E.DZIĘDZIOŁOWSKA - BARAN - ROZWÓJ ELEMENTÓW KOSTNYCH UCHA WEWNĘTRZNEGO U PŁODÓW LUDZKICH.pdf - Antropologia sądowa - rewolucja

ANNALES ACADEMIAE MEDICAE STETINENSIS

ROCZNIKI POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

2007, 53, 3, 10–19

EDYTA DZIĘCIOŁOWSKA-BARAN

ROZWÓJ ELEMENTÓW KOSTNYCH UCHA WEWNĘTRZNEGO

U PŁODÓW LUDZKICH*

DEVELOPMENT OF THE OSSEOUS STRUCTURES OF INTERNAL EAR

IN HUMAN FOETUSES*

Katedra i Zakład Anatomii Prawidłowej Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie

al. Powstańców Wlkp. 72, 70-111 Szczecin

Kierownik: prof. dr hab. n. med. Florian Czerwiński

Summary

Streszczenie

Purpose : Assessment of development of selected osseous

structures of internal ear (cochlea, vestibule, modiolus) in

human foetuses aged between 9–32 weeks was the aim of

this study. Human osseous labyrinth is a very interesting

albeit difﬁcult research subject. Current study represents

a trial to summarize the knowledge about its development

in prenatal period available so far. At the same time it un-

derlines the importance of research on the development of

ear’s structures for prevention of hearing disorders as well

as for their early development and treatment.

Methods : Descriptive methods: macroscopic, radio-

logical, anthropometric and histological were used in this

study.

Results : The presence of arcuate eminence as well as

subarcuate fossa was established which proves the develop-

ment of osseous labyrinth inside the petrous part of tem-

poral bone. Points of ossiﬁcation of the otic capsule were

described. Highest dynamics of development and abundance

of morphological forms was found in the II group of foetuses

including those between 18–24 week of intrauterine life.

Wstęp : Celem pracy była ocena rozwoju wybranych ele-

mentów kostnych ucha wewnętrznego (ślimak, przedsionek,

wrzecionko) u płodów ludzkich w wieku 9.–32. tygodnia.

Błędnik kostny człowieka jest bardzo ciekawym i zarazem

trudnym przedmiotem badawczym. Praca jest próbą pod-

sumowania dotychczasowej wiedzy na temat jego rozwoju

w okresie przedurodzeniowym. Jednocześnie podkreśla

wagę badań nad rozwojem struktur ucha ze względu na

proﬁlaktykę wad słuchu oraz ich wczesne wykrywanie

i leczenie.

Metody : Badania zostały przeprowadzone w oparciu

o metody opisowe – makroskopowe, radiologiczne, antro-

pometryczne i histologiczne.

Wyniki : Stwierdzono obecność wyniosłości łukowatej

i dołu podłukowego na powierzchni piramidy kości skro-

niowej świadczącą o rozwijającym się wewnątrz błędni-

ku kostnym. Opisano punkty kostnienia torebki usznej.

Stwierdzono największą dynamikę rozwoju i bogactwo

form morfologicznych w II grupie płodów, czyli w wieku

18.–24. tygodnia życia wewnątrzmacicznego.

K e y w o r d s: bony labyrinth – cochlea – vestibule – otic

capsule – growth.

H a s ł a: błędnik kostny – ślimak – przedsionek – torebka

uszna – wzrost.

* Zwięzła wersja rozprawy doktorskiej przyjętej przez Radę Wydziału Lekarskiego Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie. Promotor:

prof. dr hab. n. med. Florian Czerwiński . Oryginalny maszynopis obejmuje: 101 stron, 45 rycin, 14 tabel, 142 pozycje piśmiennictwa.

* Concise version of doctoral thesis approved by the cuncil of the Faculty of Medicine, Pomeranian Medical University in Szczecin. Promotor:

Prof. Florian Czerwiński M.D., D.M.Sc. Habil. Oryginal typescript comprises: 101 pages, 45 ﬁgures, 14 tables, 142 references.

ROZWÓJ ELEMENTÓW KOSTNYCH UCHA WEWNĘTRZNEGO U PŁODÓW LUDZKICH

Wstęp

z poronień samoistnych, bez widocznych wad rozwojowych.

Wyodrębniono 27 osobników płci żeńskiej oraz 41 płci mę-

skiej. Wiek płodu określano na podstawie dokumentacji me-

dycznej i długości ciemieniowo-siedzeniowej, w odniesieniu

do tabel Scamona i Calkinsa oraz Miami i Washingtona. Przy-

padki zostały zaszeregowane w 3 grupach wiekowych:

I. Płody młode w wieku 9.–18. tygodnia życia.

II. Płody średnie w wieku 19.–23. tygodnia życia.

III. Płody starsze w wieku 24.–32. tygodnia życia.

W pierwszym etapie dekapitowano płody, a następ-

nie preparowano obustronnie kości skroniowe jako całość.

Wstępna ocena jakościowa części skalistych kości skronio-

wych dotyczyła obecności na ich powierzchni struktur od-

powiadających niektórym elementom ucha wewnętrznego,

tj.: wyniosłości łukowatej utworzonej przez szczyt kanału

półkolistego przedniego na powierzchni przedniej piramidy

oraz dołu podłukowego – zagłębienia wywołanego przez kanał

półkolisty przedni na powierzchni tylnej piramidy. Elementy

te są szczególnie dobrze widoczne u płodów i noworodków.

Zdjęcia rentgenowskie w rzucie na powierzchnię przed-

nią i tylną piramidy w obecności wzorca schodkowego wyko-

nano za pomocą aparatu z lampą mikroogniskową do badań

strukturalnych. Uzyskane zdjęcia fotografowano aparatem

cyfrowym, wprowadzano do pamięci komputera i anali-

zowano. Po przetworzeniu wzorca schodkowego umożli-

wiającego porównanie obrazów w skali szarości, dokonano

półautomatycznej analizy obrazu wymagającej wzrokowej

identyﬁkacji punktów kostnienia błędnika kostnego. Ręcznie

wprowadzano poprawki w obrazie wyświetlanym na monito-

rze i określano obszar o zbliżonym odcieniu odpowiadający

gęstości mineralnej kości. W ten sposób analizowane obrazy

pozwoliły na określenie powstających jąder kostnienia.

W celu dokonania pomiarów antropometrycznych, odwap-

nione części skaliste kości skroniowych były cięte w płaszczyź-

nie równoległej i prostopadłej do osi długiej piramidy kości

skroniowej. Aby ukazać przekrój podłużny, cięcie prowadzono

wzdłuż osi biegnącej przez środek otworu słuchowego we-

wnętrznego i szczyt piramidy kości skroniowej (ryc. 1).

Żeby uzyskać przekrój poprzeczny, kości cięto pro-

stopadle do osi długiej biegnącej wzdłuż brzegu górnego

piramidy, pomiędzy podstawą a jej szczytem (ryc. 2). Po-

Ucho ludzkie w życiu zarodkowym tworzą trzy różne

części: zewnętrzna – zbierająca dźwięki z otoczenia; środkowa

– przekazująca bodźce akustyczne; wewnętrzna – zawierają-

ca receptory zmysłu słuchu i statyki. Najwcześniej zaczyna

się wykształcać ucho wewnętrzne. Rozwój poszczególnych

części ucha przebiega niezależnie [1, 2, 3, 4, 5]. Tłumaczy

to występowanie wad ucha środkowego czy zewnętrznego

przy prawidłowo ukształtowanym uchu wewnętrznym lub

odwrotnie [6, 7]. Praca dotyczy rozwoju elementów kostnych

ucha wewnętrznego. Jest próbą potwierdzenia i uzupełnienia

wiedzy na ten temat. Stanowi również wycinek z cyklu badań

nad rozwojem struktur anatomicznych w życiu płodowym,

prowadzonych od wielu lat w Zakładzie Anatomii Prawidło-

wej Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie [8, 9].

Ściana błędnika kostnego u dorosłego człowieka jest utwo-

rzona ze zbitej, bardzo twardej i wytrzymałej tkanki kostnej

o trójwarstwowej budowie. Warstwa zewnętrzna (inaczej pe-

ryostalna albo okostnowa) utworzona jest z istoty zbitej. Pod

względem budowy nie różni się ona od innych kości organi-

zmu. Po urodzeniu narasta poprzez nawarstwianie się nowych

blaszek kostnych. Z pierwotnie chrzęstnej otoczki błędnika

powstaje warstwa środkowa, enchondralna. Tworzy ją tkan-

ka kostna z bogatą siecią drobnych naczyń, w której można

odnaleźć ogniska przetrwałej chrząstki szklistej. Istnienie

tych ognisk pozwala jej zachować charakter kości płodowej.

W odróżnieniu od innych kości, w warstwie tej nie przebiegają

procesy resorbcji i odnowy, a więc ma ona niewielką aktywność

metaboliczną [10, 11, 12]. Warstwa wewnętrzna jest wyraźnie

odgraniczona od warstwy środkowej. Utworzona z tkanki włók-

nistej o podłużnym układzie włókien rzadko ulega przemianom

w dorosłym życiu. Ma ona najmniejszą grubość w obrębie

kanałów półkolistych i na szczycie wrzecionka [13].

Cele pracy:

1. Ocena obecności wyniosłości łukowatej i dołu podłu-

kowego na powierzchniach części skalistej kości skroniowej,

które świadczą o rozwoju elementów błędnika kostnego

wewnątrz piramidy.

2. Określenie czasu pojawiania się pierwotnych jąder

kostnienia torebki usznej na podstawie zdjęć radiologicz-

nych badanych płodów.

3. Ocena parametrów antropometrycznych błędnika

kostnego badanych płodów w wieku pomiędzy 9. a 32. ty-

godniem życia.

4. Porównanie dynamiki wzrostu mierzonych wielkości

struktur ucha wewnętrznego badanych płodów w wybranych

przedziałach czasowych życia wewnątrzmacicznego.

5. Analiza procesów mineralizacji błędnika kostnego ba-

danych płodów na podstawie preparatów histologicznych.

Materiał i metody

Badania zostały przeprowadzone na 68 płodach ludzkich

w wieku pomiędzy 9. a 32. tygodniem ciąży, pochodzących

Ryc. 1. Linie wymiarowe parametrów w przekroju podłużnym

Fig. 1. Dimensional lines in the longitudinal section

EDYTA DZIĘCIOŁOWSKA-BARAN

męskich i żeńskich [15, 16]. Ze względu na ograniczoną

liczbę wyników pomiarowych trzech badanych zmiennych

(długość podstawy ślimaka, szerokość podstawy ślimaka

i długość przedsionka), wynikającą ze sposobu i możliwości

przygotowywania materiału badawczego, przeprowadzono

uzupełnienie danych niniejszych parametrów. Zrealizowano

to w oparciu o statystyczny model liniowy budowany na

pięciu sąsiednich punktach pomiarowych [16, 17]. W ten

sposób możliwe było przeprowadzenie porównania charak-

terystyk wyżej wymienionych zmiennych z wielkościami

długości wrzecionka i wysokości ślimaka.

Wyniki badań i ich omówienie

Ryc. 2. Linie wymiarowe parametrów w przekroju poprzecznym

Fig. 2. Dimensional lines in the horizontal section

Ocena obecności na powierzchni piramidy kości skronio-

wej wyniosłości łukowatej (A) i dołu podłukowego (B)

Na powierzchni przedniej piramidy kości skroniowej

u wszystkich badanych płodów obserwowano wyniosłość

łukowatą wywołaną przez kanał półkolisty przedni.

szczególne parametry kostne były mierzone za pomocą

suwaka metrycznego z wyświetlaczem cyfrowym, z do-

kładnością 0,01 mm. Każdą z kości fotografowano w rzucie

na poszczególne powierzchnie piramidy kości skroniowej

i analizowano komputerowo. Uzyskane wartości badano

w odniesieniu do wieku płodu, długości ciemieniowo-

-siedzeniowej, płci, z podziałem na poszczególne grupy

wiekowe. W uzyskanych przekrojach przeprowadzano

pomiary następujących struktur kostnych: 1) szerokość

podstawy ślimaka; 2) długość podstawy ślimaka; 3) wyso-

kość ślimaka; 4) długość wrzecionka ślimaka; 5) długość

przedsionka.

Przygotowując preparaty histologiczne, kości prześwie-

tlano w ksylenie w procesorze tkankowym, bloczkowano

i przygotowywano skrawki o grubości 3–4 μm. Barwiono

hematoksyliną i eozyną, następnie wg metody Mayera, po

wypłukaniu barwiono w wodnym roztworze 1% eozyny

przez ok. 5 minut. Na zakończenie przeprowadzono różnico-

wanie w wodzie, rosnącym szeregu alkoholi 70–96–100%,

acetonie i ksylenie. Materiał zamknięto w balsamie kana-

dyjskim. Oceniano w mikroskopie świetlnym w różnych

powiększeniach.

Analiza statystyczna obejmowała obliczanie wartości:

średniej arytmetycznej, mediany, minimum, maksimum

i odchylenia standardowego (SD). Na podstawie wykonanych

pomiarów przeprowadzono analizę wybranych parametrów

ucha wewnętrznego w odniesieniu do długości ciemienio-

wo-siedzeniowej i wieku badanych płodów. Pomiędzy wy-

branymi zmiennymi przeprowadzono analizę współczynni-

ków prostych regresji i współczynników korelacji Pearsona

wraz z wyznaczeniem dla nich przedziałów ufności. Dla

wszystkich analizowanych parametrów przyjęto poziom

istotności p = 0,05 [14, 15]. Uzyskano wykresy zależności

z wyodrębnieniem trzech grup wiekowych. Na zakończenie

przedstawiono porównanie dystrybuant empirycznych wie-

lowymiarowych zmiennych losowych w populacjach płodów

Ryc. 3. Lewa kość skroniowa 23-tygodniowego płodu: A – wyniosłość

łukowata, B – dół podłukowy (powiększenie ×4)

Fig. 3. Left temporal bone of 23 weeks old foetus: A – arcuate eminence,

B – subarcuate fossa (magniﬁcation 4×)

Na powierzchni tylnej piramidy kości skroniowej

u wszystkich badanych płodów wykazano obecność dołu

podłukowego powstającego w pobliżu kanału półkolistego

przedniego (ryc. 3).

Wyniki badań radiologicznych

Punkty kostnienia w obrębie przyszłej kostnej torebki

błędnika uwidocznione są w postaci skupisk zmineralizowa-

nej tkanki. Wnikliwa obserwacja kości z następujących po

sobie przedziałów wiekowych pozwala prześledzić kolejność

pojawiania się tych jąder, ustalić ich położenie i kierunki

szerzenia się mineralizacji. Pierwsze jądro kostnienia w ob-

rębie przyszłego błędnika kostnego obserwowano u płodów

15-tygodniowych. Pojawiało się ono powyżej przedsion-

ka w rejonie kanału półkolistego przedniego, któremu na

przedniej powierzchni piramidy odpowiada wyniosłość

łukowata. W następnej kolejności, prawie równocześnie

pojawiały się jądra kostnienia na pograniczu przedsionka

ROZWÓJ ELEMENTÓW KOSTNYCH UCHA WEWNĘTRZNEGO U PŁODÓW LUDZKICH

i ślimaka, dolnej i bocznej ściany przedsionka oraz śli-

maka. Najbardziej intensywnie przebiegała mineralizacja

w II grupie płodów, gdyż począwszy od 20. tygodnia we

wszystkich badanych kościach widoczne były podstawowe

jądra kostnienia (ryc. 4). Wokół nich mineralizacja przebie-

gała dynamicznie i wielokierunkowo. W III grupie płodów

kostnienie obejmowało cały błędnik kostny (ryc. 5).

Wyniki badań antropometrycznych

W analizie statystyki opisowej obliczono wartości: śred-

niej arytmetycznej, mediany, minimum, maksimum i od-

chylenia standardowego mierzonych parametrów. Wyniki

przedstawiono w tabelach 1–3. Na podstawie wykonanych

pomiarów przeprowadzono analizę wybranych parametrów

ucha wewnętrznego w odniesieniu do długości ciemienio-

wo-siedzeniowej i wieku badanych płodów. Na podstawie

uzyskanych wykresów zaobserwowano największą dyna-

mikę wzrostu badanych parametrów w II grupie płodów

w stosunku do zmian zachodzących w grupie I i III, za

wyjątkiem zależności długości podstawy ślimaka w funk-

cji długości ciemieniowo-siedzeniowej, gdzie największa

dynamika występuje w grupie I i II (ryc. 6–10). Porównano

różnice badanych parametrów ze względu na płeć. Na pod-

stawie obserwacji, po porównaniu dystrybuant empirycznych

wielowymiarowych zmiennych losowych stwierdza się,

Ryc. 4. Kość skroniowa 23-tygodniowego płodu: 1, 2, 3, 4 – jądra

kostnienia (powiększenie ×3)

Fig. 4. Temporal bone of 23 weeks old foetus: 1, 2, 3, 4 – ossiﬁcation

centres (magniﬁcation 3×)

Ryc. 5. Kość skroniowa 30-tygodniowego płodu: A – przedsionek, B

– ślimak. Mineralizacja w obszarze całego błędnika (powiększenie ×4)

Fig. 5. Temporal bone of 30 weeks old foetus: A – vestibule, B – cochlea.

Mineralization in the entire labyrinth region (magniﬁcation 4×)

Ryc. 7. Zależność wysokości ślimaka od długości

ciemieniowo-siedzeniowej

Fig. 7. Illustrating the relationship between the length of cochlea

and the crown-rump length

Ryc. 6. Zależność długości wrzecionka od długości

ciemieniowo-siedzeniowej

Fig. 6. Illustrating the relationship between the length of modiolus

and the crown-rump length

Ryc. 8. Zależność długości podstawy ślimaka od długości ciemieniowo-

-siedzeniowej

Fig. 8. Illustrating the relationship between the length of the base of cochlea

and the crown-rump length

EDYTA DZIĘCIOŁOWSKA-BARAN

Ryc. 9. Zależność szerokości podstawy ślimaka od długości

ciemieniowo-siedzeniowej

Fig. 9. Illustrating the relationship between the width of the base of cochlea

and the crown-rump length

Ryc. 10. Zależność długości przedsionka od długości

ciemieniowo-siedzeniowej

Fig. 10. Illustrating the relationship between the length of vestibule

and the crown-rump length

T a b e l a 1. Statystyka opisowa (wszyscy)

T a b l e 1. Descriptive statistics (all)

Parametry / Parameters

Średnia

Average

Mediana

Median

Minimum

Maksimum

Maximum

Długość ciemieniowo-siedzeniowa / Crown-rump length 68 187,91 182,00 99,00 311,00

54,08

Wiek / Age

68 20,54 20,00

9,00 32,00

5,10

Obwód głowy / Head circumference

68 163,19 160,50 87,00 259,00

41,44

Wymiar dwuciemieniowy / Biparietal diameter

68 48,03 47,40 18,40 88,00

16,13

Długość kości skroniowej / Length of the tempoarl bone 68 16,26 15,70

8,00 27,30

4,77

Długość części skalistej / Length of the petrous part

68 16,03 15,36

7,92 26,92

4,69

Szerokość części skalistej / Width of the petrous part

68 8,10

8,15

2,40 14,20

2,87

Długość wrzecionka / Length of the modiolus

68 2,01

1,99

1,17

3,02

0,61

Wysokość ślimaka / Length of the cochlea

68 2,46

2,07

1,46

4,01

0,86

Długość podstawy ślimaka / Length of the base of cochlea 37 5,47

5,44

3,82

6,81

0,98

Długość przedsionka / Length of the vestibule

37 4,37

4,31

3,49

5,01

0,41

Szerokość podstawy ślimaka / Width of the base of cochlea 31 5,53

5,37

3,90

7,08

0,93

T a b e l a 2. Statystyka opisowa (płeć męska)

T a b l e 2. Descriptive statistics (males)

Parametry / Parameters

Średnia

Average

Mediana

Median

Minimum

Maksimum

Maximum

Długość ciemieniowo-siedzeniowa / Crown-rump length 41 188,02 178,00 99,00 311,00

55,84

Wiek / Age

41 20,46 20,00

9,00 32,00

5,38

Obwód głowy / Head circumference

41 161,73 159,00 87,00 254,00

43,62

Wymiar dwuciemieniowy / Biparietal diameter

41 47,10 46,90 18,40 85,60

16,39

Długość kości skroniowej / Length of the tempoarl bone 41 16,22 15,80

8,00 27,30

4,89

Długość części skalistej / Length of the petrous part

41 16,00 15,56

7,92 26,92

4,80

Szerokość części skalistej / Width of the petrous part

41 8,14

8,40

2,40 14,20

3,02

Długość wrzecionka / Length of the modiolus

41 2,04

1,97

1,17

3,02

0,61

Wysokość ślimaka / Length of the cochlea

41 2,51

2,06

1,46

3,99

0,87

Długość podstawy ślimaka / Length of the base of cochlea 23 5,55

5,56

3,82

6,81

1,01

Długość przedsionka / Length of the vestibule

23 4,38

4,45

3,49

4,98

0,43

Szerokość podstawy ślimaka / Width of the base of cochlea 18 5,48

5,37

3,96

7,08

1,02

E.DZIĘDZIOŁOWSKA - BARAN - ROZWÓJ ELEMENTÓW KOSTNYCH UCHA WEWNĘTRZNEGO U PŁODÓW LUDZKICH.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: