Doğal bir tutum olarak skolyoz - İdiyopatik skolyoz: eski ve yeni kavramlar, klinik vaka

Dr. Giovanni Chetta tarafından düzenlendi

Biyokimyadan biyomekaniğe

İnsan biyomekaniği hakkında yeterli bilgi olmadan skolyotik (ve postüral) problemi en azından kısmen anlamayı düşünemez ve buna karşılık biyokimya, fizik ve matematikten geçmeden biyomekaniği anlayamaz.

Hücre dışı matris (MEC)

ECM'nin (hücre dışı matriks) bugün bildiğimiz çok az şey olmasına rağmen, omurgadaki değişikliklerin ve sağlıktaki duruşun önemini daha iyi anlamak için gereklidir.
Her hücre, her çok hücreli canlı organizma gibi, yaşamsal işlevlerini yerine getirebilmek ve hayatta kalabilmek için çevresini "hissetmeye" ve etkileşime girmeye ihtiyaç duyar. Çok hücreli bir organizmada hücreler, bir insan topluluğunda olduğu gibi farklı davranışları koordine etmelidir.

Aslında, çok hücreli organizmalarda hücreler, hem yakın hem de uzak sürekli mesajlar göndermek için yüzlerce hücre dışı molekülü (proteinler, peptitler, amino asitler, nükleotitler, steroidler, yağ asidi türevleri, çözelti içindeki gazlar vb.) kullanır. Her çok hücreli organizmada, her hücre böylece içinde ve dışında bulunan, yüzeyine bağlı ve ECM'de serbest veya bağlı yüzlerce farklı sinyal molekülüne maruz kalır. Hücreler, çok karmaşık dış ortamla, yüzeyleri, plazma zarı, çok sayıda özel alan (her hücre için birkaç on ila 100.000'den fazla) aracılığıyla temas eder. Çeşitli membran reseptörleri hem içeriden hem de ECM'den gelen birçok sinyale duyarlıdır ve bir sinyal molekülünü (örn. (Gennis, 1989).

ECM genellikle birkaç büyük biyomolekül sınıfından oluşan olarak tanımlanır:

Yapısal proteinler (kollajen ve elastin)
Özelleşmiş proteinler (fibrillin, fibronektin, laminin vb.)
Proteoglikanlar (agrekanlar, sindekanlar) ve glusaminoglikanlar (hyaluronanlar, kondroitin sülfatlar, heparan sülfatlar, vb.)

Yapısal proteinler arasında, kolajen hayvanlar aleminde en çok temsil edilen glikoprotein ailesini oluşturur. Bunlar ECM'de en çok bulunan proteinlerdir (ancak en önemlisi değildir) ve uygun bağ dokularının (kıkırdak, kemik, fasya, tendonlar, bağlar) temel bileşenleridir.
Kollajenler çoğunlukla fibroblastlar tarafından sentezlenir ancak epitel hücreleri de bunları sentezleyebilir.
Kollajen lifleri, hücrenin yaşamı için temel bir biyolojik sürekliliği oluşturan ECM'nin muazzam miktardaki diğer molekülleri ile sürekli olarak etkileşime girer.Fibrillerdeki ilişkili kolajenler, neredeyse olan gerilim kuvvetlerine direnebilen yapıların oluşumunda ve korunmasında baskın bir rol oynar. elastik olmayan Kolajen, mekanik yükün bir fonksiyonu olarak üretilir ve yeniden metabolize edilir ve visko-elastik özellikleri insanın duruşu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
Kollajen lifleri, PG/GAG kaplamaları (proteoglikanlar/glukosaminoglikanlar) sayesinde biyosensör ve biyoiletken özelliklere sahiptir. Aslında, yapısal bir deformasyon oluşturabilen herhangi bir mekanik kuvvetin, hafif bir elektrik akımı, yani piezoelektrik akımı üreten moleküller arası bağları strese soktuğunu biliyoruz (Athenstaedt, 1969). Bu nedenle, üç boyutlu ve her yerde bulunan kolajen ağı, aynı zamanda, afferent yönde (ECM'den hücrelere) veya mengene yönünde, kolajen fibrilleri ve hücreler arasındaki nispi düzenlemeye dayalı olarak, uzayın üç boyutunda biyoelektrik sinyalleri iletme özelliğine de sahiptir. tersi efferent.
Bütün bunlar gerçek zamanlı bir MEC-hücre iletişim sistemini temsil eder ve bu tür elektromanyetik biyo-sinyaller, örneğin "kemik osteoklastları" piezoelektrik yüklü kemiği sindiremez "de (Oschman, 2000) gibi önemli biyokimyasal değişikliklere yol açabilir.
Son olarak, hücrenin, şaşırtıcı olmayan bir şekilde, sürekli ve önemli bir enerji harcamasıyla (yaklaşık %70) materyal ürettiği ve bunun mutlaka protokollajenin (kollajenin biyolojik öncüsü) belirli veziküllerde özel olarak depolanması yoluyla dışarı atılması gerektiği vurgulanmalıdır. Albergati, 2004).

Omurgalı dokularının büyük çoğunluğu, iki hayati özelliğin aynı anda bulunmasını gerektirir: güç ve elastikiyet. gerçek bir ağ elastik liflerBu dokuların ECM'sinin içinde yer alan, güçlü traksiyonlardan sonra başlangıç koşullarına geri dönmeyi sağlar.Elastik lifler bir organın veya bir kısmının uzayabilirliğini en az beş kat artırabilir. Uzun, elastik olmayan kolajen lifleri, "dokuların çekilmesiyle oluşan aşırı deformasyonu" sınırlama göreviyle elastik lifler arasına serpiştirilmiştir. aortun toplam kuru ağırlığının %50'sinden fazlasını oluşturur), bağlarda, akciğerde ve deride Düz kas hücreleri ve fibroblastlar, öncüsü olan tropoelastin'in ana üreticileridir.

ECM, tipik olarak diğer ECM molekülleri ve hücre yüzeyi reseptörleri için spesifik bağlanma bölgelerine sahip olan çok sayıda (ve hala iyi tanımlanmamış) özelleşmiş kolajen olmayan proteinler içerir. Bu şekilde, bu proteinlerin her bir bileşeni, hem benzer hem de farklı moleküller arasındaki temasların bir "güçlendiricisi" olarak hareket eder ve milyonlarca ve milyonlarca biyokimyasal bilgiyi üretme, modüle etme, değiştirme ve yayma yeteneğine sahip sonsuz bir biyokimyasal ağ yaratır. (ve enerji).
Hücre dışı matrisin önemli bir "özelleşmiş proteini, fibronektin, tüm omurgalılarda bulunan yüksek moleküler ağırlıklı glikoprotein. Fibronektin, hücre büyümesini, hücreler arası yapışmayı ve ECM ile hücre göçünü farklı şekillerde (hücre günde 5 cm'ye kadar hareket edebilir - Albergati, 2004) vb. etkileyebiliyor gibi görünmektedir. En iyi bilinen izoform, tip III, integrinlere bağlanır . Sonuncusu, mekanoreseptörler olarak hareket eden bir transmembran protein ailesidir: seçici ve modüle edilebilir bir şekilde, hücre içindeki ECM'den mekanik çekişleri ve itmeleri iletirler ve bunun tersi, sitoplazmada hücre iskeletini içeren bir dizi reaksiyonu indükler ve hücre yapışmasını, büyümesini ve göçünü düzenleyen diğer proteinler (Hynes, 2002).

Glukozaminoglikanlar (GAGS) ve proteoglikanlar (PG'ler), içinde fibriler proteinlerin barındırıldığı ve yerleştirildiği bağ dokuları içinde tanımlanan yüksek oranda hidratlı jel benzeri bir madde oluşturur. Polisakkarit jelin bu formu, bir yandan ECM'nin önemli sıkıştırma kuvvetlerine direnmesine ve diğer yandan besinlerin, metabolitlerin ve hormonların kan ve dokular arasında hızlı, sürekli ve seçici bir difüzyonuna izin vermesine izin verebilir.
Glukozaminoglikanların polisakkarit zincirleri, polipeptit zincirlerine özgü kompakt küresel yapıların içine katlanamayacak kadar hacimsel olarak çok katıdır, ayrıca bunlar oldukça hidrofiliktir.Bu nedenlerle (ve muhtemelen bizim için bilinmeyen başkaları için de) GAG'lar son derece geniş konformasyonlar alma eğilimindedir. kütlelerine göre büyük bir hacim işgal ederler ve böylece düşük konsantrasyonlarda bile önemli miktarlarda jel oluştururlar Yüksek miktarda negatif yükler (GAG'ler, hayvan hücreleri tarafından üretilen, genellikle sülfatlanmış en çok sayıdaki anyonik hücreleri temsil eder) çok sayıda katyonu çeker; bunlar arasında baskın bir rol, tüm ozmotik kapasiteyi veren ve ECM'de çok büyük miktarda su tutan Na + tarafından oynanır. Bu şekilde, ECM'nin önemli sıkıştırma kuvvetlerine bile karşı koymasına izin veren şişlikler (turgorlar) üretilir (bunun sayesinde, örneğin, kalçanın kıkırdağı, fizyolojik koşullar altında, birkaç yüz atmosferlik bir basınca mükemmel şekilde direnebilir).
Bağ dokusunun içinde, GAG'lar küresel ağırlığın %10-12'sinden daha azını temsil eder, ancak özellikleri sayesinde, çeşitli boyut ve yoğunluklarda elektrik yüklerinin hidratlı jel gözeneklerini oluşturan hücre dışı boşlukların çoğunu doldururlar ve böylece seçici olarak hareket ederler. MEC içindeki moleküllerin ve hücrelerin trafiğinin büyüklüklerine, ağırlıklarına ve elektrik yüklerine göre düzenlendiği kilit noktalar veya "sunucular".
Hyaluronik asit (hyaluronan, hyaluronat) belki de GAG'lerin en basitini temsil eder.Deneysel ve moleküler-biyolojik veriler, önemli basınçlara dirençle ilgili olarak kemikler ve eklemler düzeyinde temel bir rol oynadığını doğrular.Embriyonik gelişim sırasında ECM'deki boşlukların doldurulması : daha sonraki aşamalarda göç edecekleri hücreler arasında boşluklar oluşturur (Albergati, 2004).
Tüm PG'ler ECM tarafından salgılanmaz, bazıları plazma membranlarının ayrılmaz bileşenleridir (Alberts, 2002).

Bu nedenle Ekstra Hücresel Matris, proteinlerin, PGS'lerin ve GAG'ların yapısal destek ve her doku ve organik aktivitenin düzenlenmesi dahil sayısız işlev sağladığı çok karmaşık bir ağ olarak düşünülebilir. Küresel hücresel homeostaz, ECM'de hücre içinde veya dışında ortaya çıkabilen ve gelişebilen bir mekanizmalar kompleksi olarak düşünülmelidir; ikinci durumda, hücre ara veya nihai hedefi temsil edebilir. Hücre dışı bileşenler, hücresel yapı iskelesi için fiziksel destek yapılarını temsil etmenin yanı sıra, hem hücre içi çevre hem de organlar ve sistemler ile ilgili hayati süreçlerin başlatılması, geliştirilmesi ve sonlandırılması için gerçek alanlar olarak işlev görür. Milyonlarca ve milyonlarca bilgiyi uzaktan bile üretebilen, modüle edebilen, değiştirebilen ve yayabilen sonsuz bir biyokimyasal ağla karşı karşıyayız.
Vücudun her hücresi, dokuların statik ve dinamik mimarisi üzerinde "dramatik" etkilerle hem mekanik hem de kimyasal ve enerjik yönler altında ECM ile sürekli etkileşime girer. P. A. Bacci'ye göre, interstisyel matris, her şeyden önce madde ve enerji arasındaki alışverişin gerçekleştiği yer olan hayati reaksiyonların anasını gerçekten temsil eder. Tüm dokular kapalı değil açık sistemlerde birbirine bağlı ve işlevsel olarak entegredir; aralarında biyokimyasal, biyofiziksel ve elektromanyetik mesajlardan yararlanarak, yani çeşitli enerji biçimlerini kullanarak hem yerel hem de sistemik olarak gerçekleşebilen sürekli alışverişler gerçekleşir.
F.G olarakYerleştirildiğinde, hücre ve hücre dışı matris, doğru ve sinerjik bir şekilde çalışmak için tüm yaşam süresi boyunca mutlaka her an etkileşime girmesi gereken, yalnızca görünüşte ayrı iki dünyayı temsil eder. Bu, olağanüstü bir dizi sinyalin ardından eşit derecede inanılmaz bir dizi moleküler-biyolojik aktivite gerektirir.