Боль в спине. За кулисами лечения и реабилитации. Часть III. Механизмы «неспецифической» боли

Моторные программы условно делятся на генерализованные – локомоторные и задача-специфические – разовые неповторяемые.

Моторные программы в ЦНС не содержат специфических движений, но включают общие правила для специфического класса движений. Наиболее часто используемые программы выполняются наиболее координировано и с наименьшей энергетической стоимостью и наименьшими погрешностями.

Вокруг значимой двигательной задачи происходит динамическая самоорганизация функциональных систем и субсистем, обеспечивающих выполнение целенаправленного действия для решения определенной двигательной задачи. Для реализации движения все системы должны работать синхронно и при этом не истощать смежные системы.

Для согласованной работы всех уровней организации движения ЦНС должна оперировать точными данными с периферии со всех подконтрольных структур.

Сенсорный (афферентный) поток непрерывно идет во все анализирующие центры головного мозга.

Для точного управления движением ЦНС непрерывно анализирует параллельные потоки сенсорной информации, идущей от связочного аппарата, мышц, кожных покровов, вестибулярного аппарата и глаз.

Сенсорная информация, идущая из связок, сухожилий, капсул суставов, фасций и межпозвонковых дисков имеет первостепенное значение в планировании будущего движения. На основе данной информации ЦНС выбирает из списка имеющихся шаблонов группу шаблонов, на основе которых будет «сконструировано» и реализовано будущее движение. Можно сказать, что информация с сухожильно-связочного аппарата используется для прогнозирования будущих двигательных сценариев, планирования движения и подготовки упреждающих команд.

Информация, поступающая с мышц, используется для коррекции движения непосредственно при выполнении самого движения.

Информация с кожных рецепторов является уточняющей. Разделение сенсорных потоков условно и применено для облегчения восприятия. ЦНС рассматривает всю входящую информацию цельным двигательным сенсорным паттерном («рисунком»).

Благодаря совершенству моторного контроля человек выполняет сложные двигательные задачи с минимальными энергозатратами и с минимальным износом опорных и миофасциальных структур скелета, но при условии, что все системы и подсистемы работают слаженно и в оптимальном режиме.

Введение

Механизмы развития «простой» неспецифической боли я разобью на отдельные составляющие/механизмы для удобства восприятия. Очень часто они встречаются одновременно, усиливая эффект и затрудняя выявление ведущего.

Основным виновником неспецифической боли являются мышцы, связки и капсулы суставов – ткани, имеющие наибольшую иннервацию свободными нервными «болевыми» окончаниями. Принято считать, что чем обильней иннервирована ткань, тем больший вклад в развитие болевых феноменов она вносит. Для позвоночника в этом плане первое место занимают капсулы суставов, второе – задняя продольная связка и диск, и третье – менискоиды – прокладки внутри сустава по типу менисков в коленном суставе. Обильная иннервация плотной оформленной соединительной ткани (фиброзной) не случайна. Данный тип ткани относится к брадитрофным, т.е. таким, для которых характерен низкий уровень питания. Соответственно, при повреждении – очень низкая репаративная способность. Поврежденный сухожильный и связочный аппарат может не восстанавливаться годами. Обильная иннервация [выполняющая сигнальную функцию], таким образом, защищает соединительную [хрящевую] ткань от возможного регулярного повреждения. Незначительная травма приводит к выраженной боли и обездвиживанию (шинированию) поврежденного участка. Другого способа защиты соединительной ткани у организма нет.

С мышцами в этом плане проще: они хоть и восстанавливаются с некоторым включением фиброзной ткани, но выраженной потери функции (при правильном лечении), как правило, не наблюдается. Вовремя не устраненное нарушение в работе мышц приводит к травматизации хрящевых и капсульных структур, накоплению участков атрофий и зон износа связочного аппарата. Данные патологические изменения приводят к снижению функциональных возможностей звеньев скелета, что может значительно влиять на биомеханику позвоночника.

Наиболее удобно позвоночник рассматривать через разделение на субсистемы, обеспечивающие основные функции позвоночника. Разделение условно и используется только для упрощения восприятия.

Концепция Панджаби (Manohar Panjabi). Стабилизирующие системы позвоночника.

Стабилизация тела и позвоночника в пространстве относительно вектора гравитации зависит от слаженной работы трех взаимосвязанных и взаимозависимых субсистем.

Пассивная субсистема включает в себя позвонки, межпозвонковые суставы, межпозвонковые диски, связочный аппарат позвоночника, капсулы суставов. Также к пассивной части относят глубокие и поверхностные фасции и мышечные соединительнотканные оболочки.

Активная скелетно-мышечная субсистема состоит из мышц и сухожилий, прикрепляющихся как непосредственно к позвоночнику, так и к другим костным рычагам опорно-двигательной системы.

Невральная субсистема или субсистема обратной связи состоит из рецепторов, информирующих ЦНС о параметрах силы, угловых ускорениях, силе и скорости растяжения/сокращения мышц и многое другое. Данные рецепторы располагаются в мышцах, связках, сухожилиях, капсулах суставов, фасциях.

Все три субсистемы работают синхронно, обеспечивая статическую и динамическую стабилизацию тела в пространстве и позвоночника в частности.

Поскольку человек постоянно находится в состоянии контролируемого неравновесия, то для каждого сустава и межпозвонкового диска существует точка (центр реакции), где суммируются моменты сил гравитации, мышечной тяги, груза и т. д. Невральная контролирующая субсистема отслеживает все параметры с механорецепторов, расположенных в связочной ткани и проприоцепторов, расположенных в мышечной ткани, с целью равномерного распределения нагрузки на отдельные суставы и максимально их минимизирует.

Всегда нужно помнить, что конструкция «модель человека – маятник» прежде всего костно-связочно-фасциальная, в которой сократительный компонент мышц играет второстепенную роль исполнителя или корректора движений. Только часть движений выполняется за счет активации сократительного компонента мышц, в то время как другая часть выполняется как за счет внешних сил (гравитация, инерция), так и внутренних (упруго-эластические свойства соединительной ткани). Иногда мышцы только начинают движение, а гравитация и инерционные силы его выполняют. Мышцы в данной модели – модулятор и корректор положения и движения. Избыточная мышечная активация приводит к увеличению нагрузки на суставы, что может привести к быстрому износу опорных структур – дисков, менисков и гиалиновых хрящей суставов.

Для удобства объяснения причин боли, механизмы я разобью на три части, согласно стабилизирующим системам позвоночника: боль мышечная, фасциально-связочно-дисковая, и боль при поражении невральных структур.

Сначала стоит рассмотреть механизм развития неспецифической боли, вызванной нарушением мышечной работы

Чтобы понять причину мышечной боли, следует бегло вспомнить некоторые необходимые факты о мышцах:

Для нашей темы достаточно рассмотреть мышцы через 3-х компонентную усредненную модель.

Любая мышца состоит из сократимой, эластичной и сухожильной ткани.

Мышечные сократительные волокна (мышечные клетки) подразделяют на два типа: экстрафузальные и интрафузальные.

Экстрафузальные – основной сократительный субстрат, вызывающий сокращение мышцы. Т.е. тот компонент, который обывателем воспринимается непосредственно как «мышца» или «мясо».

Интрафузальные (внутри веретена) – тонкие мышечные волокна, через напряжение/расслабление которых происходит настройка и регулировка чувствительности датчиков длины и скорости сокращения мышцы. Так называемое «веретено». Вклад в развитие силы вносят опосредовано, участвуя в реализации рефлекса растяжения (миотатический рефлекс).

Экстрафузальные мышечные волокна подразделяются на три типа с разными характеристиками.

1. Медленные оксидативные волокна (I). Волокна I типа генерируют самую малую силу, но имеют наибольшую выносливость. Обеспечивают длительное сокращение мышцы; это используется для поддержания позы. Мембрана волокна не обладает электрической возбудимостью. Активация зависит от частоты стимуляции. Для данного типа волокна характерно медленное градуальное сокращение и медленное расслабление (приблизительно в 100 раз медленнее, чем у быстрых волокон).

Тип энергообеспечения – аэробное дыхание. Многие волокна при недостатке О

продолжают работать за счет анаэробного гликолиза; в этом случае образуется лактат (молочная кислота) и создается кислородная задолженность.

2. Быстрые гликолитические волокна (IIb) Волокна II b обеспечивают самую большую силу, но обладают наименьшей выносливостью. Обеспечивают немедленное быстрое сокращение. Незаменимы при динамических нагрузках и скоростной локомоции. Мембрана волокна обладает электрической возбудимостью. Когда возникает активация волокна, развивается ответ типа «все или ничего». Мгновенное сокращение всех волокон в моторной единице. В качестве источника энергии интенсивно используется гликоген (анаэробный гликолиз, образуется лактат (молочная кислота). Сокращение в три раза быстрее, чем у медленных волокон. Довольно быстрое утомление.

3. Быстрые оксидативные волокна (IIa) Волокна IIa тип – универсальный. Обладают характеристиками как 1 так и 2 типа.

Каждое мышечное волокно окружено соединительной тканью (эндомизиумом). Пучки волокон также покрыты соединительно-тканной оболочкой (перимизиумом). Пучки объединены в целую мышцу с помощью эпимизиума. Вся мышца покрыта фасцией. Общая форма мышцы определяется соединительной тканью. Соединительная ткань преобладает над мышечными волокнами.

Эластические элементы подразделяют на последовательные и параллельные элементы. Последовательные эластические элементы (сухожилия) действуют по одной оси с сократительными элементами.

Параллельные эластические элементы (эндомизиум, перимизиум и эпимизиум) действуют параллельно оси действия сократительных элементов.

Каждая мышца состоит из трех типов мышечных волокон в разной пропорции. Зависит от глубины залегания и выполняемой функции. Чем «глубже» расположена мышца, тем больше в ней содержание медленных волокон. В поверхностных мышцах больше быстрых волокон. Мышечная композиция генетически предопределена.

Сила, которую мышца может развить благодаря своим эластическим элементам, будет максимальной, если мышца предварительно эксцентрически растянута внешней силой.

Сила, которую мышца может развить благодаря своим сократительным элементам, будет наибольшей, когда мышца начинает сокращение при длине, соответствующей состоянию покоя.

Общая сила, развиваемая совместно как эластическими, так и сократительными элементами, будет максимальной, если мышца предварительно эксцентрически растянута.

Эксцентрическая работа является работой сопротивления мышцы к ее растяжению внешней силой.

Управление сократительной активностью мышцы осуществляется с помощью большого числа мотонейронов – нервных клеток, тела которых лежат в спинном мозге, а длинные ответвления – аксоны в составе двигательного нерва подходят к мышце.

Система, включающая в себя альфа-мотонейрон, аксон и совокупность мышечных волокон, которые он иннервирует, получила название Моторная единица (МЕ) или двигательная единица (ДЕ).

Войдя в мышцу, аксон моторного нейрона разветвляется на множество веточек, каждая из которых подведена к отдельному волокну. Таким образом, один мотонейрон иннервирует целую группу волокон, которые сокращаются/расслабляются как единое целое.

Различают три типа моторных единиц.

Малый мотонейрон с малым количеством мышечных волокон. Имеет высокую степень возбудимости (низкий порог активации). Иннервирует медленные оксидативные волокна (кислород зависимые) (тип I).