Skoliozė kaip natūralus požiūris - Idiopatinė skoliozė: senos ir naujos sąvokos, klinikinis atvejis

Redagavo daktaras Giovanni Chetta

Nuo biochemijos iki biomechanikos

Negalima galvoti, kad bent iš dalies reikia suprasti skoliozinę (ir laikysenos) problemą, neturint pakankamai žinių apie žmogaus biomechaniką, ir, savo ruožtu, negalima suprasti biomechanikos, nepraėjus biochemijos, fizikos ir matematikos.

Ekstraląstelinė matrica (MEC)

ECM (tarpląstelinės matricos) aprašymas, nors ir mažai ką žinome šiandien, yra būtinas norint geriau suprasti stuburo ir laikysenos pokyčių svarbą sveikatai.
Kiekviena ląstelė, kaip ir kiekvienas daugialąstis gyvas organizmas, turi „jausti“ ir sąveikauti su aplinka, kad galėtų atlikti savo gyvybines funkcijas ir išgyventi. Daugialąsčiame organizme ląstelės turi koordinuoti skirtingą elgesį, kaip ir žmonių bendruomenėje.

Tiesą sakant, daugialąsčiuose organizmuose ląstelės naudoja šimtus tarpląstelinių molekulių (baltymų, peptidų, aminorūgščių, nukleotidų, steroidų, riebalų rūgščių darinių, dujų tirpale ir kt.), Kad galėtų nuolat siųsti pranešimus, tiek artimus, tiek tolimus. Kiekviename daugialąsčiame organizme kiekviena ląstelė yra veikiama šimtų skirtingų signalų molekulių, esančių viduje ir išorėje, pririštų prie jo paviršiaus ir laisvų arba surištų ECM. Ląstelės liečiasi su labai sudėtinga išorine aplinka per savo paviršių, plazminę membraną, per daugybę specializuotų sričių (nuo kelių dešimčių iki daugiau nei 100 000 kiekvienai ląstelei).Įvairūs membranos receptoriai yra jautrūs daugeliui signalų, sklindančių tiek iš vidaus, tiek iš ECM, ir atpažindami bei surišdami signalinę molekulę (pvz., Neuromediatorių) gali sukelti specifines reakcijas ląstelės viduje: sekreciją, ląstelių dalijimąsi, imunines reakcijas ir kt. (Gennis, 1989).

ECM paprastai apibūdinamas kaip sudarytas iš kelių didelių biomolekulių klasių:

Struktūriniai baltymai (kolagenas ir elastinas)
Specializuoti baltymai (fibrilinas, fibronektinas, lamininas ir kt.)
Proteoglikanai (agrekanai, sindekanai) ir glusaminoglikanai (hialuronai, chondroitino sulfatai, heparano sulfatai ir kt.)

Tarp struktūrinių baltymų, t kolageno sudaro labiausiai atstovaujamą gyvūnų karalystės glikoproteinų šeimą. Jie yra labiausiai ECM esantys baltymai (bet ne patys svarbiausi) ir yra pagrindinės tinkamų jungiamojo audinio sudedamosios dalys (kremzlės, kaulai, fascijos, sausgyslės, raiščiai).
Kolagenus daugiausia sintetina fibroblastai, tačiau epitelio ląstelės taip pat gali juos sintetinti.
Kolageno pluoštai nuolat sąveikauja su didžiuliu kiekiu kitų ECM molekulių, sudarančių biologinį tęstinumą, būtiną ląstelės gyvybei. Susiję fibrozėse esantys kolagenai užima svarbią vietą formuojant ir išlaikant struktūras, galinčias atsispirti beveik neelastingas kolagenas gaminamas ir iš naujo metabolizuojamas dėl mechaninės apkrovos, o jo viskoelastinės savybės daro didelę įtaką žmogaus laikysenai.
Kolageno pluoštai, padengti PG / GAG (proteoglikanai / gliukozaminoglikanai), turi biosensorių ir biolaidininkų savybes. Mes iš tikrųjų žinome, kad bet kokia mechaninė jėga, galinti sukelti struktūrinę deformaciją, įtempia tarpmolekulines jungtis, sukurdama nedidelį elektros srautą, tai yra pjezoelektrinę srovę (Athenstaedt, 1969). Todėl trimatis ir visur esantis kolageno tinklas taip pat turi savitą bioelektrinių signalų perdavimo trijose erdvės dimensijose charakteristiką, pagrįstą santykiniu kolageno skaidulų ir ląstelių išdėstymu aferencine kryptimi (nuo ECM iki ląstelių) arba atvirkščiai. atvirkščiai.
Visa tai atspindi realaus laiko MEC ląstelių ryšio sistemą ir tokie elektromagnetiniai biologiniai signalai gali sukelti svarbių biocheminių pokyčių, pavyzdžiui, kauluose osteoklastai negali „suvirškinti“ pjezoelektrinio krūvio kaulo (Oschman, 2000).
Galiausiai reikia pabrėžti, kad ląstelė, nenuostabu, gamina nuolat ir daug energijos (apie 70%) medžiagos, kuri būtinai turi būti pašalinta išimtinai laikant protokolageną (biologinį kolageno pirmtaką) tam tikrose pūslelėse ( Albergati, 2004).

Daugumai stuburinių audinių reikia tuo pačiu metu būti dviejų gyvybiškai svarbių savybių: stiprumo ir elastingumo. Tikras tinklas elastingi pluoštai, esantis šių audinių ECM viduje, po stiprių traumų leidžia grįžti į pradines sąlygas. Elastiniai pluoštai sugeba bent penkis kartus padidinti organo ar jo dalies ištempimą. Ilgi, neelastingi kolageno pluoštai yra įsiterpę tarp elastingų pluoštų, o tiksli užduotis yra apriboti „pernelyg didelę audinių traukimo deformaciją“. Elastinas yra pagrindinė elastinių pluoštų sudedamoji dalis ir ypač daug jo randama kraujagyslėse, turinčiose elastingas savybes ( sudaro daugiau kaip 50% visos aortos sausosios masės), raiščiuose, plaučiuose ir odoje. Lygiųjų raumenų ląstelės ir fibroblastai yra pagrindiniai jo pirmtako - tropoelastino - gamintojai.

ECM yra daug (ir vis dar nėra tiksliai apibrėžtų) specializuotų ne kolageno baltymų, kurie paprastai turi specifines kitų ECM molekulių ir ląstelių paviršiaus receptorių surišimo vietas. Tokiu būdu kiekvienas šių baltymų komponentas veikia kaip kontaktų „stiprintuvas“ tiek tarp panašių, tiek skirtingų molekulių, sukurdamas begalinį biocheminį tinklą, galintį generuoti, modifikuoti, keisti ir skleisti net per atstumą milijonus ir milijonus biocheminės informacijos (ir energija).
Svarbus „specializuotas tarpląstelinės matricos baltymas yra fibronektinas, didelės molekulinės masės glikoproteinų, randamų visuose stuburiniuose gyvūnuose. Atrodo, kad fibronektinas gali paveikti ląstelių augimą, tarpląstelinį sukibimą ir su ECM, ląstelių migraciją įvairiais būdais (ląstelė gali judėti iki 5 cm per dieną - Albergati, 2004) ir tt Geriausiai žinoma III tipo izoforma jungiasi prie integrinų . Pastarosios yra transmembraninių baltymų, veikiančių kaip mechanoreceptoriai, šeima: jie selektyviai ir moduliuojamu būdu perduoda mechanines traukas ir stūmimus iš ECM ląstelės viduje ir atvirkščiai, sukeldami daugybę citoplazmos reakcijų, apimančių citoskeletą ir kiti baltymai, kurie reguliuoja ląstelių sukibimą, augimą ir migraciją (Hynes, 2002).

Gliukozaminoglikanai (GAGS) ir proteoglikanai (PG) sudaro labai hidratuotą į gelį panašią medžiagą, apibrėžtą jungiamuosiuose audiniuose, kuriuose yra fibriliniai baltymai. Ši polisacharido gelio forma, viena vertus, gali leisti ECM atsispirti didelėms gniuždymo jėgoms, ir, kita vertus, leisti greitai, nuolat ir selektyviai išsklaidyti maistines medžiagas, metabolitus ir hormonus tarp kraujo ir audinių.
Gliukozaminoglikanų polisacharidų grandinės yra tūrio atžvilgiu per standžios, kad galėtų sulankstyti polipeptidinėms grandinėms būdingų kompaktiškų rutulinių struktūrų viduje, be to, jos yra labai hidrofilinės.Dėl šių priežasčių (ir tikriausiai ir dėl kitų mums nežinomų priežasčių) GAG yra linkę prisiimti itin plačias konformacijas, užimančias didelį tūrį, palyginti su jų mase, ir taip suformuoti didelius gelio kiekius net ir esant mažoms koncentracijoms. Didelis neigiamų krūvių kiekis (GAG atstovauja daugiausiai anijoninių ląstelių, kurios paprastai yra sulfatuojamos, gaminamos gyvūnų ląstelių) pritraukia daugybę katijonų; tarp jų pagrindinis vaidmuo tenka Na +, kuris suteikia visą osmosinį pajėgumą ir sulaiko didžiulį vandens kiekis ECM. Tokiu būdu susidaro patinimai (turgorai), kurie leidžia ECM priešintis net svarbioms gniuždymo jėgoms (pavyzdžiui, dėl to klubo kremzlė fiziologinėmis sąlygomis gali puikiai atsispirti esant kelių slėgių slėgiui). šimtą atmosferų).
Jungiamojo audinio viduje GAG sudaro mažiau nei 10–12% viso svorio, tačiau dėl savo savybių jie užpildo daugelį tarpląstelinių erdvių, sudarydami įvairaus dydžio ir tankio elektros krūvių hidratuoto gelio poras, todėl veikia kaip selektyvūs pagrindiniai taškai arba „serveriai“, per kuriuos reguliuojamas molekulių ir ląstelių srautas MEC viduje, atsižvelgiant į jų dydį, svorį ir elektros krūvį.
Hialurono rūgštis (hialuronanas, hialuronatas) yra bene paprasčiausias iš GAG. Eksperimentiniai ir molekuliniai-biologiniai duomenys patvirtina, kad ji atlieka esminį vaidmenį kaulų ir sąnarių lygmenyje, atsižvelgiant į atsparumą dideliam slėgiui. : jis sukuria tuščias erdves tarp ląstelių, į kurias jos migruos vėlesniuose etapuose (Albergati, 2004).
ECM išskiria ne visus PG, kai kurie yra neatskiriami plazmos membranų komponentai (Alberts, 2002).

Todėl ekstraląstelinė matrica gali būti laikoma labai sudėtingu tinklu, kuriame baltymai, PGS ir GAG atlieka daugybę funkcijų, įskaitant struktūrinę paramą ir kiekvieno audinio bei organinės veiklos reguliavimą. Pasaulinė ląstelių homeostazė turi būti laikoma mechanizmų kompleksu, kuris gali kilti ir vystytis ląstelės viduje arba už ECM ribų; pastaruoju atveju ląstelė gali būti tarpinis arba galutinis tikslas. Ekstraląsteliniai komponentai, be fizinių ląstelių struktūrų atraminių struktūrų, taip pat veikia kaip tikros vietos gyvybiniams procesams, susijusiems tiek su endoceliuline aplinka, tiek su organais ir sistemomis, inicijuoti, vystytis ir užbaigti. Mes susiduriame su begaliniu biocheminiu tinklu, galinčiu generuoti, moduliuoti, keisti ir skleisti milijonus ir milijonus informacijos net per atstumą.
Kiekviena kūno ląstelė nuolat sąveikauja su ECM tiek mechaniniu, tiek cheminiu, tiek energetiniu aspektais ir daro „dramatišką“ poveikį statinei ir dinaminei audinių architektūrai. Pasak P. A. Bacci, tarpinė matrica iš tikrųjų vaizduoja gyvybinių reakcijų motiną, vietą, kurioje, visų pirma, vyksta materijos ir energijos mainai. Visi audiniai yra sujungti ir funkcionaliai integruoti vienas su kitu ne uždarose, bet atvirose sistemose; tarp jų vyksta nuolatiniai mainai, kurie gali vykti tiek lokaliai, tiek sistemiškai, panaudojant biocheminius, biofizinius ir elektromagnetinius pranešimus, tai yra naudojant įvairias energijos formas.
Kaip tvirtina F. G. Albergati, ląstelė ir tarpląstelinė matrica yra du iš pažiūros atskiri pasauliai, kurie būtinai visą gyvenimą turi sąveikauti kiekvieną akimirką, kad galėtų veikti teisingai ir sinergetiškai. Tam reikia nepaprastos signalų serijos, po kurios seka tokia pat neįtikėtina molekulinės-biologinės veiklos serija.