Vẹo cột sống như một thái độ tự nhiên - Vẹo cột sống vô căn: khái niệm cũ và mới, trường hợp lâm sàng

Biên tập bởi Tiến sĩ Giovanni Chetta

Từ hóa sinh đến cơ sinh học

Người ta không thể nghĩ về sự hiểu biết, ít nhất là một phần, vấn đề scoliotic (và tư thế) mà không có kiến thức đầy đủ về cơ sinh học của con người và do đó, người ta không thể hiểu cơ sinh học nếu không thông qua hóa sinh, vật lý và toán học.

Ma trận ngoài tế bào (MEC)

Mô tả, mặc dù những gì chúng ta biết ngày nay ít ỏi, về ECM (chất nền ngoại bào) là điều cần thiết để hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của những thay đổi trong cột sống và tư thế đối với sức khỏe.
Mỗi tế bào, giống như mọi sinh vật sống đa bào, cần phải "cảm nhận" và tương tác với môi trường của nó để thực hiện các chức năng quan trọng và tồn tại. Trong một sinh vật đa bào, các tế bào phải phối hợp các hành vi khác nhau như trong một cộng đồng người.

Trên thực tế, ở các sinh vật đa bào, tế bào sử dụng hàng trăm phân tử ngoại bào (protein, peptit, axit amin, nucleotit, steroid, dẫn xuất của axit béo, chất khí trong dung dịch, v.v.) để liên tục gửi thông điệp, cả gần và xa. Trong mọi sinh vật đa bào, mỗi tế bào do đó tiếp xúc với hàng trăm phân tử tín hiệu khác nhau hiện diện bên trong và bên ngoài, liên kết với bề mặt của nó và tự do hoặc liên kết trong ECM. Tế bào tiếp xúc với môi trường bên ngoài rất phức tạp qua bề mặt của chúng, màng sinh chất, qua nhiều vùng chuyên biệt (từ vài chục đến hơn 100.000 cho mỗi tế bào). Các thụ thể màng khác nhau nhạy cảm với nhiều tín hiệu đến cả từ bên trong và từ ECM và có thể nhận biết và liên kết một phân tử tín hiệu (ví dụ chất dẫn truyền thần kinh), để kích hoạt các phản ứng cụ thể bên trong tế bào: bài tiết, phân chia tế bào, phản ứng miễn dịch, v.v. (Gennis, 1989).

ECM thường được mô tả là bao gồm một số lớp phân tử sinh học lớn:

Protein cấu trúc (collagen và elastin)
Các protein chuyên biệt (fibrillin, fibronectin, laminin, v.v.)
Proteoglycans (aggrecans, syndecans) và glusaminoglycans (hyaluronans, chondroitin sulphates, heparan sulphates, v.v.)

Trong số các protein cấu trúc, tôi collagen tạo thành họ glycoprotein đại diện nhất trong giới động vật. Chúng là những protein có mặt nhiều nhất trong ECM (nhưng không phải là quan trọng nhất) và là thành phần cơ bản của các mô liên kết thích hợp (sụn, xương, cân, gân, dây chằng).
Collagens chủ yếu được tổng hợp bởi các nguyên bào sợi nhưng các tế bào biểu mô cũng có thể tổng hợp chúng.
Các sợi collagen liên tục tương tác với một lượng lớn các phân tử khác của ECM tạo thành một liên tục sinh học cơ bản cho sự sống của tế bào. Các collagens liên kết trong các sợi chiếm một vai trò chủ yếu trong việc hình thành và duy trì các cấu trúc có khả năng chống lại lực căng. Collagen không đàn hồi được sản xuất và tái chuyển hóa như một chức năng của tải trọng cơ học và đặc tính đàn hồi của nó có tác động lớn đến tư thế của đàn ông.
Các sợi collagen nhờ lớp phủ PG / GAG (proteoglycans / glucosaminoglycans) có đặc tính cảm biến sinh học và dẫn sinh học. Trên thực tế, chúng ta biết rằng bất kỳ lực cơ học nào có khả năng tạo ra biến dạng cấu trúc đều gây căng thẳng cho các liên kết giữa các phân tử tạo ra một dòng điện nhỏ, đó là dòng áp điện (Athenstaedt, 1969). Do đó, mạng lưới collagen ba chiều và phổ biến cũng có đặc tính đặc biệt là dẫn tín hiệu điện sinh học trong không gian ba chiều, dựa trên sự sắp xếp tương đối giữa các sợi collagen và tế bào, theo hướng hướng tâm (từ ECM đến các tế bào) hoặc ngược lại. ngược lại hiệu quả.
Tất cả điều này đại diện cho một hệ thống liên lạc tế bào MEC theo thời gian thực và các tín hiệu sinh học điện từ như vậy có thể dẫn đến những thay đổi sinh hóa quan trọng, ví dụ, trong trường hợp "tế bào hủy xương không thể" tiêu hóa "xương tích điện áp điện (Oschman, 2000).
Cuối cùng, cần nhấn mạnh rằng tế bào, không có gì đáng ngạc nhiên, sản xuất liên tục và tiêu tốn đáng kể năng lượng (khoảng 70%) vật chất mà nhất thiết phải được thải ra ngoài thông qua việc lưu trữ độc quyền protocollagen (tiền chất sinh học của collagen) trong các túi cụ thể ( Albergati, 2004).

Phần lớn các mô của động vật có xương sống đòi hỏi sự hiện diện đồng thời của hai đặc điểm quan trọng: sức mạnh và tính đàn hồi. Một mạng lưới thực sự của sợi đàn hồi, nằm bên trong ECM của các mô này, cho phép trở lại điều kiện ban đầu sau khi bị va chạm mạnh. Các sợi đàn hồi có thể tăng khả năng mở rộng của một cơ quan hoặc một phần của nó ít nhất năm lần. Các sợi collagen dài, không đàn hồi nằm xen kẽ giữa các sợi đàn hồi với nhiệm vụ chính xác là hạn chế "sự biến dạng quá mức do lực kéo của các mô." Elastin đại diện cho thành phần chính của sợi đàn hồi và được tìm thấy với số lượng đặc biệt dồi dào trong các mạch máu có đặc tính đàn hồi ( chiếm hơn 50% tổng trọng lượng khô của động mạch chủ), trong dây chằng, phổi và da. Tế bào cơ trơn và nguyên bào sợi là những nhà sản xuất chính của tiền chất của nó, tropoelastin.

ECM chứa một số lượng lớn (và vẫn chưa được xác định rõ) các protein không phải collagen chuyên biệt thường có các vị trí liên kết cụ thể đối với các phân tử ECM khác và các thụ thể bề mặt tế bào. Bằng cách này, mọi thành phần đơn lẻ của các protein này hoạt động như một "bộ khuếch đại" các liên hệ, cả giữa các phân tử tương tự và khác nhau, tạo ra một mạng lưới sinh hóa vô hạn có khả năng tạo ra, điều chỉnh, thay đổi và lan truyền ngay cả ở khoảng cách hàng triệu triệu thông tin sinh hóa. (và năng lượng).
Một "protein chuyên biệt quan trọng của chất nền ngoại bào là fibronectin, glycoprotein trọng lượng phân tử cao được tìm thấy trong tất cả các động vật có xương sống.Fibronectin dường như có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào, sự kết dính giữa các tế bào và với ECM, sự di chuyển của tế bào theo những cách khác nhau (tế bào có thể di chuyển đến 5 cm mỗi ngày - Albergati, 2004) v.v ... Dạng đồng dạng được biết đến nhiều nhất, loại III, liên kết với các tích phân . Loại thứ hai là một họ các protein xuyên màng hoạt động như các cơ quan thụ cảm cơ học: chúng truyền tải, chọn lọc và theo cách có thể điều chỉnh, các chuyển động cơ học và đẩy từ ECM bên trong tế bào và ngược lại, gây ra một loạt phản ứng trong tế bào chất liên quan đến tế bào xương và các protein khác mà chúng điều chỉnh sự kết dính, tăng trưởng và di chuyển của tế bào (Hynes, 2002).

Glucosaminoglycans (GAGS) và proteoglycans (PGs) tạo thành một chất giống như gel ngậm nước cao được xác định trong các mô liên kết, trong đó các protein dạng sợi được chứa và xếp chồng lên nhau. Dạng gel polysaccharide này một mặt có thể cho phép ECM chống lại các lực nén đáng kể và mặt khác cho phép sự khuếch tán nhanh chóng, liên tục và có chọn lọc các chất dinh dưỡng, chất chuyển hóa và hormone giữa máu và các mô.
Các chuỗi polysaccharide của glucosaminoglycan về mặt thể tích quá cứng để có thể gấp lại bên trong cấu trúc hình cầu đặc trưng của chuỗi polypeptide, ngoài ra chúng rất ưa nước. Vì những lý do này (và có thể cả những người khác mà chúng ta chưa biết) các GAG có xu hướng giả định các cấu trúc cực kỳ mở rộng. chiếm một thể tích lớn so với khối lượng của chúng và do đó tạo thành một lượng gel đáng kể ngay cả ở nồng độ thấp. trong số này, Na + đóng vai trò chủ yếu, tạo ra toàn bộ khả năng thẩm thấu và giữ một lượng nước khổng lồ trong ECM. Bằng cách này, các lực phồng lên (biến dạng) được tạo ra cho phép ECM chống lại các lực nén thậm chí quan trọng (ví dụ như nhờ điều này, sụn của hông, trong các điều kiện sinh lý, có thể chống lại một cách hoàn hảo áp suất vài trăm atm).
Bên trong mô liên kết, các GAG chiếm ít hơn 10-12% trọng lượng toàn cầu, tuy nhiên, nhờ đặc tính của chúng, chúng lấp đầy nhiều không gian ngoại bào tạo thành các lỗ gel ngậm nước có kích thước và mật độ điện tích khác nhau, do đó hoạt động như một cách chọn lọc các điểm chính hoặc "máy chủ" mà thông qua đó lưu lượng của các phân tử và tế bào bên trong MEC được điều chỉnh, dựa trên kích thước, trọng lượng và điện tích của chúng.
Axit hyaluronic (hyaluronan, hyaluronate) có lẽ là đơn giản nhất trong số các GAG. Dữ liệu thực nghiệm và sinh học phân tử xác nhận rằng nó đóng một vai trò cơ bản ở cấp độ xương và khớp liên quan đến khả năng chống lại áp lực đáng kể lấp đầy các khoảng trống trong ECM trong quá trình phát triển phôi thai : nó tạo ra không gian trống giữa các ô mà chúng sẽ di chuyển vào trong các giai đoạn sau (Albergati, 2004).
Không phải tất cả PG đều được tiết ra bởi ECM, một số là thành phần không thể thiếu của màng huyết tương (Alberts, 2002).

Do đó, Ma trận ngoài tế bào có thể được coi là một mạng lưới rất phức tạp, trong đó các protein, PGS và GAG cung cấp vô số chức năng bao gồm cả những chức năng hỗ trợ cấu trúc và điều hòa mọi hoạt động của mô và hữu cơ. Cân bằng nội môi tế bào toàn cầu nên được coi là một phức hợp các cơ chế có thể bắt nguồn và phát triển bên trong tế bào hoặc bên ngoài trong ECM; trong trường hợp thứ hai, tế bào có thể đại diện cho mục tiêu trung gian hoặc mục tiêu cuối cùng. Các thành phần ngoại bào, ngoài việc đại diện cho các cấu trúc hỗ trợ vật lý cho giàn giáo tế bào, còn đóng vai trò như các vị trí thực sự để bắt đầu, phát triển và kết thúc các quá trình quan trọng liên quan đến cả môi trường nội bào và các cơ quan và hệ thống. Chúng ta đang phải đối mặt với một mạng lưới sinh hóa vô hạn có khả năng tạo ra, điều chỉnh, thay đổi và lan truyền, ngay cả ở khoảng cách xa, hàng triệu triệu thông tin.
Mỗi tế bào của cơ thể liên tục tương tác với ECM, cả dưới các khía cạnh cơ học và hóa học và năng lượng, với những tác động "ấn tượng" đến kiến trúc tĩnh và động của các mô. Theo P. A. Bacci, ma trận kẽ thực sự đại diện cho mẹ của các phản ứng quan trọng, nơi mà trước hết, sự trao đổi giữa vật chất và năng lượng diễn ra. Tất cả các mô được kết nối và tích hợp chức năng với nhau không phải trong các hệ thống đóng mà là mở; trao đổi liên tục diễn ra giữa chúng, có thể diễn ra cả cục bộ và hệ thống, khai thác các thông điệp sinh hóa, lý sinh và điện từ, tức là sử dụng các dạng năng lượng khác nhau.
Như F. G. Albergati khẳng định, tế bào và chất nền ngoại bào đại diện cho hai thế giới rõ ràng riêng biệt mà nhất thiết trong suốt cuộc đời phải tương tác tại mọi thời điểm để hoạt động một cách chính xác và hiệp đồng. Điều này đòi hỏi một chuỗi tín hiệu đặc biệt, theo sau là một chuỗi các hoạt động sinh học-phân tử không kém phần đáng kinh ngạc.