Регенерация. Хрящевые изменения

План.

Введение.

Актуальность темы.

1.Хрящ.

2.Возрастная гистология.

3.Регенерация.

Заключение.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хрящ

Хрящ

(cartilago) — разновидность соединительной ткани, является частью кости, которая способствует обеспечению ее подвижности, либо отдельным анатомическим образованием вне скелета

. В непосредственной связи с  костью находятся суставные хрящи  (наиболее представительная группа), межпозвоночные диски, хрящи уха,  носа, лобкового симфиза. Отдельные  анатомические образования составляют  группу хрящей воздухоносных  путей (гортани, трахеи, бронхов), стромы сердца.   

 Хрящи выполняют интегративно-буферную, амортизационную, формоподдерживающую функции, участвуют в развитии и росте костей. Биомеханические функции осуществляются за счет упругоэластических свойств хряща.    

 Основная масса хряща представлена  хрящевой тканью. В ее состав  входят неклеточные и клеточные  элементы. Неклеточные элементы  являются определяющим функциональным  звеном хрящевой ткани и составляют  основную се часть. Эту часть  условно разделяют на волокнистые  коллагеновые и эластические структуры и основное вещество. Основу коллагеновых структур составляет коллагеновый белок, из которого построены все волокнистые структуры хряща: молекулы, микрофибриллы, фибриллы, волокна. Эластические структуры присутствуют в некоторых хрящах (ушной раковине, надгортаннике, надхрящнице) в форме молекул эластина и эластического гликопротеида, эластических фибрилл и волокон, пластических гликопротеидных микрофибрилл, аморфного эластина.   

 Волокнистые структуры и  клеточные элементы хряща окружены  основным веществом интегративно-буферной  метаболической средой соединительной  ткани, которая имеет гелеобразную  консистенцию. Ее главными компонентами  являются протеогликаны и удерживаемая ими вода, через которую осуществляются все обменные процессы. Она же обеспечивает амортизационную функцию хряща.   

 Важной частью хрящевой ткани  является интерстициальное пространство (межволокнистое и межклеточное), представляющее единую систему своеобразных каналов, стенки которых образованы волокнистыми структурами. Эта система каналов заполнена основным веществом и является вторым звеном микроциркуляции. По ней происходит перемещение межтканевой жидкости под действием механического давления, капиллярных и осмотических сил, что обеспечивает метаболизм и биомеханическую функцию хрящевой ткани Каналы имеют форму трубочек, щелей округлых полостей.   

 Клеточные элементы хрящевой  ткани создают хрящ, осуществляют его постоянное обновление и восстановление. Среди хрящевых клеток выделяют камбиальные хрящевые клетки, хондробласты и хондроциты.    

 Различают три вида хрящей — гиалиновые, эластические и волокнистые. Основанием для выделения гиалиновых хрящей служит их внешний вид — напоминают гиалин. К этой группе относятся хрящи суставные, воздухоносных путей, носа. Эластические хрящи выделены по качественному составу волокнистых структур, хотя внешне они идентичны гиалиновым хрящам. Это хрящи уха и надгортанника. Волокнистые хрящи выделены по признаку структурной организации. Их соединительнотканный остов в основном построен из коллагеновых волокон, в отличие от других хрящей, где основу составляют коллагеновые фибриллы.     

Патология. Врожденные пороки развития могут быть связаны с нарушением формирования хрящевой ткани (см. Остеохондродисплазия) или закладки и развития органов, образованных Х. (нос, гортань, суставы и др.).   

 Повреждения Х. отмечают в результате действия физических (механических, термических и др.), химических и других травмирующих агентов. При механических повреждениях Х. может нарушаться целость надхрящницы (см. Перихондрит), части хрящевого покрытия суставного конца кости, например трансхондральный перелом (см. Коленный сустав), хрящевая зона роста кости (эпифизеолиз — см. Переломы), отдельных хрящей (носа, гортани, уха, ребер и др.). X. может повреждаться в результате длительного действия слабых механических агентов (см. Микротравма).   

 Поражения Х. отмечают при многих дистрофических процессах (см. Остеоартроз, Остеохондроз, Остеохондропатии), нарушениях обменных процессов (например, Кашина — Бека болезни, охронозе). В ряде случаев инфекционные болезни (сыпной тиф, сепсис различной этиологии) сопровождаются поражением хрящевых структур.    

Опухоли. Различают доброкачественные хрящеобразующие опухоли — хондрома, остеохондрома, хондробластома, хондромиксоидная фиброма и злокачественные — хондросаркома.   

 Хондрома составляет 10—15% всех  доброкачественных опухолей кости.  Встречается преимущественно в  возрасте 20—30 лет у лиц обоего пола. Может располагаться как в центральном, так и в периферическом отделе кости и соответственно обозначается как «энхондрома» и «экхондрома». Излюбленная локализация — фаланги, пястные и плюсневые кости, реже — длинные трубчатые кости и кости таза. В большинстве случаев хондромы бывают множественные. Солитарные опухоли чаще встречаются в длинных трубчатых костях и костях таза. Хондрома вызывает мало клинических симптомов, что связано с ее медленным ростом. При поражении кистей и стоп имеются небольшие, медленно увеличивающиеся утолщения костей. При локализации в дистальных отделах конечностей бывают патологические переломы.   

 Остеохондрома (костно-хрящевой экзостоз) состоит из костного выроста, покрытого слоем хряща. Обычно локализуется в области метафизов длинных трубчатых костей, на ребрах, костях таза. Поражение может быть солитарным или множественным, иногда имеет наследственный характер. Клинически экзостозы могут не проявляться. При достижении больших размеров возникают деформация пораженной кости и боли вследствие давления на нерв.   

 Хондробластома встречается крайне редко, преимущественно у людей молодого возраста. Локализуется в области эпифизарно-хрящевой пластинки длинных трубчатых костей и диафизе. Клиническая картина нетипична — умеренные боли, небольшая припухлость в области пораженной кости, (ограничение движений в соседнем суставе.   

 Хондромиксоидная фиброма — редкая опухоль. Встречается у лиц молодого возраста. Чаще располагается в костях, образующих коленный сустав. Клинически проявляется незначительными болями, ограничениями движений, реже — пальпируемой опухолью.    

 Ведущим методом диагностики  является рентгенологический. Распознавание множественных хондром кистей и стоп обычно не вызывает трудностей. Диагностировать хондромы длинных трубчатых костей, хондробластомы и хондромиксоидные фибромы сложнее. Их приходится дифференцировать с медленно текущими хондросаркомами, гигантоклеточными опухолями и другими поражениями кости. Диагностические трудности преодолеваются с помощью гистологического исследования материала, полученного из очага поражения. Единственный метод лечения указанных новообразований — хирургический. Особого внимания требуют хондромы длинных трубчатых костей и остеохондромы, поскольку они чаще других доброкачественных опухолей подвергаются малигнизации после нерадикальных операций. При энхондроме длинной трубчатой кости показана сегментарная резекция. Хондромы мелких костей требуют удаления всей пораженной кости. Прогноз после радикально произведенной операции благоприятный.    

 Большое значение для решения  вопроса о наступлении малигнизации  имеет наблюдение за динамикой  клинических и рентгенологических  признаков. Основным симптомом  озлокачествления хондромы является внезапное увеличение в размерах ранее длительно существовавшей опухоли. В сомнительных случаях повторные рентгенологические исследования необходимо проводить ежемесячно.    

 Хондросаркома встречается относительно часто, составляя 12—18% всех сарком кости. Наблюдается преимущественно в возрасте 25— 60 лет, у мужчин в 2 раза чаще. Преимущественная локализация — кости таза, пояса верхних конечностей, ребра. Нередко поражаются проксимальные суставные конусы бедренной и плечевой костей. У 8—10% больных хондросаркома развивается вторично из предшествующих патологических процессов: хондромы, костно-хрящевые экзостозы, дисхондроплазии (болезнь Оллье), деформирующий остеоз (Педжета болезнь).   

 Основными симптомами при  первичной хондросаркоме являются наличие опухоли и боли, которые усиливаются по мере роста опухоли. По клиническому течению, рентгеноморфологическим проявлениям и прогноз хондросаркомы значительно отличаются друг от друга, что обусловлено особенностями микроскопического строения. Для высокодифференцированных опухолей характерен длительный анамнез с малой выраженностью симптомов, что свойственно для лиц старше 30 лет. При анаплазированных хонросаркомах (чаще у лиц молодого возраста) длительность развития симптомов не превышает 3 мес.   

 Диагноз устанавливают с  учетом клинико-рентгенологических  признаков и морфологических  данных. Объем хирургического вмешательства  зависит от локализации и степени  злокачественности опухоли. При  1—2 степени злокачественности возможна сегментарная резекция трубчатой кости с эндопротезированием. В случае анаплазированного варианта, особенно у лиц молодого возраста, показана ампутация конечности. При высокодифференцированных хондросаркомах 5-летняя выживаемость составляет до 90%. В случае анаплазированного варианта прогноз неблагоприятный — 5 лет переживает 5% больных. 

 

 

    Библиогр.: Гистология, под ред. Ю.И. Афанасьева и Н.А. Юриной, с. 310, М., 1989; Клиническая онкология, под ред. Н.Н. Блохина и Б.Е. Петерсона, с. 250, М., 1971; Кныш И.Т., Королев В.И. и Толстопятов Б.А. Опухоли из хрящевой ткани, Киев, 1986; Павлова В.Н. и др. Хрящ. М., 1988; Патологоанатомическая диагностика опухолей человека, под ред. Н.А. Краевского и др., с. 397, М., 1982; Трапезников Н.Н. и др. Опухоли костей, М., 1986; Хэм А. и Кормак Д. Гистология, пер. с англ., т. 3, М., 1983.

ХРЯЩ

 
Все наши кости в процессе эмбрионального (зародышевого) развития образуются из хрящей. У взрослого человека они  составляют не более 2% массы тела. Кости  растут благодаря диафизарному хрящу, удлиняются они до тех пор, пока не закрываются так называемые зоны роста1. Однако некоторые из них увеличиваются в течение всей жизни человека. Установлено, что постоянно растут, хотя и малыми темпами, нижняя челюсть, нос, ушные раковины, ступни ног и кисти рук.  
 
Наиболее часто, спортсмены покидают спорт из-за травм суставно-связочного аппарата. Его слабое место - хрящ. Проблемы с позвоночником также обусловлены в основном патологией межпозвоночных хрящей.  
Можно сказать, что в спортивной травматологии лечение хрящей является заботой № 1. При этом некоторые авторы считают, что восстанавливаются они не более чем на 50%, ставя, таким образом, под сомнение возможность полного восстановления спортивной работоспособности. Попробуем более подробно рассмотреть, что же такое хрящ и определить пределы и методы его регенерации.  
 
Хрящевая ткань - одна из разновидностей соединительной ткани, которая выполняет в организме опорные функции. Непременным атрибутом хряща, за исключением суставного, является надхрящница, обеспечивающая его питание и рост. В суставах хрящ обнажен и контактирует непосредственно с внутренней средой сустава - синовиальной жидкостью. Она выполняет роль своеобразной смазки между трущимися поверхностями суставов, покрытых гладким глиаиновым хрящом. Хрящи костей и позвоночника постоянно испытывают как статическую, так и динамическую нагрузки. Хрящи носа, гортани, бронхов, фиброзных треугольников в сердце осуществляют также и опорную функцию.  
Структура хряща позволяет ему испытывать обратимую деформацию и в то же время сохранять способность к обмену веществ и размножению. Главные его компоненты - хрящевые клетки (хендроциты) и внеклеточный матрикс, состоящий из волокон и основного вещества. Причем, большую часть массы хряща составляет именно межклеточное вещество.  
В зависимости от преобладания коллагеновых, эластических волокон или основного вещества различают гиалиновый, эластический и волокнистый хрящ.  
Особенностью хряща, по сравнению с другими видами тканей в организме является то, что в нем мало клеток и они окружены большим количеством межклеточного пространства - матрикса. Хрящ так плохо восстанавливается после повреждений именно потому, что в нем очень мало клеток, способных размножаться и основная часть репарации (восстановления) идет за счет внеклеточного матрикса. В эластическом хряще (гортани, носа, ушной раковины) содержится много эластина (из него, например, на 30% состоит ухо человека ).  
В суставном хряще очень много воды (в хряще головки бедренной кости молодого человека - 75 г на 100 г ткани). Глауроновая кислота помогает матриксу связывать воду, чем и обеспечиваются упругие и эластические свойства ткани.  
В гиалиновом хряще, который чаще всего представляет внутрисуставную поверхность, половину всего матрикса составляет коллаген - основной белок соединительной ткани. Только сухожилия и дерма (глубокий слой кожи) превосходят матрикс по насыщенности коллагеном. Наибольшая его концентрация в суставных хрящах сосредоточена в поверхностной зоне.  
Коллаген - понятие собирательное, существуют несколько его видов. Разные по химическому составу, все они, тем не менее, состоят из очень крупных молекул, свернутых в тройные спирали. Такое строение волокон делает их очень прочными на скручивание, растяжение и разрыв. Каждая из трех цепей имеет полипептидную структуру.  
Если мы проанализируем состав полипептидных цепей любого из трех видов коллагена (у человека их насчитывается именно три), то увидим, что наиболее велик удельный вес аминокислоты глицина. Следом за ним по удельному весу следуют аминокислоты промен (пролин -?) и аланин. Иногда аланин "перевешивает" пролин, а иногда наоборот, пролин по своему удельному весу превосходит аланин.  
Эластические хрящи (например, носа и ушей) содержат в своем матриксе преимущественно эластин, который, подобно коллагену, формирует прочные волокна. Они тоньше коллагеновых, но отличаются большой прочностью. Ткани, содержащие большое количество эластина способны к очень большим обратимым деформациям. Основной аминокислотой эластина (так же как и коллагена) является глицин. За ним по процентному содержанию следуют аланин, пролин и валин.  
Эластина, как и коллагена, существует несколько видов. Волокна эластина тоже имеют пептидный характер и спиралевидную форму. Этим и объясняется их большая растяжимость. Спираль, однако, не тройная, а одинарная, поэтому волокна эластина тоньше коллагеновых. У разных хрящей в матриксе преобладают либо коллагеновые, либо эластиновые волокна. Все они переплетены в прочную трехмерную сеть. Коллагеновая (эластиновая) сеть "удерживает" внутри хряща и другие молекулы как механически, так и с помощью электростатических связей.  
Биомеханические свойства хрящей делают их высокоспецифическими и по существу уникальными компонентами опорно-двигательного аппарата.  
Они:  
а) принимают на себя действие внешних механических сил сжатия и растяжения; распределяют эти силы равномерно, поглощают и рассеивают их, переводя аксиально направленные силы в тангенциальные (в суставах конечностей, позвоночника и т.д.);  
б) образуют устойчивые к износу поверхности сочленений скелета, участвуют в формировании смазочного аппарата в синовиальных суставах;  
в) являются местом прикрепления и опорой для мягких тканей и мышц; образуют полости в местах контакта с внешней средой (хрящи носа, ушей, органов дыхания).  
Считается, что хрящевой матрикс состоит из 3-х основных компонентов:  
1) волокнистый коллагеновый каркас, который образует трехмерную сеть переплетений;  
2) молекулы протеогликанов, которые заполняют петли волокнистого каркаса;  
3) вода, свободно перемещающаяся между переплетениями каркаса и молекулами протеогликанов.  
У суставного хряща нет кровеносных сосудов. Он питается диффузно, поглощая питательные вещества из синовиальной жидкости.  
Коллагеновый каркас является как бы "скелетом" хряща. Он обладает большой упругостью по отношению к силам растяжения и в тоже время оказывает относительно слабое сопротивление нагрузке на сжатие. Поэтому внутрисуставные хрящи (например: мениски и суставные поверхности бедренной и берцовых костей) легко повреждаются при компрессионных (сжимающих) нагрузках и почти никогда при нагрузках на растяжение ("на разрыв").  
Протеогликановый компонент матрикса отвечает за способность хряща связывать воду. Она может удаляться за пределы хряща в синовиальную жидкость и возвращаться в него обратно. Именно вода как несжимаемая субстанция обеспечивает достаточную жесткость хряща. Ее перемещения равномерно распределяет внешнюю нагрузку по всему хрящу, в результате чего происходит ослабление внешних нагрузок и обратимость возникающих при нагрузках деформаций.  
Эластические хрящи гортани, трахеи содержат очень небольшое количество сосудов. Коллагеновые хрящи суставов вообще не содержат сосудов. Большая механическая нагрузка на хрящ несовместима с васкуляризацией (сосудистым обеспечением). Обмен в таком хряще осуществляется благодаря перемещению воды между компонентами матрикса. Она содержит все необходимые хрящам метаболиты. Поэтому в них резко замедлены как анаболические, так и катаболические процессы. Отсюда плохое их посттравматическое восстановление, в отличие от хрящей с васкуляризацией.  
Кроме глиаинового и эластического хрящей выделяют еще одну группу - волокнистый, или фиброзный хрящ. Фиброз - значит "волокно". Матрикс фиброзного хряща образован коллагеновыми волокнами, однако, по сравнению, скажем, с глиаиновым хрящом пучки коллагеновых волокон более толстые и не имеют структуры трехмерного переплетения. Они ориентированы, в основном, параллельно друг другу. Их направление соответствует векторам сил натяжения и давления. Из фиброзного хряща состоят межпозвонковые диски, отличающиеся большой прочностью. Крупные коллагеновые волокна и их пучки располагаются в межпозвонковых дисках циркулярно. Помимо межпозвонковых дисков волокнистый хрящ находится в местах прикрепления сухожилий к костям или хрящам, а также в сочленении лобковых костей.  
Поддержание всей структурной целостности матрикса хряща зависит целиком от хондроцитов. И хотя их масса невелика, они синтезируют тем не менее все биополимеры, из которых состоит матрикс - коллаген, эластин, протеогликоны, гликопротеины, и т.д. При удельном весе от 1 до 10% общего объема хрящевой ткани хондроциты обеспечивают образование больших масс матрикса. Они контролируют также все катаболические реакции в хряще.  
В чем причина низкой метаболической активности хряща? Только в одном - в малом количестве клеток (1-10%) в единице объема ткани. В пересчете на чистую клеточную массу уровень метаболизма хондроцитов ничуть не меньше, чем у других клеток организма. Особенно низким метаболизмом отличаются суставные хрящи и пульподные ядра межпозвонковых дисков. Именно эти структуры отличаются самым малым количеством хондроцитов (1% от общей массы хряща) и именно они хуже всех других восстанавливаются после повреждений.  
Окислительные процессы в хряще протекают в основном анаэробным (бескислородным) путем. Так, например, хондроциты пульпозных ядер межпозвоновых дисков на 99% питаются анаэробно и лишь на 1% аэробно. В среднем же кислородные окисление в хрящевой ткани как минимум в 50 раз менее интенсивно, чем в обычных тканях организма. Анаэробный характер окисления в хондроцитах - это защитно-приспособительная реакция, сложившаяся в процессе эволюции. И это неудивительно, если учесть, что хрящ не имеет (глаиновый, фиброзный) или почти не имеет (эластический) кровоснабжения. Если начать введение кислорода в пространство, пограничное с хрящом, то диффузия в хрящ О2 не только не улучшает его трофику, но, наоборот, резко ухудшает ее.  
Насколько низка метаболическая активность хряща, можно понять из следующего сравнения. Белковый состав печени полностью обновляется за 4(!) дня. Коллаген хрящей обновляется всего лишь на 50% за 10(!) лет. Поэтому становится понятным, что любая травма хрящевой ткани практически неизлечима, если только не принять специальных мер, направленных на увеличение числа хондроцитов, которые сформируют новый матрикс.  
Регенерация хрящевой ткани как физиологическая, так и репаративная (восстановительная) напрямую зависит от гормонального фона и модулирующего действия тех или иных гормонов. Так, например, глюкокортикоидные гормоны угнетают анаболические реакции в хондроцитах, ингибируют синтез коллагена и протеогликанов, вызывают дефицит глауроновой кислоты в синовиальной жидкости и в матриксе. И это угнетающее действие глюкокортикоидов более выражено, если оно сочетается со сдавлением (компрессией) хряща. В принципе, в этом нет ничего удивительного, если учесть, что глюкокортикоиды подавляют гликолиз - анаэробное окисление глюкозы в хряще. Регенерация без энергетического обеспечения становится попросту невозможной.  
Инсулин стимулирует синтез коллагена в матриксе хрящевой ткани, однако эта стимуляция невелика и носит опосредованный характер.  
Самым сильным фактором, стимулирующим как физиологический, так и репаративный синтез в хрящевой ткани является соматотропный гормон. Сродство хрящей к соматотропному гормону отсутствует как таковое. Однако под действием соматотропного гормона в печени образуется инсулиноподобный фактор роста (ИРФ-1), который и обладает собственно анаболическим действием на все ткани, включая хрящевую. Сам по себе гормон роста способен оказывать анаболическое действие на клетки лишь в том случае, если его концентрация в 2000 раз превышает физиологическую. Такое возможно только в пробирке и полностью исключается в реальной жизни. Применяя соматотропин с репаративной целью необходимо помнить, что его влияние на синтез ИРФ-1 возможно лишь в условиях нормальной работы печени, при отсутствии серьезных заболеваний, иначе ИРФ-1 просто не будет синтезироваться и введение соматотропина не даст никакого результата. Способность соматомедина усиливать регенерацию хрящевой ткани в 100 раз превышает эффект от введения в организм инсулина и тестостерона. ИРФ-1 - это единственный фактор, вызывающий деление (размножение) хондроцитов. Другие анаболические факторы организма (а их довольно много) такой способностью не обладают.  
Гормоны щитовидной железы могут усиливать восстановление и физиологический рост хрящей, если применять их в малых количествах, близких к физиологическим. Тогда они оказывают анаболическое действие на все ткани организма. В средних и больших количествах гормоны щитовидной железы оказывают еще большее анаболическое действие, однако, при этом они вызывают энергетический дефицит (термогенный эффект) и усиление катаболизма.  
Катаболизм при этом усиливается в большей степени, чем анаболизм и активность деструктивных процессов превышает активность синтетическую. Как бы не усиливался анаболизм при увеличении доз тирсоидных гормонов, катаболизм усиливается еще больше и об этом необходимо помнить.  
Тиреокальцитонин - единственный гормон щитовидной железы, усиливающий восстановление и рост хрящевой ткани в любых количествах, но для этого его необходимо применять изолированно, отдельно от тироксина и трийедиронина - "основных" гормонов щитовидной железы.  
Гормон паращитовидных желез (паратиреоидный гормон) обладает умеренно стимулирующим действием на регенерацию хряща.  
Тестостерон - основной андроген организма умеренно стимулирует биосинтетические процессы в хрящах, а эстрогены - женские половые гормоны, наоборот, тормозят ее.  
Анаболические стероиды обладают способностью вызывать регенерацию хряща в намного большей степени, нежели чистый тестостерон и это неудивительно, если учесть, что они обладают анаболическим действием в несколько раз превышающим анаболическое действие тестостерона.  
Интересно, что матрикс - порождение хондроцитов - живет своей самостоятельной жизнью. Он способен модулировать действие различных гормонов на хондроциты, ослабляя, либо усиливая их действие. Воздействуя на матрикс, можно изменить состояние хондроцитов как в лучшую, так и в худшую сторону. Удаление части матрикса вызывает немедленную интенсификацию биосинтеза недостающих в нем макромолекул. Более того, одновременно усиливается пролиферация (разрастание) хондроцитов. Количественные изменения в матриксе способны вызвать их качественные изменения.  
Длительное ограничение движений в суставе (гипсовая иммобилизация и др.) приводит к уменьшению массы хрящей. Причина на удивление проста: в неподвижном суставе отсутствует перемешивание синовиальной жидкости. При этом диффузия молекул в хрящевую ткань замедляется и питание хондроцитов ухудшается. Недостаток прямой компрессивной нагрузки (на сжатие) так же приводит к ухудшению питания хондроцитов. Хрящу нужна хотя бы минимальная компрессионная нагрузка для поддержания нормальной трофики. Чрезмерная нагрузка на растяжение в эксперименте вызывает перерождение хряща с развитием грубых фиброзных волокон.  
Очень сложное влияние на состояние внутрисуставных хрящей оказывает синовиальная оболочка. Она может как усиливать анаболизм хрящевой ткани, так и усиливать ее катаболизм. Удаление синовиальной оболочки резко ухудшает трофику хрящей, которая восстанавливается лишь после ее отрастания.  
Хондроциты способны и к ауторегуляции. Они синтезируют специальные факторы роста, стимулирующие разрастание соседних хондроцитов. Пока их структура полностью не расшифрована. Известно лишь то, что они имеют полипептидную природу.  
Все хрящи, но особенно хрящи опорно-двигательного аппарата постоянно подвергаются микротравматизации. В первую очередь это относится к межпозвонковыми дисками, наиболее уязвимая часть которых - пульпозное ядро. Уже в подростковом возрасте (начиная с 16-ти лет) начинаются дистрофические изменения в межпозвонковых дисках шейного отдела позвоночника. В пересчете на единицу поперечного сечения он несет нагрузку намного большую, чем любой другой отдел позвоночника, включая поясничный. Прежде всего дистрофические изменения касаются пульпозного ядра. Часть его клеток гибнет и замещается грубой соединительной тканью. Аналогичные, но менее выраженные изменения происходят и в самом межпозвоночном диске. Местами происходит очаговое разрастание хондроцитов. Организм стремится восстановить поврежденный хрящ и запускает репаративные процессы. Однако в местах гибели хондроцитов находится грубоволокнистая соединительная ткань - своеобразный рубец. И как раз в нем, там где они необходимы, хондроциты восстановиться не могут. Их разрастание происходит по периферии рубцевой ткани, где они, собственно и не нужны. Это приводит к ненужной деформации хряща, что еще более нарушает его функции. Основная функция хряща - опорная и стабилизирующая. При развитии дегенеративных и дистрофических процессов в межпозвоновых дисках позвонки теряют стабильность и постепенно становятся гипермобильными, легко смещаемыми. Их гипермобильность может вызвать сдавление окружающих их мягких тканей. Отек мягких тканей, в свою очередь, вызывает сдавление проходящих в них сосудов и нервов с развитием соответствующих симптомов. Организм стремится восстановить стабильность суставно-связочного аппарата. Происходит разрастание отдельных участков позвонков в виде своеобразных костных выростов - "усов". Эти "усы" сдавливают близлежащие мягкие ткани, вызывая их отек и вторичное сдавливание близлежащих сосудов и нервов. Весь комплекс изменений костно-хрящевого аппарата в данном случае носит название остеохондроза, хотя термин этот очень расплывчатый, неконкретный, и вообще-то, малонаучный.  
Если в шейном отделе позвоночника негативные явления развиваются с подросткового возраста, то в поясничном отделе, где нагрузка на единицу поперечного сечения намного ниже - начиная с 25-30 лет. В целом они носят такой же морфологический характер, как и в шейном отделе, но отличаются клиническими (медицинскими) признаками. В шейном отделе позвоночника сквозь поперечные отростки шейных позвонков проходят крупные артерии, питающие все основание мозга и его стволовую часть, где находится жизненно важные центры (дыхания, кровообращения и т.д.). С развитием шейного остеохондроза происходит постепенное незаметное сдавливание этих артерий с развитием недостаточности мозгового кровообращения. При этом практически не бывает (или они бывают очень редко) никаких болевых признаков процесса. В поясничном отделе позвоночника картина несколько иная. Из этого отдела выходят нервные корешки, несущие чувствительные волокна от нижних конечностей и двигательные волокна к мышцам ног. Поясничный остеохондроз прежде всего проявляется различными болевыми симптомами, нарушением чувствительности и двигательной сферы. При этом никаких жизненно важных функций организма он не нарушает. Шейный остеохондроз никакими болевыми признаками себя не обнаруживает и особых неудобств не доставляет, однако может привести к серьезным нарушениям мозгового кровообращения, вплоть до инсультов с развитием параличей.  
Шейный остеохондроз проявляется самыми разными симптомами, которые могут симулировать другие заболевания. Ухудшение мозгового кровообращения проявляется снижением работоспособности, быстрой утомляемостью, головной болью. Усталость глаз, мушки перед глазами, ощущение "песка в глазах" являются характерными признаками шейного остеохондроза. Звон в ушах и ухудшение слуха чаще говорят о нарушениях мозгового кровообращения вследствие остеохондроза, чем о заболеваниях слухового аппарата. По последним данным, 85% всех кровоизлияний в мозг в позднем возрасте вызваны не возрастной патологией артерий как таковой, а сдавлением шейных артерий в результате распространенного шейного остеохондроза.  
Возрастные изменения эластических хрящей не носят фатального характера. Они выражаются в основном в оссификации - накоплении кальция и не приводят ко сколько-нибудь заметному нарушению функций.  
В глиаминовых хрящах суставов уже начиная с 30-летнего возраста обнаруживается фибриляция - разволокнение хрящевой поверхности. При микроскопическом исследовании на поверхности хряща обнаруживаются разломы и расщепления. Расщепление хряща происходит как вертикальном, так и в горизонтальном направлении. При этом местами встречаются скопление клеток хрящевой ткани как ответная реакция организма на разрушение хряща. Иногда отмечается возрастное увеличение (!) толщины суставных хрящей как ответное действие на действия механических (тренировка) факторов. Возрастную эволюцию хрящей коленного сустава многие исследователи отмечают начиная уже с 40-летнего возраста. Наиболее существенное изменение, отмечаемое при старении хряща - это уменьшение содержания воды, что автоматически приводит к снижению его прочности.  
Отсюда чрезвычайная сложность его посттравматического лечения. Более того, иногда непросто бывает даже сохранение нормального состояния хрящей в ходе обычного тренировочного процесса. Рост мышечной ткани опережает упрочнение суставно-связочного аппарата и в особенности его хрящевой части. Поэтому, рано или поздно, нагрузки достигают такой величины, которую хрящевая часть опорно-двигательного аппарата уже не может выдержать. В результате возникают "неизбежные" труднозалечиваемые травмы, из-за которых спортсмен иногда расстается со спортом. Самостоятельное восстановление хряща никогда не бывает полным. В лучшем случае хрящ восстанавливается на 50% от исходной величины. Однако это не значит, что дальнейшее его восстановление невозможно. Оно возможно при грамотном фармакологическом воздействии, призванном вызвать, с одной стороны, размножение хондроцитов, а с другой - изменение состояния матрикса хряща. Проблема восстановления хряща многократно усложняется еще и тем, что на месте погибшей хрящевой ткани развивается рубцовая ткань. Она не дает хрящу регенерировать в нужном месте. Компенсаторное разрастание участков хряща по соседству с местом повреждения приводит к его деформации, затрудняя задачу фармакологической стимуляции роста. Впрочем, все эти сложности преодолимы, если деформированный хрящ вначале подвергнуть хирургической коррекции.  
Потенциальные возможности регенерации хряща достаточно велики. Он может регенерировать за счет собственного потенциала (размножение хондроцитов и рост матрикса) и, что не менее важно, за счет других видов соединительной ткани, которые имеют общее с ним происхождение. Примыкающие к хрящу ткани обладают способностью к переориентации своих клеток и превращению их в хрящеподобную ткань, которая неплохо справляется со своими функциями. Возьмем для примера самый частый вид повреждений - повреждение внутрисуставного хряща. Источником регенерации являются:  
1) сам хрящ;  
2) синовиальная оболочка сустава, нарастающая с краев дефекта и превращающаяся в хрящеподобную ткань;  
3) костные клетки, которые, не будем забывать, имеют хрящевое происхождение и при необходимости могут трансформироваться "обратно" в ткань, напоминающую по своему строению хрящевую;  
4) клетки костного мозга, которые могут служить источником регенерации при глубоких повреждениях хрящей в сочетании с костным повреждением.  
Сразу же после травмы наблюдается "взрыв" митоической активности хондроцитов, которые размножаются и формируют новый матрикс. Процесс этот наблюдается в течение 2-х недель после повреждения, однако ремодулирование поверхности хряща длится не менее 6-и месяцев, а полностью прекращается лишь через год. Качество "нового" хряща, конечно же, уступает качеству "старого". Если, например, поврежден гиалиновый внутрисуставный хрящ, то через 3-6 месяцев вырастает регенерат, имеющий характер гиалиново-фиброзного молодого хряща, а через 8-12 месяцев, он уже превращается в типичный фиброзный хрящ с матриксом, состоящим из плотно прилегающих друг к другу коллагеновых волокон.  
Все исследователи хрящевой ткани единодушны в одном: хрящ не способен восстановить утраченное только за счет собственных внутренних ресурсов и механизмов. Их хватает максимум на 50% регенерата. Еще некоторый прирост регенерата осуществляется за счет других видов соединительной ткани, о которых мы уже говорили, но о полном 100% восстановлении хряща говорить все равно не приходится. Все это вносит изрядную долю пессимизма в оценку возможности выздоровления после сколько-нибудь серьезной травмы хряща, однако поводы для оптимизма все-таки есть. Достижения фармакологии и трансплантологии на сегодняшний день таковы, что можно говорить о полной компенсации даже очень серьезных хрящевых дефектов, как бы ни было это трудоемко.  
Полнота восстановления поврежденной хрящевой ткани во многом зависит от качества мероприятий посттравматического периода, когда еще только формируется гематома1. Потом она пропитывается особого рода белком - фибрином, пропотевающим из плазмы крови, и превращается в рубцовую ткань. А она, как мы знаем, является серьезным препятствием для развития именно в этом месте полноценного регенерата. Поэтому сразу же после травмы необходимо предпринять все возможные меры для предотвращения развития гематомы и отека мягких тканей. Травмированный участок надо охладить. Для этого его обкладывают льдом, орошают хлорэтиленом. Если поврежден сустав конечности, то его можно просто поместить под струю холодной воды. Очень важна своевременная помощь квалифицированного врача-травматолога. Местные новокаиновые блокады не только обезболивают травмированный участок, но и препятствуют развитию отека и воспаления. Блокады можно повторять до тех пор, пока не минует острый период. Если в результате ушиба сустава произошло кровоизлияние в его полость - гемартроз, то необходимо как можно скорее откачать кровь из сустава. Сделать это несложно обычным шприцем. Иногда откачивать кровь и транссудат (жидкость, пропотевающую в полость сустава из плазмы крови) приходится несколько раз подряд. Ни в коем случае нельзя ждать, пока кровь "рассосется сама". Сгусток крови в результате выпадения особого рода белка - фибрина может развиться большое количество рубцовой ткани. Поврежденный сустав может так и остаться деформированным и увеличенным в размерах. Печальным примером может служить "кентус" у тех, кто занимается каратэ. Разбитые суставы пальцев увеличиваются в размерах из-за кровоизлияний и так остаются увеличенными из-за того, что из них вовремя не откачивают кровь. Несмотря на устрашающий вид кулаки с разбитыми суставами намного слабее обычных и очень легко повреждаются по повторном травмировании.  
В подостром периоде, когда отек мягких тканей и болевой синдром существенно снижены, необходимо позаботиться, чтобы как можно полнее рассосалась поврежденная ткань. С этой целью применяет протеолитические ферменты (трипсин, хелеотрипсин, папаин и др.), которые вводятся в поврежденный участок при помощи электрофореза. Хороший эффект дают глюкокортикоидные гормоны - гидрокортизон, преднизолон и др. Как и протеолитические ферменты они вводятся местно, в пораженную область - будь то межпозвоновый диск или суставы конечностей. Гидрокортизон вводят с помощью ультразвука, а преднизолон - электрофорезом. Иногда вводят глюкокортикоидные гормоны в полости суставов, например, при лечении травм коленного сустава. У него самое сложное строение и лечить его травмы весьма непросто. Мениски - внутрисуставные хрящи в коленных суставах при повреждениях практически не срастаются. Поэтому, если имеются надрывы или отрывы частей менисков их необходимо как можно раньше удалить. Легче "вырастить" регенерат на месте удаленного мениска (а такой регенерат обязательно вырастает), чем добиться заживления мениска поврежденного. К счастью, в последние годы широкое развитие получила артроскопия и операции на коленном суставе становятся все более и более щадящими. Артроскоп позволяет с помощью волокнистой оптики заглянуть внутрь сустава не вскрывая его (проделываются лишь несколько отверстий). Через артроскоп же проводится и оперативное вмешательство. Иногда бывает так, что в результате травмы мениск остается целым, но отрывается от места своего прикрепления. Если раньше такой мениск всегда удаляли, то теперь все больше появляется специалистов, которые пришивают оторванный мениск на место. После освежения краев раны пришитый мениск прирастает на место.  
Если при артроскопии обнаруживается разволокнение тех или иных хрящевых поверхностей, то их шлифуют, "скусывают" специальными кусачками волокна и участки деформированного хряща. Если этого не сделать, то последующие меры, принятые для усиления регенерации хрящевой ткани могут привести к росту деформированного хряща и нарушению его опорных функций.  
При поверхностных повреждениях можно добиться полного восстановления хряща применяя сильнодействующие фармакологические средства. За последние 40 лет экспериментальных и клинических работ свою высокую эффективность доказал лишь один единственный препарат - соматотропный гормон (СТГ). Он стимулирует рост хрящевой ткани в 100 раз сильнее, чем введение тестостерона и инсулина. Еще больший эффект оказывает комбинированное введение СТГ и тиреокальцитонина - особого рода гормона щитовидной железы, который усиливает репарацию как костной, так и хрящевой ткани. Исключительная эффективность действия СТГ на репарацию хряща обусловлено тем, что он стимулирует непосредственно деление хондроцитов. Используя СТГ теоретически можно довести количество хондроцитов до любого нужного количества. Они, в свою очередь, восстанавливают матрикс до необходимого объема, синтезируя все его компоненты, начиная с коллагеновых волокон и кончая протеогликанами. Недостатком СТГ является то, что его нельзя применять местно, вводя непосредственно в зону поражения хрящевой ткани, поскольку действует он опосредованно. СТГ вызывает образование в печени инсулиноподобного фактора роста (ИРФ-1) который и оказывает сильнейший анаболический эффект. Парентеральное (инъекционное) его введение вызывает рост не только поврежденных хрящей, но и нормальных тоже, а это нежелательно, ведь в организме существуют кости, в которых хрящевые зоны роста не закрываются на протяжении всей жизни. Длительное введение больших доз СТГ в сформировавшийся организм может вызвать диспропорции скелета. Хотя следует отметить, что на пораженный хрящ он действует сильнее, и явных деформаций скелета при лечении СТГ в научной литературе не встречается.  
В последние годы синтезирована лекарственная формы ИРФ-1, которую все шире применяют инъекционно вместо соматотропина. Поскольку ИРФ-1 действует непосредственно на ткани (в т.ч. и на хрящевую), то возникает заманчивая перспектива использовать его для местного введения (электрофорез, ультразвук и т.д.). Такое применение ИРФ-1 позволило бы локализовать его действие местом пораженного хряща и исключить действие на здоровые хрящи организма.  
Неплохое действие на восстановление хряща и окружающего его соединительной ткани оказывают анаболические стероиды (АС). По эффективности они стоят на втором месте после ИРФ-1 и соматотропного гормона, хотя непосредственно деления хондроцитов они не вызывают. Анаболические стероиды, однако, ускоряют физиологическую регенерацию и потенцируют анаболическое действие инсулина и других эндогенных анаболических факторов, блокируют действие катаболических гормонов (глюкокортикоидов). Практическое применение АС в хирургической и травматологической практике доказало их высокую эффективность. Очень жаль, что до сих пор не разработаны лекарственные формы АС для локального применения. Это позволило бы создавать высокие концентрации лекарственного вещества именно в месте повреждения и предотвращать системные (на уровне всего организма) побочные действия. К сожалению, исследования в данной сфере никем не финансируются из-за причисления АС к допинговым средствам в спорте.  
Некоторые исследователи в области молекулярной биологии представили очень убедительный материал, доказывающий, что стимуляторы (2-адренергических рецепторов способны симулировать анаболические эффекты соматомединов и, в частности, по отношению к хрящевой ткани. Механизм такого действия не вполне ясен. Не исключено, что просто повышается чувствительность печени к эндогенному соматотропному гормону и возрастает синтез в печени ИРФ-1. Одним из наиболее сильных избирательных стимуляторов (2-адренергических рецепторов является кленбутерол. Этот препарат не обладает гормональными эффектами и, в то же время, оказывает хорошее анаболическое действие. Подобно ИРФ-1 он стимулирует рост хрящевой ткани и может с успехом применяться в посттравматическом восстановительном периоде. Препаратов, стимулирующих (2-адренорецепторы много, но особо хотелось бы отметить такое старое и проверенное средство как адреналин. Адреналин - гормон мозгового вещества надпочечников даже при длительном курсовом применении не вызывает привыкания. В больших дозах адреналин воздействует в основном на а-адренорецепторы. Происходит сужение сосудов кожи, повышение артериального давления, подъем уровня сахара в крови. Малые дозы адреналина не затрагивают а-адренорецепторов, стимулируют (2-адренорецепторы. Расширяются сосуды мышц, снижаются уровень сахара в крови и артериальное давление. Развивается общее анаболическое действие и, в особенности по отношению к хрящевой ткани. Ежедневное введение малых (именно малых!) доз адреналина хорошо зарекомендовало себя как средство, способствующее регенерации.  
Некоторые витамины в больших фармакологических дозировках способны существенно увеличить выброс в кровь эндогенного соматотропина. Пальму первенства здесь держит никотиновая кислота (витамин РР). Внутривенное введение сравнительно небольших доз никотиновой кислоты способно увеличить базальную секрецию СТГ в 2-3 раза. Увеличивает секрецию гормона роста витамин К, только применять его необходимо в умеренных дозах, чтобы не повысить чрезмерно свертываемость крови.  
Несмотря на то, что матрикс хрящевой ткани является производным хондроцитов, изменение его состояния может улучшить и их деятельность. Состояние матрикса можно улучшить, применяя большие дозы аскорбиновой кислоты в сочетании с витамином Р. Особенно сильно аскорбиновая кислота влияет на состоянии коллагеновых структур. Поэтому ее традиционно используют для усиления синтеза коллагена, особенно в сочетании с глицином и анаболическими стероидами. Применяется также сочетание больших доз аскорбиновой кислоты с лизином, аланином и пролином.  
Состояние хрящевого матрикса внутрисуставных хрящей можно временно улучшить с помощью веществ, вводимых в синовиальную жидкость. В последние годы особенно широко используется введение в сустав 15% раствора поливинилпирролидона, где он пребывает приблизительно 5-6 дней, затем процедуру повторяют, иногда несколько раз. Поливинилпирролидон служит своеобразным временным "протезом" внутрисуставной жидкости. Он улучшает трение внутрисуставных поверхностей, временно снимая нагрузку с суставного хряща. В случаях тяжелых, необратимых повреждениях хрящевой ткани используется протезирование, которое по мере развития оперативной техники дает все более обнадеживающие результаты. Уже никого не удивишь протезами межпозвонковых дисков. Делаются небезуспешные попытки протезирования внутрисуставных хрящей (менисков) коленных суставов.  
Очень перспективным направлением является введение в поврежденные участки взвеси хондроцитов. Слабая регенерация хрящевой ткани, как мы помним, обусловлена малым числом хрящевых клеток (хондроцитов) на единицу массы хрящевой ткани. Чужеродные хондроциты, будучи введенными, скажем, в полость сустава не вызывают реакции отторжения, т.к. обладают слабой иммунногенной активностью. Они способны размножаться и образовывать новую хрящевую ткань. Применяют взвесь хондроцитов, полученную из хрящей крупного рогатого скота, умерших людей. Наиболее перспективным представляется использование эмбриональных (зародышевых) хрящевых клеток. Они вообще не вызывают иммунного ответа и, размножаясь, вызывают образование новой хрящевой ткани. К сожалению, все работы с зародышевыми клетками носят пока экспериментальный характер и не вошли в широкую практику. Но это - дело недалекого будущего. Проблема репарации хрящевой ткани в скором времени должна быть решена. Для этого уже есть все предпосылки.  
 
1 Прекращение роста большинства костей в длину могут служить признаком того, что уже возможно лечение, например, анаболическими стероидами, которые приводят к преждевременному закрытию ростовой зоны хряща, если ростовые зоны узе закрыты, (что явствует из рентгеновского снимка лучевой кости молодого человека), то уже отсутствует опасность слишком быстро закрыть зоны роста применения стероиды, а значит, их применение можно начинать.  
1 Дословно это означает "кровяная опухоль", но термин не совсем соответствует сути явления. Гематома - это диффузно поврежденная ткань, набухшая от крови. 

 

 

 

Регенерация

 
Ученые давно пытаются понять, каким  образом земноводные -- например, тритоны и саламандры -- регенерируют оторванные хвосты, конечности, челюсти. Более того, у них восстанавливаются и поврежденное сердце, и глазные ткани, и спинной мозг. Способ, применяемый земноводными для саморемонта, стал понятен, когда ученые сравнили регенерацию зрелых особей и эмбрионов. Оказывается, на ранних стадиях развития клетки будущего существа незрелы, их участь вполне может измениться. 
 
Это показали эксперименты над эмбрионами лягушек. Когда эмбрион имеет всего лишь нескольких сотен клеток, из него можно вырезать часть ткани, которой уготована участь стать шкурой, и поместить ее в область мозга. И эта ткань станет частью мозга. Если же подобная операция производится с более зрелым эмбрионом, то из клеток кожи все равно развивается кожа -- прямо посреди мозга. Потому что судьба этих клеток уже предопределена. 
 
Для большинства организмов клеточная специализация, из-за которой одна клетка становится клеткой иммунной системы, а другая, скажем, частью шкурки -- это дорога с односторонним движением, и клетки придерживаются своей "специализации" до самой смерти. 
 
А клетки земноводных умеют обратить время вспять и вернуться к тому моменту, когда предназначение могло измениться. И если тритон или саламандра потеряли лапу, на поврежденном участке тела клетки костей, шкуры и крови становятся клетками без отличительных признаков. Вся эта масса вторично "новорожденных" клеток (ее называют бластемой) начинает усиленно делиться. И в соответствии с нуждами "текущего момента" становиться клетками костей, шкуры, крови... Чтобы стать в конце новой лапой. Лучше прежней. 
 
До печенки дошло 
А как у человека? Известно только два вида клеток, которые могут регенерировать, -- это клетки крови и клетки печени. Но здесь принцип регенерации иной. Когда эмбрион млекопитающего развивается, немножко клеток остается в стороне от процесса специализации. Это -- стволовые клетки. Они обладают способностью пополнять запасы крови или отмирающих клеток печени. Костный мозг тоже содержит стволовые клетки, которые могут становиться мышечной тканью, жиром, костями или хрящами -- в зависимости от того, какие питательные вещества им даются. По крайней мере в кюветах. 
 
Если ввести клетки костного мозга в кровь мыши с поврежденными мышцами, эти клетки собираются в месте повреждения и выправляют его. Впрочем, что верно для мыши, неприменимо к человеку. Увы, мышечные ткани взрослого человека не восстанавливаются. 
 
А некоторые мыши -- умеют 
Есть ли шансы на то, что человеческое тело обретет способность регенерировать недостающие части? Или подобное остается уделом научной фантастики?