Государственное учреждение Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия имени академика Г.А. Илизарова, г. Курган

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

Для понимания процессов, протекающих в мышцах удлиняемого сегмента конечности в настоящее время разработаны [1] и широко используются [2] разнообразные экспериментальные модели. Их важным преимуществом является возможность сопоставления многообразных физиологических показателей функционального состояния мышц с комплексом структурных изменений [3; 4].
Сложность возникает при экстраполяции полученных данных на ситуацию удлинения конечностей у человека в клинике [5]. Прежде всего, ЭМГ мышц удлиняемого сегмента у больных регистрируется при их максимальном произвольном напряжении по команде врача [6]. Естественно, экспериментальное животное выполнить такую команду не может, поэтому для тестирования мышц в этом случае используется стимуляционная электромиография (М-ответы при супрамаксимальном раздражении соответствующих нервов) [3]. В клинике подобные тесты используются преимущественно для мышц сегмента конечности, расположенного дистальнее зоны удлинения [7]. Тест «максимальное произвольное напряжение» показывает долю мотонейронов, способных активироваться при произвольном напряжении мышцы т.е. фактически характеризует уровень центрального торможения мотонейронного пула, в то время как максимальный М-ответ количественно отражает число мышечных волокон, активно отвечающих на супрамаксимальное раздражение соответствующего нерва, т.е. характеризует состояние периферического звена части двигательных единиц (ДЕ), оставшихся не вовлечёнными в реактивно-пластические процессы. Поэтому в экспериментальных моделях динамика М-ответов фактически отражает изменение на разных этапах воздействия доли мышечных волокон, не захваченных реактивно-репаративными процессами, а в клинических условиях мы наблюдаем динамику интенсивности охранительного торможения соответствующих двигательных центров, маскирующего истинный объём структурно-функциональных преобразований, поскольку пул заторможенных мотонейронов превосходит множество ДЕ, вовлечённых в процессы трансформации.
Сопоставление данных электрофизиологических наблюдений в клинике и эксперименте с результатами морфологических исследований препаратов мышечной ткани и периферических нервов, полученных после удлинения конечности у экспериментальных животных, должно проводиться осторожно с учётом различий анатомических характеристик (абсолютные и относительные размеры сегментов конечностей, величины и темпы удлинения), видовой специфичности реакции тканей на экстремальные воздействия (особенности реактивных, регенераторных и патологических процессов) и того обстоятельства, что в клинике в подавляющем большинстве случаев (за исключением косметических операций) удлиняют патологически изменённую, а у экспериментальных животных - практически здоровую конечность. Феномены, получаемые на экспериментальных моделях, могут принадлежать к реактивным, репаративным или деструктивным изменениям мышечных волокон. Но на основании качественных данных мы не можем судить о масштабах и характере их распределения в целой мышце или группе мышц экспериментального животного, а тем более у больного в клинике. Даже биопсия мышечной ткани, взятая непосредственно у пациентов в процессе удлинения, ввиду пространственно-временной локальности процедуры не даст окончательной и всеобъемлющей картины структурных перестроек в мышце. Все наблюдаемые на микроуровне феномены в какой-то мере ответственны за снижение ЭМГ-параметров, но количественно для каждого из них эту меру ответственности охарактеризовать в настоящее время невозможно. Проблема состоит ещё и в том, что вышеупомянутые ЭМГ-тесты отражают функциональное состояние мышцы в целом, т.е. макроуровень изучаемого объекта, а описательные морфологических исследований – его микроуровень. Возникающую между ними пропасть, могли бы заполнить данные количественной морфологии [8] и игольчатая миография [9].
Другим перспективным направлением [10] развития систем диагностики для заполнения информационной пропасти в мезопространстве между макро- и микроуровнями мышцы мы считаем включение в комплекс тестирования ультрасонографии, визуализирующей перисто-волокнистый рисунок, образуемый пучками мышечных волокон n-ого порядка, что позволяет оценить их толщину, чёткость (размытость) очертаний, направление и угол наклона к оси мышцы, состояние соединительно-тканных перегородок между отдельными мышечными порциями и окружающими тканями. Возможности метода можно продемонстрировать, сравнивая визуальную картину состояния мышцы до удлинения и в процессе удлинения, когда её структура становится «размытой», так как отсутствуют четкие границы между структурными единицами за счёт увеличения толщины соединительно-тканных прослоек между пучками мышечных волокон. При этом контуры мышцы становятся неровными и нечеткими. Если подобная картина наблюдается при сохранении произвольной ЭМГ, выше некоторого минимального критического уровня (20-30 мкВ), эмпирически установленного в ранее проведённых исследованиях [11], мы вправе экстраполировать на микроуровень данные о наличии процессов регенерации мышечных волокон, полученные на соответствующей экспериментальной модели.
Таким образом, несмотря на то, что разработка чётких алгоритмов синтеза ЭМГ-, УСГ- и морфологических данных в настоящее время далека от завершения, сопоставление тестирования мышц удлиняемой конечности этими методами позволяет констатировать однонаправленность динамики функциональных и структурных признаков реактивно-репаративного ответа мышечной ткани на воздействие факторов дистракции.

ЛИТЕРАТУРА
1.    Шевцов, В.И. Эксперимент: значение фундаментальных и прикладных научных исследований в разработке новых принципов лечения ортопедо-травматологических больных на основе метода чрескостного остеосинтеза / В.И.Шевцов // Гений ортопедии. – 1999. - №. 2. – С.6-9.
2.    Теоретические аспекты дистракционного остеосинтеза. Значение режима дистракции / А.А. Шрейнер, С.А. Ерофеев, М.М. Щудло, и др. // Гений ортопедии. – 1999. - №. 2. – С.13-17.
3.    Сайфутдинов, М.С. Зависимость динамики вызванной биоэлектрической активности и морфологических характеристик мышц голени от вида оперативного вмешательства при ее удлинении в эксперименте / М.С. Сайфутдинов, С.А. Ерофеев, Н.К. Чикорина // Гений ортопедии. – 2003, - № 4. – С.67-71.
4.    Морфофункциональная характеристика мышц голени при удлинении ее с высокой дробностью и в разное время суток / Н.К. Чикорина, С.А. Ерофеев, М.С. Сайфутдинов, А.А. Шрейнер // Гений ортопедии. – 2001. - № 4 - С.13-17.
5.    Сайфутдинов, М.С. Комплексное исследование мышц при удлинении конечностей / М.С. Сайфутдинов, Т.И. Меньщикова, Н.К. Чикорина // Морфофункциональные аспекты регенерации и адаптивной дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий: Материалы международной научно-практической конференции 20-21 октября. - Курган, 2004. – С.238-240.
6.    Дедова, В.Д. Оперативное удлинение укороченных нижних конечностей у детей / В.Д. Дедова, Т.И. Черкасова. - М.: Медицина, 1973. – 128 с.
7.    Шеин, А.П., Электрофизиологическое исследование функциональных характеристик срединного и локтевого нервов в условиях оперативного удлинения плеча / А.П. Шеин, Г.А. Криворучко, В.И. Калякина // Чрескостный компрессионный и дистракционный остеосинтез в ортопедии и травматологии: Сб. науч.тр. - Курган, 1980. - Вып. VI. - С. 70-76.
8.    Стереологический анализ, характеризующий процессы адаптации передней большеберцовой мышцы при различных режимах удлинения голени по Илизарову / Г.Н. Филимонова, С.А. Ерофеев, А.А. Шрейнер, С.В. Баранова // Гений ортопедии. – 1999. - №. 3. – С.14-19.
9.    Шеин, А.П. Механизмы дезинтеграции в системе «сенсомоторный аппарат – схема тела» периферического генеза на модели удлинения конечностей / А.П.Шеин // Гений ортопедии. – 1998. - № 4. – С. 65-71.
10.    Возможности рентгенологической и ультрасонографической оценки состояния мягких тканей при лечении укорочений нижних конечностей по методу Илизарова. / В.И. Шевцов, Г.В. Дьячкова, Л.А. Гребенюк, Т.И. Менщикова – Курган, 2003. – 167 с.
11.    Криворучко, Г.А. Электромиографический контроль пластических перестроек нервных стволов и мышц в условиях дистракционного остеосинтеза по Илизарову / Г.А. Криворучко, A.П. Шеин // Лечение ортопедо-травматологич. больных в стационаре и поликлинике методом чрескостного остесинтеза, разраб. в КHИИЭКОТ: Материалы Всерос. науч. –практ. клнф. – Курган, 1982. - С. 79-82.