Использование комплексного подхода при изучении эластических свойств кожи и крупных артерий человека для экспресс-диагностики возраста

№ 2 (34), 2015

Медицинские науки. Теоретическая медицина

УДК [611.778-026.567:611.13]-053-072

Е. Н. Савенкова, А. А. Ефимов, А. С. Купрюшин

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖИ И КРУПНЫХ АРТЕРИЙ ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ВОЗРАСТА

Аннотация.

Актуальность и цели: на основе изучения эластических свойств кожи и крупных артерий человека определить перспективность использования комплексного подхода при разработке методики для экспресс-диагностики возраста.

Материалы и методы. Исследование проводилось на секционном материале. От каждого трупа забирали в комплексе фрагменты кожи бедра, груди, шеи, а также участки аорты, сонной и бедренной артерий. Исследовали коэффициенты сократимости кожи, артерий и площади фрагментов артерий.

Результаты. Установлено, что значения коэффициентов сократимости кожи и артерий, а также площади фрагментов артерий характеризуются сильной корреляционной связью с возрастом. Использование комплексного подхода позволяет сократить погрешность при определении возраста трупов неизвестных лиц.

Выводы. Методика экспресс-диагностики возраста, разработанная на основе комплексного изучения эластических свойств кожи и крупных артерий, не требует специального оборудования и значительных временных затрат и позволяет получить точные результаты в вычислении возраста.

Ключевые слова: кожа, артерии, возраст.

E. N. Savenkova, A. A. Efimov, A. S. Kupryushin

USE OF THE INTEGRATED APPROACH IN STUDYING OF ELASTIC PROPERTIES OF HUMAN SKIN AND MAJOR ARTERIES FOR EXPRESS DIAGNOSTICS OF AGE

Abstract.

Background. The aim of the article is to determine the prospects of using an integrated approach on the basis of the study of elastic properties of human skin and major arteries in the process of development of a technique for express diagnostics of age.

Materials and methods. The research was carried out on autopsy materials. From each corpse the authors took in complex areas of skin from thighs, necks, breasts, fragments of aortas, carotids and femoral arteries. The researchers investigated coefficients of contractility of skin, arteries and the area of arteries’ fragments.

Results. It has been established that the values of contractility coefficients of skin and arteries, and also the area of arteries’ fragments are characterized by a strong correlation with age. The use of the integrated approach allows to reduce an error at determining the age of corpses of unidentified people.

Conclusions. The technique of express diagnostics of age, developed on the basis of complex studying of elastic properties of skin and major arteries, does not require special equipment and significant time expenditure and allows to receive more exact results in determining the age.

Key words: skin, arteries, age.

Medical sciences. Theoretical and experimental medicine

21

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Введение

Проблеме определения возраста в судебно-медицинской практике посвящено много научных исследований и публикаций, начиная с прошлого века. Установление возраста и сейчас остается важным этапом при установлении личности, поэтому работы в этом направлении не теряют своей актуальности. Более того, в условиях увеличения количества случаев массовой гибели людей становится более значимой предварительная диагностика возраста уже на этапе сортировки тел погибших. При этом акценты в исследованиях сместились на разработку простых, малобюджетных и не требующих длительных временных затрат методик решения этой задачи.

В результате научных исследований по данной тематике разработаны и апробированы методы определения возраста как по костям [1, 2], так и по мягким тканям человека [3-8], позволяющие устанавливать возраст погибшего. Однако применение этих методик требует длительной подготовки материала, поэтому решение вопроса о возрасте в этих случаях возможно спустя иногда продолжительный срок после происшествия. В связи с этим экспрессдиагностике возраста, посредством которой можно сделать предварительное суждение о возрасте в короткие сроки, стало уделяться большее внимание. В основу таких методик положено изучение сократимости тканей [9-13], которое не требует измерения микроморфометрических показателей с длительным процессом предварительной подготовки.

Эластические свойства кожи и артерий определяются состоянием соединительной ткани, представленной эластин-коллагеновым комплексом, который с возрастом претерпевает изменения главным образом в количественном взаимоотношении эластических и коллагеновых волокон. Изменения артериальной стенки с возрастом обусловлены сдвигами в соотношении структурных компонентов (количественными и качественными), которые составляют ее эластический каркас. Усиливается полиморфизм эндотелиоцитов во внутренней ее оболочке, средняя площадь ядер и цитоплазмы этих клеток претерпевают значительные изменения, что касается также и общего удельного объема эндотелиоцитов, происходит утолщение субэндотелиального слоя, более выраженного в артериях эластического типа. Изменения абсолютного количества и соотношения объема различного типа волокон и гладких мышечных клеток являются признаками возрастных сдвигов в средней и наружной оболочке артерий. Уменьшение эластических волокон при увеличении коллагеновых и ретикулярных структур можно считать признаками инволюции артериальной стенки [14].

Эластические свойства кожи зависят от ее волокнистых компонентов, которые расположены в виде сложной трехмерной структуры волокон коллагена и эластина в белково-полисахаридном матриксе. С возрастом, наряду с клеточными компонентами, происходят инволютивные изменения соединительнотканных структур кожи, наблюдается сглаживание сосочков, дегенерация коллагена с фрагментацией волокон до глыбок и зерен, истончается ретикулярный слой. В сосочковом слое редуцируются эластические волокна, коллагеновые волокна превращаются в базальную субстанцию, сглаживается дермоэпидермальная граница. В дерме с возрастом наблюдаются атрофические изменения, дистрофия волокнистых структур, уменьшается количество

22

University proceedings. Volga region

№ 2 (34), 2015

Медицинские науки. Теоретическая медицина

кровеносных сосудов, клеточных структур: фибробластов, тучных клеток. К повышению стабильности коллагена и, соответственно, к уменьшению его эластичности при инволюции коллагеновых волокон приводят образующиеся в его структуре добавочные внутри- и межмолекулярные сшивки.

Целью данного исследования явилось изучение эластических свойств кожи и крупных артерий человека с использованием комплексного подхода для экспресс-диагностики возраста.

Материал и методы исследования

Материалом исследования послужили участки кожи и фрагменты крупных артерий от 45 мужчин, умерших от различных причин в возрасте от 21 года до 84 лет. От каждого трупа брали участки кожи шеи, груди и бедра, фрагменты аорты, сонной и бедренной артерий.

После забора кусочков кожи фиксированных размеров, отделения подкожно-жировой клетчатки производилось измерение длины сторон сокращенных участков кожи. За коэффициент сократимости кожи была принята условная величина, на которую происходило уменьшение размеров сокращенных кусочков кожи по сравнению с первоначальными их размерами, выраженная в процентах.

Для определения сократимости артерий забирали их фрагменты фиксированной длины, после изъятия их из трупа и сокращения измеряли длину фрагментов. Величина коэффициента сократимости артерии вычислялась как процентное отношение длины сокращенного ее фрагмента к первоначальной длине. После рассечения фрагмента артерии по длине вычисляли его площадь.

Результаты исследований

При статистической обработке материала установлено, что коэффициент сократимости кожи с возрастом значительно уменьшается. Так, для кожи шеи он уменьшился с 27,33 % в возрасте 21 года до 3,4 % в возрасте 84 лет, груди - с 24,66 до 6 %, бедра - с 31,33 до 5,3 % соответственно. Коэффициенты сократимости фрагментов исследованных артерий также значительно уменьшаются с возрастом: сонной артерии - с 30,45 % в возрасте 21 года до 4 % в возрасте 84 лет, бедренной артерии - с 37,27 до 0,45 %, аорты -с 26,36 до 0,4 %. Площадь фрагментов артерий, напротив, с возрастом увеличивается: сонной артерии с 255,51 мм2 в возрасте 21 года до 483,94 мм2 в возрасте 84 лет, бедренной артерии - с 220,8 до 473,04 мм2, аорты - с 704,7 до 1520,03 мм2.

При проведении корреляционного анализа была установлена отрицательная связь значений коэффициентов сократимости кожи и фрагментов артерий с возрастом. Так, коэффициент корреляции коэффициента сократимости кожи шеи с возрастом составил -0,89, кожи груди -0,88, кожи бедра -0,81; коэффициенты корреляции коэффициентов сократимости фрагментов артерий с возрастом: сонной артерии -0,76, бедренной артерии -0,92, аорты -0,83. Коэффициенты корреляции площади фрагментов артерий с возрастом составили: для сонной артерии 0,77, для бедренной 0,8, для аорты 0,88. Другими словами, была установлена сильная корреляционная связь показателей эластичности как кожи, так и фрагментов артерий с возрастом.

Medical sciences. Theoretical and experimental medicine

23

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

В результате проведенного регрессионного анализа были составлены уравнения множественной линейной регрессии для определения возраста по полученным показателям эластичности кожи и по показателям артерий отдельно.

Так, для определения возраста по коэффициенту сократимости кожи получено следующее уравнение:

РВ = -1,13X - 0,91Х2 - 0,5Щ + 91,3 ± 5,6 года,

где РВ - расчетный возраст; Х1 - коэффициент сократимости кожи шеи; Х2 -коэффициент сократимости кожи груди; Х3 - коэффициент сократимости кожи бедра.

Для определения возраста по коэффициенту сократимости и площади фрагментов артерий получена следующая формула:

РВ = -0,15Х - 0,016X2 - 1,15Хз - 0,017X4 - 0,62X5 +

+ 0,012Х6 + 80,94 ± 4,7 года,

где РВ - расчетный возраст; Х1 - коэффициент сократимости фрагмента сонной артерии; Х2 - площадь фрагмента сонной артерии; Х3 - коэффициент сократимости фрагмента бедренной артерии; Х4 - площадь фрагмента бедренной артерии; Х5 - коэффициент сократимости фрагмента аорты; Х6 - площадь фрагмента аорты.

Из представленных выше уравнений следует, что при расчете возраста по эластическим показателям отдельно кожи и отдельно артерий средние возможные погрешности в определении возраста составили 5,6 и 4,7 года соответственно.

Уравнение множественной линейной регрессии по всем показателям эластичности кожи и артерий в комплексе представлено в следующем выражении:

РВ = 0,0017X1 + 0,0099X2 - 0,739Хз - 0,01X4 - 0,5X5 + 0,002X6 -

- 0,456X7 - 0,453X8 - 0,16X9 + 84,77 ± 4,2 года,

где РВ - расчетный возраст; X! - коэффициент сократимости фрагмента сонной артерии; X2 - площадь фрагмента сонной артерии; X3 - коэффициент сократимости фрагмента бедренной артерии; X4 - площадь фрагмента бедренной артерии; X5 - коэффициент сократимости фрагмента аорты; X6 - площадь фрагмента аорты; X7 - коэффициент сократимости кожи шеи; X8 - коэффициент сократимости кожи груди; Х9 - коэффициент сократимости кожи бедра.

Из вышеизложенного следует, что использование комплексного подхода позволяет сократить погрешность при определении возраста трупов неизвестных лиц до 4,2 года.

Заключение

Подводя итог, можно заключить, что изученные показатели эластических свойств кожи и крупных артерий человека характеризуются сильной корреляционной связью с возрастом. Методика экспресс-диагностики возраста, разработанная на их основе, не требует специального оборудования и значительных временных затрат, а использование комплексного подхода позволяет получить более точные результаты в вычислении возраста.

24

University proceedings. Volga region

№ 2 (34), 2015

Медицинские науки. Теоретическая медицина

Список литературы

1. Неклюдов, Ю. А. Экспертная оценка возрастных изменений скелета верхней конечности / Ю. А. Неклюдов. - Саратов, 1992. - 123 с.

2. Пашкова, В. И. Судебно-медицинское отождествление личности по костным останкам / В. И. Пашкова, Б. Д. Резников. - Саратов, 1978. - 287 с.

3. Определение возраста по морфологической структуре внутренних органов и мягких тканей / Ю. Д. Алексеев, А. А. Ефимов, Ю. А. Неклюдов, А. В. Павлов,

Е. Н. Савенкова // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2006. - Т. 2, № 3. - С. 3-8.

4. Изучение морфологических показателей женской молочной железы в разные возрастные периоды / В. В. Буров, Ю. Д. Алексеев, А. А. Ефимов, Е. Н. Савенкова, Л. В. Кулаева, С. А. Ивахина // Современные проблемы науки и образования. -2014. - № 1. - С. 137.

5. Павлов, А. В. Возрастная динамика основных структурных компонентов семенников человека в оценке биологического возраста : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Павлов А. В. - Саратов, 1997. - 29 с.

6. Савенкова, Е. Н. Микроморфометрические параметры кожи человека как показатель инволюции кожного покрова при определении возраста в судебной медицине / Е. Н. Савенкова, Н. В. Богомолова, А. А. Ефимов // Судебномедицинская экспертиза. - 2006. - № 4. - С. 21-23.

7. Савенкова, Е. Н. Методика судебно-медицинского определения возраста человека по микрометрическим параметрам кожи / Е. Н. Савенкова, А. А. Ефимов // Судебно-медицинская экспертиза. - 2008. - Т. 51, № 5. - С. 31-33.

8. Спиридонов, А. В. Возрастные изменения щитовидной железы и их судебномедицинская оценка : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Спиридонов А. В. - Саратов, 1997. - 27 с.

9. Ефимов, А. А. Судебно-медицинская оценка изменений эластических свойств крупных артерий в возрастном аспекте / А. А. Ефимов // Судебно-медицинская экспертиза. - 2008. - Т. 51, № 6. - С. 14-16.

10. Савенкова, Е. Н. Экспресс-метод диагностики возраста при исследовании трупов неизвестных лиц по коэффициенту сократимости кожи // Е. Н. Савенкова, А. А. Ефимов, А. Е. Луньков // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2006. -Т. 2, № 1. - С. 47-51.

11. Савенкова, Е . Н . Сократимость кожи как показатель биологического возраста человека / Е. Н. Савенкова, Ю. А. Неклюдов, Ю. Д. Алексеев, А. А. Ефимов. -

Судебная экспертиза. - 2006. - № 1. - С. 90-93.

12. Савенкова, Е. Н. Возрастная динамика коэффициента сократимости кожи человека и возможность его использования при определении биологического возраста в судебной медицине / Е. Н. Савенкова, Ю. А. Неклюдов, А. А. Ефимов // Проблемы экспертизы в медицине. - 2006. - Т. 6, № 1 (21). - С. 18-19.

13. Семижонова, В. Н. О возможности комплексного использования изменений эластичности артерий и кожи человека при определении возраста в судебной медицине / В. Н. Семижонова, Е. Н. Савенкова, В. В. Буров // Бюллетень медицинских интернет-конференций. - 2013. - Т. 3, № 2. - С. 244.

14. Ефимов, А. А. Анализ синхронности возрастных изменений эластических свойств крупных артерий и кожи человека / А. А. Ефимов, Е. Н. Савенкова, Ю. Д. Алексеев // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 3. -URL: http://www.science-education.ru/109-9216 (дата обращения: 12.03.2015).

References

1. Neklyudov Yu. A. Ekspertnaya otsenka vozrastnykh izmeneniy skeleta verkhney konechnosti [Expert estimation of age-related changes of upper extremity’s skeleton]. Saratov, 1992, 123 p.

Medical sciences. Theoretical and experimental medicine

25

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

2. Pashkova V. I., Reznikov B. D. Sudebno-meditsinskoe otozhdestvlenie lichnosti po kostnym ostankam [Forensic medical personality identification by bone remains]. Saratov, 1978, 287 p.

3. Alekseev Yu. D., Efimov A. A., Neklyudov Yu. A., Pavlov A. V., Savenkova E. N. Sa-ratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal [Saratov scientific medical journal]. 2006, vol. 2, no. 3, pp. 3-8.

4. Burov V. V., Alekseev Yu. D., Efimov A. A., Savenkova E. N., Kulaeva L. V., Ivakhina S. A. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. 2014, no. 1, p. 137.

5. Pavlov A. V. Vozrastnaya dinamika osnovnykh strukturnykh komponentov semennikov cheloveka v otsenke biologicheskogo vozrasta: avtoref dis. kand. med. nauk [Age-related dynamics of main structural components of human testicles in estimation of physical age: author’s abstract of dissertation to apply for the degree of the candidate of medical sciences]. Saratov, 1997, 29 p.

6. Savenkova E. N., Bogomolova N. V., Efimov A. A. Sudebno-meditsinskaya ekspertiza [Forensic medical investigation]. 2006, no. 4, pp. 21-23.

7. Savenkova E. N., Efimov A. A. Sudebno-meditsinskaya ekspertiza [Forensic medical investigation]. 2008, vol. 51, no. 5, pp. 31-33.

8. Spiridonov A. V. Vozrastnye izmeneniya shchitovidnoy zhelezy i ikh sudebno-meditsinskaya otsenka: avtoref. dis. kand. med. nauk [Age-related changes of thyroid gland and forensic medical estimation thereof: author’s abstract of dissertation to apply for the degree of the candidate of medical sciences]. Saratov, 1997, 27 p.

9. Efimov A. A. Sudebno-meditsinskaya ekspertiza [Forensic medical investigation]. 2008, vol. 51, no. 6, pp. 14-16.

10. Savenkova E. N., Efimov A. A., Lun'kov A. E. Saratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal [Saratov scientific medical journal]. 2006, vol. 2, no. 1, pp. 47-51.

11. Savenkova E. N., Neklyudov Yu. A., Alekseev Yu. D., Efimov A. A. Sudebnaya ekspertiza [Forensic investigation]. 2006, no. 1, pp. 90-93.

12. Savenkova E. N., Neklyudov Yu. A., Efimov A. A. Problemy ekspertizy v meditsine [Problems of examination in medicine]. 2006, vol. 6, no. 1 (21), pp. 18-19.

13. Semizhonova V. N., Savenkova E. N., Burov V. V. Byulleten’ meditsinskikh internet-konferentsiy [Bulletin of medical online conferences]. 2013, vol. 3, no. 2, p. 244.

14. Efimov A. A., Savenkova E. N., Alekseev Yu. D. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. 2013, no. 3. Available at: http://www.science-education.ru/109-9216 (accessed 12 March 2015).

Савенкова Екатерина Николаевна

кандидат медицинских наук, доцент, кафедра судебной медицины им. М. И. Райского, Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского

E-mail: savocheka@mail.ru

Savenkova Ekaterina Nikolaevna Candidate of medical sciences, associate professor, sub-department of forensic medicine named after M. I. Raysky, Saratov State Medical University named after V. I. Razumovsky (112 Bolshaya Kazachya street,

Saratov, Russia)

26

University proceedings. Volga region

№ 2 (34), 2015

Медицинские науки. Теоретическая медицина

Ефимов Александр Александрович

кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой судебной медицины им. М. И. Райского, Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского

E-mail: sudmedsar@mail.ru

Купрюшин Алексей Степанович

кандидат медицинских наук, заведующий кафедрой клинической морфологии и судебной медицины с курсом онкологии, Медицинский институт, Пензенский государственный университет

E-mail: kas-agm@rambler.ru

Efimov Aleksandr Aleksandrovich Candidate of medical sciences, associate professor, head of sub-department of forensic medicine named after M. I. Raysky, Saratov State Medical University named after V. I. Razumovsky (112 Bolshaya Kazachya street,

Saratov, Russia)

Kupryushin Aleksey Stepanovich Candidate of medical sciences, head of sub-department of clinical morphology and forensic medicine with a course of oncology, Medical Institute,

Penza State University

УДК [611.778-026.567:611.13]-053-072

Савенкова, Е. Н.

Использование комплексного подхода при изучении эластических свойств кожи и крупных артерий человека для экспресс-диагностики возраста / Е. Н. Савенкова, А. А. Ефимов, А. С. Купрюшин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2015. -№ 2 (34). - С. 21-27.

Medical sciences. Theoretical and experimental medicine

27