Формирование контрактур при спастических формах детского церебрального паралича: вопросы патогенеза
- Авторы: Клочкова О.А.1, Куренков А.Л.1, Кенис В.М.2
-
Учреждения:
- ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Минздрава России
- ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России
- Выпуск: Том 6, № 1 (2018)
- Страницы: 58-66
- Раздел: Обзоры литературы
- URL: https://ogarev-online.ru/turner/article/view/8392
- DOI: https://doi.org/10.17816/PTORS6158-66
- ID: 8392
Цитировать
Аннотация
Причины формирования контрактур при спастических формах детского церебрального паралича (ДЦП) до конца не ясны. В настоящее время раннее появление и персистенцию спастичности при ДЦП уже не рассматривают как основополагающую причину нарушения роста и развития опорно-двигательного аппарата, формирования вторичных ортопедических осложнений. В последние десятилетия результаты многочисленных экспериментальных и клинических исследований показали наличие значительных изменений в спастичных мышцах на различных структурных уровнях и этапах формирования мышечной ткани. В статье детально обсуждаются гистологические, гистохимические, морфологические, биомеханические изменения, выявленные в спастичных мышцах, которые имеют патофизиологическое значение для формирования контрактур по мере роста и развития ребенка с ДЦП: изменение размеров и дифференцировки мышечных волокон; уменьшение эластичности отдельного мышечного волокна и снижение сопротивляемости растяжению пучка волокон; пролиферация внеклеточного матрикса, измененного по структуре и механическим свойствам; изменение экспрессии генов в сухожилиях и мышечной ткани, а также регуляции экспрессии генов, влияющих на состав внеклеточного матрикса; изменение длины и числа саркомеров в миофибриллах спастичных мышц; изменение длины и поперечного сечения целой мышцы.
Таким образом, ограничение двигательной активности, характерное для ДЦП, и формирование контрактур при спастических формах заболевания не могут быть объяснены одним универсальным механизмом, а представляют собой комбинацию структурных изменений в мышцах и разных нарушений центрального контроля движения и поддержания позы.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ольга Андреевна Клочкова
ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: klochkova_oa@nczd.ru
ORCID iD: 0000-0002-4079-3450
канд. мед. наук, старший научный сотрудник, врач-педиатр, невролог
Россия, 119991, г. Москва, Ломоносовский проспект, 2, стр. 1Алексей Львович Куренков
ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Минздрава России
Email: alkurenkov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7269-9100
д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник, врач-невролог
Россия, 119991, г. Москва, Ломоносовский проспект, 2, стр. 1Владимир Маркович Кенис
ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России
Email: kenis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7651-8485
д-р мед. наук, заместитель директора по развитию и внешним связям, руководитель отделения патологии стопы, нейроортопедии и системных заболеваний
Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68Список литературы
- Hurvitz EA, Peterson M, Fowler E. Muscle tone, strength and movement disorders. In: Dan B, Mayston M, Paneth N, Rosenbloom L, editors. Cerebral palsy: science and clinical practice. London: Mac Keith Press; 2014. P. 381-406.
- Rosenbaum P. Definition and clinical classification. In: Dan B, Mayston M, Paneth N, Rosenbloom L, editors. Cerebral palsy: science and clinical practice. London: Mac Keith Press; 2014. P. 17-26.
- Батышева Т.Т., Быкова О.В., Виноградов А.В. Приверженность семьи к лечению ребенка с неврологической патологией // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. – 2012. – Т. 112. – № 7–2. – С. 56–63. [Batysheva TT, Bykova OV, Vinogradov AV. Family’s adherence to treatment of the child with a neurological pathology Family’s adherence to treatment of the child with a neurological pathology. Zh Nevrol Psikhiatr im. S.S. Korsakova. 2012;112(7-2):56-63. (In Russ.)]
- Graham HK, Rosenbaum P, Paneth N, et al. Cerebral palsy. Nat Rev Dis Primers. 2016;2:15082. doi: 10.1038/nrdp.2015.82.
- Hägglund G, Wagner P. Spasticity of the gastrosoleus muscle is related to the development of reduced passive dorsiflexion of the ankle in children with cerebral palsy: a registry analysis of 2,796 examinations in 355 children. Acta Orthop. 2011;82(6):744-748. doi: 10.3109/17453674.2011.618917.
- Heinen F, Desloovere K, Schroeder AS, et al. The updated European Consensus 2009 on the use of Botulinum toxin for children with cerebral palsy. Eur J Paediatr Neurol. 2010;14(1):45-66. doi: 10.1016/j.ejpn.2009.09.005.
- Novak I, McIntyre S, Morgan C, et al. A systematic review of interventions for children with cerebral palsy: state of the evidence. Dev Med Child Neurol. 2013;55(10):885-910. doi: 10.1111/dmcn.12246.
- Hof AL. Changes in muscles and tendons due to neural motor disorders: implications for therapeutic intervention. Neural Plast. 2001;8(1-2):71-81. doi: 10.1155/NP.2001.71.
- Tedroff K, Lowing K, Haglund-Akerlind Y, et al. Botulinum toxin A treatment in toddlers with cerebral palsy. Acta Paediatr. 2010;99(8):1156-1162. doi: 10.1111/j.1651-2227.2010.01767.
- Lieber RL, Roberts TJ, Blemker SS, et al. Skeletal muscle mechanics, energetics and plasticity. J Neuroeng Rehabil. 2017;14(1):108. doi: 10.1186/s12984-017-0318-y.
- Tedroff K, Lowing K, Jacobson DN, Astrom E. Does loss of spasticity matter? A 10-year follow-up after selective dorsal rhizotomy in cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2011;53(8):724-729. doi: 10.1111/j.1469-8749.2011.03969.x.
- Mathewson MA, Lieber RL. Pathophysiology of muscle contractures in cerebral palsy. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2015;26(1):57-67. doi: 10.1016/j.pmr.2014.09.005.
- Lieber RL, Steinman S, Barash IA, Chambers H. Structural and functional changes in spastic skeletal muscle. Muscle Nerve. 2004;29(5):615-627. doi: 10.1002/mus.20059.
- Castle ME, Reyman TA, Schneider M. Pathology of spastic muscle in cerebral palsy. Clin Orthop Relat Res. 1979;(142):223-232. doi: 10.1097/00003086-197907000-00036.
- Romanini L, Villani C, Meloni C, Calvisi V. Histological and morphological aspects of muscle in infantile cerebral palsy. Ital J Orthop Traumatol. 1989;15(1):87-93.
- Rose J, Haskell WL, Gamble JG, et al. Muscle pathology and clinical measures of disability in children with cerebral palsy. J Orthop Res. 1994;12(6):758-768. doi: 10.1002/jor.1100120603.
- Ito J-i, Araki A, Tanaka H, et al. Muscle histopathology in spastic cerebral palsy. Brain Dev. 1996;18(4):299-303. doi: 10.1016/0387-7604(96)00006-x.
- Booth CM, Cortina-Borja MJF, Theologis TN. Collagen accumulation in muscles of children with cerebral palsy and correlation with severity of spasticity. Dev Med Child Neurol. 2001;43(5):314. doi: 10.1017/s0012162201000597.
- Dubowitz V, Sewry SA, Oldfors A. Muscle Biopsy: A Practical Approach. 4th ed. Philadelphia: Saunders Ltd; 2013.
- Schiaffino S, Reggiani C. Molecular diversity of myofibrillar proteins: gene regulation and functional significance. Physiol Rev. 1996;76(2):371-423. doi: 10.1152/physrev.1996.76.2.371.
- Moore GE, Goldspink G. The effect of reduced activity on the enzymatic development of phasic and tonic muscles in the chicken. J Dev Physiol. 1985;7(6):381-386.
- Baldwin KM, Haddad F. Skeletal muscle plasticity: cellular and molecular responses to altered physical activity paradigms. Am J Phys Med Rehabil. 2002;81(11 Suppl):S40-51. doi: 10.1097/01.PHM.0000029723.36419.0D.
- Berry MM, Standring SM, Bannister LM. The nervous system. In: Williams PL, Bannister LH, Berry MM, editors. Gray’s Anatomy. 38th ed. London: Churchill Livingstone; 1995. P. 901-1398.
- Jones D, Round J, de Haan A. Skeletal Muscle: From Molecules to Movement. London: Churchill Livingstone; 2004.
- Dietz V, Ketelsen UP, Berger W, Quintern J. Motor unit involvement in spastic paresis. J Neurol Sci. 1986;75(1):89-103. doi: 10.1016/0022-510x(86)90052-3.
- Baldwin KM, Haddad F. Effects of different activity and inactivity paradigms on myosin heavy chain gene expression in striated muscle. J Appl Physiol (1985). 2001;90(1):345-357. doi: 10.1152/jappl.2001.90.1.345.
- Sarnat HB. Cerebral dysgeneses and their influence on fetal muscle development. Brain Dev. 1986;8(5):495-499. doi: 10.1016/s0387-7604(86)80093-6.
- Фундаментальная и клиническая физиология: Учебник для студентов высших учебных заведений / Под ред. А.Г. Камкина, А.А. Каменского. – М.: Академия, 2004. [Kamkin AG, Kamensky AA, editors. Fundamental and Clinical Physiology: A Textbook for Students of Higher Educational Institutions. Moscow: Akademiya; 2004. (In Russ.)]
- Salmons S, Sréter FA. Significance of impulse activity in the transformation of skeletal muscle type. Nature. 1976;263(5572):30-34. doi: 10.1038/263030a0.
- Pette D, Smith ME, Staudte HW, Vrbova G. Effects of long-term electrical stimulation on some contractile and metabolic characteristics of fast rabbit muscles. Pflugers Arch. 1973;338(3):257-272. doi: 10.1007/bf00587391.
- Eisenberg B, Salmons S. The reorganization of subcellular structure in muscle undergoing fast-to-slow type transformation. Cell Tissue Res. 1981;220(3):449-471. doi: 10.1007/bf00216750.
- Booth FW, Kelso JR. Effect of hind-limb immobilization on contractile and histochemical properties of skeletal muscle. Pflugers Arch. 1973;342(3):231-238. doi: 10.1007/bf00591371.
- Maier A, Crockett JL, Simpson DR, et al. Properties of immobilized guinea pig hindlimb muscles. Am J Physiol. 1976;231(5):1520-1526. doi: 10.1152/ajplegacy.1976.231.5.1520.
- Buller AJ, Lewis DM. Some observations on the effects of tenotomy in the rabbit J Physiol (Lond). 1965;178(2):326-342. doi: 10.1113/jphysiol.1965.sp007630.
- Roy RR, Bello MA, Bouissou P, Edgerton VR. Size and metabolic properties of fibers in rat fast-twitch muscles after hindlimb suspension. J Appl Physiol. 1987;62(6):2348-2357. doi: 10.1152/jappl.1987.62.6.2348.
- Marbini A, Ferrari A, Cioni G, et al. Immunohistochemical study of muscle biopsy in children with cerebral palsy. Brain Dev. 2002;24(2):63-66. doi: 10.1016/s0387-7604(01)00394-1.
- Sjostrom M, Fugl-Meyer AR, Nordin G, Wahlby L. Post-stroke hemiplegia; crural muscle strength and structure. Scand J Rehabil Med Suppl. 1980;7:53-67.
- Lieber RL, Runesson E, Einarsson F, Fridén J. Inferior mechanical properties of spastic muscle bundles due to hypertrophic but compromised extracellular matrix material. Muscle Nerve. 2003;28(4):464471. doi: 10.1002/mus.10446.
- Friden J, Lieber RL. Spastic muscle cells are shorter and stiffer than normal cells. Muscle Nerve. 2003;27(2):157-164. doi: 10.1002/mus.10247.
- Labeit S, Kolmerer B. Titins: Giant Proteins in Charge of Muscle Ultrastructure and Elasticity. Science. 1995;270(5234):293-296. doi: 10.1126/science.270.5234.293.
- Neagoe C, Kulke M, del Monte F, et al. Titin isoform switch in ischemic human heart disease. Circulation. 2002;106(11):1333-1341. doi: 10.1161/01.cir.0000029803.93022.93.
- Smith LR, Chambers HG, Lieber RL. Reduced satellite cell population may lead to contractures in children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2013;55(3):264270. doi: 10.1111/dmcn.12027.
- Dayanidhi S, Lieber RL. Skeletal muscle satellite cells: mediators of muscle growth during development and implications for developmental disorders. Muscle Nerve. 2014;50(5):723-732. doi: 10.1002/mus.24441.
- Gagliano N, Pelillo F, Chiriva-Internati M, et al. Expression profiling of genes involved in collagen turnover in tendons from cerebral palsy patients. Connect Tissue Res. 2009;50(3):203-208. doi: 10.1080/03008200802613630.
- Smith LR, Ponten E, Hedstrom Y, et al. Novel transcriptional profile in wrist muscles from cerebral palsy patients. BMC Med Genomics. 2009;2:44. doi: 10.1186/1755-8794-2-44.
- Smith LR, Chambers HG, Subramaniam S, Lieber RL. Transcriptional abnormalities of hamstring muscle contractures in children with cerebral palsy. PLoS ONE. 2012;7(8):e40686. doi: 10.1371/journal.pone.0040686.
- de Bruin M, Smeulders MJ, Kreulen M, et al. Intramuscular connective tissue differences in spastic and control muscle: a mechanical and histological study. PLoS ONE. 2014;9(6):e101038. doi: 10.1371/journal.pone.0101038.
- O’Dwyer NJ, Neilson PD, Nash J. Mechanisms of Muscle Growth Related to Muscle Contracture in Cerebral Palsy. Dev Med Child Neurol. 2008;31(4):543-547. doi: 10.1111/j.1469-8749.1989.tb04034.x.
- Lieber RL, Fridén J. Spasticity causes a fundamental rearrangement of muscle-joint interaction. Muscle Nerve. 2002;25(2):265-270. doi: 10.1002/mus.10036.
- Farmer SE. Key factors in the development of lower limb co-ordination: implications for the acquisition of walking in children with cerebral palsy. Disabil Rehabil. 2009;25(14):807-816. doi: 10.1080/0963828031000106148.
- De Ste Croix MBA, Deighan MA, Armstrong N. Assessment and Interpretation of Isokinetic Muscle Strength During Growth and Maturation. Sports Med. 2003;33(10):727-743. doi: 10.2165/00007256-200333100-00002.
- Elder GCB, Kirk J, Stewart G, et al. Contributing factors to muscle weakness in children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2003;45(08). doi: 10.1017/s0012162203000999.
- Gondret F, Lefaucheur L, Juin H, et al. Low birth weight is associated with enlarged muscle fiber area and impaired meat tenderness of the longissimus muscle in pigs1,2. J Anim Sci. 2006;84(1):93-103. doi: 10.2527/2006.84193x.
- Damiano D, Moreau N. Muscle thickness reflects activity in CP but how well does it represent strength? Dev Med Child Neurol. 2008;50(2):88. doi: 10.1111/j.1469-8749.2007.00088.x.
- Hosl M, Bohm H, Arampatzis A, et al. Contractile behavior of the medial gastrocnemius in children with bilateral spastic cerebral palsy during forward, uphill and backward-downhill gait. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2016;36:32-39. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2016.05.008.
Дополнительные файлы
