1.2.Дерматоглифика: краткая история, морфогенетические особенности

Дерматоглифика - наука об особенностях кожного рельефа, покрываю­щего внутренние поверхности кистей и стоп человека. Термин "дерматогли­фика" (гравирую кожу) был предложен X.Камминсом и Ч.Мидло и принят на 42-й ежегодной сессии Американской ассоциации анатомов в апреле 1926 г.

Интерес к папиллярным линиям и узорам был проявлен задолго до их научного изучения (Barrow, 1563; цит.

связаны с анатомическими исследованиями кожи (N.Grew, G.Bidloo, М.Malpighi, цит. По Т.Д. Гладковой, 1966), Упоминания о кожном рельефе встречаются во многих анатомических работах XVIII века. Отправной точкой изучения дерматоглифики можно считать работу чешского биолога Яна Пур­кинье (1823), в которой представлена первая классификация пальцевых узо­ров с выделением 9 основных типов узоров. В 1880 г, появились работы, в которых папиллярные линии рассматривались как своеобразный «штрих код» каждого человека при неизменности характера узоров в течение жизни человека, что дало начало использованию пальцевых отпечатков для опозна­ния личности (Faulds, 1880; W.Herschel, 1880). Принципиальной вехой для всего последующего развития дерматоглифики стала классическая работа сэ­ра Ф. Гадьтона (F.Galton, 1892), обосновавшего неизменность, индивидуаль­ную специфичность и классифицируемость узоров на пальцах как основные позиции дерматоглифики. Гальтоном были предложены классификация пальцевых узоров по трем типам и принцип оценки пальцевого гребневого счета, до сих пор используемые в дерматоглифической диагностике (класси­фикация узоров в модификации Е.Henry (1905) широко используется до сих пор). Ф.Гальтону принадлежит и выделение такого существенного признака, как трирадиус (место схождения трех разнонаправленных гребешков в ри­сунке узора), напомнившего исследователю букву греческого алфавита - дельту, отчего происходит его второе название (цит.

приматов, создал классификацию трирадиусов. Началом этнической дерма­тоглифики стали работы Н,Wilder (1904, 1913), который впервые выявил ра­совые различия ладонных особенностей Гребешковой кожи. Окончательно методология дерматоглифических исследовании с троичной системой при­знаков Ф.Гальтона в пальцевых узорах при введении понятий о главных ла­донных линиях и ладонных полях была сформулирована в фундаментальной монографии Х.Каммминса и Ч.Мидло (1943).

Первое монографическое исследование о возможностях использования кожных узоров для установления личности на русском языке принадлежит П.С.Семеновскому (1923), сохранившее свое значение до последнего време­ни, Среди отечественных также выделяются работы М.В.Волоцкого (1937, 1941), который предложил дактилоскопический индекс и составил карту его вариабельности по земному шару и среди многих народностей СССР. Боль­шое значение для развития исследований имели работы Т.Д.Гладковой (1957, 1959, 1966 и др,), которая долгие годы возглавляла отечественную дерматог­лифику. Не менее важны исследования Г.Л.Хить с соавт. (1964, 1983, 2002 и др.) в области этнической дерматоглифики, которые выделили группоразгра­ничительные возможности комплекса взаимонезависимых дерматоглифиче­ских признаков с участием дельтового индекса пальцевых узоров и некото­рых показателей ладонных линий и узоров. Более чем значительны исследо­вания И.С.Гусевой (1982, 1986 и др ), посвященные аспектам морфогенеза и генетики Гребешковой кожи.

Современные исследования направлены на раскрытие механизмов эм­бриогенеза, филогенетического становления, наследственной природы Гре­бешковой кожи с постепенным нарастанием интереса и приоритета изучения дерматоглифики в качестве специфической маркерной системы организма.

Кожа в силу сложной структурной организации представляет собой ог­ромное рецепторное поле, осуществляющее многогранные функции, в том числе защитную, иммунную, экскреторную, дыхательную, терморегуляцион­ную, анализаторную. Эволюционные изменения по мере развития функции осязания и тактильной чувствительности привели к развитию максимальной плотности тактильных рецепторов и анализаторных возможностей при одно­временном формировании специфического рельефа в виде чередующихся гребней и борозд при элиминации волосяного покрова и утолщении эпидер­миса в области внутренней поверхности пальцев, ладоней и подошв, что по­зволяет считать гребешковую кожу высоко специализированным тактильным органом (I.Whipple, 1904; Т.Д.Гладкова, 1966; И.С.Гусева, 1986 и др.).

Структурной единицей кожного рельефа пальцев, ладоней и стоп явля­ется папиллярный гребень и межгребневая борозда. Гребни образуют рисун­ки различного вида, которые не изменяются в онтогенезе.

Узоры внутренней поверхности пальцев рук среди всех показателей Гре­бешковой кожи являются наиболее изученными и информативными (Н. Cummins, C.Midlo, 1943; B.Schaumann, M.Alter, 1976; J.Mavalwala, 1978; D.J. Loesch, 1983). Индивидуальная вариабельность гребневых рисунков чрезвы­чайно велика. Однако в соответствии с классификацией F.Galton - E.Hemy, учитывающей форму узора и количество трирадиусов или дельт, различают три основных типа, к которым с той или иной степенью вероятности можно отнести непрерывно варьирующие взаимопереходы рисунков.

Дуги. Простая дуга (А - arch)- бездельтовый открытый узор, слегка вы­пуклый дистально, состоит из гребней, пересекающих поперек пальцевую подушечку; Т-образная дуга имеет трирадиус, два концевых радианта кото­рого направлены ульнарно, дистальный обрывается, и гребни вокруг него формируют дистально вытянутую дугу.

Петля (L - loop) - одно дельтовый полузамкнутый узор, открытый либо с ульнарной (ульнарная петля) либо с радиальной (радиальная петля) стороны,

кожные гребешки начинаются от одного края пальца, образуют в центре по­душечки петлю и возвращаются к началу.

Завиток (W - whorl), двудельтовый узор, замкнутая фигура, в которой центральные линии концентрически сосредоточены вокруг сердцевины узо­ра; к этому типу относят иногда и сложные узоры: двойные петли (S-узор - двудельтовый узор, представляет собой две сопряженные петли), а также ри­сунки менее определенной формы, имеющие не менее двух дельт.

Тактильная насыщенность (длина гребней на 1см²) разных типов узоров существенно различается при минимальном уровне для дуговых узоров (И.С.Гусева, Н.М.Астафьева, 1974), что, вероятно, как и распределение узо­ров по пальцам рук человека, несет функциональный след филогенеза.

Половой диморфизм также проявляется большей частотой сложных узо­ров у мужчин и простых узоров - у женщин (Т.Д.Гладкова, 1966, 1982). Од­нако влияние расового и полового компонентов не прослеживаются в рас­пределении узоров по пальцам рук. Дуги и ульнарные петли чаще наблюда­ются на пальцах левой руки, завитки и радиальные петли - на правых паль­цах. При этом дуги чаще обнаруживаются на вторых и реже третьих пальцах, петли - на пятых и третьих, завитки - на первых и четвертых пальцах рук

(Т.Д.Гладкова, 1959). По мнению И.С.Гусевой (I.Guseva, 1979) с позиций до­минантности тактильно-механического фактора в качестве инструмента «от­бирающего» типы узоров в антропогенезе выступает разнообразие манипу- ляторных действий. В противовес, а на наш взгляд - в дополнение подобной трактовке высказывается гипотеза о распределении узоров как о маркере эволюции отдельных областей мозга (возможно ответственных за синтез ин­формации), что подтверждается наибольшей частотой сложных узоров на первом, втором и четвертом пальцах правой руки (Н.Н.Богданов, В.Г.Солониченко, 2002). Возможно, оба эти фактора имели место в филоге­незе Гребешковой кожи, с разной степенью значимости на разных этапах ста­новления.

Суммарное количество дельт всех десяти пальцев или дельтовый индекс (Д10) является самостоятельным признаком дерматоглифики, не дублируя распределения узоров, отражает интегральную интенсивность дельтообразо­вания и служит маркирующим расово, этнически и индивидуально диагно­стическим показателем (М.В.Волоцкой, 1937; Т.Д.Гладкова, 1957, 1966; Г.Л.Хить, Н.А.Долинова, 1990 и др.)

Количественный признак узорного размера - гребневой счет, как тип и ориентация узора, стабильная, не изменяющаяся с возрастом характеристика, чем и определяется его маркирующее значение.

Морфогенез дерматоглифических структур завершается в пренатальном периоде онтогенеза, совпадая по времени со становлением ведущих регули­рующих систем организма - нервной и эндокринной и происходит одновре-

менно с дифференцировкой тканей конечностей из эктодермального заро­дышевого листка (K.Bonnevie, 1927, 1929; А.Н.Низимбетова, 1959; F.Saman­dari, 1973; И.С.Гусева, 1982; Б.М.Карлсон, 1983; W. Wertelecki, 1993). В этой связи нельзя не отметить последние данные Р.М.Хайруллина (2003) о взаимосвязи основных типов пальцевых узоров с морфометрическими харак­теристиками формы пальцев, которые очень убедительно подтверждают морфогенетическую общность формирования Гребешковой кожи и структу­ры конечностей.

Эмбриогенез Гребешковой кожи начинается с шестой недели и полно­стью завершается к 17 неделе внутриутробного развития. У шестинедельного зародыша начинается дифференцировка пальцев рук, заканчиваясь к восьмой неделе с одновременным появлением кровеносных сосудов глубокой сети кожи и завершением формирования основных нервных стволов верхних ко­нечностей (Б.М.Пэттен, 1959; К.А.Калантаевская, 1972). В это же время на ладонной поверхности кисти появляются волярные возвышения в области ладонных подушечек межфаланговых пространств и на дистальных фалангах пальцев рук, подготавливая зоны формирования будущих узоров. Третий - пятый месяцы эмбрионального развития являются периодом интенсивного гребнеобразования с последующим обособлением узоров. Рисунок начинает оформляться с центрального фрагмента и бокового ранта с завершающим об­разованием дельты на 22-24 неделях.

систем при специфических детерминантах генеза (И.С.Гусева, 1982). Напро­тив, дифференцировка эпидермиса и его производных структур обнаружива­ет четкий параллелизм с интенсивностью иннервации различных участков кожи (Е.А.Загорученко, 1973), В свою очередь, K.Bonnevie (1929) указывает на прямую связь ветвления кожных нервов и типом узора, отмечая также влияние симметрии пальцевой подушечки и степени ее набухания при де­терминации центра и типа узора и гребневого счета. В работах М.В.Волоцкого (1937) и В.П.ВоЙтенко с соавт. (1979) утверждается первич­ная детерминация дельтообразования. Однако эти теории не нашли подтвер­ждения в генетических исследованиях.

Одной из наиболее аргументированных и полных, при наименьшей оп­позиции, представляется теория И.С.Гусевой (1982). По ее мнению морфоге­нез происходит в билатерально-симметричных структурах с лучевых расчле­нением под полигенным влиянием в общих полях, но разных тканях и, как следствие - фенотипическое разнообразие. Наследование закрепляет не по­ложение каждого гребня, но специфику гистогенеза тактильного органа при дифференциации и независимости генов Гребешковой кожи (первичная структура - гребневая ширина) и генных систем типологии узоров: A-L-W. Ген А действует на эпидермис, ген W - на дерму с диаметрально противопо­ложным морфогенетическим эффектом, а результат взаимодействия их ре­цессивных и доминантных, гомо- и гетерозиготных генотипов по принципу доминантности проявляется образованием узоров основных типов -- дуг, пе­тель и завитков, а также основных фенотипов A, L,W, AL, AW, LW, ALW, О при наибольшем генотипическом разнообразии фенотипа ALW и отсутствии генетической детерминации фенотипа AW, не выявленного в популяции. Действие генов L курирует кранио-каудальное развитие плода с ульнарной ориентацией узоров. Морфогенез гребневого счета не имеет прямых специ­фических детерминант и зависит от генетической обусловленности гребне­вой ширины и размера центрального фрагмента узора (И.С.Гусева, 1973).

Целостное развитие папиллярных гребней находится также под влиянием половых хромосом, детерминирующих гистогенез и систему ростоуправле- яия. При этом повышение числа половых хромосом в кариотипе с приорите­том Х-хромосомы повышает частоту образования дуговых узоров и снижает гребневой счет (L.Penrouse, 1967; И.С.Гусева, 1968; P.Saldana-Garsia, 1973;

3.3. Гальперина, 1984 и др ).

Отдельно выделяются механизмы морфогенеза билатеральной симмет­рии - асимметрии пальцевых узоров, определяемые ее филогенетическим формированием (М.Ф.Нестурх, 1970; Г.С.Кравченко, 1982; В.И.Кочеткова, 1962; l.S.Guseva,1979 и др.). Среди них автор выделяет относительно незави­симое проявление генов правой и левой сторон двустороннего организма; модифицирующее влияние генов, обуславливающих образование субдоми­нантного и доминантного полушарий в процессе становления функциональ­ной асимметрии головного мозга; ульнарно-радиальный градиент падения общего уровня симметрии пальцевых узоров под антропогенетическим влия­нием асимметрично направленного труда.

Изучение степени наследования дерматоглифических признаков на се­мейном и близнецовом материале показало, что генетическая детерминиро­ванность пальцевой дерматоглифики значительно выше ладонной (коэффи­циент корреляции равен 0,80 против 0,35), которая в большей мере обуслав­ливается средовыми влияниями (L.Penrouse, 1967; С.А,Финогенова, 1977).

Таким образом, краткий обзор особенностей Гребешковой кожи свиде­тельствует, что дерматоглифические признаки представляют собой специа­лизированный тактильный орган, онтогенетически связанный с развитием тканей и органов конечностей, в том числе нервной и кровеносной систем; морфогенетически дифференцированы в процессе становления функцио­нальной асимметрии головного мозга и под влиянием асимметрично направ­ленной трудовой деятельности; отличаются высоким индивидуальным раз­нообразием и неизменностью с возрастом, наследственной детерминирован-

ностьго при влиянии полового фактора. Признаки пальцевой дерматоглифики при сохранении всех особенности Гребешковой кожи, выделяются высокой прямой и опосредованной наследственной компонентой, обуславливающей их фенетическую типологию при первичности узоров и вторичности гребне­вого счета, т.е. являются универсальными морфогенетическими маркерами.