Nervous trophism and neurodystrophic syndromes of tissues of the musculoskeletal system (literature review and own data)

Abstract

“The concept of a living organ presupposes the concept of its nervous trophism. Any violation of the latter is ... a violation of the integrity or even loss of the organ itself ”A.D. Speransky

Full Text

С тех пор как в 1824 г. Magandie впервые описал нейродистрофические расстройства роговицы глаза кролика [42], вопросы нервной трофики тканей занимали умы многих исследователей. В настоящей работе мы попытались на основе анализа литературы за последние 25 лет и собственных данных систематизировать и переосмыслить сложившиеся представления по этой важнейшей для травматологии и ортопедии проблеме.

Под «трофикой» (trophe — питание) подразумевается совокупность процессов по обеспечению сохранности структуры и функции ткани или органа, в том числе нейронов; она поддерживает то неспецифическое структурно-энергетическое постоянство внутренней среды, на основе которого может осуществляться специфическая функция ткани, например сокращение мышц [33]. Нервная трофика — часть общей трофической системы организма наряду с ауторегуляцией, гуморальными, сосудистыми, иммунными механизмами и др. [11]. Нейродистрофические синдромы (НДС) — клиническое выражение нейротрофических расстройств, т.е. нейрогенных патологических изменений клеток и тканей вследствие нарушений доставки, утилизации питательных веществ и удаления продуктов обмена.

Современные представления о нервной трофике тканей сводятся к следующему.

1. Возможен двойственный механизм нейротканевых взаимосвязей. Во-первых, импульсный — за счет электрохимического проведения нервных импульсов и медиаторной синаптической передачи сигнала; это основа осуществления специфической функции ткани (рецепции, сокращений мышц, вегетативной регуляции). Во-вторых, неимпульсный — за счет метаболических межклеточных взаимосвязей нейрона и иннервируемых тканей благодаря аксоплазматическому транспорту (АТ), обеспечивающему доставку нейротрофических факторов (НТФ) к нейронам и тканям с выделением их путем нейросекреции [11, 16]. АТ осуществляется как в ортоградном (от тела нервной клетки), так и в ретроградном (к телу нервной клетки) направлении [29]. Ортоградное направление, трофическое для опорных тканей, совпадает с эфферентным потоком импульсов в вегетативных (В и С) и двигательных (А) волокнах и противоположно афферентной импульсации чувствительных (А и С) волокон.
2. Ведущая роль в нейротрофическом контроле принадлежит НТФ [9]. Кратковременное прекращение импульсной проводимости (местная анестезия, неврапраксия после сдавления нерва без валлеровской дегенерации) не ведет к трофическим сдвигам, тогда как блокада АТ капсаицином или винкристином [40] приводит к денервационно-трофическим нарушениям [11]. Следует отметить, что длительная патологическая импульсация (хроническая боль) может сочетаться с нарушениями АТ и трофики, так же как длительная блокада импульсной функции анестезией уменьшает НДС даже при деформирующем артрозе [37].
3. Окончательное число НТФ неизвестно. Выделяют группу факторов роста (фактор роста нервов и др.), задерживающие рост нейронов ингибирующие факторы, ганглиозиды, пептиды антиноцицептивной системы (энкефалины, эндорфины, их синтетические аналоги типа даларгина), пептиды афферентных капсаицин-чувствительных С-волокон (вещество Р, пептид, связанный с геном кальцитонина) и др. Последние оказывают трофическое влияние не только на нейроны заднего рога спинного мозга, опорные ткани, но и на сосудистую стенку, эндотелий, являются вазодилататорами [2, 22, 25, 34, 39]. Существуют до сих пор не изученные взаимосвязи систем нейропептидов [40, 45].
4. Источники НТФ для нейронов — соседние нейроны, клетки иннервируемых тканей, глии, шванновские клетки; для иннервируемых тканей — в основном нейроны. Тем самым «нервная система в такой же степени иннервирует ткань, в какой ткань иннервирует нервную систему» [35].
5. Нейротрофическая функция — компонент действия любого нерва (вегетативного, двигательного, чувствительного). Большую роль в нейротрофическом контроле отводят чувствительным волокнам, в том числе проприорецепторным [1, 26]. Не существует импульсного влияния без трофического, но трофическое и дистрофическое без импульсного возможно — например, в доимпульсной фазе регенерации нервов [20] или при миопатиях.
6. Для АТ и нейросекреции НТФ не требуется рефлекторная цепь в отличие от импульсной функции [15]. Однако следует учитывать влияние импульсных факторов, в том числе медиаторных синаптических систем [2], и длительной импульсации (при хронической боли) на активность нейронов и синтез НТФ.
7. Нервная система — это генерализованная нейротрофическая сеть, состоящая из отдельных регионарных трофических систем (РТС). РТС (рис. 1) включает нейрон, связанные с ним клетки глии, шванновские клетки и иннервируемую им ткань («функциональный элемент органа» — ФЭО) [22]. ФЭО — это совокупность клеток тканей, их микроциркуляции, интерстиция и нервных окончаний [38]. Возможно не только прямое влияние НТФ на ткани, но и опосредованное через транскапиллярный обмен.

Классификация и клиниканейродистрофических синдромов

Нами предлагается следующая рабочая классификация НДС тканей опорно-двигательной системы. I. По распространенности нейротрофических расстройств

1. Общие. Затрагивают все системы органов и обмена веществ, например, после тяжелой черепно-мозговой травмы, поражений гипоталамуса
2. Системные. Множественные поражения опорно-двигательной системы (диспластический синдром, наследственные заболевания, нервно-мышечные заболевания — миопатия, спинальная амиотрофия)
3. Локальные (местные)
4. По взаимосвязи с травматическим фактором
5. Посттравматические
6. Нетравматические

• По топографии инициирующего нейрогенного фактора

А. Без органического поражения нервной системы Б. На фоне органического поражения нервной системы:

• церебральные
• спинальные
• связанные с патологией периферической нервной системы (а — радикулярные, б — плексогенные, в — невральные, г — на фоне множественных поражений)

1. По преимущественному вовлечению тканей -эффекторов
2. Кожные
3. Мышечные
4. Периартикулярные (например, периартрозы)
5. Суставные (например, сирингомиелитические артропатии)
6. Костные
7. Сочетанные
8. По механизму развития

А. Дефицитарно-трофические. Связаны с недостаточностью синтеза НТФ или их поступления в клетки. Основные клинико-нозологические формы — денервационный синдром, например, при травме нервов [18], спинного мозга; наследственные мышечные дистрофии и др.

Б. Связанные с патологическими нейротрофическими влияниями, т.е. с дисбалансом, в том числе с усилением влияния НТФ или появлением измененных НТФ (патотрофогенов):

• периферические (чаще после травм конечностей, например, рефлекторная симпатическая дистрофия = РСД = синдром Зудека после перелома лучевой кости в типичном месте)
• центральные (при органических заболеваниях и травмах ЦНС)
• рефлекторные (вертеброгенные или соматогенные) [16, 31]

В. Идиопатические

1. По взаимосвязи с симпатическим влиянием
2. Симпатически поддерживаемые (например, РСД)
3. Симпатически не поддерживаемые.

Основные клинико-нозологические формы группы VB — миофасциальный болевой синдром с формированием под влиянием нейротрофических расстройств триггерных мышечных пунктов [5, 13], пбриартрозы, вертеброгенные рефлекторные синдромы [31], РСД, синдром плечо—кисть, болезнь Пертеса и др. Последние годы сочетания хронической боли, вегетативных и трофических расстройств называют «комплексным регионарным болевым синдромом» IIII типов: I тип — без повреждения периферических нервов (синоним РСД), II тип — иногда развивается на фоне частичного повреждения нерва при каузалгии, III тип — центрального механизма развития 

Рис. 1. Регионарная трофическая система (РТС) по Г.Н. Крыжановскому [22] с нашими дополнениями. Н — нейрон спинного мозга, симпатического узла или чувствительного ганглия; Г — клетка глии; ПО — пресинаптическое окончание соседнего нейрона; АТ — аксональный транспорт; ШК — шванновская клетка; НО — нервное окончание; ФЭО — функциональный элемент органа; ЦНС — центральная нервная система.

Наибольшее значение в травматологии и ортопедии имеют локальные НДС, конкретные проявления которых указаны в табл. 1. Как правило, для НДС тканей опорно-двигательной системы характерна стадийность процессов: при НДС VA выделяют «горячую» и «холодную» фазы; при НДС VB, особенно при РСД [16] — алгическую (I стадия), дистрофическую (II стадия), стадию устойчивой декомпенсации (III стадия) или, по классическим источникам [49], — «теплую» стадию, стадию вазомоторной нестабильности и «холодную». По мнению Р. Veldman и соавт. [50], в течении РСД следует выделять «первично теплую» и «первично холодную» формы. Для миофасциального болевого синдрома выделяют алгическую и триггерную фазы [32].

Патогенезнейродистрофических синдромов

При дефицитарно-трофических НДС основное звено — недостаток НТФ, нейромедиаторов и нейромодуляторов иннервируемых тканей в рамках денервационного синдрома, причем по мере устранения этого дефицита проявления НДС уменьшаются. Нами впервые в клинике показано, что трофические, в частности нейромикроциркуляторные взаимосвязи служат основным содержанием досинаптической фазы регенерации нервов, подготавливая ткани к импульсной реиннервации [17-21].

Табл. 1. Трофические и сопутствующие клинические проявления локальных нейродистрофических синдромов

Синдромы	Дефицитарно-трофические НДС (VA)	НДС, связанные с патологическими нейротрофическими влияниями (VB)
Синдромы трофических расстройств	Атрофия или гипотрофия тканей, трофичес­кие язвы, пролежни, вторичные нагноения, гипотрихоз	Гипотрофия тканей и (реже) другие дефицитарные синдромы, остеопороз, гипер(гипо)трихоз
Синдромы чувствительных расстройств	Анестезия (гипестезия) при сопутствующей импульсной денервации, отсутствие болей	Хроническая боль, при симпатической под­держке — жгучая, с гиперпатией, аллоди­нией, гиперестезией
Синдромы вегетативных расстройств	Ангидроз (гипогидроз), гипотермия, блед­ность кожных покровов при сопутствующей импульсной денервации	Отек кожи, гипергидроз, цианоз или эрите­ма кожи, гипертермия; в поздние сроки — гипогидроз, гипотермия и бледность кожных покровов
Синдромы двигательных расстройств	Периферический парез (паралич) и гипотония мышц при сопутствующей импульсной де­нервации	Рефлекторные ограничения движений, кон­трактуры

При НДС, связанных с патологическими нейротрофическими влияниями, ключевое значение придают сенситизации (активации) периферического сенсорного нейрона (особенно тканевых рецепторов) и нейронов спинного мозга (особенно заднего рога).

При посттравматических НДС инициирующая роль принадлежит тканевым рецепторам, причем для их сенситизации важны НТФ (вещество Р), метаболиты арахидоновой кислоты и посттравматическое асептическое воспаление тканей [40, 50]. Нейропептиды чувствительных С-волокон (см. выше) играют при этом особую роль [44] — например, стойкая ди­латация сосудов является ранним прогностически значимым признаком РСД [14]. Повреждения нервных волокон, ретроградно изменяя нейроны, ухудшают АТ вплоть до невозможности его осуществления. Это, с одной стороны, объясняет редкость сочетания РСД с повреждением нервов, а с другой — доказывает важное значение АТ в патогенезе НДС VB. Так, фармакоблокада АТ чрескожным ионофорезом винкристина успешно — с 62-78% положительных результатов — используется в лечении хронической боли [40], а аппликации капсаицина — в лечении РСД [27]. Симпатическим факторам даже при РСД принадлежит лишь поддерживающая роль [50], в том числе в отношении вторичного влияния из спинальных очагов возбуждения на адренорецепторы периферических тканей и чувствительных волокон [48]. Возможно, за счет вазоактивного интестинального пептида симпатических окончаний, иннервирующих костные структуры, развивается остеопороз при РСД [47].

Рис. 2. Предполагаемая патологическая система формирования НДС VB (пунктирная линия — необлигатные взаимосвязи; П — периферический, или рефлекторный, механизм; Ц — центральный, или опосредованно-рефлекторный, механизм).

На уровне ткани дисфункция РТС является каузальным звеном. Подтверждением первичности нейротрофических механизмов служат несоответствие грубой клиники НДС умеренным нарушениям проводимости или их отсутствию по электронейромиограмме, возможность разнонаправленности импульсной функции с клиникой (протекание РСД на фоне снижения вызванных кожных симпатических потенциалов) [12], развитие отдельных синдромов НДС (например, боли) при системном введении фактора роста нервов [22]. В динамике НДС отдельные синдромы (хроническая боль или вегетативные расстройства) могут преобладать, создавая иллюзию самостоятельности или первопричинности в патогенезе.
При нетравматических локальных НДС существенное значение имеет центральная сенситизация спинальных нейронов. Механизмы выхода на конкретную ткань-эффектор (периартикулярные ткани, ткани кисти и т.п.) неясны, но участие в них нейрохимических процессов несомненно [22].

В целом для развития НДС VB необходимо формирование патологической системы, охватывающей периферические ткани, а также сегментарный и надсегментарный отделы нервной системы (рис. 2). Поэтому, в отличие от НДС VA при денервационном синдроме, НДС VB чаще является сочетанным. В основе патологической системы лежат генераторы патологически усиленного возбуждения (ГПУВ) в виде гиперактивных нейронов с самоподдерживающейся активностью и ослабленным торможением [22]. Образование ГПУВ предполагает глубокую перестройку нейрохимии, трофики нейрона и периферических тканей. По нашему мнению, начало этой перестройки после травм конечностей — грань между периодом благоприятного посттравматического течения и началом НДС. К сожалению, глубинные аспекты нервной трофики никогда не затрагивались в клинических исследованиях НДС, в связи с чем большинство вопросов их патогенеза остается неизученным. Именно поэтому до сих пор существуют стереотипы в понимании НДС, в частности представление о преобладании вегетативных механизмов дистрофии [6] или о вертеброгенности идиопатических НДС.

Методы диагностикинейродистрофических синдромов

Основная трудность в изучении нервной трофики опорно-двигательной системы — отдифференцировать нейрогенные показатели от ненейрогенных и определить, какие из нейрогенных показателей отражают импульсную функцию, а какие — нейротрофическую, тем более что конкретные объекты влияния НТФ на ткани окончательно не ясны. Радионуклидная оценка АТ не адаптирована к клинике, биопсии с целью гистохимического исследования тканей инвазивны. Это определяет необходимость разработки инструментальных неинвазивных подходов к оценке нервной трофики. Как следует из табл. 2, нейротрофические показатели (кроме активности С-волокон), в отличие от импульсных, отражают не состояние конкретных нервных волокон, а трофику тканевых регионов. Помимо этого, не существует метода «золотого стандарта» для нейротрофической функции: представленные показатели трофики имеют смешанный генез, так как не полностью независимы от импульсной иннервации.

Нами доказана адекватность использования показателей кожной микроциркуляци для оценки нервной трофики. Выявлены зависимость АРО₂ от количественного содержания нейромассы тканевого региона, существование порогов действия НТФ на микроциркуляцию, в связи с чем АРО₂ автономных зон иннервации была использована для оценки состояния поврежденных срединного и локтевого нервов. Оказалось, что АРО₂ менее 25% соответствовала полному анатомическому перерыву нерва, 25-100% — внутриствольной невроме, более 100% — сохранению анатомической непрерывности большинства волокон нерва. Это явилось первым опытом инструментальной оценки анатомического состояния нервов (в отличие от изучения проводимости по электронейромиограмме) и позволило в 5 раз повысить эффективность диагностики при внутриствольной невроме [10, 20].

Нами впервые использован спектр лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) в диагностике разных форм НДС [21]. Нельзя исключить, что сверхнизкочастотный компонент колебаний ЛДФ отражает как импульсные, так и нейротрофические влияния.

Лечение и профилактиканейродистрофических синдромов

Основной принцип лечения НДС VA — восполнение дефицита НТФ путем хирургической реиннервации тканей, так как фармпрепараты и стимуляторы образования НТФ мало разработаны [22].

Табл. 2. Методы клинико-инструментальных исследований и параметры нейротканевых взаимосвязей опорно-двигательной системы

Исследуемый объект	Импульсная функция	Нейротрофическая функция
Кожа	1.Электронейромиографическое исследование чувствительных нервных волокон (потенциа­лы действия, скорость проведения и др.) [3] 2.Вызванные кожные симпатические потен­циалы периферических судомоторных во­локон [7] 3.Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) или термография — оценка симпатической вазоконстрикторной регуляции (проба Валь­сальвы по ЛДФ; скорость снижения показа­теля микроциркуляции по ЛДФ или темпе­ратуры при холодовой пробе на противопо­ложной конечности) [21, 41] 4.ЛДФ — амплитудно-частотный анализ (нормированные амплитуды миогенного и нейрогенного ритмов) [21]	1. Полярография — кислородный полярогра­фический тест (оценка степени прироста РО2 = ДРО2 при кислородной пробе) [20] 2. ЛДФ — перкутанная антидромная электро­стимуляция С-волокон с вычислением при­роста показателя микроциркуляции [43]
Мышца	Электронейромиографическое исследование двигательных нервных волокон (потенциалы действия, скорость проведения, М-ответ и др.) [3]	1. Электронейромиографическое исследование амплитуды М-ответа, числа функциониру­ющих двигательных единиц [3]* 2. Классическая электродиагностика — ис­следование хронаксии лабильности*
Сегмент конечности	Реовазография — исследование симпатичес­кой вазоконстрикторной регуляции (степень снижения тонуса сосудов после пробы с нит­роглицерином)

* Отдельные авторы не признают пригодность параметров сократительной способности мышц для оценки нервной трофики [11].

Лечение НДС VB направлено на раннее устранение патологической системы формирования НДС (см. рис. 2) — воздействие на тканевой уровень и периферические рецепторы (внутримышечные и невральные блокады, коррекция микроциркуляции, нестероидные противовоспалительные препараты, кортикостероиды, кальцитонин, массаж, физиотерапия, оксигенация, местные аппликации блокаторов АТ), на центры спинного и головного мозга, в том числе на ноцицептивную и антиноцицептивную системы (внутривенное введение анестетиков; антиконвульсанты — карбамазепин, дифенин, вальпроаты; миорелаксанты — сирдалуд; барбитураты, особенно при центральных НДС с болевым синдромом; блокаторы кальциевых каналов — верапамил; неспецифическая антиноцицептивная и трофическая стимуляция — рефлексотерапия и др.), на психоэмоциональный компонент (психотерапия, антидепрессанты, транквилизаторы); на симпатические поддерживающие механизмы (регионарная симпатическая блокада, внутривенная блокада изанетидином или резерпином, блокада шейной симпатической цепочки через постоянный интраплевральный катетер в четвертом межреберье), хирургическое лечение при безуспешности консервативного (дерецепция межпозвонковых дисков, удаление соматического очага ирритации, например, холецистэктомия, удаление или термокоагуляция симпатических узлов, ортопедические операции в поздние сроки). Каждый из этих методов не является строго специфичным, влияя и на другие уровни патологической системы. Лечение НДС, особенно боли, освещено в литературе [4, 8, 12, 16, 23, 24, 27, 28, 30, 36], однако на практике даже комплексное лечение весьма длительно, не всегда эффективно, носит симптоматический характер. Нет данных по сравнительной оценке разных методов лечения в рандомизированных группах больных. Отсутствует этиологическое лечение НДС, не разработаны объективные методы контроля.

Основа профилактики НДС VB — недопущение развития патологических систем НДС. Например, после перелома лучевой кости в типичном месте требуются устранение боли, щадящая репозиция, надежная фиксация, ранняя реабилитация в период иммобилизации, нормализация психоэмоционального статуса больного [14, 16]. Профилактика нетравматических НДС не разработана.

Таким образом, классическая проблема НДС остается одной из загадок медицины XXI века. Изучение нейрохимической регуляции опорных тканей, АТ, разработка методов диагностики, консервативного и ортопедо-хирургического лечения НДС — задача будущих теоретических и клинических исследований.