Возрастные изменения черепа

Окостенению подвергаются не все хрящевые образования. Ряд хрящей остается и у взрослых (хрящи крыльев носа, хрящевая часть перегородки носа и маленькие хрящи основания черепа).

Разные части некоторых костей развиваются различно: одни – на месте хряща, другие – на месте соединительной ткани (например, чешуя затылочной кости развивается как первичная кость, остальные части – как вторичные кости). С возрастом части костей и отдельные кости сливаются между собой, ввиду чего общее количество костей черепа уменьшается.

Обратим внимание на развитие лицевого отдела черепа. Лицевой отдел черепа развивается преимущественно из жаберных дуг. У водных позвоночных жаберные дуги расположены метамерно в промежутках между жаберными щелями, через которые проходит вода к жабрам – органам дыхания этих животных.

У позвоночных, обитающих на суше, жаберные щели имеются только в зародышевом периоде. Число жаберных дуг неодинаково у разных водных животных: у наземных позвоночных они закладываются в количестве 6; у человека развивается 5 дуг, причем 5-я дуга развита плохо (рудиментарная). 1-я (верхняя) называется нижнечелюстной, или мандибулярной, дугой. 2-я – подъязычной, или гиоидной, дугой, а остальные – соответственно 3-5–й жаберными дугами.

В развитии лицевого черепа принимают участие 1-3-я жаберные дуги и лобный отросток, ограничивающий сверху ротовую бухту – будущую полость рта. 1-я жаберная дуга с каждой стороны образует по два отростка – верхнечелюстной и нижнечелюстной, которые ограничивают ротовую бухту снизу и с боков. Верхнечелюстные отростки отделены друг от друга лобным отростком, который в процессе развития делится на три части: непарную (среднюю) и парные (боковые). Между верхнечелюстным отростком и боковой частью лобного помещается орган зрения. Между боковыми частями лобного и верхнечелюстными отростками находится слезная борозда. Нижнечелюстные отростки правой и левой дуг срастаются.

 
Рисунок 3 –  Схема взаимоотношения производных жаберных дуг. Хрящевые и костные элементы, возникающие у человека из жаберных дуг: нижняя челюсть, подъязычный аппарат и некоторые хрящи гортани и дыхательного горла. 1 – 1-я жаберная дуга; 2 – 3-я жаберная дуга; 3 – 4-я жаберная дуга; 4 – 5-я жаберная дуга; 5 – 2-я жаберная дуга

Формирование верхней и нижней челюстей происходит вокруг хрящевых зачатков мандибулярной дуги, из которых один называется дорсальным, cartilago dorsalis, а второй – вентральным, cartilago ventralis. У низших рыб эти два отдела мандибулярной дуги служат челюстями. У позвоночных указанные хрящи являются моделями, вокруг которых разрастается окостеневающая мезенхима, образующая верхнюю и нижнюю челюсти. Верхнечелюстной отросток дает начало верхней челюсти (за исключением части, соответствующей области резцов межчелюстной кости), скуловой кости, небной, медиальной пластинке крыловидного отростка, клиновидной кости. Нижнечелюстной отросток дает начало нижней челюсти, которая развивается периостальным путем вокруг исчезающего меккелева хряща. Средняя часть лобного отростка образует сошник, перпендикулярную пластинку решетчатой кости и межчелюстную кость. Боковая часть лобного отростка служит для образования лабиринта решетчатой кости, носовых и слезных костей. Помимо указанных костей, 1-я жаберная дуга дает начало молоточку и наковальне, 2-я жаберная дуга образует стремечко, шиловидный отросток, малые рожки подъязычной кости, 3-я жаберная дуга – тело и большие рога подъязычной кости.

4. Индивидуальные и половые особенности черепа, критика расистской теории в краниологии

Каждый череп имеет индивидуальные особенности. Это установлено при изучении черепов, принадлежащих людям одного и того же возраста и пола. Череп в целом имеет определенные формы, величину, отношение величины лицевого отдела к мозговому, степень развития надбровных дуг, сосцевидных отростков, мышечных бугров, шероховатых линий и др. Эти признаки, а также размеры черепа варьируют, но не выходят за пределы условной нормы, что составляет индивидуальные особенности черепа.

Для индивидуальной характеристики формы черепа (мозгового отдела) принято определять следующие его размеры (диаметры): продольный, поперечный, высотный. Продольный размер – расстояние от глабеллы до наиболее выступающей точки затылка – равен 167-193 мм (у мужчин). Поперечный размер, соответствующий наиболее широкой части черепа, варьирует в пределах от 123 до 153 мм. Вертикальный размер (расстояние от середины переднего края большого затылочного отверстия – базион, до места схождения сагиттального шва с венечным – брегма) равен 126-143 мм. Отношение продольного размера (диаметра) к поперечному, умноженное на 100, есть черепной указатель (длиннотноширотный индекс). При значении черепного указателя до 74,9 череп называют длинным (долихокрания); указатель, равный 75,0-79,9, характеризует средние размеры черепа (мезокрания), а при указателе от 80 и более череп будет широким и коротким (брахикрания). Форма головы соответствует форме черепа. В связи с этим выделяют длинноголовых людей (долихокефалов), среднегодовых (мезокефалов) и широкоголовых (брахикефалов) [2, 12].

Рассматривая череп сверху (вертикальная норма), можно отметить разнообразие его форм: эллипсоидный (при долихокрании), овоидный (при мезокрании), сфероидный (при брахикрании) и др. Вместимость (объем полости) мозгового черепа также индивидуальна. Она колеблется у взрослого человека от 1000 до 2000 см3.

Наблюдая разнообразные формы головы при антропологических исследованиях, ученые полагают, что форма и размер отдельных костей черепа и черепа в целом соответствуют в процессе их роста и развития индивидуальной форме мозга, органов чувств и начальных отделов пищеварительной и дыхательной систем, фиксированных на его костях. Это убедительно подтверждает рельеф внутренней поверхности черепа, отражающий форму и развитие заключенных в нем органов. Например, три черепные ямки внутреннего основания черепа являются вместилищем для соответствующих частей мозга. На внутренней поверхности костей мозгового отдела черепа видны отпечатки борозд и извилин, артериальные и венозные борозды.

Внешняя форма черепа во многом зависит от развития мышц, которые оказывают моделирующее действие на молодую костную ткань. Известно, что отсутствие одной или нескольких жевательных мышц на одной стороне головы обусловливает асимметрию лица и сглаживание пальцевидных вдавлений на внутренней поверхности черепа. Потеря глаза сопровождается уменьшением и в дальнейшем почти полным заращением глазницы, что ведет к увеличению и сглаживанию стенок передней черепной ямки на соответствующей стороне.

Половые различия черепа у человека незначительны, поэтому иногда трудно отличить мужской череп от женского. В то же время необходимо указать на следующие не всегда четко выраженные половые отличия черепа. У мужского черепа бугристости (места прикрепления мышц) видны, как правило, лучше; сильнее выступают затылочный бугор, надбровные дуги. Глазницы имеют относительно большую величину, околоносовые пазухи выражены сильнее. Кости обычно несколько толще, чем у женского черепа. Продольный (переднезадний) и вертикальный размеры у мужского черепа большие. Мужской череп вместительнее (на 150-200 см3), чем женский: вместимость черепа у мужчин равна в среднем 1450 см3, а у женщин – 1300 см3. Разницу можно объяснить меньшими размерами тела у женщин.

Как бы ни была изменчива форма черепа человека, эти изменения не влияют на его умственные способности. Попытки некоторых фальсификаторов науки на основании формы черепа говорить о высших и низших расах несостоятельны. Об этом свидетельствуют примерно одинаковые размеры черепа у представителей различных рас. Так, например, продольный размер мужского черепа у представителей европеоидного типа в среднем равен 180,7 мм, у мюнголоидного типа – 184,6 мм, у негроидного – 185,2 мм. Согласно данным антропологов, у индийцев сиу весьма высокие показатели размеров головы, а вместимость черепа у южноафриканских негров (1540 см3) большая, чем у многих европейцев. В. В. Гинзбург (1963) приводит цифры вместимости черепа у австралийцев (1347 см3), голландцев (1382 см3), швейцарцев (1367 см3), бурят (1496 см3), эскимосов (1563 см3). Эти данные – убедительное доказательство отсутствия преимущественных размеров черепа у белых рас. У разных рас встречаются и большие размеры черепа, и небольшие.

Несостоятельны также суждения о, якобы, неодинаковом порядке зарастания швов черепа у представителей различных рас. Многочисленные исследования антропологов показали, что нет никаких оснований полагать, что у той или иной расы преобладают размеры мозгового отдела черепа. Несколько меньше размеры головы у бушменов, пигмеев и др. объясняются небольшим их ростом. Нередко уменьшение размера головы может быть результатом недостаточного питания в течение веков и других неблагоприятных условий жизни.

Попытки установить взаимосвязь между размерами черепа, его вместимостью и культурным уровнем той или иной расы также не выдерживают критика. Наличие высокой древней культуры в странах Азии, Африки, Латинской Америки опровергает исключительную одаренность северной расы. Следует иметь в виду, что расистские теории иногда используются для разжигания национальной розни, для обоснования господства белых рас над цветными.

5. Кости скелета головы в филогенезе

Основными причинами формообразовательных процессов черепа являются прогрессивное в процессе эволюции развитие головного мозга, органов чувств и перестройка жаберного аппарата, окружающего начальные отделы пищеварительной и дыхательной систем.

С учетом строения и функции череп подразделяют на два отдела: мозговой и лицевой (висцеральный). Мозговой отдел черепа развивается вокруг формирующегося головного мозга. Головной мозг у ланцетника окружен тонкой соединительнотканной оболочкой (перепончатый череп). У круглоротых (миксины, миноги) мозговой отдел черепа хрящевой в области основания, а крыша черепа остается соединительнотканной. У селяхий (акуловые) головной мозг находится в хрящевой капсуле. В лицевом (висцеральном) отделе черепа селяхий определяется 7 пар жаберных дуг: две парные пары называются висцеральными, остальные – жаберными. У осетровых рыб имеются плакоидные чешуи, развивающиеся за счет эпителия кожи. У костистых рыб костные пластинки накладываются на хрящевой череп и как бы вытесняют его, образуя накладные, или покровные, кости.

С выходом животных на сушу замена хрящевой ткани костной во всем скелете стала необходимой, поскольку функции скелета стали более сложными. Прогрессируют в своем развитии органы чувств и жевательный аппарат, которые оказывают моделирующее действие на формирование черепа. У наземных животных жабры редуцируются, замещаясь органами дыхания – легкими. Щели между жаберными дугами – жаберные карманы сохраняются только в зародышевом периоде, а материал жаберных дуг идет на формирование лицевого (висцерального) отдела черепа.

Таким образом, основание черепа в филогенезе проходит три последовательные стадии развития: соединительнотканную (перепончатую), хрящевую и костную. Лицевой (висцеральный) отдел черепа и отдельные кости мозгового отдела черепа развиваются на основе перепончатого, минуя хрящевую стадию. Характерным для черепа млекопитающих и человека является тесная взаимосвязь между мозговым отделом черепа и лицевым (висцеральным). У человека в связи с прямохождением и образом жизни череп приобрел ряд характерных признаков:

1. Существенно увеличилась вместимость мозгового отдела черепа;

2. Уменьшились размеры лицевого (висцерального) отдела черепа;

3. Уменьшились масса и размеры  нижней челюсти, что важно для  увеличения силы прикуса передними  зубами (при укорочении челюсти) и для членораздельной речи;

4. Большое затылочное отверстие и расположенные рядом мыщелки сдвинуты кпереди, в результате чего существенно уменьшилось несоответствие размеров (и массы) заднего и переднего отделов головы и создались большие возможности для ее равновесия;

5. Значительного развития достигли сосцевидные отростки, к которым прикрепляются мышцы, поворачивающие голову;

6. Слабее развиты гребни, бугры  на черепе, что объясняется меньшим  развитием затылочных и жевательных  мышц. В филогенезе число костей  черепа значительно уменьшается: одни исчезают полностью, другие срастаются между собой.

6. Развитие черепа у человека

Мозговой отдел черепа развивается из мезенхимы, окружающей быстро растущий мозг. Мезенхимный покров превращается в соединительнотканную оболочку – стадия перепончатого черепа. В области свода эта оболочка в дальнейшем замещается костью. Внутренний рельеф черепа с отверстиями является следствием закладки мезенхимы вокруг формирующегося мозга, органов чувств, нервов и сосудов. Хрящевая ткань появляется лишь в основании черепа, возле переднего отдела хорды, которая заканчивается дорсальное глотки, кзади от будущей ножки гипофиза. Участки хряща, лежащие рядом с хордой, получили название околохордовых (парахордальных) хрящей, а впереди хорды-прехордовых пластинок и черепных перекладин. Эти хрящи в дальнейшем срастаются в одну общую пластинку с отверстием для гипофиза и с хрящевыми слуховыми капсулами, образовавшимися вокруг закладок лабиринтов органов слуха и равновесия. Углубление для органа зрения находится между носовой и слуховой капсулами. В дальнейшем хрящи в основании черепа замещаются костью, за исключением небольших участков (синхондрозы), которые сохраняются у взрослых но определенного возраста.

Таким образом, у человека свод черепа в своем развитии проходит две стадии: перепончатую (соединительнотканную) и костную, а основание черепа – три стадии: перепончатую, хрящевую и костную.

Лицевой отдел черепа развивается из мезенхкмы, прилежащей к начальному отделу первичной кишки. В мезенхиме между жаберными карманами формируются хрящевые жаберные дуги. Особое значение имеют первые две из них – висцеральные дуги, на основе которых развивается висцеральный череп [7, 39].

Первая висцеральная дуга (челюстная) у человека дает начало двум слуховым косточкам (молоточек и наковальня) и так называемому меккелеву хрящу, на основе которого из мезенхимы развивается нижняя челюсть.