Каждый человек хоть раз в жизни, да получал какую-нибудь травму. Это не зависит от нас, часто это просто воля случая. И главное, в этом самом случае, принять правильное решение по тактике лечения, чтобы эта травма не доставила неприятностей в будущем. Сразу оговорюсь, что речь здесь пойдет не о серьезных повреждениях с нарушением целостности структур, таких как переломы или разрывы связок, а о более легких и часто случающихся травмах.
Какое лечение травмы предлагает современная медицина?
Иммобилизацию поврежденной структуры: не кантовать, не трогать, не нагружать пока не заживет. Реабилитация, массаж, упражнения, физиотерапия - все потом и при необходимости. Это решение в корне неверное. Из-за подобных рекомендаций мы получаем «бонусы» в виде постоянных болей, хронического воспаления, а иногда и потери функции. Поэтому, если брать во внимание молекулярные механизмы иммунного ответа при травме, то нужно действовать с точностью до наоборот. Начинать воздействие на травмированную структуру как можно раньше. А вот почему? Давайте разбираться.
Самые неприятные последствия любой травмы – это воспаление и боль.
Воспаление
Воспаление – это естественный процесс, защитная реакция организма в ответ на повреждение. После получения травмы нарушается целостность тканей, что приводит к активации иммунной системы. Из поврежденных мембран клеток выделяется арахидоновая кислота. Это сопровождается выбросом медиаторов воспаления, таких как гистамин, серотонин, простагландины, лейкотриены. Иммунные клетки, которые находятся в зоне травмы, начинают секретировать сигнальные молекулы: провоспалительные цитокины, которые приводят к увеличению проницаемости сосудов (Il-1, Il-6, TNF) и хемоаттрактанты (Il-8, Il-17, Il-21), которые привлекают специальные клетки - нейтрофилы.
Нейтрофилы - самая многочисленная фракция лейкоцитов, которые реагируют как на инфекцию, так и на токсины, появляющиеся в организме после повреждения. Они циркулируют в кровяном русле и готовы быстро прибыть к месту «аварии». Их основная задача – не пропустить врага вглубь организма и любой ценой удержать линию обороны до прибытия подмоги. Поэтому нейтрофилы «работают» как могут, порой не очень мягкими методами, начиная с фагоцитоза и до использования активных форм кислорода. Само по себе присутствие нейтрофилов во внеклеточном пространстве не наносит вреда, скорее наоборот, а серьезный урон организму наносит как раз кислородный взрыв. В результате этого процесса вырабатывается большое количество радикалов, которые не только уничтожают патогенов, а еще и повреждают все, что находится рядом, то есть здоровые ткани. Это называется вторичным гипоксическим повреждением, и это самые неприятные последствия травматизации.
Одна группа ученых провела эксперимент. Двум кроликам, контрольному и нейтропеническому (с дефицитом нейторофилов) специально повреждали большеберцовые мышцы. В результате клеточное повреждение у животного с дефицитом нейтрофилов было значительно меньше.
Чем больше тканей повреждается в результате кислородного взрыва, тем больше арахидоновой кислоты выделяется в окружающую среду. А по мере увеличения концентрации арахидоновой кислоты, нейтрофилы будут усиливать силу кислородного взрыва. Вот такой порочный круг. Вот таким образом увеличивается первичное повреждение тканей. Поэтому при травме часто назначаются НПВС - нестероидные противовоспалительные средства: диклофенак или ибупрофен которые снижают последствия высвобождения арахидоновой кислоты, и таким образом, уменьшают хемотаксис нейтрофилов.
Но действительно ли нейтрофилы так вредны, и их рекрутинг надо блокировать?
Конечно же нет. В природе ничего не бывает просто так, и блокировка какого-либо процесса всех проблем не решает. Активированные нейтрофилы секретируют интерферон-гамма, который является главным хемоаттрактантом для макрофагов.
Макрофаги - крупные иммунные клетки, способные поглощать и уничтожать не только патогенов, но и мертвые или поврежденные клетки организма. В отличие от нейтрофилов, это уже профессиональные «чистильщики». Их задача не убить, а скорее, правильно и чисто утилизировать. Макрофаги подразделяются на два фенотипа - М1 и М2, которые отличаются по функциям и реакциям на различные стимулы.
М1 макрофаги - провоспалительные. Они способны уничтожать бактерии и вирусы, продуцировать воспалительные цитокины, стимулировать активацию других клеток иммунной системы. Их основная роль заключается в фагоцитозе некротических тканей.
М2 макрофаги, напротив, характеризуются как противовоспалительные. Способствуют ремоделированию тканей, заживлению ран, уменьшению воспаления и регуляции иммунного ответа. Играют важную роль в поддержании гомеостаза.
М1 и М2 макрофаги происходят из одной клетки - моноцита, который циркулирует в крови. Когда моноцит попадает в ткани, в зависимости от окружающей среды и сигналов, которые получает, он становится или М1 или М2. Когда воспалительный процесс идет полным ходом, макрофаги активизируются в М1 и вступа��т «в бой», поглощая патогенов и некротизированные клетки. После того, как «битва» завершилась, а воспаление уменьшилось, макрофаги переключаются на режим М2 и начинают «лечить раненых» - выделять специфические факторы роста, которые улучшают регенерацию тканей.
Макрофаги М1 попадают в очаг из сосудистого русла примерно через 24 часа после травмы и резко уменьшаются в количестве примерно через 48 часов, когда их заменяют макрофаги М2. Макрофаги М2 не активируются до тех пор, пока не прекратится процесс фагоцитоза, и все некротические клетки не будут подъедены.
Нейтрофилы и макрофаги работают сообща. В доказательство этому провели еще один эксперимент. В мышцу нейтропенического кролика ввели змеиный яд. В результате, в отсутствие нейтрофилов, ее восстановление шло гораздо медленнее, чем мышцы с таким же введенным змеиным ядом у контрольного кролика. Такое ослабление регенерации связано с изменением функции макрофагов, что привело к задержке их рекрутирования в поврежденный участок.
Блокировка метаболитов арахидоновой кислоты НПВС конечно уменьшает воспаление, но при этом нарушает хемотаксис нейтрофилов. Это замедляет процессы регенерации и восстановления.
Поэтому важно уменьшать кислородный взрыв, при этом не ослабляя хемотаксис нейтрофилов и не препятствуя рекрутингу макрофагов. Такая вот непростая задача.
Боль
Еще одним неприятным последствием травмы является боль. Причем не острая и относительно кратковременная боль, возникающая в результате повреждения, а боль хроническая, которая еще долго после травмы будет давать о себе знать.
Молекулярные механизмы боли связаны с повышенной активностью ноцицепторов. Эти рецепторы определяют реакцию на травму и передают сигнал в головной и спинной мозг, где происходит обработка.
Длительная активация ноцицепторов приводит к нейропластическим изменениям в периферической и центральной нервной системе. Именно это влечет за собой развитие хронических болевых синдромов.
При травме ноцирецепторы постоянно стимулируются провоспалительными цитокинам и метаболитами арахидоновой кислоты. В такой среде происходит изменение порога деполяризации нервных окончаний. А если порог деполяризации снижается, то рецепторы становятся более чувствительными к раздражителям и реагируют даже на слабые болевые стимулы. Происходит сенсибилизация афферентных волокон. Говоря простым языком, увеличение чувствительности к боли и усиление ее восприятия. Кроме этого, во время травмы, миоциты выделяют фактор роста нервов (NGF). Гиперпродукция NGF после сенсибилизации афферентных волокон приводит к росту новых нервных ветвей на периферии и к коллатеральному прорастанию чувствительных нервов в дорсальном роге спинного мозга. Увеличение плотности афферентных волокон всего через неделю после травмы может привести к негативным пластическим изменениям и хронизации боли.
Итак, у нас наметились три основные стратегии модуляции иммунного ответа для уменьшения негативных последствий травмы:
Снижение потенциала сенсибилизации афферентных нервов. Привлечение нейтрофилов с ограничением кислородного взрыва. Содействие ранней смене фенотипа макрофагов на М2.
Как можно достичь этих целей? Использовать потенциал механотрансдукции.
Механотрансдукция
Механотрансдукция – процесс, при котором механическое воздействие на ткань преобразуется в электрические или в химические сигналы, которые передаются через механорецепторы или через активируемые растяжением ионные каналы.
Электрические сигналы передаются в ЦНС. Многие, сами того не зная, используют потенциал механотрансдукции для облегчения болевых ощущений. Легкие растирания при ушибах - известный с детства прием. Точно так же, благодаря более длительному и более направленному механическому воздействию на структуру, снижается потенциал сенсибилизации афферентных нервов. Это приводит к уменьшению плотности нервных волокон и, таким образом, предотвращается хронизация боли.
Химические сигналы предаются внутрь клетки. Они активируют сигнальные пути, которые приводят к изменению экспрессии белков, необходимых для адаптации к условиям окружающей среды.
Про нагрузки, запускающие сигнальные каскады, тоже известно многим. Рост мышц после тренировки - результат усиления интенсивности синтеза мышечных белков. По такому же принципу, механическое воздействие сразу после травмы, будет ограничивать вторичное гипоксическое повреждение за счет снижения экспрессии белков, приводящих к кислородному взрыву. Это будет адаптацией к той среде, которая формируется благодаря манипуляции с поврежденными тканями.
В эксперименте с кроликами применение одноосевого пассивного растяжения на поврежденной мышце животного, уменьшило количество клеточной инфильтрации и некроза тканей по сравнению с мышцей без воздействия. Такая мышца восстановилась быстрее и гистологически больше походила на здоровую ткань.
Правильно подобранная физическая манипуляция с поврежденной структурой изменяет уровень трех физиологических факторов: снижается потенциал сенсибилизации афферентных нервов; уменьшает силу кислородного взрыва; сохраняет рекрутинг нейтрофилов, что влияет на количество М1 и М2 макрофагов и регенерацию тканей.
Иммуномодулирующие эффекты механического воздействия
Существует определенное сочетание силы, техники и времени, которое создает условия для быстрого восстановления поврежденной структуры.
От силы применяемого механического стимула зависит количество М1 и М2 макрофагов. Здесь важно не переусердствовать, а работать в ритме тканей. Низкая или умеренная нагрузка способствует ранней активации макрофагов М2 и увеличивает их количество, что предполагает более благоприятные условия для восстановления и регенерации.
От техники применения манипуляции будет зависеть весь основной успех мероприятия, поскольку при различных движениях будут активироваться различные клеточные сигнальные пути. Здесь важно выбрать правильный вектор. Отрицательные деформации при осевом сжатии приводят к компенсаторным положительным деформациям. Говоря простым языком, введение в компрессию структуры с одной стороны вызывает удлинение с другой. Это усиливает кровообращение и лимфоток в зоне травмы. А значит улучшится питание и вывод метаболитов, снизится отек. А если нагрузка будет приложена под углом, то включатся другие механизмы. Из-за бокового движения жидкости, против плоскости ориентации мышечных волокон, мышца становится более жесткой и отек, наоборот, увеличится. Поэтому манипуляции должны быть продуманы, а лучше всего, проведены профессионалами. Многие массажисты и уж точно все остеопаты про это знают. Есть много техник, специально предназначенных для отработки травм.
От времени начала воздействия будет зависеть величина вторичного гипоксического поражения. Чем ран��ше отработана травма, тем меньше тканей будет повреждено, со всеми вытекающими из этого последствиями. Это существенно снизит вероятность получить побочные эффекты в виде хронических болей и потери функции.
Не тяните, сразу обращайтесь за помощью. Это намного эффективнее, чем ждать последующей реабилитации и долгого-долгого восстановления тканей.
Всем здоровья и поменьше травм!
P.S. Для связи в случае необходимости, контакты в первом комментарии.
