Возрастные и антропометрические аспекты мутации голоса у подростков: наблюдательное одноцентровое когортное исследование

ВВЕДЕНИЕ

Мутация голоса в подростковом возрасте на фоне повышения уровня половых гормонов наступает в возрасте от 11 до 19 лет¹ [1], у мальчиков-северян с 14 до 15 лет, у южан — в 12–13 лет [2]. Изменение голоса проще всего использовать как показатель полового созревания мужчин [3]. В Сингапуре изменение голоса у мальчиков как начало пубертата наступает в 12 лет [4], в Германии только 19 % мальчиков такого возраста вступают в мутацию, в 13 лет их уже 44 %, в 14 лет — больше половины [5], в Южной Корее — мутация начинается с 14 лет [6]. Возраст начала полового созревания существенно снизился за последние несколько десятилетий [7], это может быть связано с ожирением [8]. Другие исследователи считают, что при ожирении изменения голоса наступают позже — с 14–15 лет [5].

Начало полового созревания у девочек и мальчиков зависит от их этнической принадлежности: афроамериканцы и испаноязычные жители Америки раньше вступают в пубертат, чем их белые сверстники, что выраженно влияет на их адаптацию в обществе, ведет к рискованному поведению [9][10]. В то же время у коренных жителей Боливии цыман половое созревание наступает позже [3].

Сроки начала мутации голоса у подростков в южных районах Восточной Сибири никто не изучал. Во время мутации констатируют увеличение размеров самой гортани, длины голосовых складок, которые определялись визуально приблизительно с помощью ларингоскопии [1]. Происходят ли мутационные изменения голоса при уже сформировавшейся взрослой гортани или в процессе роста голосовых складок — вопрос до конца не изученный. Точно измерить длину голосовых складок можно с помощью компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, но это дорого и небезопасно [11][12]. Измерения в гортани можно проводить с помощью ультразвукового сканирования [13][14], но для оценки мутационных изменений оно ранее не применялось. Отсутствие данных о начале мутации у подростков в Сибири, о влиянии избыточного веса на ее начало, о связи длины голосовых складок с другими антропометрическими показателями в период пубертата, возможность точного измерения длины голосовых складок у подростков послужили поводом к проведению настоящего исследования.

Цель исследования — определить возрастные и антропометрические аспекты мутации голоса у подростков города Иркутска: сроки ее начала, зависимость размеров гортани от антропометрических данных у подростков обоего пола.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проведено наблюдательное одноцентровое когортное исследование 147 школьников г. Иркутска обоего пола с 12 до 14 лет.

Условия проведения исследования

Исследование проводилось на базе двух общеобразовательных школ г. Иркутска, обследование осуществляли специалисты кафедры оториноларингологии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Период проведения исследования — с 14.05.2024 по 31.05.2024. Выборка носила сплошной характер.

Критерии соответствия

Критерии включения

Критериями включения в исследование были: школьники обоего пола 12–14 лет, которым родители подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании и которым были проведены все запланированные измерения.

Критерии невключения

Школьники, которые отсутствовали на занятиях в дни проведения исследования.

Критерии исключения

Школьники, которым по различным причинам не могли быть проведены все запланированные измерения.

Описание критериев соответствия (диагностические критерии)

Физиологическая мутация голоса у мальчиков начинается в возрасте от 12 до 15 лет. Признаком ее является изменение голоса в виде понижения основного тона, которое распознается при прослушивании голоса [1]. При необходимости применяется непрямая ларингоскопия. Перечень исследований рекомендован методическими рекомендациями № 8 Экспертного совета по науке Департамента здравоохранения г. Москвы «Клиника, диагностика, лечение мутационной дисфонии» от 24.01.2024².

Подбор участников в группы

Всего в исследование были включены 147 школьников: 70 девочек и 77 мальчиков. На первом этапе исследования подбор участников мальчиков в 3 группы производился в соответствии с оценкой изменения голоса: 1-я группа включала мальчиков до мутации с детским голосом (n = 29), 2-я группа включала подростков с мутацией голоса (n = 24), в 3-ю группу вошли школьники, голос которых соответствовал мужскому после мутации (n = 24). На втором этапе распределение всех участников исследования (мальчиков и девочек) осуществлялось по возрасту, без учета изменения голоса: группа 1 А — подростки мальчики 12 лет (n = 20); группа 2 А — подростки мальчики 13 лет (n = 30); группа 3 А — подростки мальчики 14 лет (n = 27); группа 1 В — подростки девочки 12 лет (n = 16); группа 2 В — подростки девочки 13 лет (n = 15); группа 3 В — подростки девочки 14 лет (n = 39).

Целевые показатели исследования

Основные показатели исследования

Основными показателями исследования считали определение возраста начала мутации (лет) и соответствующую длину голосовых складок (см), угол щитовидного хряща мальчиков-подростков в разные периоды полового созревания (градусы): домутационный, в период мутации и после нее, а также зависимость длины складки (см) от роста (см), веса (кг), окружности шеи (ОШ, см), длины стопы (см), пола (мужской, женский), индекса массы тела (ИМТ, кг/м²).

Дополнительные показатели исследования

Всех школьников, вошедших в исследование, опрашивали о наличии изменений голоса, при выявлении голосовых проблем выполняли непрямую ларингоскопию по стандартной методике.

Методы измерения целевых показателей

Проводили оценку голоса на слух мальчиков-подростков для определения голосового периода [1]: домутационного, мутационного, постмутационного. Голос записывался на профессиональный цифровой стереодиктофон Savetek GS-R06 (Китай) при чтении стандартного текста из 4 предложений (Л. Н. Толстой «Война и мир»), позже его оценка проводилась тремя независимыми оториноларингологами. Активно протекающую мутацию можно определить на слух: снижается частота основного тона речи, возникает характерная охриплость, фонация в грудном и фальцетном регистрах [15]. Измерение длины голосовых складок проводили с помощью ультразвукового сканирования гортани, которое осуществлялось на аппарате ChisonSonoEyeP2 (Chison, Китай) линейным датчиком с частотой 10 МГц в поперечной плоскости. Датчик располагали в нижней трети щитовидного хряща, визуализируя на экране эхогенный щитовидный хрящ в виде дуги и эхогенные симметричные черпаловидные хрящи, смещающиеся при дыхании. Измеряли: передний угол между пластинками щитовидного хряща (УЩХ) в градусах, длину голосовых складок от передней комиссуры до черпаловидных хрящей с помощью линейки прибора при спокойном дыхании (рис. 1). Также проводилась антропометрия тела: вес (кг), рост (см) с помощью ростомера, размер стопы (см), окружность шеи (ОШ в см) на уровне гортани, индекс массы тела (кг/м²), дефицит или ожирение определяли по калькулятору Всемирной организации здравоохранения AnthroPlus (https://www.who.int/tools/child-growth-standards/software).

Переменные (предикторы, конфаундеры, модификаторы эффекта)

На результаты исследования могли оказать влияние гормональные нарушения.

Статистические процедуры

Принципы расчета размера выборки

Размер выборки предварительно не рассчитывался.

Статистические методы

Статистический анализ полученных результатов проведен с использованием пакета статистических программ Statistica10.0 (StatSoft, Inc., США): сравнение попарно двух независимых групп с помощью U-критерия Манна — Уитни, сравнение нескольких несвязанных групп с помощью Н-критерия Краскела — Уоллиса, определение корреляции антропометрических данных между собой по Спирмену. Если распределение количественного показателя, проверенное на нормальность с помощью критерия Шапиро — Уилка, соответствовало нормальному, то выражали показатель через среднее значение M и стандартное отклонение SD (M ± SD). Статистически значимыми различия считали при уровне ошибки р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Формирование выборки исследования

Формирование выборки исследования производилось сплошным методом. Из 147 подростков, включенных в исследование, было образовано последовательно 9 групп: по возрасту среди мальчиков и девочек, а также среди мальчиков по голосу — вступившие в мутацию, до и после нее. Распределение по группам представлено на рис. 2.

Характеристика выборки (групп) исследования

Среди всех подростков жалобы на голос никто не предъявлял, происходящие изменения в процессе мутации все переносили спокойно, не считая это проблемой. Функциональная дисфония была выявлена у 1 мальчика при непрямой ларингоскопии.

Основные результаты исследования

Антропометрические показатели у подростков мужского пола в зависимости от начавшейся мутации представлены в таблице 1.

Возраст начала мутации у мальчиков г. Иркутска составляет 12–13 лет, длина складок при этом увеличивалась с 17,7 ± 1,8 мм в домутационном периоде до 20,4 ± 2,3 мм в период мутации и становилась 24,2 ± 2,8 мм по ее завершении. По критерию Манна — Уитни длина складок у мальчиков в домутационный период была значимо меньше (р = 0,001), чем в период мутации, а также значимо больше в постмутационный период, чем в период мутации (р = 0,001). Это же подтверждено при сравнении нескольких групп с помощью рангового критерия Краскела — Уоллиса: на диаграмме размаха (рис. 3) видно, что показатель «длина складки» различается в трех группах (Н = 43,53, р = 0,001).

Из таблицы 1 видно, что у мальчиков-подростков в период мутации голоса по сравнению с мальчиками, не вступившими в мутацию (с детским голосом), отмечалось значимое увеличение роста с 155,2 ± 7,9 до 167,9 ± 8,7 см (р = 0,001), увеличивались вес с 47,9 ± 14,1 до 56,5 ± 9,3 кг (р = 0,003), окружность шеи с 30,6 ± 3,0 до 32,5 ± 1,8 см (р = 0,001). Длина стопы становилась взрослой — росла с 24,7 ± 0,7 до 25,9 ± 0,9 см (р = 0,001). Угол щитовидного хряща уменьшался с 94,6 ± 8,1^о до 89,0 ± 7,3^о (р = 0,02). ИМТ при этом значимо не различался, хотя подростков с дефицитом массы тела было больше в группе с детским голосом. При сравнении мальчиков-подростков периода мутации голоса с уже ее завершившими сверстниками обнаружили, что возраст подростков, говорящих мужским голосом, был равен 13,8 ± 0,5 года, рост достигал уже 175,2 ± 8,9 см, вес 69,0 ± 15,3 кг. Окружность шеи значимо была больше в постмутационном периоде, 35,8 ± 4,0 см (р = 0,029), как и длина стопы (27,6 ± 0,9 см, р = 0,003). Угол щитовидного хряща, который стал острым еще в период мутации, уже значимо не изменялся после нее (р = 0,9). ИМТ в группе подростков с мужским голосом был значимо больше (22,4 ± 3,8 кг/м², р = 0,018), чем у мальчиков в период мутации (20,0 ± 3,3 кг/м²), но число подростков с ожирением не различалось во всех трех группах по двустороннему точному критерию Фишера (0,42–1,0).

Сравнение антропометрических данных показывает статистически значимую сильную корреляцию по Спирмену между всеми антропометрическими показателями у мальчиков-подростков (табл. 2): выявлены значимые коэффициенты корреляции длины складки у мальчиков-подростков с возрастом (r = 0,66, р = 0,03), весом (r = 0,53, р = 0,04), ростом (r = 0,68, р = 0,02), длиной стопы (r = 0,63, р = 0,04), окружностью шеи (r = 0,39, р = 0,03), ИМТ (r = 0,28, р = 0,04), углом щитовидного хряща (r = –0,43, р = 0,04). В этом анализе голос детский был принят за 1, мутация — за 2, после нее голос оценен на 3.

Из таблицы 2 видно, что наиболее сильная корреляция у мальчиков-подростков наблюдалась между возрастом и ростом (R = 0,66, p = 0,04), длиной складок и ростом (R = 0,68, р = 0,02), ростом и весом (R = 0,71, р = 0,04), длиной стопы и ростом (R = 0,83, р = 0,04), весом и длиной стопы (R = 0,78, р = 0,04), окружностью шеи и весом (R = 0,82, р = 0,02), ростом и окружностью шеи (R = 0,66, р = 0,02), ИМТ и окружностью шеи (R = 0,71, р = 0,02). Изменения голоса зависели от всех антропометрических показателей. Корреляция значения голоса, принятого за 1 в домутационный период, за 2 — в период мутации и 3 — после нее, с длиной голосовых складок была значимой и сильной (R = 0,76, р = 0,04).

У девочек изменения голоса были не заметны, поэтому у них измеряли антропометрические показатели по возрастным группам, сравнивали попарно и с мальчиками того же возраста (табл. 3).

Наглядное выражение различий длины голосовых складок у девочек отражено на диаграмме размаха (рис. 4) при сравнении нескольких независимых групп по критерию Краскела — Уоллиса. По таблице 3 и рисунку 5 видно, что существуют значимые различия в длине голосовых складок у 14-летних по сравнению с младшими девочками (Н = 24,67, р = 0,001). У девочек-подростков 12, 13 и 14 лет не отмечалось различий в антропометрических показателях: рост увеличивался с 158,2 ± 8,4 см до 162,4 ± 8,8 см, вес — с 48,9 ± 10,4 до 55,1 ± 10,7 кг, длина складок — с 17,2 ± 1,8 мм в 12 лет до 17,7 ± 1,9 в 13 лет, и только в 14 лет она становилась 20,1 ± 2,1 мм. Окружность шеи не отличалась (29,8 ± 1,9; 28,9 ± 1,1; 29,1 ± 1,4 см), как и длина стопы (23,6–23,9 ± 1,3 см) во всех трех группах девочек. Угол щитовидного хряща как был тупым в 12 лет (105,1 ± 8,6^о), так и оставался таковым в 13 и 14 лет (102,9 ± 8,7^о и 100,4 ± 5,9^о соответственно). ИМТ у всех девочек не превышал норму, и не было выраженного дефицита веса (19,3 ± 2,5–20,8 ± 3,2).

В таблице 4 показана корреляция антропометрических показателей девочек-подростков. По ней видно, что длина складки статистически значимо коррелирует с возрастом, весом и ИМТ.

Из таблицы 4 видно, что наиболее сильная корреляция у девочек-подростков наблюдалась между ростом и весом (R = 0,75, p = 0,04), длиной стопы и ростом (R = 0,74, p = 0,04), весом и длиной стопы (R = 0,68, p = 0,03), окружностью шеи и весом (R = 0,64, p = 0,02), ростом и окружностью шеи (R = 0,62, p = 0,03). А корреляция между возрастом и ростом у девочек в отличие от мальчиков была слабая и незначимая (R = 0,22, p = 0,08 по сравнению с 0,66, p = 0,04), также и между длиной складок и ростом (R = 0,20 и 0,68, p = 0,1).

При сравнении антропометрических показателей мальчиков и девочек выявлено (табл. 3), что в 12-летнем возрасте девочки обгоняли мальчиков в росте. Вес подростков обоего пола не отличался в этом возрасте, как и длина складок, окружность шеи и длина стопы. Угол щитовидного хряща начинал различаться у подростков обоего пола уже в 12 лет: он был у мальчиков 94,2 ± 9,4^о и у девочек 105,1 ± 8,6^о (р = 0,01), и эти различия сохранялись до 14 лет. С 13 лет длина складок (у мальчиков 19,3 ± 2,6 и у девочек 17,7 ± 1,9 мм, р = 0,049), окружность шеи (31,6 ± 2,8 и 28,9 ± 1,1 см соответственно, р = 0,001), длина стопы (26,2 ± 2,3 и 23,7 ± 1,2 см соответственно, р = 0,001) начинали значимо различаться. В 14 лет наряду с этими показателями стали различаться рост (175,7 ± 7,4 у мальчиков и 162,4 ± 8,8 см у девочек, р = 0,001) и вес (68,3 ± 14,3 и 55,1 ± 10,7 кг соответственно, р = 0,001) в пользу мальчиков.

Возраст начала мутации голоса мальчиков графически представлен на рисунке 5.

Из рисунка 5 видно, что 12-летние мальчики в своем большинстве не вошли в период мутации: 75 % из них имеют детский голос. В 13 лет уже половина подростков мужского пола претерпевала изменения голоса, а половина еще сохраняла детский голос. В 14 лет 78 % мальчиков уже говорили мужским голосом, подростков с детским голосом не было выявлено.

Дополнительные результаты исследования

Один подросток имел жалобы на осиплость голоса в течение 3 недель после простуды, при непрямой ларингоскопии были выявлены белесые голосовые складки, не смыкающиеся полностью в виде овала. Была диагностирована функциональная дисфония.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основного результата исследования

В результате исследования определены: возраст начала мутации у мальчиков-подростков г. Иркутска, длина голосовых складок в начале и конце мутации голоса, а также зависимость длины голосовых складок подростков обоего пола от величины угла щитовидного хряща, роста, веса, длины стопы, окружности шеи, ИМТ. У девочек подростков определен возраст значимого удлинения голосовых складок и антропометрических отличий от мальчиков-подростков.

Ограничения исследования

Полученные результаты измерений у подростков города Иркутска могут использоваться для оценки сроков полового созревания и начала мутации в Восточной Сибири и могут отличаться у жителей других регионов Российской Федерации.

Интерпретация результатов исследования

Полученные данные позволяют отнести мальчиков-подростков города Иркутска к южанам — мутация у них начинается с 12 до 13 лет, по данным литературы мутация начинается у северян на 2 года позже — с 14–15 лет [2]. У девочек мутация происходит раньше на 1–2 года [2]. Следует принять во внимание снижение возраста начала полового созревания в мире, что не обошло жителей Иркутской области. Как констатирует О. С. Орлова, мутация у современных подростков начинается несколько раньше, чем столетие назад [2]. По нашим данным, мутация голоса у мальчиков происходит на уже выросших голосовых складках длиной более 2 см, первоначально у них уменьшается угол щитовидного хряща — он становится острее. В процессе мутации голосовые складки продолжают расти: после ее окончания они достигают у мальчиков 2,5 см и значимо длиннее, чем в ее начале.

У мальчиков 14 лет больше были рост, вес, длина голосовых складок, длина стопы и окружность шеи по сравнению с 14-летними девочками и с 13-летними мальчиками, по сравнению с последними еще больше был ИМТ. В 13 лет мальчики и девочки не различались весом и ростом, но УЩХ был острее у мальчиков, чем у девочек, а длина голосовых складок, стопы и окружность шеи значимо больше. В 12 лет у мальчиков был более острым УЩХ, чем у девочек, а другие антропометрические показатели значимо не различались. Длина голосовых складок зависела от веса и ИМТ у девочек и мальчиков, но коэффициент корреляции Спирмена был невысокий: R = 0,53 и R = 0,28 у мальчиков, R = 0,37 и R = 0,32 у девочек соответственно.

По результатам опроса и обследования 3956 немецких мальчиков в возрасте 10–17 лет понижение тембра голоса происходило в среднем в 15,1 года [16], в Корее в 14 лет [6], что позже, чем в Иркутске, но данные были получены еще в 2007 году и путем опроса самих подростков. Это согласуется и с полученными результатами, что мальчики, у которых раньше поменялся голос, в целом были выше, тяжелее и имели более высокий ИМТ [17].

По данным литературы, на раннее начало пубертата влияют также социально-экономические условия: их более низкий уровень был связан с более ранним началом полового созревания у девочек и мальчиков. Ранний пубертат у девочек также был связан с избыточным весом/ожирением [18], этнически и генетически детерминирован [19][20]. Практическое применение полученных данных можно использовать в ситуации, когда подросток в 15–16 лет имеет детский голос, что означает у него наличие затянувшейся мутации или мутационной дисфонии [21][22]. Причиной такого состояния могут быть психогенные причины, психологические особенности личности, стремящейся сохранить свои детские привычки, не взрослеть, чтобы не брать на себя ответственность. В таких случаях гортань соответствует взрослой по размерам. Если провести такому пациенту ультразвуковое исследование гортани, определить угол щитовидного хряща и длину складок, то сразу станет понятно, что с ростом гортани все хорошо, не надо искать гормональные нарушения как причину данного состояния. Если же при ультразвуковом исследовании гортань окажется небольших размеров, длина складок будет соответствовать детской — менее 1,8 см, а угол щитовидного хряща будет более 90 градусов, то в таком случае будет необходимо исключить задержку развития, определить уровень гормонов: половых и гипофиза, чтобы не пропустить серьезную эндокринную патологию. По данным авторов и литературы, раннее половое созревание сопряжено с повышенной массой тела, с увеличением ИМТ, такие дети раньше созревают и больше интересуются взрослыми вопросами пола, нежели их худые сверстники, что надо учитывать при воспитании подростков [1][8][20].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мутация голоса у мальчиков-подростков города Иркутска начинается с 12 до 13 лет на фоне увеличения роста, веса, окружности шеи и длины стопы, при достигшей 2 см длине голосовых складок и уменьшении УЩХ, которые можно измерить с помощью ультразвукового сканирования. Эти изменения продолжают увеличиваться до завершения мутации и возникают раньше при высоком ИМТ. У девочек на длину голосовых складок влияют вес и ИМТ. Мальчики и девочки в 13 и 14 лет уже различаются по длине голосовых складок, стопы, окружности шеи, а с 14 лет — также по весу и росту.