АЛГОРИТМ МЕХАНОГЕНЕЗА КОМПЕНСАТОРНЫХ ПРОТИВОИСКРИВЛЕНИЙ ПОЗВОНОЧНИКА

ВВЕДЕНИЕ

В развитии сколиотической болезни, как и всякого иного заболевания, играют роль сложные механизмы причинно-следственных взаимоотношений различных факторов внешней и внутренней среды. В свою очередь следственные изменения в организме могут быть причиной вовлечения других органов и систем в патологический процесс, создавая цепь патогенетических изменений. Система изучения последовательно­сти возникновения и развития проявлений составляет алгоритм механогенеза сколиотической деформации позвоночника.

По современным представлениям этиологии и патогенеза сколиотической болезни причиной возникновения болезни являются нарушения метабо­лиз­ма соединительной ткани. Биохимическими исследованиями сыворотки крови и мочи у больных сколиозом Т.Я. Балаба и соавторы (1972), А.И. Казьмин и соавторы (1981) выявили интегральные изменения обмена веществ и выдвинули метаболическую теорию этиопатогенеза сколиоза.

Гистологические, электронно-микроскопические и гистохимические исследования межпозвонковых дисков определили локальные нарушения структуры и ультраструктуры на вершине первичной кривизны (Фищенко В.Я., 1973; Зайдман А.М., 1974; Фищенко В.Я., 2005), которые приводят к миграции пульпозных ядер в будущую выпуклую сторону деформации, выявленную на дискограммах (Фищенко В.Я., 1973). Смещенные пульпозные ядра межпозвонковых дисков создают неравномерное давление на эпифизарные хрящи позвонков, вызывая асимметрию роста. Это является пусковым механизмом развития деформации путем формирования клиновидности и торсии позвонков. Кост­ные изменения и смещенные пульпозные ядра межпозвонковых дисков на вершине первичного искривления являются стабильными признаками сколиотической болезни, приводящими к декомпенсации позвоночного столба в вогнутую сторону искривления (Воячек В.И., 1915; Беленький В.Е., 1981). Нарушение осанки, развитие дисбаланса массы тела и декомпенсация деформированного позвоночника неблагоприятно сказываются на динамике патологического процесса (Демченко А.В., 2004). Следует указать на приоритет А.И. Казьмина (1963) в том, что он впервые обратил внимание на роль поясничного компенсаторного противоискривления в системе корригирующего хирургического лечения тяжелых форм сколиоза, применив двухэтапные оперативные вмешательства. Внедрение в клиническую практику методик корригирую­щих операций с применением металлических дистракторов (Harrington P.R., 1962; 1972; Armstrong G.W., Connock S.H., 1975; Фищенко П.Я., Пилипенко Н.П., 1984; Ibrahim K. et al., 1991; Cotrel Y., Dubousset J., 1992; Lenke L.G. et al., 1992; Burton D.C. et al., 1999) показало, что декомпенсация позвоночника может возникнуть или усугубиться при коррекции грудного отдела позвоночника. Все это свидетельствует об актуальности изучения формирова­ния компенсаторных противоискривлений в механогенезе сколиотической деформации позвоночника.

Целью нашего исследования является изучение последовательности развития компенсаторных противоискривлений диспластического сколиоза по анализу причинно-следственных связей, этапности и регуляторных механизмов в формировании деформации на модели поясничного отдела позвоночника.

Для выполнения цели поставлены такие задачи:

• определить причинно-следственную связь структурных изменений первичной кривизны в развитии компенсаторных искривлений позвоночника;
• провести анализ развития компенсаторных противоискривлений при различной локализации вершины первичной кривизны;
• сопоставить развитие деформации позвоноч­ника с контрольной группой пациентов с комбинированным (S-образным) сколиозом по формированию грудной и поясничной первичной кривизны.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При определении типа сколиоза по локализации вершины первичной кривизны мы пользовались общепринятой классификацией I.V. Ponseti, B. Friedman (1950). Для анализа развития компенсаторного противоискривления в каждой группе отобрано по 25 больных с наиболее характерными признаками грудного (с вершиной на Th_8–9 позвонках); грудопоясничного (с вершиной на Th_10–11 позвонках); поясничного (с вершиной на L_1–2 позвонках) и комбинированного (с двумя вершинами на уровне Th_8–9 и L_1–2 позвонков) типов искривления. Для наглядности прослеживания формиро­вания первичной и компенсаторной кривизны с математической точностью измерения были ис­пользованы масштабные схемы деформации позвоночника, образованные на основании рентгено­грамм, и прослежены в динамике. При этом углы сколиоза не изменялись, а полудуги масштабно уменьшались 4:1.

Анализ формирования первичной кривизны и компенсаторного противоискривления проводили по графикам, которые выстраивали по рентгено­граммам позвоночника и масштабным схемам в динамике.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение формирования первичной и вторичной (компенсаторной) кривизны проводили в трех группах наблюдения с грудным, грудопоясничным и поясничным типом сколиоза. Четвертую контрольную группу составили больные с комбинированным сколиозом.

Результаты анализа развития деформации позвоночника при грудном типе сколиоза свидетель­ствуют, что основные компоненты искривления — клиновидность и торсия позвонков первичной кривизны — опережают их нарастание по сравнению с компенсаторным противоискривлением в поясничном отделе позвоночника. Такое формирование дуг искривления вызывает декомпенсацию позвоночника (рис. 1).

Рис. 1. Формирование грудного сколиоза у больного Л.: а_1–4 — рентгенограммы позвоночника в динамике; б — масштабные схемы позвоночника в динамике; в — график динамики первичной и компенсаторной кривизны

Результаты анализа развития деформации позвоночника при грудопоясничном типе сколиоза свидетельствуют, что разница клиновидности и торсии между первичной кривизной и компенсаторным наклоном поясничного отдела позвоночника по отношению к тазу значительно больше, чем в предыдущей группе, что вызывает значительную декомпенсацию деформированного позвоночника, которая частично уменьшается перекосом таза (рис. 2).

Рис. 2. Формирование грудопоясничного сколиоза у больной К.: а_1–4 — рентгенограммы позвоночника в динамике; б — масштабные схемы позвоночника в динамике; в — график динамики первичной и компенсаторной кривизны

Результаты анализа развития деформации позвоночника при поясничном типе сколиоза свидетель­ствуют, что незначительное противоискривление возникает в грудном отделе позвоночника, которое не в состоянии компенсировать отклонение позвоночника. Устранение декомпенсации позвоночника осуществляется за счет перекоса таза в большей степени, чем при грудопоясничном сколиозе (рис. 3).

Рис. 3. Формирование поясничного сколиоза у больной П.: а_1–3 — рентгенограммы позвоночника в динамике; б — масштабные схемы позвоночника в динамике; в — график динамики первичной кривизны и компенсаторного наклона таза

В контрольной группе больных с комбинированным типом сколиоза патологические изменения в костных и мягкотканных структурах развиваются на двух уровнях, не вызывая декомпенсации позвоночника (рис. 4).

Рис. 4. Формирование комбинированного сколиоза у больного Ч.: а_1–4 — рентгенограммы позвоночника в динамике; б — масштабные схемы позвоночника в динамике; в — график динамики первичной грудной и поясничной кривизны

Суммируя фактические данные по формированию деформации позвоночника при диспластическом сколиозе, следует сказать, что компенсаторное противоискривление возникает как реакция организма на структурные изменения на уровне первичной кривизны. При разных типах сколиоза они развиваются неравномерно и могут быть причиной декомпенсации деформированного позвоночника, которая негативно влияет на динамику патологического процесса.

Следует отметить, что при рассмотрении механизмов развития компенсаторных дуг искривления вертикальное положение человека регулируется сложными рефлекторными реакциями вестибулярного анализатора и проприоцептивной чувствительностью из рефлекторных зон опорно-двигательной системы, которые обеспечивают положение тела перемещения­ми головы при ходьбе, прыжках, наклонах в разные стороны. Функция вестибулярного анализатора хорошо изучена специалистами по авиа­ционной и космической медицине. При изменении положения головы меняется наклон полукружных канальцев вестибулярного аппарата, которые вызывают рефлекторную реакцию опорно-двигательной системы, направленную на выравнивание их положения (Воячек В.И., 1915). По рефлекторным дугам в головной мозг по­ступают сигналы двух типов. Первый тип — динамичный, который информирует центры об изменениях даже незначительных положений тела. При раздражении рецепторов вестибулярного анализатора возникает серия рефлексов, которые активно изменяют тонус мышц шеи, туловища, нижних конечностей, направленных на стабилизацию равновесия при изменении позиции тела по динамичному типу сигналов, выравнивая исходную позицию полукружных канальцев (Бабияк В.И. и соавт., 1996).

Второй тип сигналов — статический, который возникает при стойких изменениях положения тела. Эта группа рефлекторной регуляции положения статических изменений тела осуществляется через проприоцептивную или глубокую, мышечно-суставную чувствительность из рецепторов опорно-двигательной системы и функционирует синхронно с вестибулярным анализатором. Причем последний подчиняет функцию проприоцептивных реакций. При стойком изменении положения тела, вызванного деформацией позвоночника (сколиоз, кифоз, лордоз) или перекосом таза, обусловленным разной длиной нижних конечностей, выравнивание положения полукружных канальцев вестибулярного аппарата осуществляется развитием функциональных, а при тяжелых деформациях — структуральных противоискривлений позвоночника, сгибанием тазобедренных и коленных суставов.

При выраженных и тяжелых формах сколиоза с локализацией в грудном или грудопоясничном отделах позвоночника развитие поясничного противоискривления или его наклона осуществляется под действием рефлекторных механизмов проприо­цептивной чув­ствительности и вестибулярного аппарата. Синхронное формирование первичной кривизны и компенсаторного противоискривления обусловливает развитие компенсированного положения позвоночника. Ускоренное прогрессирование первичной кривизны и отсутствие развития компенсаторных противоискривлений приводит к возникновению декомпенсации деформированного позвоночника. Этапность и по­следовательность механогенеза деформации позвоночника при диспластическом сколиозе представлена на схеме.

Схема. Алгоритм механогенеза компенсаторных искривлений позвоночника

ВЫВОДЫ

1. Структурные изменения в позвонках и межпозвонковых дисках первичной кривизны диспластического сколиоза являются пусковым механизмом по­следовательного развития компенсаторных противоискривлений, которые регулируются рефлекторными реакциями вестибулярного анализатора и проприоцептивной чувствительности.

2. Результаты анализа формирования компенсаторного противоискривления при грудном, грудопояс­ничном и поясничном сколиозе свидетельствуют, что первичная кривизна прогрессирует более интенсивно и приводит к декомпенсации деформированного позвоночника.

3. Формирование первичных грудных и поясничных искривлений при комбинированном типе дис­пластического сколиоза происходит равномерно на обеих дугах, не вызывая декомпенсации позвоночника, что отличает их от развития компенсаторных противоискривлений.

ЛИТЕРАТУРА

• Бабияк В.И., Ланцов А.А., Базаров В.Г. (1996) Клиническая вестибулология: Рук-во для врачей. Гиппократ, Санкт-Петербург, 336 с.
• Балаба Т.Я., Меркурьева Р.В., Фурцева Л.Н. и др. (ред.) (1972) Биохимические исследования при сколиозе и их патогенетическое значение. Повреждения и заболевания костей и суставов, Медицина, Москва: 243–253.
• Беленький В.Е. (1981) Биомеханические аспекты пато­генеза и лечения диспластического сколиоза: Автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.00.22. ЦИТО, ЦНИИПП, Москва, 30 с.
• Воячек В.И. (1915) Практические методы исследования лабиринтной функции. Вестн. ушн., горл. и нос. бол., VI–VII: 385–386.
• Демченко А.В. (2004) Нарушение уравновешенности позвоночника в патогенезе диспластического сколиоза и ее оперативная коррекция: Дис. … канд. мед. наук: 14.01.21, Х., 208 с.
• Зайдман А.М. (1974) Морфология и гистохимия сколио­тического позвоночника: Автореф. дис. … д-ра мед. наук, Новосибирск, 34 с.
• Казьмин А.И. (1963) Двухэтапное оперативное лечение больных тяжелыми формами сколиоза. Первый съезд травматологов-ортопедов СССР. Материалы съезда. Москва, 106–107.
• Казьмин А.И., Кон И.П., Беленький В.Е. (1981) Сколиоз. Медгиз, Москва, 269 с.
• Фищенко В.Я. (1973) Корригирующие операции на поз­воночнике при тяжелых формах сколиоза у детей и подростков: Автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.01.21. ЦИТО, Москва, 28 с.
• Фищенко В.Я. (2005) Сколиоз. Поліпрес, Макіївка, 568 с.
• Фищенко П.Я., Пилипенко Н.П. (1984) Оперативное лечение больных сколиозом с применением динамических дистракторов. Современные методы лечения детей с заболеваниями и повреждениями опорно-двигательного аппарата. Ярославль: 18–20.
• Armstrong G.W., Connock S.H. (1975) A transverse loading system applied to a modified Harrington instrumentation. Clin. Orthop. Relat. Res., (108): 70–75.
• Burton D.C., Asher M.A., Lai S.M. (1999) The selection of fusion levels using torsional correction techniques in the surgical treatment of idiopathic scoliosis. Spine, 24(16): 1728–1739.
• Cotrel Y., Dubousset J. (1992) Cotrel-Dubousset instrumentation in spine surgery. Principles, technicals, mistakes, and traps. Sauramps Medical, 11 boulevards Henry IV, 34000 Montpellier, 159 p.
• Harrington P.R. (1962) Treatment of scoliosis. Correction and internal fixation by spine instrumentation. J. Bone Joint Surg. Am., 44-A(4): 591–610.
• Harrington P.R. (1972) Technical details in relation to the successful use of instrumentation in scoliosis. Orthop. Clin. North. Am., 3(1): 49–67.
• Ibrahim K., Benson L., Goldberg B. et al. (1991) Cotrel-Dubousset instrumentation for double major rigid thoracic left lomber scoliosis, the relation between frontal balance, hook configuration and fusion levels. Orthop. Trans., 15(1): 114–120.
• Lenke L.G., Bridwell K.H., Baldus C., Blanke K. (1992) Preventing decompensation in King type II curves treated with Cotrel-Dubousset instrumentation. Strict guidelines for selective thoracic fusion. Spine, 17(8 Suppl.): S274–S281.
• Ponseti I.V., Friedman B. (1950) Prognosis in idiopathic Scoliosis. J. Bone Joint Surg. Am., 32A(2): 381–395.

Адрес для переписки:
Фищенко Яков Витальевич
01601, Киев, ул. Воровского, 27
Институт травматологии и ортопедии АМН Украины
E-mail: [email protected]