Вообще, предполагается, что стволовые клетки крайне необходимы организму только в период активного формирования. Ведь взрослые ткани растут и обновляются путем деления их собственных клеток, и сторонние клетки им для этого не требуются. Это значит, что содержащиеся в костном мозге взрослого человека клетки такого типа в основном просто имеются - обычно они не применяются в нем ни по какому назначению. Тем не менее уже известно, что даже взрослый организм может задействовать их как резерв в случае массированных травм или повреждений самого костного мозга. Словом, как источник восстановления тканей, которые заменить необходимо, но сами по себе они не "заменятся" либо в силу возраста, либо в силу слишком серьезных повреждений.
В случае если стволовые клетки вызрели в костном мозге, но не были использованы по назначению, они гибнут в обычном порядке. Впрочем, существуют и исключения из этого правила. Так, с открытием стволовых клеток онкология получила возможность пересмотреть теорию происхождения такого вида злокачественной опухоли, как тератома. Тератома - это вид рака, способный возникнуть в любом органе. Такая опухоль часто непривычно велика - ведь в большинстве случаев рак не достигает и 2 см в диаметре. А тератомы могут свободно достигать и 7 см, и более. Но самым удивительным и непонятным в тератомах для онкологов всегда было их содержимое. Дело в том, что при иссечении уже извлеченных из организма опухолей этого типа внутри них можно было обнаружить самые неожиданные формации. Например, клочья волос вместе с луковицами, миниатюрные копии глаза, кисти, ступни, ногти и других органов тела…
Долгое время онкологии оставалось лишь предполагать, что тератома характерна для людей, у которых предполагался близнец. То есть второй зародыш - брат или сестра, который в их случае был зачат вместе с ними, но так и не сформировался как отдельный организм. Возможно, из-за каких-то проблем со здоровьем матери, дефектов анатомии или других стандартных для двойной беременности "неполадок".
Считалось, что еще во внутриутробном развитии организм человека с тератомой просто поглотил посторонние ткани - собственного близнеца. И с течением времени чужеродные клетки подверглись злокачественному перерождению. С открытием стволовых клеток стало совершенно очевидно, что нечто подобное может произойти уже во взрослой жизни. Например, когда способные превратиться в любую ткань клетки оказываются не там, где им положено. Или выполняют в тканях, где они очутились, не ту "программу", какую следовало.
Суставы и сочленения
Суставом называется естественное, подвижное соединение костей друг с другом. А сочленение - это тоже соединение костей, только почти неподвижное - с сильно ограниченной, хотя существующей подвижностью. Например, суставом является колено и локоть. А сочленением - швы между костями черепной коробки, места, где отдельные ребра соединяются в единое образование грудной клетки. Согласимся, что к движению у нас способна и грудная клетка (расширяется на вдохе и сужается на выдохе), и колено. Однако степень, в которой их кости могут сместиться относительно друг друга, разнится. А, скажем, те же кости черепа способны к движению в еще меньшей степени. Нам они вообще кажутся неподвижными. Однако если мы заболеем гидроцефалией (скопление спинномозговой жидкости в полости черепа), мы убедимся, что они способны разойтись в стороны, немного увеличив объем черепной коробки.
Суставы - формация постоянная, имеющаяся у всех людей, всегда в одних и тех же местах. Такие явления, как лишний сустав (врожденная аномалия) или ложный сустав (заросший хрящом перелом кости), нормой не считаются и не являются. Хотя встречаются и они - относительно редко, в качестве исключения из правил. Впрочем, исключения есть из любого правила. Обычно такие лишние с анатомической точки зрения элементы опорно-двигательного аппарата недоразвиты или функциональны лишь частично. В подавляющем большинстве случаев, после их хирургического устранения или коррекции жизнь пациента улучшается во всех отношениях.
Суставов в нашем теле больше, чем сочленений, но этот перевес не так уж и велик. Во всяком случае, нам следует запомнить, что движение сустава предполагается как бы ограниченно - свободное. То есть амплитуда смещения его костей относительно друг друга широка, но ограничена формой торцов костей. А также эластичностью всех тканей, которые соединяют эти кости друг с другом. В их числе находятся сухожилия, связки и мышцы. Некоторые суставы включают и дополнительные ограничители подвижности. Например, в коленном суставе его фронтальную устойчивость (невозможность согнуться назад, как у животных) обеспечивает коленная чашечка.
Обычно, мы не испытываем серьезных проблем с сочленениями. Они мало подвижны, потому не изнашиваются и редко травмируются - начиная от жестко соединенных костей черепа и заканчивая ребрами. Но это - смотря где расположено сочленение. Ведь, положим, в тазу тоже имеются сочленения из костей, соединенных только хрящом. А их травмы, в отличие от костей грудины или ключиц, встречаются часто. И все же в основном мы испытываем проблемы с частями скелета, выдерживающими в течение жизни наибольшие нагрузки - несущие большую часть веса нашего тела. В частности, с позвоночником и костями, составляющими ноги - от таза до стоп.
Итак, в некоторых местах хрящ составляет гибкую прослойку между костями, одновременно соединяя их друг с другом. А кое-где его прослойка покрывает торец каждой кости, однако соединение здесь образуется не за счет хряща. В таких суставах сам хрящ кости от трения друг о друга не предохранит. Точнее, предохранит, но если покрытые хрящом торцы и впрямь начнут тереться друг о друга, "жить" той прослойке останется не более двух-трех месяцев. При всем уважении к эластичности хряща, на прямое трение он рассчитан плохо. А его долгое и исправное функционирование в суставах колен, пальцев, локтей и пр. объясняется тем, что в синовиальных суставах (так называются суставы этого типа) кости друг с другом и не соприкасаются.
В суставе, рассчитанном на большую амплитуду движения, кости отделяет друг от друга небольшой зазор - расстояние, необходимое для того, чтобы избежать трещин костей даже при очень широких движениях. Заполнен этот зазор суставной жидкостью - в сущности, таким же ликвором, что и в черепной коробке или в спинномозговом стволе. Правда, суставная жидкость содержит гораздо больше белков и телец иммунитета.
Суставная жидкость обычно не вытекает в окружающие ткани потому, что она "налита" не просто между костями, а в пределах суставной сумки - своеобразного мешочка из соединительной ткани, окружающего все ткани сустава. Наверняка мы имели случай пронаблюдать, что происходит при разрыве стенки суставной сумки в момент травмы - сплющивания костей при ударе. Это хорошо видно на примере пальцев рук людей, которые часто участвуют в драках или кулачных боях. Костяшки кулака (первые суставы пальцев) у них всегда выглядят необычно большими, опухшими. При прощупывании с боков от "шишечек" их костей можно обнаружить довольно твердые новообразования - словно и впрямь опухоли.
Это и есть места разрывов суставной сумки - результат вытекания суставной жидкости в пространство между окружающими тканями. Через некоторое время после появления они бесследно рассасываются, а целостность сумки восстанавливается. Постепенно восстанавливается и объем суставной жидкости в ней. Однако слишком частые и длительные травмы такого рода со временем приводят к увеличению проницаемости стенок сумки. Она начинает хуже удерживать суставную жидкость, охотнее рваться при новой травме. В результате кости сустава, наиболее подверженного таким травмам, начинают сближаться. По мере исчезновения зазора между ними наступает период сперва трения хрящей друг о друга, затем - разрушения хряща.
Как уже было сказано, рост новых хрящевых клеток инициирует костный мозг. В качестве незаменимой ткани и кости, и всего тела он имеет, так сказать, право на самозащиту от повреждений. Однако хрящ - это ткань, которая обладает своими уникальными свойствами. Она очень эластична - легко сжимается и столь же легко восстанавливает прежний объем после сжатия. Столь необычная (для других тканей она нехарактерна) упругость хряща обеспечивается высоким содержанием в его тканях молекул коллагена и эластина - двух главных белков "упругости" в организме.
Содержание эластина и коллагена в любых тканях тела делает их растяжимыми, но способными без потерь структуры тотчас возвращать исходную форму. Прослойка коллагена обеспечивает молодость кровеносным сосудам, коже и ряду других тканей, включая, помимо хряща, еще и волокна сухожилий, а также связок. Коллаген и эластин в костном мозге не содержатся и им не вырабатываются - он синтезирует лишь новые клетки хряща. А для того, чтобы все эластичные ткани сустава регулярно получали их в достаточном количестве, он постоянно содержится и обновляется именно в суставной жидкости.
Таким образом, роль суставной жидкости в работе сустава не стоит недооценивать. Во-первых, ее постоянное давление мешает сближению костей под давлением веса - скажем, веса тела, которое на эти кости опирается. Не следует забывать: хрящевой и связочный аппарат мешает непосредственному трению торцов кости друг о друга и удерживает кости всегда в одном и том же положении относительно друг друга. Он также обеспечивает их движение в определенной амплитуде по отношению друг к другу. Но в суставе нет никаких иных (кроме суставной жидкости) конструкций, способных помешать костям буквально сплющиться, налетев друг на друга при прыжке или рывковом подъеме веса.
Во-вторых, суставная жидкость постоянно снабжает все эластичные части сустава необходимыми им белками и другими питательными веществами. Больше им взяться было бы неоткуда, поскольку как хрящ, так и любые схожие с ним волокна лишены сетки кровеносных сосудов. Это естественно, ведь кровеносные сосуды в ткани, созданной для амортизации динамических нагрузок, рвались бы постоянно, давая им не столько питание, сколько обширные гематомы…
В-третьих, не секрет, что хрящи и сухожилия нормально функционируют только при достаточном содержании в них жидкости - влаги. Сами по себе они быстро высыхают и сокращаются, утрачивая способность к растяжению - сжатию. Хрящевая и сухожильная ткань постоянно содержит большое количество воды. При сжатии эта вода выдавливается из ее волокон, и они упруго сжимаются. При распрямлении они активно впитывают воду, восстанавливая полноту своей структуры. Оттого они всегда должны иметь возможность взять из окружающих тканей достаточное количество жидкости. В частности, именно общее обезвоживание тканей тела при старении и запускает в основном дегенерацию не только суставов, но и многих сочленений - тазовых, реберных, позвоночных и пр.
Мышцы
Они окружают каждый сустав с нескольких, но не всех, сторон. Согласимся, что там, куда постоянно сгибается сустав, мышечных волокон нет - они бы лишь мешали движению костей. Наша тема сегодня - кости и все проблемы, которые могут быть с ними связаны. С этой точки зрения мышцы могут показаться здесь темой лишней - посторонней и не имеющей к вопросу прямого отношения. В действительности это не совсем так.
Мы уже видели выше, что кости сами по себе и различные их соединения выглядят достаточно самостоятельными единицами. В том смысле, что в пределах каждой кости или сочленения, как кажется, имеется все необходимое для их исправного функционирования и обновления. Однако напомним: мы называем данный аппарат опорно-двигательным, а не только опорным. А между тем сами собой суставы не движутся. Без мышц их можно сместить только внешним усилием - руками. Они способны двигаться, но по собственному, так сказать, почину они этого не сделают.
Оттого будем считать, что если в пределах суставов имеется все для обеспечения возможности движения, то мышцы - это тот единственный двигатель, который способен заставить их сделать движение. Кроме того, мышцы отвечают за точность и слаженность работы отдельных суставов при осуществлении сложных движений. Например, к таковым относятся почти все работы, осуществляемые кистями и пальцами рук. И они же обеспечивают их способность застывать в определенной точке амплитуды на необходимое время.
И потом, есть еще один момент. Заключается он в том, что в теле любого живого существа есть ряд систем, общих для всех органов и тканей без исключения. Допустим, из их числа нервная, кровеносная и лимфатическая системы. А также система водно-солевого обмена, от исправности работы которой зависит состояние суставных сумок и ликвора в них. Мы сказали, что костный мозг всегда снабжается кровью обильно, самым активным образом. И что связано это с его функцией синтеза всех основных телец крови. Однако совершенно очевидно, что на большей части своего пути кровеносные сосуды проходят внутри мышечных, а не костных тканей. И входят внутрь кости они как раз из мышц.
Для нас это означает, что без здорового, нормального состояния мышечных волокон в прилегающих к суставу областях нам нечего и мечтать о качественном снабжении костного мозга кровью. Ведь если какой-то участок мышцы зажмет спазмом, вместе с ее волокном окажутся сжаты и сосуды. Кровоток на данном участке заметно пострадает. И хотя часть крови в кость все же попадет (к счастью, для нее почти всегда найдется обходной путь), бесполезно отрицать, что в целом эта система заметно пострадает. Локально, без существенных последствий для жизнедеятельности всего тела, но тем не менее.
Плюс, не следует забывать, что именно исправная работа хорошо развитых мышц обеспечивает значительную часть устойчивости сустава при каждом движении. С одной стороны, его конструкция создана для обеспечения той же самой устойчивости. Ведь система сухожилий и связок ограничивает амплитуду смещения костей как раз до тех точек, после прохождения которых кости вовсе разойдутся в стороны. С другой - несложно заметить, что при динамических нагрузках суставы подвергаются более серьезным, более частым травмам, чем мышцы. Вывих можно получить и при просто слишком широком взмахе рукой. А разрыв мышцы - только при подъеме очень тяжелого предмета. Да еще, желательно, в неудобном для таких упражнений положении рабочей конечности.
Разница между одной и другой ситуацией в том, что в первом случае мы почти не прилагаем мышечного усилия - разве что, чтобы сделать сам взмах. Отсюда и основной удар, приходящийся на сустав. Во втором же на сустав падает лишь часть нагрузки - очень небольшая. Остальное пытается осуществить мышца. Потому сустав здесь пострадает лишь во вторую очередь - после отказа мышцы.
Отсюда и закономерность: суставы, которые из-за недоразвития мышц вынуждены выполнять всю работу в одиночку, стареют и разрушаются быстрее суставов, окруженных развитыми, крепкими мышцами в хорошем тонусе. Во-первых, потому, что снабжение таких суставов - "везунчиков" питательными веществами и кровью проходит всегда стабильнее, без перебоев. Во-вторых, потому, что очень многое из того, на что способны и они, за них выполняют тоже созданные специально для высоких нагрузок мышцы.
Как видим, мы только что, считай, нашли ответ на заданный в самом начале вопрос. А именно, почему растущая малоподвижность человечества вместо улучшения ситуации по заболеваниям опорно-двигательного аппарата приводит, наоборот, к ее резкому ухудшению. Все оказалось довольно просто: кости не могу существовать в отрыве от остального организма. Они были бы автономны, если бы их система кровоснабжения не зависела от состояния тканей, через которые она проходит, прежде чем войти в костный мозг на торце каждой кости. И разумеется, если бы костный мозг создавал кровяные тельца только для себя, а не для всего тела в целом.
Кровь поставляет костям кальций, фосфор, фтор и массу других веществ, без которых они никак не обойдутся. Взамен она забирает из них красные и белые тельца, а также часть продуктов распада. Впрочем, надо отдать должное костям, как раз последних они при работе почти не образуют. Не образуют потому, что в их клетках не проходят многие обменные реакции, нормальные для клеток любого другого типа.
Так или иначе, кровь попадает в костный мозг не из ниоткуда, а из остальных тканей организма - со всеми ее полезными и бесполезными для костей элементами. А качество, скорость и другие особенности работы кровеносной системы с работой костей не связаны. Зато они напрямую связаны с состоянием и поведением всех мышц тела - просто потому, что мышцы составляют большую часть тканей тела. А значит, большая часть пути кровеносных сосудов пролегает именно через мышечные волокна.
Проблемы костей и суставов: какие и почему?
Прежде чем говорить о конкретных заболеваниях, их профилактике и лечении, нужно разобраться вот с этими непонятными, проходящими самостоятельно явлениями - хрустами, тупыми и острыми, спонтанными или постоянными болями, ограничением подвижности и пр.
Общеизвестно, что довольно долгое время они возникают и исчезают сами, безо всяких причин и лечения. Эти явления патологией не назовешь: врач утверждает, что мы здоровы, да и мы сами вынуждены с ним согласиться. Однако и здоровыми мы себя с началом этих явлений уже не чувствуем. Потому что некоторые из таких эпизодов подозрительно похожи на то, что мы иногда наблюдаем у старших членов семьи. Словом, нам бы и радоваться, что пока наша молодость берет свое - да еще так легко и быстро. Да только наблюдаемая перспектива радоваться не дает: ведь если эти симптомы служат началом, то конец нам уже известен. И бездействие врача, его оптимистическое "Вы же еще так молоды!" вдруг начинает одновременно и пугать, и безумно раздражать…