Мышцы спины качать: 8 эффективных упражнений для тренировок мышц спины в зале и дома

Спастичность и травма спинного мозга

Что такое спастичность?

Спастичность — это неконтролируемое напряжение или сокращение мышц, характерное для лиц с травмами спинного мозга. Около 65–78% населения с ТСМ имеют некоторую степень спастичности, и это чаще встречается при травмах шейного отдела (шеи), чем грудного отдела (грудной клетки) и поясничного отдела (нижней части спины).

Симптомы и тяжесть спастичности варьируются от человека к человеку и могут включать:

• Внезапное непроизвольное сгибание (сгибание) или разгибание (выпрямление) конечности или подергивание групп мышц, таких как туловище (грудь, спина, брюшной полости), мочевого пузыря или прямой кишки.
• Гиперактивные (сверхактивные) рефлексы, такие как мышечный спазм при легком прикосновении. Жесткие или напряженные мышцы в состоянии покоя, так что их трудно расслабить или растянуть.
• Скованность мышц во время активности, из-за которой вам трудно контролировать свои движения.

Что вызывает спастичность?

Нервы спинного и головного мозга образуют сложную коммуникационную цепь, которая контролирует движения нашего тела. Информация об ощущениях или процессах, таких как прикосновение, движение или растяжение мышц, передается по спинному мозгу в головной мозг. В ответ мозг интерпретирует сигнал и отправляет необходимые команды обратно в спинной мозг, чтобы сообщить вашему телу, как реагировать. Реакция организма, например отдергивание от горячего предмета, является рефлекторной и происходит быстро и автоматически.

После травмы спинного мозга нормальный поток сигналов нарушается, и сообщение не достигает головного мозга. Вместо этого сигналы отправляются обратно к двигательным клеткам спинного мозга и вызывают рефлекторный мышечный спазм. Это может привести к подергиванию, рывку или ригидности мышц.

Любое прикосновение, движение или раздражение могут вызывать и поддерживать спазмы.

Общие триггеры :

• Растяжка мышц.
• Движение рукой или ногой.
• Любое раздражение кожи, такое как натирание, натертости, сыпь, вросшие ногти на ногах или что-либо, что в норме было бы очень горячим или холодным или вызывало бы боль.
• Пролежни.
• Инфекция мочевыводящих путей или полный мочевой пузырь.
• Запор или большой геморрой.
• Перелом или другое повреждение мышц, сухожилий или костей ниже уровня повреждения спинного мозга.
• Плотная одежда, накидки или перевязочные материалы.

Спастичность может раздражать, доставлять неудобства или даже ограничивать вашу способность прожить день.

Каковы преимущества спастичности при ТСМ?

Спастичность не всегда вредна или доставляет неудобства и не всегда требует лечения. Иногда спастичность может помочь при выполнении функциональных действий, таких как стояние или перемещение. Спастичность, из-за которой пальцы сгибаются, может помочь вам хватать предметы. Спастичность также может быть сигналом того, что у вас есть проблема со здоровьем, о которой вы могли бы и не знать, например, инфекция мочевыводящих путей, перелом или пролежень.

Какие проблемы вызывает спастичность?

• Спастичность может быть болезненной.
• Спастичность может привести к потере подвижности суставов (контрактурам).
• Сильные спазмы могут затруднить безопасное вождение или пересадку, а также затруднить правильную посадку в инвалидном кресле.
• Спастичность грудных мышц может затруднить глубокий вдох.
• Сильные спазмы в туловище или ногах могут привести к падению с инвалидной коляски при смене положения, перемещении или езде по неровной поверхности.
• Повторяющиеся мышечные спазмы ночью могут стать причиной плохого сна и усталости в течение дня.
• Спазмы могут вызывать трение, что приводит к повреждению кожи.
• Спастичность может затруднить контроль над движением, поэтому такие действия, как самостоятельное питание, могут быть затруднены.

Лечение спастичности после травмы спинного мозга

Во-первых, придерживайтесь здорового образа жизни и заботьтесь о себе, что поможет вам избежать проблем, которые могут усилить спастичность, таких как инфекции мочевыводящих путей и повреждение кожи. Проверьте, не вызывают ли проблему какие-либо из распространенных триггеров, перечисленных выше.

Физические процедуры

Следующие процедуры помогут сохранить гибкость и, следовательно, уменьшить спастичность и риск постоянной контрактуры суставов:

• Регулярные упражнения на растяжку (диапазон движений) два раза в день помогут сохранить гибкость и временно уменьшить мышечное напряжение .
• Поднятие веса или стояние с поддержкой, например, с использованием стойки или других поддерживающих устройств, поможет растянуть мышцы.
• Шины, корсеты или прогрессивное гипсование в нужное положение обеспечивают непрерывное растяжение мышц, что помогает сохранить гибкость и положение, не вызывающее спазма.
• Осторожное использование горячих или холодных компрессов. При использовании на участках тела, которые имеют частичную чувствительность, часто проверяйте переносимость кожи, так как это может привести к ожогу, если слишком жарко, и к обморожению, если слишком холодно. Избегайте использования горячих компрессов на участках без чувствительности.

Лекарства

Когда физических мер недостаточно для контроля спастичности, могут потребоваться лекарства.

• Пероральные препараты

Если спастичность затрагивает большие участки тела, врач может назначить одно или несколько из следующих лекарств:

• Баклофен
• Бензодиазепины (миорелаксанты), такие как диазепам, клоназепам
• Дантролен
• Тизанидин

Эффективность этих лекарств зависит от каждого человека. Поскольку эти лекарства могут иметь побочные эффекты, такие как усталость или сонливость, слабость, тошнота или иногда низкое кровяное давление, ваш врач должен внимательно следить за вами.

• Блокада нервных или двигательных точек

Если спастичность имеет только часть тела, в мышцы со спастичностью можно вводить анестетики, алкоголь, фенол или нейротоксины (например, штаммы ботулинического токсина). Лекарства редко вызывают широко распространенные побочные эффекты. Однако преимущества инъекций носят временный характер, поэтому инъекции необходимо повторять несколько раз в год. Эти инъекции можно использовать отдельно или в сочетании с пероральными лекарствами от спастичности.

Хирургия

• Интратекальная медикаментозная терапия (также называемая «помпой» или «баклофеновой помпой»)

Интратекальная медикаментозная терапия использует установленную хирургическим путем помпу с питанием от батареи и присоединенный катетер для доставки лекарства непосредственно в спинномозговой канал, вокруг спинного мозга (так называемое «интратекальное» пространство). Наиболее часто применяемым интратекальным препаратом при спастичности является баклофен. Интратекальный баклофен можно использовать в сочетании с другими видами лечения, перечисленными выше. Это лечение, как правило, не рекомендуется до тех пор, пока не будут опробованы другие методы лечения, которые не принесли облегчения, или если пероральные препараты вызывают неприемлемые побочные эффекты.

Преимущества интратекального баклофена:

• Препарат вводится непосредственно вокруг спинного мозга, поэтому требуются более низкие дозы препарата.
• Меньше негативных побочных эффектов, так как препарат не попадает в кровоток.
• Количество и график дозирования препарата в течение дня могут быть точно установлены и скорректированы поставщиком медицинских услуг для удовлетворения потребностей каждого отдельного пациента.
• При необходимости насос можно остановить или снять.

Недостатки интратекального баклофена:

Вам потребуется хирургическое вмешательство для имплантации помпы и катетерной системы. Любая операция сопряжена с рисками, такими как инфекция. Помпа имеет ограниченный срок службы батареи и требует замены каждые 5-7 лет. Вам нужно будет периодически обращаться к своему поставщику медицинских услуг для пополнения помпы (это делается путем инъекции баклофена через кожу в резервуар помпы). Могут возникнуть механические проблемы с устройством, что может привести к передозировке или недостаточной дозе баклофена. По этой причине важно, чтобы вы понимали риски, внимательно следили за собой и регулярно наблюдались у своего поставщика медицинских услуг.

• Другая хирургия

Другие хирургические методы лечения спастичности выполняются гораздо реже, поскольку они необратимы. К ним относятся рассечение участка спинного мозга (миелотомия) или нервных корешков (ризотомия), а также удлинение и транспозиция сухожилия. При необходимости ваш врач обсудит с вами эти хирургические варианты.

Какое лечение лучше для меня?

Обсудите ваши конкретные потребности и варианты лечения с вашим поставщиком медицинских услуг или командой. Возможно, вам придется попробовать различные методы, лекарства или комбинации методов лечения, прежде чем вы почувствуете, что ваша спастичность находится под контролем. Рассмотрите следующие вопросы и обсудите их со своим врачом:

• Каковы цели лечения спастичности?
• Насколько важно, чтобы лечение можно было отменить или остановить?
• Каковы возможные краткосрочные и долгосрочные побочные эффекты каждого вида лечения?
• Существуют ли другие состояния здоровья, которые могут повлиять на выбор лечения?
• Если вы рассматриваете возможность интратекального введения баклофена: сможете ли вы соблюдать требования к поддерживающей терапии? Хорошо ли вы понимаете возможные риски и преимущества?

Какое бы лечение вы ни выбрали, для достижения наилучшего результата вам необходимо будет тесно сотрудничать с лечащим врачом или его командой.

Что со временем происходит со спастичностью?

В целом спастичность со временем становится менее беспокоящей. Возможно, это происходит потому, что люди учатся избегать того, что вызывает спастичность. Изменения, которые естественным образом происходят в организме с возрастом, такие как замедление нервной проводимости, также могут уменьшить спастичность. Однако необъяснимое, внезапное или резкое изменение уровня спастичности иногда может сигнализировать о проблеме, поэтому немедленно сообщите об этом своему лечащему врачу.

Авторство

Спастичность и травма спинного мозга была разработана Марией Р. Рейес, доктором медицины, и Энтони Чиодо, доктором медицины, в сотрудничестве с Центром перевода знаний модельных систем.

Части этого документа были адаптированы из материалов, разработанных Мичиганским университетом и UAB Model Systems.

Источник: Содержание нашей медицинской информации основано на данных исследований, когда они доступны, и представляет собой консенсус экспертного мнения директоров модельной системы SCI.

Заявление об отказе от ответственности: Эта информация не заменяет рекомендации медицинского работника. Вам следует проконсультироваться со своим лечащим врачом относительно конкретных медицинских проблем или лечения.

Выяснение динамических структурных изменений кальциевого насоса — веб-сайт SPring-8

Растущее внимание к ионному насосу

Различные ионы участвуют в биологической активности живых организмов. Ионы Ca ²⁺ вызывают мышечные движения и являются одним из жизненно важных ионов для живых организмов (рис. 1). Ка ²⁺ ионов хранятся в саркоплазматическом ретикулуме вокруг миофибрилл. Мышца сокращается, когда ионы Ca ²⁺ в саркоплазматическом ретикулуме высвобождаются в мышечные клетки. Напротив, ионы Ca ²⁺ необходимо закачивать обратно в саркоплазматический ретикулум, чтобы расслабить мышечные клетки. Мембранный белок, называемый кальциевым насосом, отвечает за откачку ионов Ca ²⁺ .

Для откачки вещества задействуются процессы захвата и высвобождения. Структурные изменения кальциевой помпы, соответствующие захвату и высвобождению, происходят в кальциевой помпе при обратном откачивании Ca ²⁺ ионов. Чикаси Тоёшима, профессор Института молекулярной и клеточной биологии Токийского университета, обнаружил это структурное изменение раньше других исследовательских групп по всему миру. После 20 лет исследований он обнаружил структуру кальциевого насоса в девяти различных состояниях.

Результаты анализа структур кальциевого насоса, выясненных к настоящему времени, были опубликованы в британском научном журнале Nature в 2000, 2002 и 2004 годах. За эту серию достижений профессор Тоёшима был удостоен премии Асахи в 2009 году., который вручается отдельным лицам или группам за их выдающиеся достижения в области науки, искусства и других.

Рис. 1 Механизм сокращения мышц

Мышцы сокращаются, когда ионы Ca ²⁺ высвобождаются из саркоплазматического ретикулума вокруг миофибрилл; напротив, мышцы расслабляются, когда ионы Ca ²⁺ закачиваются обратно в саркоплазматический ретикулум. Кальциевые насосы, встроенные в мембрану саркоплазматического ретикулума, отвечают за процесс обратного откачивания.

Образец, полученный случайно

Первый толчок, положивший начало этому исследованию, датируется 20 годами, когда профессор Тоёшима учился в Великобритании в качестве молодого исследователя. В это время он проанализировал стерическую структуру канального белка ^*1 с помощью электронного микроскопа и разработал методику анализа структуры трубчатых кристаллов. Когда он искал белки, которые можно использовать для проверки общей применимости его метода, исследователь в соседней лаборатории синтезировал трубчатый кристалл кальциевого насоса. Таким образом, анализ стерической структуры кальциевого насоса начался потому, что кальциевый насос является общедоступным белком, способным образовывать трубчатые кристаллы. По мере продвижения исследований он изменил метод анализа с электронной микроскопии на рентгеновскую кристаллографию, чтобы более подробно изучить стерическую структуру белков.

Стандартный метод кристаллизации

Для анализа стерической структуры белков необходимо подготовить кристаллы с размером и однородностью (точность с точки зрения выравнивания), которые подходят для используемого аналитического метода. Однако было невозможно синтезировать кристаллы кальциевого насоса, мембранного белка, встроенного в биологическую мембрану, обычными методами кристаллизации, поскольку кальциевый насос не может сохранять свою структуру после удаления из биологической мембраны. В то время считалось, что кристаллизация белков, встроенных в мембрану, невозможна.

Тем не менее, профессору Тоёшиме удалось кристаллизовать кальциевый насос, встроенный в мембрану. Сначала кальциевые помпы отделяли от биологической мембраны и очищали от нецелевых белков. Затем полученные белки кристаллизовали, постепенно меняя условия раствора. Во время этого процесса он добавил немного липидов. В результате были получены кристаллы, в которых кальциевые насосы встроены в двойную липидную мембрану. Сначала кристалл очень тонкий, состоит из 10 слоев двойной липидной мембраны. Путем изменения условий кристаллизации толщина кристалла была увеличена до уровня, позволяющего проводить анализ кристалла с помощью интенсивного рентгеновского излучения на Весне-8 (рис. 2).

Рис. 2

Планарный кристалл кальциевого насоса (слева), поднятый нейлоновой петлей и быстро замороженный (ширина 300 мкм, толщина 20 мкм). Рентгеновская дифрактограмма (справа) плоского кристалла кальциевого насоса, наблюдаемая с использованием канала BL41XU.

Сохраняющийся интерес

О структуре кальциевого насоса, с которым связаны два иона Ca ²⁺ , сообщалось в 2000 г. как о первом достижении этого исследования (левый верхний угол рис. 3). Структуру определяли с использованием двух линий пучка, BL41XU и BL44B2, SPring-8. Как показано на рисунке, насос имеет два Ca ²⁺ ионов. «Я не смог бы наблюдать эту структуру, не используя лучи на SPring-8», — говорит профессор Тоёшима. Взяв это достижение за основу, он решил тщательно изучить, как ведет себя кальциевый насос.

Вторая структура, о которой сообщалось в 2002 г., представляла собой структуру кальциевого насоса, выбрасывающего два иона Ca ²⁺ (внизу слева на рис. 3). По сравнению с первой структурой три домена ^*2 (A, N, P) сближаются, а четвертая спираль ^*3 (спираль М4) падает, как поршень механического насоса, выталкивая ионы Ca ²⁺ .

В 2004 году профессор Тоёшима разъяснил стерическую структуру кальциевого насоса, с которым связан АТФ ^*4 , источник энергии, используемый для движения мышц. Как видно из структуры, ионы Ca ²⁺ были захвачены АТФ (правая верхняя часть рис. 3). В том же году было сообщено еще о двух стерических структурах промежуточного состояния, что еще больше продвинуло исследования в этой области. Промежуточное состояние представляет собой мгновенное состояние во время цикла реакции, связанного с Ca ²⁺ ионный транспорт. Следовательно, для кристаллизации кальциевых насосов необходим метод стабилизации промежуточного состояния.

«Никто не представлял себе, что два домена поворачиваются на 110° или спираль смещается на 10 Å (ангстрем — одна десятимиллиардная часть метра). Структурные изменения более динамичны, чем мы ожидали, что интригует, и я хочу изучить это более подробно», — говорит профессор Тоёшима. Этот энтузиазм является источником его энергии для решения следующих сложных тем.

Рис. 3 Схема четырех основных состояний кальциевого насоса

Профессор Тойошима в течение длительного периода разъяснял структурные изменения, показанные на рисунке.
Слева внизу: в отсутствие двух ионов Ca ²⁺ три домена (A, N, P) на цитоплазматической стороне сближаются.
Вверху слева: когда два иона Ca ²⁺ связаны, спираль M5 выпрямляется, и три домена в цитоплазме хорошо разделены.
Вверху справа: структура, когда АТФ связана, о чем сообщалось в 2004 г. Два Ca ^{2+ Захвачено} ионов.
Внизу справа: спираль M4 падает, как поршень механического насоса, высвобождая два иона Ca ²⁺ . В результате ионы Ca ²⁺ закачиваются обратно в просвет саркоплазматического ретикулума.

Будущее направление исследований

«Важно не просто прояснить структуру, но понять, что вы можете узнать из структуры. Мой начальник, которого я уважаю, сказал мне: «Природа сложнее, чем думают исследователи физики». Может быть, мой старший сказал так, потому что в физике часто используется упрощение для следования принципу, и я действительно с ним согласен», — говорит профессор Тоёшима. Из такого чувства профессор Тойошима, специализирующийся в области физики, может систематически продолжать свои исследования по выяснению функций кальциевого насоса.

Исследовательская группа в Дании также начала это уникальное исследование примерно в 2004 году, и между связанными исследовательскими группами существует жесткая конкуренция. В Дании был создан научно-исследовательский институт, который специализируется на исследованиях ионных насосов, чтобы расширить поле исследований не только с точки зрения его структуры, но и с точки зрения применения лекарств и лекарств. Исследования кальциевой помпы были активными, потому что есть надежда, что это исследование будет полезным для лечения инфаркта миокарда и рака. При таких обстоятельствах профессор Тойошима сохраняет спокойствие, поскольку считает, что такие передовые исследования не могут быть проведены никем без достаточной подготовки. Он неуклонно готовится исследовать два промежуточных состояния, запускающих работу кальциевого насоса.

Профессор Тойошима решил, что следующей целью исследования будет натриево-калиевый насос, и уже начал исследования. Он уже начал делать некоторые успехи, и этот интервьюер с нетерпением ждет возможности узнать, как он будет интерпретировать структуру и функцию помпы.

Глоссарий

*1　Канальный белок
Канальный белок транспортирует только определенные ионы в биологической мембране и почти не переносит вещества. Ионный насос перекачивает ионы со стороны с низкой концентрацией на сторону с высокой концентрацией, используя энергию АТФ. Напротив, канал служит воротами, которые позволяют потоку ионов со стороны с высокой концентрацией на сторону с низкой концентрацией.

*2　Домен
Домен является частью структуры белка и функционирует коллективно.

*3, спираль
Спираль является частью белковой структуры и образует спираль подобно пружине.

*4　ATP
АТФ — это сокращение от аденозинтрифосфата. Три фосфорные кислоты связаны с аденозином. Энергия высвобождается при разрыве связей фосфорных молекул.

Делаю необходимое сам

　Профессор Тоёшима любит мастерить. Он принес изготовленные вручную модели кальциевого насоса и кальциевого канала из своей лаборатории, чтобы показать интервьюеру.