Эффективное оздоровление и профилактика
биомеханических нарушений опорно-двигательного
аппарата человека - залог хорошего самочувствия
нашего позвоничника - на долгие годы!
Доктор Власов Ю.С.

«Биомеханические этюды» Адальберта Капанджи.

 

1. Поглощение воды пульпозным ядром

1.«Когда позвоночник подвергается значительному давлению, например под действием веса тела в позе человека стоя, вода содержащаяся в желеобразной субстанции пульпозного ядра, стремится по узким каналам пластинки позвонка к центру тела позвонка: вода покидает пульпозное ядро. Во время разрядки благодаря абсорбирующей способности ядро забирает воду назад из тела позвонка и диск приобретает свою исходную толщину.» Дилетантизм - помноженный на наивность изложения. Справедливости ради надо сказать, что описанный процесс «дегидратации» пульпозного комплекса при стато-динамических нагрузках,  во многих медицинских (печатных и электронных) источниках – носит массовый характер. Вот только технически, этот процесс описывается более или менее грамотно, и не принимает такую гиперболизированную картину, - как у Капанджи.

Но самое интересное состоит в том, что в нормальных физиологических условиях процесс дегидратации с выходом определённого объёма воды за пределы   пульпозного комплекса, - как этот процесс описывает Капанджи и другие авторы,  не может быть осуществлён -  в принципе. Наиболее часто процессы гидратации и дегидратации в пульпозном ядре при силах сжатия, сравнивают: с гидравлическим насосом, гидравлическим амортизатором, гидравлической помпой, гидравлическим прессом. В связи с этим я заметил один интересный парадокс, который состоит в том, что суть содержание вышеперечисленных аналогий – напрямую связан с характеристиками и механической работой различных жидкостей. Но больше всего поражает, что эти авторы и исследователи упорно отказываются от логики механизма распределения пульпозной жидкости при различных нагрузках, согласно законам гидравлики и гидродинамики.  Предлагаемый такими исследователями механизм вытеснения воды за пределы пульпозного комлекса под действием нагрузок – противоречит законам биомеханики и биофизики, а также частным проявлениям этих законов (гидравлика, гидродинамика). Гистологическое, морфологическое и анатомическое устройство межпозвонкового диска, включает иные механизмы функционирования - более универсальные и рациональные. Конечно, я не рассматриваю инволюционные процессы, связанные со старением организма, здесь наблюдается дегидратация диска в целом, а в пульпозном комплексе примерно до 80%. Но этот процесс дегидратации растягивается на многие десятилетия, и во многом носит компенсаторный характер, за счёт увеличения  объёма волокнистых элементов цитокаркаса пульпозного комплекса и других зон диска. Патологическую дегидратацию, связанную с биомеханическими нарушениями  в волокнистом  цитокаркасе пульпозного комплекса, хрящевых пластинок, фиброзного кольца и вследствие этого скапливания пульпозной жидкости на задней границе диска с постепенным формированием грыжевого выпячивания, мы рассматривали в предыдущем подзаголовке.  Если встать на позиции Капанджи и других авторов, то невольно всплывает аналогия с каким-то фантастическим насосом, который осуществляет механизм удаления (фильтрации) воды из пульпозного комплекса при нагрузках, и всасывает её обратно в состоянии покоя. Обратите внимание, что процесс всасывания воды из тела позвонка,  Капанджи описывает через механизм абсорбции (обратный механизм -  реабсорбция). Но это больше характерно для механизма всасывания веществ в желудочно-кишечном  тракте; это обеспечивается огромной площадью пристеночного соприкосновения со средой контакта (процесс пищеварения), и участием в этих процессах огромного количества кровеносных сосудов.   Соответственно, наличие огромного количества грандулоцитов (стенка желудка) и эпителиоцитов (стенка кишечника), создают колоссальную многомембранную систему с химическими и физическими градиентами, которая позволяет многократно усилить процесс диффузии и  соответственно объёмы массопереноса необходимых веществ. По данным Самойлова В.О. (2004): « Масштабы всасывания воды гораздо больше тех, которые определяются количеством жидкости, поступившей в желудочно-кишечный тракт извне. Кроме этой жидкости, туда ежесуточно изливается более 10 л пищеварительных соков, состоящих на 95-99% из воды. Почти вся она снова всасывается в кишечнике». Приведу ещё один пример этого автора из физиологии почек: «Суммарная поверхность всех клубочковых кровеносных капилляров в обеих почках человека достигает 4,5 м. кв.  Через неё ежесуточно  фильтруется примерно  180 л жидкости, что составляет десятую часть массы крови, протекающей по сосудам почек. Средняя скорость клубочковой фильтрации равна 125 мл х мин в минус первой степени. За сутки вся кровь человека очищается в почках 60 раз». Согласитесь,- выглядит довольно фантастично,- но это реальность, причём физиологически и генетически обусловленная.  Межпозвонковый диск и близко не обладает такими колоссальными возможностями к диффузии, но у него есть непревзойдённый механизм упругих сил, который при силах сжатия универсально распределяет полученное давление за счёт сбалансированного смещения слоёв пульпозной жидкости по  внутреннему гидравлическому радиусу диска. Давайте рассмотрим этот реальный механизм « поведения» пульпозной жидкости во время нагружения диска. Действительно, хрящевые замыкательные пластинки представляют собой микропористые упруго-вязкие тела с нелинейными механическими свойствами, имеющие структуру тонковолокнистого хряща - на 70% состоящего из воды. Морфометрические исследования показывают наличие в пластинках – большое количество хондроцитов. Хрящевые пластинки выполняют несколько биохимических функций: перераспределяют нагрузку между коллагеновыми волокнами, предотвращают разрывы между ними, уменьшают трение между ними  при силах сжатия. Одной из главных функций хрящевых пластинок является участие в диффузии веществ между позвонками и пульпозным комплексом, где ведущая роль отводится хондроцитам. Естественно, этому способствует особенности молекулярных компонентов и структурная организация, которые определяют микропористую структуру тканям хрящевых пластинок. Конечно, это не означает, что микропоры хрящевых пластинок имеют диаметр с палец толщиной и соответствующую этому диаметру пропускную способность. Транспорт веществ, в том числе и воды, осуществляется через механизм свободной диффузии путём пассивного или активного ионного обмена между клетками хрящевых пластинок, клетками  и сосудами тел позвонков, клетками пульпозного комплекса и фиброзного кольца. Воде принадлежит важнейшая роль в структурировании компонентов клеточной биомебраны  и волокнистых элементов всех зон диска, поскольку существенным фактором упорядочивания молекул в них – служит межмолекулярное гидрофобное взаимодействие. Внутри мембранных каналов клеток пульпозного комплекса находится свободная вода, молекулы которой образуют сеть. Кроме того молекулы воды образуют гидратные оболочки вокруг полярных групп фосфолипидов на биомембране и коллагеновых белков в межклеточном веществе – такая вода называется связанной. Ведущую роль в этом процессе играют протеогликаны, которые активно синтезируются клетками диска. Они представляют собой сложные комплексы, построенные  из нескольких различных гликозаминогликанов, соединённых ковалентно с одним общим белком  в единую макромолекулу. Протеогликаны несут сильный отрицательный электрический заряд  и могут создавать электрическое поле исключительно высокой напряжённости. Электрический заряд и большое количество гликозаминогликановых цепей расположенных вокруг белкового стержня в макромолекулах протеогликанов, а также  высокая молекулярная масса – являются субстратом присоединения к ним огромного количества воды. Организованные таким образом комплексы протеогликанов с коллагеновыми белками принимают участие в построении волокнистых элементов и тканевых структур диска. При силах сжатия на диск вода не покидает пульпозный комплекс, как это утверждает Капанджи и другие авторы,- невозможно представить, чтобы молекулы воды могли перестроить и разорвать свои водородные связи между собой на поверхности биомембраны клеток, и в межклеточном матриксе с протеогликановыми комплексами. Давайте хотя бы схематично посмотрим, как это выглядит на молекулярном уровне. Молекулы, входящие в состав биополимеров (коллаген, эластин, протеогликаны) образуют многочисленные звенья, расположенные под углом друг к другу. В первой мгновенно-упругой фазе при силах сжатия изменяется ориентация и форма молекул, происходит упругая компановка всех звеньев за счёт уменьшения межатомных расстояний в молекулах и это напрямую связано с  процессом вытеснения воды из областей вокруг сульфатированных и карбоксильных групп протеогликанов. Во второй фазе, когда начинается сдвиг слоёв пульпозной  жидкости, молекулярные звенья начинают активно растягиваться за счёт увеличения межатомных расстояний, этот этап соответствует медленным  вязко-упругим силам. При снятии нагрузки вода возвращается и  встраивается в прежние полипептидные структуры. Все межмолекулярные биомеханические и биохимические  взаимодействия в гидросреде диска протекают подобно единому синхронизированному комплексу. Кроме того, вода участвует в огромном количестве биомеханических реакциях на клеточном и внеклеточном  ультрауровне в пульпозном комплексе. Является основой и объединяющим стержнем всех химических соединений в диске. Даже небольшая потеря воды приведёт к резкому снижению модуля упругости пульпозного комплекса, а это в свою очередь приведёт к десинхронизации во взаимодействии с упругими силами  хрящевых пластинок и фиброзного кольца. Капанджи с помощью мифического насоса спокойно переносит воду из пульпозного комплекса к центру позвонка, но ведь это не просто вода, а многофункциональная дисперсионная система, осуществляющая в режиме реального времени сложные биомеханические процессы  и поддерживающая  гомеостаз в межпозвонковом диске в стационарном состоянии. На самом деле, универсальность механизма гидратации и дегидратации пульпозного комплекса при силах сжатия, заключается в том, что свободная  вода  через многочисленные щелевые каналы,  как клеточные, так и межклеточные, распределяется внутри объёма пульпозной жидкости волокнистого цитокаркаса (2 вязкая фаза деформации сдвига). А связанная вода, которая механически и химически интегрирована в межмолекулярных взаимодействиях и, по сути, являющейся частью волокнистого элемента цитокаркаса пульпозного комплекса,  в период сжатия временно выходит из полипептидных структур. Этот выход воды способствует сближению молекулярных полипептидных звеньев, и силы отталкивания между их отрицательными зарядами противодействуют дальнейшему сжатию волокнистых элементов (1 упругая фаза деформации сжатия). Теперь перенесём эти процессы на макроуровень.  При силах сжатия срабатывает модуль упругости волокнистых элементов хрящевых пластинок и цитокаркаса (1фаза - молекулярная деструктуризация воды).  Затем происходит изменение вертикального объёма волокнистого цитокаркаса пульпозного комплекса за счёт  деформации  сдвига слоёв  пульпозной жидкости (связанной, свободной воды - 2 фаза) по внутреннему гидравлическому радиусу, т.е. происходит плавное и равномерное распределение пульпозной жидкости (связанной, свободной воды) в физиологических пределах увеличения поперечного объёма волокнистого цитокаркаса комплекса. При прекращении осевой нагрузки на диск происходит восстановление вертикального объёма волокнистого цитокаркаса пульпозного комплекса за счёт возвращения пульпозной жидкости (связанной, свободной воды) в свой первоначальный объём (в области клеточного и межмолекулярного взаимодействия). Такой механизм перераспределения гидратационного давления (объёма) в пульпозном комплексе, позволяет в стационарном режиме - функционировать всему комплексу биомеханических и химических процессов и осуществлять нормальное протекание всех физико-химических градиентов в диске.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7

« Назад

Все права защищены 2012
Vita-Vera.ru - Избавление от межпозвонковой грыжи
без операции
Rambler's Top100