Функциональная перестройка костей

Понятие функциональной перегрузки четко не определено и различными авторами понимается неоднозначно. Однако экспериментально-морфологические исследования последних лет дают основание под функциональной перегрузкой понимать такие состояния аппарата движения, которые вызываются чрезмерными механическими силовыми воздействиями, характеризуются острыми расстройствами внутрикостного кровообращения и развитием патологической перестройки. Функциональная перестройка кости. В настоящее время установлено, что в норме изменение формы и структуры костей происходит путем физиологической перестройки. Под функциональной перестройкой понимают перестройку структурной организации кости под влиянием стойких изменений условий функциональной нагрузки. Перестройка кости обусловлена динамическими, а не статическими механическими напряжениями и осуществляется путем резорбции и отложения костной ткани на поверхности. Давно пытались выяснить значение механического фактора в механизме функциональной перестройки кости. Известны траекторная, биоэлектрическая и микротравматическая теория. Предполагалось также, что функция оказывает трофическое влияние на опорно-двигательный аппарат. Однако эти теории не получили экспериментальных доказательств. В.И. Стецула и А.Т. Бруско (1975) высказали предположение о том, что в механизме функциональной перестройки роль механического фактора реализуется через упругие деформации, возникающие при двигательной нагрузке. В опытах с нагружениемнативной кости в красящей жидкой среде было доказано (Бруско А.Т., 1984), что в костях под влиянием нагрузки возникают гидродинамические эффекты упругих деформаций, оказывающие влияние на внутрикостную микроциркуляцию. Установлено, что нагрузки на сгибание вызывают наибольший гидродинамический эффект в диафизе, а осевые - в суставных концах. Гидродинамические эффекты усиливаются при нарастании и ослабляются при уменьшении функциональной нагрузки, вызывая перераспределение кровотока между различными бассейнами кровоснабжения кости и нарушение внутрикостной микроциркуляции и, следовательно, изменяя интенсивность метаболизма костной ткани. Эти перераспределительные нарушения микроциркуляции и являются непосредственной причиной возникновения полициклично протекающих (пока не наступит восстановление устойчивых гидродинамических соотношений между взаимодействующими бассейнами кровоснабжения) процессов адаптационной функциональной перестройки, приводящей к формированию структурной организации кости, адекватной нагрузке. Необходимо подчеркнуть, что только стойкие изменентя характера и величины нагрузки вызывают перестройку кости. В процессе производственной и бытовой деятельности у каждого человека складывается индивидуальный уровень двигательной активности - среднесуточный стереотип функциональной нагрузки, - которому соответствуют определенная структура и форма костей. В костях при анатомо-функциональном соответствии происходит относительно равномерное распределение механических напряжений, и в условиях сложившегося среднесуточного стереотипа функциональной нагрузки перестройка кости характеризуется сбалансированностью процессов костеобразования и костеразрушения. При стойких изменениях функции, когда увеличение или уменьшение нагрузки становится постоянным (изменение образа жизни, профессии и др.), становление нового уровня среднесуточного стереотипа функциональной нагрузки сопровождается нарушением равновесия остеогенеза и остеорезорбции. Понижение уровня среднесуточного стереотипа функциональной нагрузки сопровождается преобладанием процесса рассасывания костной ткани над ее новообразованием, что приводит к истончению компактного слоя и костных перекладин, уменьшению массы кости и количества остеонов на единицу площади поперечного сечения диафиза, увеличению просвета центральных каналов, размеров костномозговой полости и костномозговых пространств, т.е. к развитию остеопороза. При повышении уровня среднесуточного стереотипа функциональной нагрузки в костях развиваются гипертрофические изменения, проявляющиеся увеличением массы кости и количества остеонов на единицу площади поперечного сечения диафиза, утолщением компактного слоя и костных перекладин, уменьшением объема костномозговой полости и размеров костномозговых пространств. Характерной особенностью этих приспособительных процессов является однонаправленность изменений структурной организации всей кости (остеопороз или рабочая гипертрофия), продолжающихся до тех пор, пока не установится новый уровень среднесуточного стереотипа функциональной нагрузки, когда интенсивность костеобразования и костеразрушения уравновешивают друг друга. Заболевания и повреждения аппарата движения приводят к возникновению анатомо-функционального несоответствия, сущность которого состоит в нарушении естественных условий распределения механических напряжений в костях с возникновением в них зон пониженного и повышенного напряжения и реже перенапряжения. При анатомо-функционалыюм несоответствии на участках кости, подвергающихся повышенным функциональным напряжениям, наступают гипертрофические изменения - локальная рабочая гипертрофия, а пониженным - атрофические (локальный остеопороз). Учитывая, что эти изменения направлены на компенсацию анатомо-функционального несоответствия и восстановление соответствия строения кости новым условиям распределения механических напряжений, их следует оценивать как компенсаторные. В основе адаптационных и компенсаторных процессов лежит функциональная перестройка, постепенно приводящая к формированию нового уровня анатомо-функционального соответствия. Адаптационные и компенсаторные изменения структурной организации и формы костей протекают без клинических проявлений, бессимптомно, поэтому медицинское значение их относительное. Они выявляются при динамическом рентгенологическом исследовании и могут служить критериями для объективной оценки характера и направленности течения приспособительных процессов в костях, а также решения ряда прикладных вопросов, связанных с контролем состояния опорно-двигательного аппарата, особенно в неадекватных условиях его функционирования. Данные о роли механического фактора в механизме функциональной перестройки костей указывают на возможность направленного воздействия на внутрикостное кровообращение, а следовательно, и трофику путем изменения режима и величины функциональной нагрузки, что имеет важное практическое значение для разработки реабилитационных мероприятий. Патологическая перестройка кости. При анатомо-функциональном несоответствии в костях могут возникать участки перенапряжения с развитием патологических изменений, известных в литературе под многочисленными названиями.