Причины развития мышечной дистонии

Работа мышцы в норме

Чтобы понять, что происходит с мышцами при дистонии, разберемся сначала с тем, как они работают в норме. 

Скелетные мышцы - это пучки волокон, которые крепятся к костям при помощи сухожилий. Чтобы обеспечивать питание этих волокон, к ним подходят капилляры, чтобы управлять работой волокон — нервные окончания.

Каждая мышечная клетка возбуждается отдельным двигательным нейроном, тело которого расположено в головном или спинном мозге, а концевая часть имеет множество ответвлений. Поэтому один нейрон может возбуждать несколько тысяч мышечных волокон. Нерв и обслуживаемые им мышечные волокна образуют двигательную единицу, все мышечные волокна в этой единице работают синхронно.  

24f98798fe80d45218c63c29f7faf737a17a21b9.png

По команде из мозга нерв возбуждается и посылает сигнал мышце. Пробегающий по мышечным волокнам ток сжимает их. Повторные сигналы удерживают мышцу сокращенном состоянии. Когда сигнал перестает поступать, мышца расслабляется.

Это всё происходит в норме. К сожалению, по разным причинам, а иногда и вообще без явных причин, нормальная работа мышц может нарушаться. Например, проблемы мозгового кровообращения (инсульты) приводят к гибели нейронов, и тогда сигнал перестает поступать в мышцы, делая невозможным их сокращение. Или другой пример: недостаток некоторых веществ в организме может приводить к болезненным эпизодам избыточного тонуса (сведенные мышцы). Один из распространенных видов двигательных нарушений — мышечная дистония. 

Существует множество различных объяснений того, как возникает дистония, однако всё это — лишь в разной степени обоснованные предположения. Каждое имеет теоретические основания и экспериментальные подтверждения, но полной уверенности, что всё происходит именно так у ученых пока нет. Окончательной и полной картины современная наука представить не может. Рассмотрим наиболее убедительные предположения. 

b2f097cc2227beae9006a45a6bd49dd58005e86a.jpg

Роль базальных ганглиев

Наиболее проработанной сегодня является гипотеза о роли в развитии мышечной дистонии базальных ганглиев (базальных ядер). Базальные ганглии — это скопления серого вещества, расположенные внутри белого вещества, над стволом мозга, на границе лобных долей. Анатомически и функционально в базальных ганглиях выделяют несколько частей, однако их перечисление и описание мало что прибавило бы к нашему пониманию механизма развития дистонии. Главное для нас то, что базальные ганглии участвуют в регуляции нашей моторики.

Как мозг регулирует движения организма

Импульс, приводящий наше тело в движение, идет из части мозга, которая называется префронтальной (говоря по-русски, предлобной) корой. Это командный пункт нашего организма. Чтобы моторная кора приступила к планированию, реализации и контролю нужного движения, необходимо произвести выбор мышц, которые в состоянии это движение обеспечить. По мнению ученых. этот выбор осуществляется как раз через базальные ганглии. Они отвечают за то, чтобы одни мышцы (агонисты) сократились, а другие, противоположные (антагонисты), расслабились, и движение получилось гармоничным, плавным. Например, чтобы голова повернулась влево, не только мышцы, поворачивающие голову влево (агонисты), должны сократиться, но и мышцы, которые отвечают за поворот головы вправо (антагонисты), должны расслабиться. Итак, роль базальных ганглиев (ядер) состоит в том, чтобы в зависимости от потребностей организма посылать (через таламус) в моторную кору возбуждающий сигнал для одних мышц и расслабляющий (тормозящий) — для других.

Базальные ганглии и дистония

Обычно при выполнении движения возбуждающие и тормозящие сигналы работают гармонично, сокращение мышц-агонистов координируется с расслаблением мышц-антагонистов. При дистонии же наблюдается недостаточное торможение мышц-антагонистов. Более того, агонисты и антагонисты могут сокращаться вместе. Поскольку за баланс отвечают базальные ганглии, ученые полагают, что причина дистонии может быть в нарушении их работы — скорее всего, в некорректной передачи тормозящих сигналов. Представляется вероятным, связано это с нехваткой тормозящего нейротрансмиттера, такого как ГАМК (гамма-аминомасяной кислоты). 

Аргументы ЗА

Достаточных доказательств этого предположения до сих пор не получено, тем не менее, для лечения дистонии в ряде случаев используются лекарства, повышающих количество ГАМК, такие как бензодиазепины, габапентин или баклофен. К сожалению, их использование ограничено побочными действиями. Другой пример — метод глубокой стимуляции мозга, состоящий в том, тонкие электроды вставляются в мозг и воздействуют на внутреннюю область базальных ганглиев ев под названием бледный шар, которая в основном оказывает тормозящее действие, снижает мышечную активность. Модулирование активности бледного шара при помощи вживленных электродов помогает нормализовать уровни торможения и постепенно добиться нормальной физиологической активности в мышцах.

Кроме того, наблюдения за здоровыми людьми показывают, что возбуждающий сигнал, вызывающий произвольное сокращение мышц, сопровождается торможением соседних с ними мышц. Похоже, что торможение играет важную роль в обеспечении плавного движения. Установлено также, что у людей с дистонией торможение в мышцах-антагонистах слабее, чем у здоровых людей, а возбуждение мышцы-агониста — в норме.

Аргументы ПРОТИВ

У носителей гена DYT1 было обнаружено аномально пониженное торможение независимо от того, имеют ли они симптомы дистонии. У 7 из 10 наследующих ген DYT1 дистония не развивается. Таким образом, сниженное торможение может присутствовать без появления симптомов дистонии. Также у некоторых людей может быть обнаружено снижение торможения как в левой, так и в правой части мозга, даже если симптомы дистонии присутствуют только на одной стороне.

Вывод

У людей с дистонией обнаруживают нарушения нормального передачи тормозящих импульсов в нейронных цепях. Это представляется правдоподобным объяснением дистонических симптомов. Однако известно, что присутствие таких нарушений далеко не всегда приводит к дистонии. Поэтому нарушенное торможение не может быть единственной причиной (и полным объяснением), для возникновения дистонии необходимы дополнительные факторы.

Роль аномальной нейропластичности

Нейропластичность — это способность нервной системы к реорганизации, к перестройке своей структуры и собственной работы в ответ на внешние изменения, собственное развитие, повреждение или дисфункцию. Нейропластичность — базовый принцип работы нервной системы. Его суть состоит в том, что часто используемые соединения (синапсы) усиливаются, а редко используемые синапсы ослабевают. Каждый раз когда человек выполняет какое-то действие — физическое или умственное, он усиливает определенные связи в сети, оптимизирует её работу. Чем чаще выполняется действие, тем сильнее связь и тем проще её использовать. Это как идти через снег. Первый раз сложно, ноги увязают, требуется много сил. 

Зато после нескольких проходов образуется дорожка, ходить по которой проще с каждым разом. Казалось бы, хорошее дело. Однако есть обратная сторона. Чем лучше дорожка протоптана, тем сложнее идти другим путем — снова протаптывать и чистить. Вот и нервная система будет предпочитать сформировавшуюся цепь и поддерживать активацию через неё. 

Некоторые ученые полагают, что при избыточной нейропластичности — когда нервная система прокладывает новый путь слишком легко и быстро — есть риск жесткого закрепления не только полезных действий, но и аномальных поз и движений. 

Аргументы ЗА

Наиболее наглядно это прослеживается в таких формах фокальной дистонии, как писчий спазм или дистония музыкантов. Постоянное подкрепление определенных цепей, связанное с каждодневным многочасовым выполнением одних и тех же действий, приводит чрезмерному возбуждению и является пусковым механизмом для развития дистонии.

Аномальная пластичность позволяет объяснить избирательное влияние на развитие дистонии гена DYT1, связанного с пониженным торможением. Пониженное торможение создает потенциал для появления аномальных движений у всех носителей DYT1, но эти движения жестко закрепляются только у тех носителей DYT1, которые при этом имеют аномальную пластичность.

Еще один факт. Когда в лечении людей с дистонией используется глубокая стимуляция мозга, уровень пластичности у них снижается значительно ниже нормы, а затем постепенно увеличивается до нормального уровня. Несмотря на это, для улучшения симптомов может потребоваться несколько месяцев. Медленное улучшение говорит о том, что, даже если пластичность снижена до нормального уровня или ниже, мозгу все же необходимо отучиться от аномальных дистонических движений. Это поддерживает гипотезу о роли пластичность в развитии дистонии.

Аргументы ПРОТИВ

Хотя у пациентов с дистонией выявлялись аномалии пластичности, их может быть недостаточно, чтобы вызвать развитие дистонических движений, и точные каналы, по которым избыточная пластичность вызывает дистонию, не были идентифицированы. 

Перетренированность действительно является причиной некоторых типов дистонии, что может быть связано с пластичностью, однако это не объясняет, почему у одних людей развивается дистония после чрезмерной тренировки, тогда как другие полностью здоровы.

Вывод

Имеющиеся данные убедительно свидетельствуют о том, что пластичность играет важную роль, но предстоит проделать большую работу, чтобы объяснить, как она влияет на дистонию и как она сочетается с другими причинными факторами.

Влияние мозжечка

ae54fc37e60409646a9823a5e24bec6fb36e2ce1.jpeg

Этот отдел головного мозга, находящийся в районе затылка, у основания черепа, координирует произвольные движения. На рисунке хорошо видно, что мозжечок расположен рядом с базальными ганглиями. Есть все основания предполагать, что он тоже может влиять на развитие дистонии. Ведь он регулирует осанку, равновесие, гармоничную работу мышц. Образно говоря, это прибор тонкой настройки движений. Связь с работой мышц несомненна.  

Аргументы ЗА

В исследованиях с использованием методов нейровизаулизации было обнаружено, что у людей с дистонией музыканта и фокальной дистонией кисти наблюдается аномальная активация мозжечка во время выполнения различных действий кистью. Аномальная активация мозжечка также наблюдалась во время письма у людей с писчим спазмом, в момент говорения — у людей со спастической дисфонией, во время моргания — у людей, страдающих от блефароспазма. Это косвенно подтверждает догадки о возможной роли  мозжечка в развитии дистонии. 

Кроме этого, ученые обнаружили, что мозжечок и базальные ганглии связаны с одними и теми же областями коры головного мозга. Эти общие связи также могут свидетельствовать о вовлеченности мозжечка в аномальное функционирование при дистонии.

Аргументы ПРОТИВ

Перечисленные данные об аномальной активности мозжечка при работе органа, охваченного патологией, не позволяют с определенностью сказать, выступает ли эта активность причиной, или же речь идет о компенсации проблемы, причина которой лежит в другом месте. По своим характеристиками нарушения, вызываемые проблемами в мозжечке, такие как проблемы координации движений, проблемы синхронизации, головокружения, отличаются от нарушений, наблюдаемых при дистонии. Это заставляет многих исследователей склоняться к второму варианту ответа (компенсаторная активность, а не причина).

Вывод

При дистонии наблюдается аномальная активность мозжечка, но его роль в развитии дистонии остается неясной. В частности, видимо, еще предстоит выяснить, как соотносится работа мозжечка с работой базальных ганглиев. Тем не менее, вполне вероятно, что мозжечок будет иметь ключевое место в будущих моделях дистонии.

Роль сенсорных нарушений в развитии дистонии

Для начала стоит вспомнить, что в теории сенсорные и моторные нейроны составляют две самостоятельные системы. Первая отвечает за информирование организма о внешних воздействиях, вторая обеспечивает перемещение в зависимости от полученной сенсорной информации. Поэтому попытка связать изменения в сенсорной системе с таким двигательным нарушением, как дистония, может сначала показаться странной. Между тем ничего странного в этом нет. Сенсорная система не только работает над созданием карты, определяющей направление и характер движений. Она также сообщает мозгу, что происходит с конечностью, выполняющей движение. Это называется проприоцепцией. Кстати, базальные ганглии, о которых мы уже не раз упоминали в связи с дистонией и которые отвечают за выбор мышц, необходимых для движения, играют важную роль и в обработке входящей соматосенсорной информации.

f1c673b7a1998506677a263acc9c9097ff5b693e.png

У человека, который не страдает дистонией, мозг способен направлять движение посредством интеграции всех сигналов, которые он получает от рецепторов и проприоцепторов в коже, мышцах, суставах и т.д. За счет этой информации мозг соотносит положение конечностей между собой, по отношению к внешним объектам, а также по отношению к длине и напряжению мышц. В соответствии с этим формируется программа сокращения и расслабления мышц, что позволяет произвести желаемое движение. По мнению ученых, у людей с дистонией мозг некорректно обрабатывает сенсорную информацию и, в частности, проприоцептивные сигналы, поступающие из мышц.

Это приводит к неэффективной сенсорной и моторной интеграции, что способствует порождению дистонических движений.

Аргументы ЗА

Ученые, отстаивающие значимость сенсорных нарушений в развитии дистонии, указывают на то, что легкие сенсорные симптомы, такие как общий дискомфорт и новые неопределенные ощущения в теле, могут возникать за несколько недель или даже месяцев до развития дистонии. 

Кроме того, в экспериментальных исследованиях показано, что процесс интеграции входящей сенсорной информации перед выполнением движений (сенсомоторная интеграция) может быть нарушен при дистонии. У некоторых людей с первичной фокальной дистонией обнаружены более высокие временные и пространственные пороги дискриминации. Другими словами, людям было труднее распознать два стимула, а не один, когда они находятся близко друг к другу во времени (временная дискриминация), или признать, что два соседних объекта, соприкасающиеся с кожей, - это действительно две разные точки, а не одна (пространственная дискриминация).

Аномальные временные и пространственные пороги дискриминации были обнаружены как в пораженных, так и в незатронутых областях тела людей с фокальной дистонией. Это свидетельствует о наличии проблемы в сенсорно-моторной интеграции на уровне головного мозга. Интересно также, что временная дискриминация может быть нарушена как у людей с цервикальной дистонией, так и у некоторых из их родственников первой степени, которые от дистонии не страдают. что позволяет предположить, что в возникновении проблемы участвуют гены.

Аномальная пространственная и временная дискриминация была продемонстрирована при ряде типов фокальной дистонии, включая цервикальную дистонию, блефароспазм и дистонию кисти, что показывает общий характер проблемы независимо от клинического типа дистонии.

В поддержку этих результатов сообщалось также об аномальной временной дискриминации при некоторых генетических формах дистонии, например, при дистонии DYT1, как у людей, страдающих этим заболеванием, так и у людей с аномальным геном DYT1, но у которых не развивалась дистония. Опять же, это предполагает, что сенсорные аномалии могут быть наследственной характеристикой, которая связана с дистонией, но не является прямым симптомом дистонии.

Аргументы ПРОТИВ

Данные об отсутствии дистонии у носителей аномального гена DYT1 с проблемами временной дискриминации говорят о том, что проблемы сенсомоторной интеграции могут быть лишь одним из факторов, но не самостоятельной причиной дистонии. 

Также обнаружено, что успешное лечение дистонии ботулиническим токсином может обратить вспять кортикальные аномалии, что позволяет рассматривать сенсорные аномалии как следствие, а не как причину моторных аномалий. 

Вывод

Сенсорные аспекты дистонии включают в себя внутренние сенсорные проблемы и аномальную интеграцию сенсорной информации в управление двигательной активностью. Базальные ганглии, мозжечок, таламус и их соединения в сочетании с искаженной интеграцией сенсорных данных в эти пути, по-видимому, играют ключевую роль в создании аномальной сенсомоторной интеграции.

Наличие этих сенсорных аномалий в сочетании с признаками нарушения сенсорной и моторной обработки и нарушением в тормозящих цепях убедительно подтверждает идею, что дистония является не только моторным, но и сенсорным расстройством. Тем не менее, остается важный пробел в переводе этих нарушений в понимание фундаментальных изменений, лежащих в основе дистонических симптомов, и способов их устранения. 

Top