Взаимосвязь между коллагеном и эластичными волокнами

Как уже отмечалось выше, эластичные волокна практически всегданаходятся в тесной связи с коллагеновыми тканями.




Как уже отмечалось выше, эластичные волокна практически всегда
находятся в тесной связи с коллагеновыми тканями. Более того, действие
этой комбинированной ткани является результатом интеграции разных
механических свойств составляющих ее двух видов ткани. С одной
стороны, эластичные волокна сами по себе обусловливают как бы
обратную эластичность (т. е. способность растянутого материала
вернуться в исходное состояние покоя). С другой стороны, коллагеновая
сеть обусловливает ограничение деформаций эластичных элементов, а
также свойства (предел прочности на разрыв и относительную
нерастяжимость) этих составных структур. Вполне логично предположить,
что если доминируют коллагено-вые волокна, то превалируют такие
свойства, как ригидность, стабильность, предел прочности на разрыв и
ограниченный диапазон движения (Eldren, 1968;Goslline, 1976)


СТРУКТУРЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ
ТКАНИ


Тело человека содержит множество структур, состоящих из
соединительной ткани. Ниже мы рассмотрим те из них, которые
представляют для нас наибольший интерес — сухожилия, связки и
фасции.
Сухожилия. Мышцы прикрепляются к костям при помощи
сухожилий. Главная функция сухожилия — передача напряжения от
мышцы к кости, обусловливающая производство движения. Сухожилия
играют исключительно важную роль в определении качества движения.
Верзар (1964) следующим образом объясняет эту концепцию:
Важность нерастяжимости, с физиологической точки зрения,
состоит в там, что наименьшее мышечное сокращение может
быть передано без потерь сочленениям. Если бы сухожилия, т. е.
коллагеновые волокна, обладали слабой растяжимостью,
выполнение тонких движений, таких, как движение пальцев
виолончелиста или пианиста, а также точных движений глаз
было бы попросту невозможным.

Основными составными сухожилий являются толстые, плотно
уложенные параллельные коллагеновые пучки разной длины и толщины.
Для них характерна продольная полосатость, и во многих местах они
сливаются друг с другом. Фибриллы, входящие в состав сухожилий,
расположены исключительно по направлению к длинной оси, которая
также представляет собой направление движения естественной
физиологической нагрузки. Сухожилие, таким образом, преимущественно
приспособлено противостоять движению в одном направлении. При этом,
чем выше соотношение коллатенз и эластичных волокон, тем большее
число волокон ориентировано в направлении нагрузки (стресса) и тем
больше площадь поперечного сечения или ширина сухожилия, а
следовательно, тем прочнее сухожилие.
Сухожильный пучок окутан эндотендинием. За ним следуют
перитен-диний и эпитендиний.
В сухожилии нагрузка порядка 4 % считается особенно значительной
и соответствует пределу прочности и, следовательно, эластичности (Crisp,
1972). Дальнейшее растягивание может привести к травме.
При воздействии напряжения растягивания на сухожилие происходит
деформация. При невысоких уровнях напряжения волнистая структура
кол-лагеновых пучков сухожилия выпрямляется, обеспечивая быструю и
незначительную деформацию. Дальнейшее растягивание приводит к
деформации, которая оказывается линейно связанной с количеством
напряжения. В этом диапазоне нагрузок устранение воздействия нагрузки
приводит к тому, что сухожилие принимает свою исходную длину. Если
нагрузки превышают этот диапазон, происходит постоянное изменение
длины, сопровождающееся микротравмой структурной целостности
сухожилия.
Связки соединяют кости между собой. В отличие от сухожилий, они
прикрепляются (входят) к костям с обоих концов. Их функция состоит в
удерживании сустава (т. е. места соединения двух и более костей).
Имеется весьма обширная информация о видах чувствительных нервных
окончаний, находящихся в связках (Brand, 1986; Rowinsky, 1985) и
выполняющих роль рецепторов нервной системы. Таким образом, «они
могут играть значительно более важную роль в нормальном
функционировании суставов, чем считалось, и могут вносить
соответственно более значительный вклад в патологические последствия
травм» (C.G.Armstrong, O'Connor и Gardner, 1992).
Связки похожи на сухожилия, однако их элементы не так правильно
расположены. Как и сухожилия, они состоят главным образом из пучков
коллагеновых волокон, расположенных параллельно друг другу или
переплетенных друг с другом. Связки имеют различную форму; для них
характерна более значительная «смесь» эластичных и тонких
коллагеновых волокон, переплетенных с параллельными пучками.
Следовательно, они гибкие и податливые, что обеспечивает свободу
движений, и в то же время прочные и нерастяжимые, что обусловливает
их резистентность прикладываемым силам.
Биохимический анализ показывает, что связки состоят в основном из
коллагеновой ткани. Исключение составляют желтая и выйная связки,
которые соединяют пластинки соседних позвонков нижней части спины
и шеи соответственно. Эти связки состоят почти полностью из
эластичных волокон, поэтому они достаточно эластичны. Другая причина
различий между некоторыми связками и сухожилием, касающаяся их
высокоэластичных свойств, связана с процентом ГАГ. Исследования,
проведенные By, Гомесом и Акесоном (1985), показали, что содержание
ГАГ в связке составляет всего 1-1,5 %. Такое же количество ГАГ
содержится в коллатеральных связках. Содержание ГАГ в крестообразных
связках несколько выше — 2,5-3,0 %. Возникает вопрос; повышает ли
более высокий процент ГАГ растяжимость связок?
Джонс и Райт в своем исследовании (1962) установили, что сухожилия
обеспечивают всего около 10 % общей резистентное™ движению. В то же
время они выявили, что связки и суставные капсулы обеспечивают около
47 % общего сопротивления движению. Следовательно, эти ткани играют
более существенную роль в определении конечной амплитуды движения
сустава. Следует отметить, что упражнения на растягивание, используемые
обычными людьми, не должны быть направлены на удлинение суставной
капсулы и связок, имеющих нормальную длину, поскольку это может
дестабилизировать сустав и повысить вероятность травм. Вместе с тем не
следует полностью запрещать упражнения на растягивание связок и
суставных капсул, так как их выполнение под наблюдением специалистов
является во многих случаях весьма эффективным для коррекции неполных
вывихов, увеличения диапазона движения, уменьшения боли.
Растягивание суставной капсулы является необходимым, если она
укоротилась и ограничивает диапазон движения (например, при
воспалении капсулы плеча).
Фасция — термин, который употребляется в макроскопической
анатомии для обозначения всех фиброзных соединительных структур, не
имеющих специального названия. Подобно упомянутым выше тканям,
фасция может иметь различную толщину и плотность в зависимости от
функциональных потребностей и обычно представлена в виде
перепончатых «простыней».
Различают три вида фасций. Поверхностная фасция находится
непосредственно под кожей. Она имеет два слоя. Внешний слой называется
жировым. Он содержит разное количество аккумулированного жира.
Внутренний слой представляет собой тонкую мембрану, которая не
содержит жира. Во многих частях тела поверхностная фасция свободно
скользит над глубокой фасцией, обусловливая характерную подвижность
кожи (Clemente, 1985). Глубокая фасция находится непосредственно под
поверхностной и обычно более плотная и компактная. Она покрывает
мышцы, кости, нервы, кровеносные сосуды и органы тела и сливается с ними. Кроме того, она компарт-
ментализует тело, отделяя, например, мышцы от внутренних органов.
Под-серозная фасция находится в глубине вокруг полостей тела. Она
образует фиброзный слой серозной мембраны, окутывающей и
поддерживающей внутренние органы. Примером могут служить плевра
вокруг легких, перикард вокруг сердца и брюшина вокруг брюшной
полости и органов.
Название глубокой фасции, окружающей и увязывающей мышцу в
отдельные группы, зависит от местонахождения. Оболочки
соединительной ткани, окутывающие всю мышцу, называются эпимизием.
Перимизий окутывает пучки мышечных волокон и соединяет их с
эпимизием (Borg, Caulfield, 1980). Перимизий не только связывает
мышечные волокна в пучки, но и привязывает каждое мышечное волокно,
находящееся в пучке, к соседнему (Rowl, 1981). В перимизии можно
обнаружить до 150 отдельных волокон. Вокруг каждого мышечного
волокна находится эндомизий, который также соединяется с перимизием
(Borg, Caulfield, 1980). И наконец, сарколемма, соединительная ткань,
покрывает функциональную единицу мышцы — саркомер (рис. 4.8).
Функция фасции
Как считает Роув (1981), внутримышечная соединительная ткань
может выполнять, по меньшей мере, три функции. Во-первых, она создает
каркас, связывающий мышцу воедино и обеспечивающий
соответствующее расположение мышечных волокон, кровеносных
сосудов, нервов и т.д. Во-вторых, она делает возможной безопасную и
эффективную передачу сил, непосредственно производимых мышцей или
воздействующих на нее. И наконец, она снабжает необходимой смазкой.
Именно она позволяет мышцам изменять свою длину. При пассивном
движении фасции мышцы обусловливают около 41 % общего
сопротивления движению (Johns и Wright, 1962). Таким образом, фасция
представляет собой второй наиболее важный фактор,
ограничивающий диапазон движения . Поэтому программа
упражнений на растягивание должна быть преимущественно направлена
на удлинение фасций.
К сожалению, мы еще мало знаем о функциональных взаимосвязях
фасции с силами и давлением, производимыми в результате мышечных
сокращений (Garfin и др., 1981). Лишь в нескольких исследованиях
рассматривали биомеханические влияния фасции на мышцу. Тем не
менее, в одной из работ было продемонстрировано значение фасциальных
тканей. Гарфин с коллегами (1981) обнаружили, что небольшой разрез
эпимизия задних конечностей собаки привел к снижению произведения
силы приблизительно на 15 % и снижению давления внутри компартмента
во время мышечных сокращений на 50 %.
Мышечно-фасциальные ограничения и анатомия фасции
Часто различные специалисты в области медицины рассматривают
тело с миопической точки зрения. По давно сложившейся традиции,
хиропрактики занимаются устранением неполных вывихов позвонков,
остеопаты — профилактикой и лечением остеопатий, врачи — снятием
боли, специалисты в области акупунктуры — воздействием на ключевые
точки и т. д. Однако проблема может заключаться не в суставе, мышце или
нерве, а в фасции. Фасция обладает способностью адаптироваться к
различным условиям. Кроме того, не следует забывать, что фасции
являются непрерывными (они могут переходить из одного участка тела в
другой) и соприкасающимися. Чтобы лучше понять мышечно-фасциальные
взаимодействия, представим себе тело в виде гигантского шара, внутри
которого находятся прикрепленные к нему шары меньшего размера. Эти
маленькие шары представляют собой различные органы и мышцы тела.
Нарушение формы любого из этих шаров приводит к деформации
остальных (компенсации).
Диагностика мышечно-фасциалъных ограничений
Фасциальные взаимосвязи можно продемонстрировать на двух
уровнях: визуальном и тактильном. Представьте себе скелет с покрытием,
состоящим из мышц и фасций. При растягивании скелета цвет фасциальных соединений становится белым вдоль линий нагрузки
(растягивания), их можно пропальпировать. Для этого испытуемый
ложится на стол. Исследователь (в данном случае вы) должен
поместить свои пальцы испытуемому на голову, закрыть глаза и
сконцентрировать свое внимание на любом движении, передаваемом к
голове. Попросите испытуемого повернуть голову, и вы ощутите
последующее движение, передаваемое к голове. Предложите ему
согнуть ноги в коленях, вы снова ощутите слабое движение,
передаваемое к голове.
Теперь представьте себе, что вашу машину ударила сзади другая
машина. Вы обнаружите значительные повреждения в задней части
машины, а также отдельные — в ее передней части. Вы меняете
заднее крыло и ремонтируете остальные повреждения. Что же
касается больного человека, то его не всегда можно
«отремонтировать». Нередко незначительные повреждения остаются
незамеченными, что в конечном итоге может сказаться на качестве
жизни человека.


Методы устранения дисфункции фасции


В случае инсульта могут возникнуть фасциальные ограничения
во всех направлениях: параллельно, перпендикулярно и косо по
отношению к мышечным волокнам. Для воздействия на такие
ограничения используют биомеханические силы напряжения, сжатия,
сгибания, скручивания в различных формах — общий массаж,
ролфинг, мобилизация, растягивание (Mottice и др., 1986).
Утверждают, что многие из этих методов не изменяют и не
модифицируют существенные фасциальные ограничения, которые
наблюдаются у значительного процента больных (Barnes, 1991). В
последние годы арсенал мануальной терапии пополнил метод
мышечно-фасци-ального облегчения (ММО). Однако на сегодняшний
день эффективность этого метода практически не изучена.
Сущность его заключается в следующем. Пациента оценивают
путем «чтения тканей» с целью выявить участки симметрии-
асимметрии и расслабленности-напряженности. Затем в
соответствующем направлении прикладывают силу к мягким тканям и
воздействуют на них до их расслабления. Это «размягчение»
называют облегчением. Процедуру повторяют до полного удлинения
тканей. Более подробно об этом методе можно прочесть в работах
Канту и Гродина (1972), а также Манхейма и Лаветта (1989).
влияние иммобилизации на соединительную ткань
В результате аномальных физических и химических состояний
фасция может утолщаться, укорачиваться, кальцифицироваться,
подвергаться эрозии, что зачастую сопровождается болезненными
ощущениями (Mottice и др., 1986). В частности, при иммобилизации
суставов на какое-то время элементы соединительной ткани
капсул, связок, сухожилий,мышц и фасции теряют способность растягиваться. Кроме того,
иммобилизация сопровождается изменением химической структуры ткани:
снижением содержания гиалуроновой кислоты приблизительно на 40 %,
концентрации хондроитин-4- и хондроитин-6-сульфата — на 30 % и
содержания воды — на 4,4 % (Akeson, Amiel, Laviolette, 1967; Akeson и
др., 1977; Akeson, Amiel, Woo, 1980). Если допустить, что расстояние
между волокнами сокращается при снижении объема ГАГ и воды, то такое
снижение содержания последних приведет к критическому сокращению
расстояния между коллагеновыми волокнами. Следовательно, волокна
соединительной ткани сблизятся друг с другом и постепенно соединятся,
образовав аномальное поперечное соединение. В результате значительно
снизится степень растяжимости и увеличится тугоподвижность тканей.
Отмечая значение иммобилизации и мобилизации, Донателли и
Оуэнс-Буркхарт (1982) писали: «Если движение является главным стимулом биологической
активности, то количество, продолжительность, частота, интенсивность и
время начала движения играют важную роль в желаемом терапевтическом
воздействии на структуры соединительной ткани. Эти факторы следует
определять, прежде чем мы поймем оптимальные положительные
воздействия мобилизации».