Найбільш часто спортсмени залишають спорт через травми суглобово-зв'язкового апарату. Його слабке місце - хрящ. Проблеми з хребтом також обумовлені в основному патологією міжхребцевих хрящів.
Можна сказати, що в спортивній травматології лікування хрящів є турботою № 1. Спробуємо більш детально розглянути, що ж таке хрящ і визначити межі та способи його регенерації ...
Хрящова тканина - одна з різновидів сполучної тканини, яка виконує в організмі опорні функції. Неодмінним атрибутом хряща, за винятком суглобового, є надхрящніца, що забезпечує його харчування і зростання. У суглобах хрящ оголений і контактує безпосередньо з внутрішнім середовищем суглоба - синовіальною рідиною. Вона виконує роль своєрідного мастила між поверхнями, що труться суглобів, покритих гладким гліаіновим хрящем. Хрящі кісток і хребта постійно відчувають як статичну, так і динамічну навантаження.
Структура хряща дозволяє йому відчувати оборотну деформацію і в той же час зберігати здатність до обміну речовин і розмноження. Головні його компоненти - хрящові клітини (хондроцити) і позаклітинний матрикс, що складається з волокон і основної речовини. Причому, більшу частину маси хряща становить саме міжклітинний речовина.
Особливістю хряща, в порівнянні з іншими видами тканин в організмі є те, що в ньому мало клітин, і вони оточені великою кількістю міжклітинної простору - матриксу. Хрящ так погано відновлюється після пошкоджень саме тому, що в ньому дуже мало клітин, здатних розмножуватися і основна частина репарації (відновлення) йде за рахунок позаклітинного матриксу.
В суглобовому хрящі дуже багато води (в хрящі головки стегнової кістки молодої людини - 75 г на 100 г тканини). Глауроновая кислота допомагає матриксу пов'язувати воду, ніж та забезпечуються пружні і еластичні властивості тканини.
У гиалиновом хрящі, який найчастіше представляє внутрішньосуглобову поверхню, половину всього матриксу становить колаген - основний білок сполучної тканини. Тільки сухожилля і дерма (глибокий шар шкіри) перевершують матрикс по насиченості колагеном. Найбільша його концентрація в суглобових хрящах зосереджена в поверхневій зоні.
Колаген - поняття збірне, існують кілька його видів. Різні за хімічним складом, всі вони, тим не менш, складаються з дуже великих молекул, згорнутих в потрійні спіралі. Така будова волокон робить їх дуже міцними на скручування, розтягування і розрив. Кожна з трьох ланцюгів має полипептидную структуру.
Якщо ми проаналізуємо склад поліпептидних ланцюгів будь-якого з трьох видів колагену (у людини їх налічується саме три), то побачимо, що найбільш велика питома вага амінокислоти гліцину. Слідом за ним по питомій вазі слідують амінокислоти Промін (пролін -?) І аланін. Іноді аланин «переважує» пролин, а іноді навпаки, пролін по своїй питомій вазі перевершує аланин.
Основний амінокислотою колагену є гліцин. За ним за процентним вмістом слідують аланин, пролін і валін.
У різних хрящів в матриксі переважають або колагенові, або еластинових волокна. Всі вони переплетені в міцну тривимірну мережу. Коллагеновая (еластинових) мережу «утримує» всередині хряща і інші молекули як механічно, так і за допомогою електростатичних зв'язків.
Вважається, що хрящової матрикс складається з 3-х основних компонентів:
- волокнистий колагеновий каркас, який утворює тривимірну мережу переплетень;
- молекули протеогліканів, які заповнюють петлі волокнистого каркаса;
- вода, що вільно переміщається між переплетеннями каркаса і молекулами протеогліканів.
У суглобового хряща немає кровоносних судин. Він харчується дифузно, поглинаючи поживні речовини з синовіальної рідини.
Колагеновий каркас є як би «скелетом» хряща. Він володіє великою пружністю по відношенню до сил розтягування і в той же час порівняно слабко опирається навантаженні на стиск. Тому внутрісуглобні хрящі (наприклад: меніски і суглобові поверхні стегнової та гомілкових кісток) легко пошкоджуються при компресійних (стискають) навантаженнях і майже ніколи при навантаженнях на розтяг ( «на розрив»).
Протеоглікановие компонент матриксу відповідає за здатність хряща пов'язувати воду. Вона може віддалятися за межі хряща в синовіальну рідину і повертатися в нього назад. Саме вода як нестисливої субстанція забезпечує достатню жорсткість хряща. Її переміщення рівномірно розподіляє зовнішнє навантаження по всьому хряща, в результаті чого відбувається ослаблення зовнішніх навантажень і оборотність виникають при навантаженнях деформацій.
Колагенові хрящі суглобів взагалі не містять судин. Велика механічне навантаження на хрящ несумісна з васкуляризацией (судинним забезпеченням). Обмін в такому хрящі здійснюється завдяки переміщенню води між компонентами матриксу. Вона містить всі необхідні хрящів метаболіти. Тому в них різко уповільнені як анаболічні, так і катаболические процеси. Звідси погане їх посттравматичний відновлення, на відміну від хрящів з васкуляризацией.
Крім гиалинового і еластичного хрящів виділяють ще одну групу - волокнистий, або фіброзний хрящ. Фіброз - значить «волокно». Матрикс фіброзного хряща утворений колагеновими волокнами, проте, в порівнянні, скажімо, з гліаіновим хрящем пучки колагенових волокон більш товсті і не мають структури тривимірного переплетення. Вони орієнтовані, в основному, паралельно один одному. Їх напрямок відповідає векторах сил натягу і тиску. З фіброзного хряща складаються міжхребцеві диски, що відрізняються великою міцністю. Великі колагенові волокна і їх пучки розташовуються в міжхребцевих дисках циркулярно. Крім міжхребцевих дисків волокнистий хрящ знаходиться в місцях прикріплення сухожиль до кісток або хрящів, а також в зчленуванні лобковихкісток.
Підтримка всієї структурної цілісності матриксу хряща залежить цілком від хондроцитов. І хоча їх маса невелика, вони синтезують, тим не менш, все біополімери, з яких складається матрикс - колаген, еластин, протеоглікони, глікопротеїни, і т.д. При питомій вазі від 1 до 10% загального обсягу хрящової тканини хондроцити забезпечують утворення великих мас матриксу. Вони контролюють також всі катаболические реакції в хрящі.
У чому причина низької метаболічної активності хряща? Тільки в одному - в малій кількості клітин (1-10%) в одиниці об'єму тканини. У перерахунку на чисту клітинну масу рівень метаболізму хондроцитів нітрохи не менше, ніж у інших клітин організму. Особливо низьким метаболізмом відрізняються суглобові хрящі і пульподние ядра міжхребцевих дисків. Саме ці структури відрізняються найменшим кількістю хондроцитов (1% від загальної маси хряща) і саме вони гірше всіх інших відновлюються після ушкоджень.
Наскільки низька метаболічна активність хряща, можна зрозуміти з наступного порівняння. Білковий склад печінки повністю оновлюється за 4 (!) Дня. Колаген хрящів оновлюється лише на 50% за 10 (!) Років. Тому стає зрозумілим, що будь-яка травма хрящової тканини практично невиліковна, якщо тільки не вжити спеціальних заходів, спрямованих на збільшення числа хондроцитов, які сформують новий матрикс.
Цікаво, що матрикс - породження хондроцитов - живе своїм самостійним життям. Він здатний модулювати дію різних гормонів на хондроцити, послаблюючи, або посилюючи їх дію. Впливаючи на матрикс, можна змінити стан хондроцитов як в кращу, так і в гірший бік. Видалення частини матриксу викликає негайну інтенсифікацію біосинтезу відсутніх в ньому макромолекул. Більш того, одночасно посилюється проліферація (розростання) хондроцитов. Кількісні зміни в матриксі здатні викликати їх якісні зміни.
Тривале обмеження рухів в суглобі (гіпсова іммобілізація і ін.) Призводить до зменшення маси хрящів. Причина напрочуд проста: в нерухомому суглобі відсутній перемішування синовіальної рідини. При цьому дифузія молекул в хрящову тканину сповільнюється і харчування хондроцитов погіршується. Недолік прямий компрессівних навантаження (на стиск) так само призводить до погіршення харчування хондроцитов. Хряща потрібна хоча б мінімальна компресійне навантаження для підтримки нормальної трофіки. Надмірне навантаження на розтягнення в експерименті викликає переродження хряща з розвитком грубих фіброзних волокон.
Дуже складне вплив на стан внутрішньосуглобових хрящів надає синовіальна оболонка. Вона може як посилювати анаболізм хрящової тканини, так і посилювати її катаболізм. Видалення синовіальної оболонки різко погіршує трофіку хрящів, яка відновлюється лише після її відростання.
Хондроцити здатні і до ауторегуляції. Вони синтезують спеціальні фактори росту, що стимулюють розростання сусідніх хондроцитов. Поки їх структура повністю не розшифрована. Відомо лише те, що вони мають полипептидную природу.
Все хрящі, але особливо хрящі опорно-рухового апарату постійно піддаються микротравматизации.
У гіалінових хрящах суглобів вже починаючи з 30-річного віку виявляється фібриляція - разволокнение хрящової поверхні. При мікроскопічному дослідженні на поверхні хряща виявляються розломи і розщеплення. Розщеплення хряща відбувається як вертикальному, так і в горизонтальному напрямку. При цьому місцями зустрічаються скупчення клітин хрящової тканини як відповідна реакція організму на руйнування хряща. Іноді відзначається вікове збільшення (!) Товщини суглобових хрящів як відповідна дія на дії механічних (тренування) факторів. Вікову еволюцію хрящів колінного суглоба багато дослідників відзначають починаючи вже з 40-річного віку. Найбільш суттєва зміна, що відзначається при старінні хряща - це зменшення вмісту води, що автоматично призводить до зниження його міцності.
Звідси надзвичайна складність його посттравматичного лікування. Більш того, іноді непросто буває навіть збереження нормального стану хрящів в ході звичайного тренувального процесу. Зростання м'язової тканини випереджає зміцнення суглобово-зв'язкового апарату і особливо його хрящової частини. Тому, рано чи пізно, навантаження досягають такої величини, яку хрящова частина опорно-рухового апарату вже не може витримати. В результаті виникають «неминучі» труднозалечіваемие травми, через які спортсмен іноді розлучається зі спортом. Самостійне відновлення хряща ніколи не буває повним. У кращому випадку хрящ відновлюється на 50% від початкової величини. Однак це не означає, що подальше його відновлення неможливе. Воно можливо при грамотному фармакологічному впливі, покликаному викликати, з одного боку, розмноження хондроцитів, а з іншого - зміна стану матриксу хряща. Проблема відновлення хряща багаторазово ускладнюється ще й тим, що на місці загиблої хрящової тканини розвивається рубцева тканина. Вона не дає хряща регенерувати в потрібному місці. Компенсаторное розростання ділянок хряща по сусідству з місцем ушкодження призводить до його деформації, ускладнюючи завдання фармакологічної стимуляції росту. Втім, всі ці складності переборні, якщо деформований хрящ спочатку піддати хірургічної корекції.
Потенційні можливості регенерації хряща досить великі. Він може регенерувати за рахунок власного потенціалу (розмноження хондроцитів і зростання матриксу) і, що не менш важливо, за рахунок інших видів сполучної тканини, які мають спільне з ним походження. Примикають до хряща тканини мають здатність до переорієнтації своїх клітин і перетворення їх в хрящоподібну тканину, яка непогано справляється зі своїми функціями. Візьмемо для прикладу найчастіший вид ушкоджень - пошкодження внутрисуставного хряща. Джерелом регенерації є:
- сам хрящ;
- синовіальна оболонка суглоба, наростаюча з країв дефекту і перетворюється в хрящоподібну тканину;
- кісткові клітки, які, не будемо забувати, мають хрящове походження і при необхідності можуть трансформуватися «назад» в тканину, що нагадує за своєю будовою хрящову;
- клітини кісткового мозку, які можуть служити джерелом регенерації при глибоких пошкодженнях хрящів в поєднанні з кістковим пошкодженням.
Відразу ж після травми спостерігається «вибух» мітоіческой активності хондроцитів, які розмножуються і формують новий матрикс. Процес цей спостерігається протягом 2-х тижнів після пошкодження, проте ремодулірованіе поверхні хряща триває не менше 6-и місяців, а повністю припиняється лише через рік. Якість «нового» хряща, звичайно ж, поступається якості «старого». Якщо, наприклад, пошкоджений гиаліновий внутрішньосуглобове хрящ, то через 3-6 місяців виростає регенерат, що має характер гиалиново-фіброзного молодого хряща, а через 8-12 місяців, він вже перетворюється в типовий фіброзний хрящ з матриксом, що складається з щільно прилеглих один до одного колагенових волокон.
З журналу «Muscle Nutrition Review» № 8
Схожі записи
- Чому хрустять суглоби
Однією з причин хрускоту в суглобах може бути неграмотно побудована вегетаріанська дієта. людина відмовляється