желудочка (мм)	Пр.	9,6±0,4	6,0	12,9	9,2±0,2	8,0	10,0
		Лев.	10,6±0,5	7,0	14,1	9,5±0,4	7,0	11,0
5.	Длина заднего рога бокового желудочка (мм)	Пр.	32,2±1,4	22,0	46,4	32,3±0,7	30,0	37,0
		Лев.	30,3±1,5	21,0	49,3	43,1±1,3***	27,0	43,0
6.	Ширина заднего рога бокового желудочка (мм)	Пр.	9,1±0,6	6,0	17,0	10,1±0,4	4,0	11,0
		Лев.	8,8±0,5	6,0	14,0	7,5±0,1**	7,0	8,0
7.	Длина нижнего рога бокового желудочка (мм)	Пр.	37,4±1,5	28,0	45,0	36,2±1,2	32,0	44,0
		Лев.	34,3±1,4	21,0	42,0	32,0±0,7**	30,0	42,0
8.	Переднезадний размер бокового желудочка (мм)	Пр.	92,8±1,9	76,0	108,0	93,1±0,6	83,0	94,0
		Лев.	92,2±1,7	74,0	110,0	95,1±0,5	88,0	97,0
9.	Расстояние между передними боковыми рогами боковых желудочков (мм)		32,6±0,6	26,0	38,0	32,1±0,7	21,0	35,0
10.	Расстояние между задними боковыми рогами боковых желудочков (мм)		36,1±0,9	29,0	44,0	31,2±0,3*	30,0	33,0

Примечание: звездочкой, расположенной в верхней части ошибки среднеарифметического (±m*), обозначены морфометрические показатели у девочек, достоверно отличающиеся от аналогичных параметров у мальчиков (p <0,05); двумя звездочками, расположенными в верхней части ошибки среднеарифметического (±m**), обозначены морфометрические показатели левого полушария, достоверно отличающиеся от аналогичных параметров правого полушария,; тремя звездочками, расположенными в верхней части ошибки среднеарифметического(+m***), обозначены морфометрические показатели левого полушария у девочек, достоверно отличающиеся от аналогичных параметров правого полушария и от аналогичных параметров у мальчиков ((p <0,05)

Межполушарная изменчивость головного мозга наблюдалась по следующим показателям: длина заднего рога правого бокового желудочка у девочек на 5,5% была меньше длины заднего рога левого бокового желудочка, Ширина заднего рога правого бокового желудочка у девочек на 34,6% превышала аналогичный размер левого бокового желудочка, длина нижнего рога правого бокового желудочка у девочек на 13,1% была больше длины нижнего рога левого бокового желудочка (рис.1,2,3).

 

Рис. 1 – Морфометрические показатели ширины передних рогов (ДПР) правого и левого боковых желудочков у девочек и двухлетних мальчиков

Рис. 2 – Морфометрические показатели длины центральной части (ДЦЧ) правого и левого боковых желудочков у мальчиков

Рис. 3 – Морфометрические показатели длины задних рогов (ДЗР) правого и левого боковых желудочков девочек двухлетнего возраста

 

У мальчиков межполушарная асимметрия отмечалась лишь по одному показателю: длина центральной части левого бокового желудочка превышала длину центральной части правого бокового желудочка на 5,5%.

Мы полагаем, что особое внимание эта тема может получить у неврологов, специалистов, занимающихся оценкой нейропластичности в области неврологии и психиатрии [6], [8], [9]. У нейрохирургов не существует методов прогнозирования исхода операций в плане выживаемости пациентов и качества их дальнейшей жизни [10]. Более того, полученные результаты могут быть использованы при интерпретации данных различных техник нейровизуализации.

Заключение

1. Анализ полученных прижизненных энцефалометрических показателей свидетельствует о наличии половой изменчивости головного мозга и боковых желудочков, в частности.
2. Полученные данные позволяют выделить морфометрические показатели межполушарной изменчивости головного мозга, что может служить одним из морфометрических критериев его асимметрии.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Любимова З.В. Возрастная физиология / З.В. Любимова, К.В. Маринова, А.А. Никитина // Учебник для студентов высших учебных заведений: В 2 ч. – М.: Гуманит. изд. Центр ВЛАДОС, 2003 – Ч. 1.
2. Дорошкевич Е.Ю. Развитие боковых желудочков головного мозга в пренатальном морфогенезе человека / Е.Ю. Дорошкевич // Проблемы здоровья и экологии - 2004 – С.63-67
3. Каган И.И. Использование методов компьютерной и магнитно-резонансной томографии в изучении прижизненной анатомии головного мозга / И.И. Каган, С.В. Чемезов, В.И. Ким и др. // Новые технологии в медицине (морфологические, экспериментальные клинические и социальные аспекты). – Волгоград, 2005.
4. Юнкеров В.И. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований / В.И. Юнкеров, С.Г. Григорьев. // СПБ. : ВМедА, 2005.
5. Дорошкевич Е.Ю. Закономерности морфогенеза боковых желудочков головного мозга в плодном периоде внутриутробного развития человека / Е.Ю. Дорошкевич // Проблемы здоровья и экологии - 2005 - С.114-117.
6. Власюк В.В. Классификация внутрижелудочковых кровоизлияний у новорожденных в Международной статистической классификации болезней / В.В. Власюк // Вопросы современной педиатрии - 2017 – C.246-247.
7. Сапин М.Р. Анатомия человека / М.Р. Сапин, Д.Б. Никитюк, В.Н. Николенко и др. // Учебник для студентов высших учебных заведений. В 2 томах - том 2 - ГЭОТАР-Медиа - 2015.
8. Галанин И.В. Современное состояние проблемы нейропластичности в психиатрии и неврологии / И.В. Галанин, А.Г. Нарышкин, А.Л. Горелик и др. // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова а.– 2015. – Том 7, № 1 - С.134-143.
9. Мелашенко Т.В. Лучевая диагностика в комплексной оценке особенностей нейропластичности у недоношенных новорожденных с экстремально низкой массой тела / Т.В. Мелашенко, А.И. Тащилкин, А.В. Поздняков и др. // Педиатр. – 2018. – Т. 9. – № 6. – С. 21–28. doi: 10.17816/PED9621-28
10. Полищук Н.Е. Ближайшие результаты хирургического лечения новообразований боковых желудочков мозга у детей и взрослых / Н.Е. Полищук, М.К. Мехрзи, А.В. Смоланка // Украинский нейрохирургический журнал. 2017;(2). C.34-38.
11. Сведения о показателях состояния безопасности дорожного движения [Электронный ресурс]. – URL: stat.gibdd.ru (дата обращения: 29.01.2021)
12. Чухловина М.Л. Особенности диагностики черепно-мозговой травмы в детском возрасте / М.Л. Чухловина // Педиатр. - 2013. - Т. 4. - №4. - С. 56-60.
13. Мельников И.А. Магнитно-резонансная томография в диагностике ушибов головного мозга у детей / И.А. Мельников, С.В. Сидорин, С.Ю. Гульяков и др. // Радиология. Практика. – 2011. – № 1. – С. 14-23.
14. Андреев И.А. Индивидуально-типологические особенности параметров желудочковой системы головного мозга человека : дис. Канд. Мед. Наук.: 14.00.02 : защищена 26.11.08 / Андреев Игорь Анатольевич - 2008. - 142 С.
15. Li Z. Morphologic Evolution and Coordinated Development of the Fetal Lateral Ventricles in the Second and Third Trimesters / Z.Li, F.Xu, Z. Zhang et al. // AJNR Am J Neuroradiol. 2019 Apr; 40(4): 718–725.
16. Bompard L. Multivariate Longitudinal Shape Analysis of Human Lateral Ventricles during the First Twenty-Four Months of Life / L.Bompard, S.Xu, M.Styner et al. // PLOS ONE. 2014 Sept; V. 9 (9).
17. Lu Z. Measurement of lateral ventricle volume of normal infant based on magnetic resonance imaging / Lu Z., He J., Yu Y. et al. // Chin Neurosurg Jl 5, 9 (2019). doi: 10.1186/s41016-019-0156-9
18. Kiroglu Cerebral lateral ventricular asymmetry on CT: how much asymmetry is representing pathology? / Y. Kiroglu, N. Karabulut, C. Oncel et al. // Surgical and radiologic anatomy. 2008. V.30:249–255.
19. Scelsi C.L. The Lateral Ventricles: A Detailed Review of Anatomy, Development, and Anatomic Variations / Scelsi C.L., Rahim T.A., Morris J.A. et al. // AJNR. American journal of neuroradiology.2020. V.41 (4): 566-572.
20. Taketani K. Morphological features and length measurements of fetal lateral ventricles at 16–25 weeks of gestation by magnetic resonance imaging / K. Taketani, Yamada, Ch. Uwabe et al. // Cogenital Anomalies. 2015. V.55(2): 99-102. doi:10.1111/cga.12076

Список литературы на английском языке / References in English

1. Lyubimova Z. V. Vozrastnaya fiziologiya [Age-related physiology] / Z. V. Lyubimova, K. V. Marinova, A. A. Nikitina // Uchebnik dlya studentov vysshih uchebnyh zavedenii [Textbook for students of higher educational institutions: In 2 books. - M.: Humanit. ed. Center VLADOS, 2003 Part 1.] [in Russian]
2. Doroshkevich E.Yu. Razvitie bokovyh zheludochkov golovnogo mozga v prenatal’nom morfogeneze cheloveka [Development of the lateral ventricles of head brain in prenatal morphogenesis of the man] / E.Yu. Doroshkevich // Problemy zdoroviya i ekologii [Questions of health and ecology] 2004 – P.63-67. [in Russian]
3. Kagan I.I. Ispol’zovanie metodov komp’yuternoi i magnitno-rezonansnoi tomografii v izuchenii prizhiznennoi anatomii golovnogo mozga [The use of computer and magnetic resonance imaging methods in the study of intravital anatomy of the brain] / I.I. Kagan, S.V. Chemezov, V.I. Kim et al. // Novye tehnologii v meditsine (morfologicheskie, eksperimental’nie klinicheskie i sotsial’nie aspekty) [New technologies in medicine (morphological, experimental clinical and social aspects)] - Volgograd, 2005. [in Russian]
4. Yunkerov V.I. Matematiko-statisticheskaya obrabotka dannyh meditsinskih issledovanii [Mathematical and statistical processing of medical research data] / V.I. Yunkerov, S.G. Grigoryev // SPB : VMA, 2005. [in Russian]
5. Doroshkevich E.Yu. Zakonomernosti morfogeneza bokovyh zheludochkov golovnogo mozga v plodnom periode vnutriutrobnogo razvitiya cheloveka [Mechanism of morphogenesis of the lateral ventricles of brain in the fatal period of prenatal development of man] / E.Yu. Doroshkevich // Problemy zdoroviya i ekologii [Questions of health and ecology] - 2005 – P. 114-117. [in Russian]
6. Vlasyuk V.V. Klassifikatsiya vnutrizheludochkovih krovoizliyanii u novorozhdennyh v Mezhdunarodnoi statisticheskoi klassifikatsii boleznei [Classification of intraventricular hemorrhage in newborns in the international statistical classification of diseases] / V.V. Vlasyuk // Voprosy sovremennoi pediatrii [Issues of modern pediatrics] 2017 – P. 246-247. [in Russian]
7. Sapin M.R. Normal’naya anatomiya [Normal anatomy] / M.R. Sapin, D.B. Nikityuk, V.N. Nikolenko et al. // Uchebnik dlya studentov vysshih uchebnyh zavedenii [Textbook for students of higher educational institutions.] In 2 books. - vol.2 - GEOTAR-Media – 2015. [in Russian]
8. Galanin I.V. Sovremennoe sostoyanie problemy neiroplastichnosti v psihiatrii i nevrologii [The present state of neuroplasticity in psychiatry and neurology] / I.V. Galanin, A.G. Naryshkin, A.L. Gorelik et al. // Vestnik Severo-Zapadnogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta im. I.I. Mechnikova [Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov.] – 2015. – Vol. 7, № 1 – P. 134-143. [in Russian]
9. Melashenko T.V. Luchevaya diagnostika v kompleksnoi otsenke osobennostei neiroplastichnosti u nedonoshennyh novorozhdennyh s ekstremal’no nizkoi massoi tela [Radiologic diagnostics in complex estimation of the features of neuroplasticity in preterm newborns with extremely low birth weight] / T.V. Melashenko, A.I. Tashilkin, A.V. Pozdnyakov et al. // Pediatr [Pediatrician (St. Petersburg)] 2018;9(6). P.21-28. doi: 10.17816/ PED9621-28. [in Russian]
10. Polishchuk N.E. Blizhaishie rezul’taty hirurgicheskogo lecheniya novoobrazovanii bokovyh zheludochkov mozga u detei i vzroslyh [Immediate surgical treatment results for lateral ventricle neoplasms of the brain in children and adults] / Mykola Y. Polishchuk, Mohamed K. Mehrzi, Andriy V. Smolanka // Ukrainskii neirohirurgicheskii zhurnal [Ukrainian Neurosurgical Journal.] 2017;(2). P.34-38. [in Russian]
11. Svedeniya o pokazatelyah sostoyaniya bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya [Information about state indicators of road safety.] [Electronic resource] URL: stat.gibdd.ru (accessed: 29.01.2021) [in Russian]
12. Chukhlovina M.L. Osobennosti diagnostiki cherepno-mozgovoi travmy v detskom vozraste [Diagnostic features of traumatic brain injury in childhood] / M.L. Chukhlovina // Pediatr [] - 2013. - V. 4. - №4. - P. 56-60. [in Russian]
13. Melnikov I.A. Magnitno-resonansnaya tomografiya v diagnostike ushibov golovnogo mozga u detei [Magnetic resonance imaging of brain contusion in children] / I.A. Melnikov, S.V. Sidorin, S.Yu. Gur’yakov et al. // Radiologiya. Praktika. [Radiology.Practice.] – 2011. – № 1. – P. 14-23. [in Russian]
14. Andreev I.A. Individual’no-tipologicheskie osobennosti parametrov zheludochkovoi sistemy golovnogo mozga cheloveka [Individual-typological features of the parameters of the ventricular system of the human brain] : dis. Ph.D. in Medicine.: 14.00.02 : defense of the thesis 26.11.08 / Andreev Igor’ Anatol’evich - 2008. - 142 P. [in Russian]
15. Li Z. Morphologic Evolution and Coordinated Development of the Fetal Lateral Ventricles in the Second and Third Trimesters / Z.Li, F.Xu, Z. Zhang et al. // AJNR Am J Neuroradiol. 2019 Apr; 40(4): 718–725.
16. Bompard L. Multivariate Longitudinal Shape Analysis of Human Lateral Ventricles during the First Twenty-Four Months of Life / L.Bompard, S.Xu, M.Styner et al. // PLOS ONE. 2014 Sept; V. 9 (9).
17. Lu Z. Measurement of lateral ventricle volume of normal infant based on magnetic resonance imaging / Lu Z., He J., Yu Y. et al. // Chin Neurosurg Jl 5, 9 (2019). doi: 10.1186/s41016-019-0156-9
18. Kiroglu Cerebral lateral ventricular asymmetry on CT: how much asymmetry is representing pathology? / Y. Kiroglu, N. Karabulut, C. Oncel et al. // Surgical and radiologic anatomy. 2008. V.30:249–255.
19. Scelsi C.L. The Lateral Ventricles: A Detailed Review of Anatomy, Development, and Anatomic Variations / Scelsi C.L., Rahim T.A., Morris J.A. et al. // AJNR. American journal of neuroradiology.2020. V.41 (4): 566-572.
20. Taketani K. Morphological features and length measurements of fetal lateral ventricles at 16–25 weeks of gestation by magnetic resonance imaging / K. Taketani, Yamada, Ch. Uwabe et al. // Cogenital Anomalies. 2015. V.55(2): 99-102. doi:10.1111/cga.12076