Последствия травмы: секреты быстрого восстановления

Каждый человек хоть раз в жизни, да получал какую-нибудь травму. Это не зависит от нас, часто это просто воля случая. И главное, в этом самом случае, принять правильное решение по тактике лечения, чтобы эта травма не доставила неприятностей в будущем. Сразу оговорюсь, что речь здесь пойдет не о серьезных повреждениях с нарушением целостности структур, таких как переломы или разрывы связок, а о более легких и часто случающихся травмах.

Какое лечение травмы предлагает современная медицина?

Иммобилизацию поврежденной структуры: не кантовать, не трогать, не нагружать пока не заживет. Реабилитация, массаж, упражнения, физиотерапия — все потом и при необходимости. Это решение в корне неверное. Из-за подобных рекомендаций мы получаем «бонусы» в виде постоянных болей, хронического воспаления, а иногда и потери функции. Поэтому, если брать во внимание молекулярные механизмы иммунного ответа при травме, то нужно действовать с точностью до наоборот. Начинать воздействие на травмированную структуру как можно раньше. А вот почему? Давайте разбираться.

Самые неприятные последствия любой травмы – это воспаление и боль. 

Воспаление

Воспаление – это естественный процесс, защитная реакция организма в ответ на повреждение. После получения травмы нарушается целостность тканей, что приводит к активации иммунной системы. Из поврежденных мембран клеток выделяется арахидоновая кислота. Это сопровождается выбросом медиаторов воспаления, таких как гистамин, серотонин, простагландины, лейкотриены. Иммунные клетки, которые находятся в зоне травмы, начинают секретировать сигнальные молекулы: провоспалительные цитокины, которые приводят к увеличению проницаемости сосудов (Il-1, Il-6, TNF) и хемоаттрактанты (Il-8, Il-17, Il-21), которые привлекают специальные клетки — нейтрофилы.

Нейтрофилы — самая многочисленная фракция лейкоцитов, которые реагируют как на инфекцию, так и на токсины, появляющиеся в организме после повреждения. Они циркулируют в кровяном русле и готовы быстро прибыть к месту «аварии». Их основная задача – не пропустить врага вглубь организма и любой ценой удержать линию обороны до прибытия подмоги. Поэтому нейтрофилы «работают» как могут, порой не очень мягкими методами, начиная с фагоцитоза и до использования активных форм кислорода. Само по себе присутствие нейтрофилов во внеклеточном пространстве не наносит вреда, скорее наоборот, а серьезный урон организму наносит как раз кислородный взрыв. В результате этого процесса вырабатывается большое количество радикалов, которые не только уничтожают патогенов, а еще и повреждают все, что находится рядом, то есть здоровые ткани. Это называется вторичным гипоксическим повреждением, и это самые неприятные последствия травматизации.

Одна группа ученых провела эксперимент. Двум кроликам, контрольному и нейтропеническому (с дефицитом нейторофилов) специально повреждали большеберцовые мышцы. В результате клеточное повреждение у животного с дефицитом нейтрофилов было значительно меньше.

Чем больше тканей повреждается в результате кислородного взрыва, тем больше арахидоновой кислоты выделяется в окружающую среду. А по мере увеличения концентрации арахидоновой кислоты, нейтрофилы будут усиливать силу кислородного взрыва. Вот такой порочный круг. Вот таким образом увеличивается первичное повреждение тканей. Поэтому при травме часто назначаются НПВС — нестероидные противовоспалительные средства: диклофенак или ибупрофен которые снижают последствия высвобождения арахидоновой кислоты, и таким образом, уменьшают хемотаксис нейтрофилов. 

Но действительно ли нейтрофилы так вредны, и их рекрутинг надо блокировать?

Конечно же нет. В природе ничего не бывает просто так, и блокировка какого-либо процесса всех проблем не решает. Активированные нейтрофилы секретируют интерферон-гамма, который является главным хемоаттрактантом для макрофагов.

Макрофаги — крупные иммунные клетки, способные поглощать и уничтожать не только патогенов, но и мертвые или поврежденные клетки организма. В отличие от нейтрофилов, это уже профессиональные «чистильщики». Их задача не убить, а скорее, правильно и чисто утилизировать. Макрофаги подразделяются на два фенотипа — М1 и М2, которые отличаются по функциям и реакциям на различные стимулы.

 М1 макрофаги — провоспалительные. Они способны уничтожать бактерии и вирусы, продуцировать воспалительные цитокины, стимулировать активацию других клеток иммунной системы. Их основная роль заключается в фагоцитозе некротических тканей.

 М2 макрофаги, напротив, характеризуются как противовоспалительные. Способствуют ремоделированию тканей, заживлению ран, уменьшению воспаления и регуляции иммунного ответа. Играют важную роль в поддержании гомеостаза.

М1 и М2 макрофаги происходят из одной клетки — моноцита, который циркулирует в крови. Когда моноцит попадает в ткани, в зависимости от окружающей среды и сигналов, которые получает, он становится или М1 или М2. Когда воспалительный процесс идет полным ходом, макрофаги активизируются в М1 и вступают «в бой», поглощая патогенов и некротизированные клетки. После того, как «битва» завершилась, а воспаление уменьшилось, макрофаги переключаются на режим М2 и начинают «лечить раненых» — выделять специфические факторы роста, которые улучшают регенерацию тканей.

Макрофаги М1 попадают в очаг из сосудистого русла примерно через 24 часа после травмы и резко уменьшаются в количестве примерно через 48 часов, когда их заменяют макрофаги М2. Макрофаги М2 не активируются до тех пор, пока не прекратится процесс фагоцитоза, и все некротические клетки не будут подъедены. 

Нейтрофилы и макрофаги работают сообща. В доказательство этому провели еще один эксперимент. В мышцу нейтропенического кролика ввели змеиный яд. В результате, в отсутствие нейтрофилов, ее восстановление шло гораздо медленнее, чем мышцы с таким же введенным змеиным ядом у контрольного кролика. Такое ослабление регенерации связано с изменением функции макрофагов, что привело к задержке их рекрутирования в поврежденный участок. 

Блокировка метаболитов арахидоновой кислоты НПВС конечно уменьшает воспаление, но при этом нарушает хемотаксис нейтрофилов. Это замедляет процессы регенерации и восстановления. 

Поэтому важно уменьшать кислородный взрыв, при этом не ослабляя хемотаксис нейтрофилов и не препятствуя рекрутингу макрофагов. Такая вот непростая задача. 

Боль

Еще одним неприятным последствием травмы является боль. Причем не острая и относительно кратковременная боль, возникающая в результате повреждения, а боль хроническая, которая еще долго после травмы будет давать о себе знать.  

Молекулярные механизмы боли связаны с повышенной активностью ноцицепторов. Эти рецепторы определяют реакцию на травму и передают сигнал в головной и спинной мозг, где происходит обработка.

Длительная активация ноцицепторов приводит к нейропластическим изменениям в периферической и центральной нервной системе. Именно это влечет за собой развитие хронических болевых синдромов. 

При травме ноцирецепторы постоянно стимулируются провоспалительными цитокинам и метаболитами арахидоновой кислоты. В такой среде происходит изменение порога деполяризации нервных окончаний. А если порог деполяризации снижается, то рецепторы становятся более чувствительными к раздражителям и реагируют даже на слабые болевые стимулы. Происходит сенсибилизация афферентных волокон. Говоря простым языком, увеличение чувствительности к боли и усиление ее восприятия. Кроме этого, во время травмы, миоциты выделяют фактор роста нервов (NGF). Гиперпродукция NGF после сенсибилизации афферентных волокон приводит к росту новых нервных ветвей на периферии и к коллатеральному прорастанию чувствительных нервов в дорсальном роге спинного мозга. Увеличение плотности афферентных волокон всего через неделю после травмы может привести к негативным пластическим изменениям и хронизации боли.

Итак, у нас наметились три основные стратегии модуляции иммунного ответа для уменьшения негативных последствий травмы:

Снижение потенциала сенсибилизации афферентных нервов. Привлечение нейтрофилов с ограничением кислородного взрыва. Содействие ранней смене фенотипа макрофагов на М2.

Как можно достичь этих целей? Использовать потенциал механотрансдукции.

Механотрансдукция

Механотрансдукция – процесс, при котором механическое воздействие на ткань преобразуется в электрические или в химические сигналы, которые передаются через механорецепторы или через активируемые растяжением ионные каналы.

Электрические сигналы передаются в ЦНС. Многие, сами того не зная, используют потенциал механотрансдукции для облегчения болевых ощущений.  Легкие растирания при ушибах — известный с детства прием.  Точно так же, благодаря более длительному и более направленному механическому воздействию на структуру, снижается потенциал сенсибилизации афферентных нервов. Это приводит к уменьшению плотности нервных волокон и, таким образом, предотвращается хронизация боли. 

Химические сигналы предаются внутрь клетки. Они активируют сигнальные пути, которые приводят к изменению экспрессии белков, необходимых для адаптации к условиям окружающей среды.

Про нагрузки, запускающие сигнальные каскады, тоже известно многим. Рост мышц после тренировки — результат усиления интенсивности синтеза мышечных белков.  По такому же принципу, механическое воздействие сразу после травмы, будет ограничивать вторичное гипоксическое повреждение за счет снижения экспрессии белков, приводящих к кислородному взрыву. Это будет адаптацией к той среде, которая формируется благодаря манипуляции с поврежденными тканями.

В эксперименте с кроликами применение одноосевого пассивного растяжения на поврежденной мышце животного, уменьшило количество клеточной инфильтрации и некроза тканей по сравнению с мышцей без воздействия. Такая мышца восстановилась быстрее и гистологически больше походила на здоровую ткань.

Правильно подобранная физическая манипуляция с поврежденной структурой изменяет уровень трех физиологических факторов: снижается потенциал сенсибилизации афферентных нервов; уменьшает силу кислородного взрыва; сохраняет рекрутинг нейтрофилов, что влияет на количество М1 и М2 макрофагов и регенерацию тканей.

Иммуномодулирующие эффекты механического воздействия

Существует определенное сочетание силы, техники и времени, которое создает условия для быстрого восстановления поврежденной структуры.

От силы применяемого механического стимула зависит количество М1 и М2 макрофагов. Здесь важно не переусердствовать, а работать в ритме тканей. Низкая или умеренная нагрузка способствует ранней активации макрофагов М2 и увеличивает их количество, что предполагает более благоприятные условия для восстановления и регенерации.

От техники применения манипуляции будет зависеть весь основной успех мероприятия, поскольку при различных движениях будут активироваться различные клеточные сигнальные пути. Здесь важно выбрать правильный вектор. Отрицательные деформации при осевом сжатии приводят к компенсаторным положительным деформациям. Говоря простым языком, введение в компрессию структуры с одной стороны вызывает удлинение с другой. Это усиливает кровообращение и лимфоток в зоне травмы. А значит улучшится питание и вывод метаболитов, снизится отек.  А если нагрузка будет приложена под углом, то включатся другие механизмы. Из-за бокового движения жидкости, против плоскости ориентации мышечных волокон, мышца становится более жесткой и отек, наоборот, увеличится. Поэтому манипуляции должны быть продуманы, а лучше всего, проведены профессионалами. Многие массажисты и уж точно все остеопаты про это знают. Есть много техник, специально предназначенных для отработки травм.

От времени начала воздействия будет зависеть величина вторичного гипоксического поражения. Чем раньше отработана травма, тем меньше тканей будет повреждено, со всеми вытекающими из этого последствиями. Это существенно снизит вероятность получить побочные эффекты в виде хронических болей и потери функции.

Не тяните, сразу обращайтесь за помощью. Это намного эффективнее, чем ждать последующей реабилитации и долгого-долгого восстановления тканей. 

Всем здоровья и поменьше травм!

P.S. Для связи в случае необходимости, контакты в первом комментарии.