Структурні особливості багатороздільного м’яза пацієнтів із дегенеративними захворюваннями поперекового відділу хребта

Автор(и)

  • Volodymyr Radchenko Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024, Україна
  • Artem Skidanov Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024, Україна https://orcid.org/0000-0002-6954-9080
  • Nataliya Ashukina Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024, Україна https://orcid.org/0000-0002-0478-7440
  • Valentyna Maltseva Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024, Україна https://orcid.org/0000-0002-9184-0536
  • Zinayda Danyshchuk Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024, Україна https://orcid.org/0000-0003-2968-3821

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4798.2018.142525

Ключові слова:

дегенеративні захворювання, m. multifidus, гістологія, електронна мікроскопія, мітохондрії, поперековий відділ хребта, пацієнти

Анотація

Мета: на підставі гістологічного та електронномікроскопічного аналізів дослідити структурно-функціональні зміни паравертебральних м’язів пацієнтів із дегенеративними захворюваннями поперекового відділу хребта.

Матеріал і методи: проведено гістологічний та електронно-мікроскопічний аналіз багатороздільних м’язів 49 пацієнтів (27 чоловіків і 22 жінки), які перебували на лікуванні в період із  вересня 2015 року до березня 2018 року. Матеріал отримано під час операцій із приводу дегенеративних захворювань поперекового відділу хребта: нестабільності (9 хворих), спондилолістезу (11), спінального стенозу (9), грижі міжхребцевих дисків поперекового відділу хребта (20).

Результати: встановлені дистрофічні порушення м’язових волокон (нерівномірність товщини, дискоїдний розпад, втрата поперечної смугастості та полігональності, заміщення м’язових волокон жировою тканиною, розростання фіброзної тканини, набряк). Переважання жирової тканини виявлено у 20 % препаратів пацієнтів із грижею міжхребцевого диска, у 22,22 % – із нестабільністю, 36,36 % – із спондилолістезом, 44,44 % – зі стенозом хребтового каналу. Розростання сполучної тканини лише в перимізії визначено в пацієнтів із діагнозом «грижа міжхребцевих дисків», у решти – і в перимізії, і в ендомізії. На ультрамікроскопічному рівні в післяопераційному матеріалі хворих груп «спондилолістез» і «спінальний стеноз», окрім міжміофірилярного набряку та порушення архітектоніки саркомерів, а також структури та розташування мітохондрій, визначено вогнища некрозу міофібрил. Ділянки із нормальним розподілом мітохондрій відмічено лише в групі з діагнозом «грижа між хребцевих дисків». У групі з діагнозом «спінальний стеноз» встановлено порушення ультраструктурної організації венул, що чинить негативний вплив на живлення й, відповідно, функціонування багатороздільного м’яза.

Висновки: найбільші прояви дистрофічних порушень м’язових волокон на тканинному й ультраструктурному рівнях визначено в пацієнтів із діагнозами «спондилолістез» та «спінальний стеноз»

Біографії авторів

Volodymyr Radchenko, Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024

Доктор медичних наук, професор, завідувач відділом

Відділ інструментальної та малоінвазивної хірургії хребта

Artem Skidanov, Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024

Кандидат медичних наук,

Відділ інструментальної та малоінвазивної хірургії хребта

Nataliya Ashukina, Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024

Кандидат біологічних наук, завідувач лабораторії

Лабораторія морфології сполучної тканини

Valentyna Maltseva, Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024

Науковий співробітник

Лабораторія морфології сполучної тканини

Zinayda Danyshchuk, Державна Установа «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І Ситенка Національної академії наук України» вул. Пушкінська, 80, м. Харків, Україна, 61024

Науковий співробітник

Лабораторія морфології сполучної тканини

Посилання

  1. Hoy, D., Bain, C., Williams, G., March, L., Brooks, P., Blyth, F. et. al. (2012). A systematic review of the global prevalence of low back pain. Arthritis & Rheumatism, 64 (6), 2028–2037. doi: http://doi.org/10.1002/art.34347
  2. Meucci, R. D., Fassa, A. G., Faria, N. M. X. (2015). Prevalence of chronic low back pain: systematic review. Revista de Saúde Pública, 49. doi: http://doi.org/10.1590/s0034-8910.2015049005874
  3. Da Cruz Fernandes, I. M., Pinto, R. Z., Ferreira, P., Lira, F. S. (2018). Low back pain, obesity, and inflammatory markers: exercise as potential treatment. Journal of Exercise Rehabilitation, 14 (2), 168–174. doi: http://doi.org/10.12965/jer.1836070.035
  4. Crossman, K., Mahon, M., Watson, P. J., Oldham, J. A., Cooper, R. G. (2004). Chronic Low Back Pain-Associated Paraspinal Muscle Dysfunction is not the Result of a Constitutionally Determined “Adverse” Fiber-type Composition. Spine, 29 (6), 628–634. doi: http://doi.org/10.1097/01.brs.0000115133.97216.ec
  5. Radchenko, V. A., Dedukh, N. V., Ashukina, N. A., Skidanov, A. G. (2014). Structural features of paravertebral muscles in normal condition and degenerative diseases of the lumbar spine (literature review). Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics, 4, 122–127. doi: http://doi.org/10.15674/0030-598720144122-127
  6. Hultman, G., Nordin, M., Saraste, H., Ohlsen, H. (1993). Body Composition, Endurance, Strength, Cross-sectional Area, and Density of MM Erector Spinae in Men With and Without Low Back Pain. Journal of Spinal Disorders & Techniques, 6 (2), 114–123. doi: http://doi.org/10.1097/00024720-199304000-00004
  7. Cagnie, B., Dhooge, F., Schumacher, C., De Meulemeester, K., Petrovic, M., van Oosterwijck, J., Danneels, L. (2015). Fiber Typing of the Erector Spinae and Multifidus Muscles in Healthy Controls and Back Pain Patients: A Systematic Literature Review. Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics, 38 (9), 653–663. doi: http://doi.org/10.1016/j.jmpt.2015.10.004
  8. Käser, L., Mannion, A. F., Rhyner, A., Weber, E., Dvorak, J., Müntener, M. (2001). Active therapy for chronic low back pain: part 2. Effects on paraspinal muscle cross-sectional area, fiber type size, and distribution. Spine, 26 (8), 909–919. doi: http://doi.org/10.1097/00007632-200104150-00014
  9. Mazis, N., Papachristou, D. J., Zouboulis, P., Tyllianakis, M., Scopa, C. D., Megas, P. (2009). The effect of different physical activity levels on muscle fiber size and type distribution of lumbar multifidus. A biopsy study on low back pain patient groups and healthy control subjects. European Journal of Physical and Rehabilitation, 45, 459–467.
  10. Zhao, W.-P., Kawaguchi, Y., Matsui, H., Kanamori, M., Kimura, T. (2000). Histochemistry and Morphology of the Multifidus Muscle in Lumbar Disc Herniation. Spine, 25 (17), 2191–2199. doi: http://doi.org/10.1097/00007632-200009010-00009
  11. Shahidi, B., Parra, C. L., Berry, D. B., Hubbard, J. C., Gombatto, S., Zlomislic, V. et. al. (2017). Contribution of Lumbar Spine Pathology and Age to Paraspinal Muscle Size and Fatty Infiltration. Spine, 42 (8), 616–623. doi: http://doi.org/10.1097/brs.0000000000001848
  12. Radchenko, V. O., Skidanov, A. G., Morozenko, D. V., Zmiyenko, Yu. A., Mischenko, L. P., Nessonova, M. N. (2017). Age related content of different tissues in the lumbar spine paravertebral muscles with degenerative diseases. Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics, 1, 80–86. doi: http://doi.org/10.15674/0030-59872017180-86
  13. Ng, J. K.-F., Richardson, C. A., Kippers, V., Parnianpour, M. (1998). Relationship Between Muscle Fiber Composition and Functional Capacity of Back Muscles in Healthy Subjects and Patients With Back Pain. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 27 (6), 389–402. doi: http://doi.org/10.2519/jospt.1998.27.6.389
  14. Porter, C., Hurren, N. M., Cotter, M. V., Bhattarai, N., Reidy, P. T., Dillon, E. L. et. al. (2015). Mitochondrial respiratory capacity and coupling control decline with age in human skeletal muscle. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 309 (3), 224–232. doi: http://doi.org/10.1152/ajpendo.00125.2015
  15. Figueiredo, P. A., Mota, M. P., Appell, H. J., Duarte, J. A. (2008). The role of mitochondria in aging of skeletal muscle. Biogerontology, 9 (2), 67–84. doi: http://doi.org/10.1007/s10522-007-9121-7
  16. Demoulin, C., Crielaard, J.-M., Vanderthommen, M. (2007). Spinal muscle evaluation in healthy individuals and low-back-pain patients: a literature review. Joint Bone Spine, 74 (1), 9–13. doi: http://doi.org/10.1016/j.jbspin.2006.02.013
  17. Distefano, G., Standley, R. A., Zhang, X., Carnero, E. A., Yi, F., Cornnell, H. H., Coen, P. M. (2018). Physical activity unveils the relationship between mitochondrial energetics, muscle quality, and physical function in older adults. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, 9 (2), 279–294. doi: http://doi.org/10.1002/jcsm.12272
  18. Eckert, R., Randall, D., Augustine, G. (1991). Animal physiology: Mechanisms and adaptations. Vol. 1. Moscow: Mir, 424.
  19. Korzh, N. A., Prodan, A. I., Barysh, A. E. (2004). Pathogenetic classification of degenerative diseases of the spine. Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics, 3, 5–13.
  20. Sarkisov, D. S., Perov Yu. L. (1996). Microcscopic Thecnics. Moscow: Medicicne, 542.
  21. Runion, R. (1982). Handbook on nonparametric statistics: a modern approach. Moscow: Finansy i statistuka, 198.
  22. Sheldon, M. R. (2010). Introductory statistics. Elsevier Academic Press, 841.
  23. Weakley, B. (1975). Electron microscopy for beginners. Moscow: Mir, 328.
  24. Aparicio, S. R., Marsden, P. (1969). A rapid methylene blue-basic fuchsin stain for semi-thin sections of peripheral nerve and other tissues. Journal of Microscopy, 89 (1), 139–141. doi: http://doi.org/10.1111/j.1365-2818.1969.tb00659.x
  25. Reynolds, E. S. (1963). The use of lead citrate at high ph as an electron-opaque stain in electron microscopy. The Journal of Cell Biology, 17 (1), 208–212. doi: http://doi.org/10.1083/jcb.17.1.208
  26. Yoshihara, K., Shirai, Y., Nakayama, Y., Uesaka, S. (2001). Histochemical Changes in the Multifidus Muscle in Patients With Lumbar Intervertebral Disc Herniation. Spine, 26 (6), 622–626. doi: http://doi.org/10.1097/00007632-200103150-00012
  27. Bosma, M. (2016). Lipid droplet dynamics in skeletal muscle. Experimental Cell Research, 340 (2), 180–186. doi: http://doi.org/10.1016/j.yexcr.2015.10.023
  28. Picard, M., White, K., Turnbull, D. M. (2013). Mitochondrial morphology, topology, and membrane interactions in skeletal muscle: a quantitative three-dimensional electron microscopy study. Journal of Applied Physiology, 114 (2), 161–171. doi: http://doi.org/10.1152/japplphysiol.01096.2012
  29. McCarron, J. G., Wilson, C., Sandison, M. E., Olson, M. L., Girkin, J. M., Saunter, C., Chalmers, S. (2013). From Structure to Function: Mitochondrial Morphology, Motion and Shaping in Vascular Smooth Muscle. Journal of Vascular Research, 50 (5), 357–371. doi: http://doi.org/10.1159/000353883
  30. Kawaguchi, Y., Matsui, H., Tsuji, H. (1996). Back muscle injury after posterior lumbar spine surgery. A histologic and enzymatic analysis. Spine, 21 (8), 941–944. doi: http://doi.org/10.1097/00007632-199604150-00007
  31. Leduc-Gaudet, J.-P., Picard, M., Pelletier, F. S.-J., Sgarioto, N., Auger, M.-J., Vallée, J. et. al. (2015). Mitochondrial morphology is altered in atrophied skeletal muscle of aged mice. Oncotarget, 6 (20), 17923–17937. doi: http://doi.org/10.18632/oncotarget.4235
  32. Del Campo, A., Contreras-Hernández, I., Castro-Sepúlveda, M., Campos, C. A., Figueroa, R., Tevy, M. F. et. al. (2018). Muscle function decline and mitochondria changes in middle age precede sarcopenia in mice. Aging, 10 (1), 34–55. doi: http://doi.org/10.18632/aging.101358
  33. Kim, Y., Triolo, M., Hood, D. A. (2017). Impact of Aging and Exercise on Mitochondrial Quality Control in Skeletal Muscle. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2017, 1–16. doi: http://doi.org/10.1155/2017/3165396
  34. Chen, H., Chan, D. C. (2010). Physiological functions of mitochondrial fusion. Annals of the New York Academy of Sciences, 1201 (1), 21–25. doi: http://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2010.05615.x
  35. Ju, J., Jeon, S., Park, J., Lee, J., Lee, S., Cho, K., Jeong, J. (2016). Autophagy plays a role in skeletal muscle mitochondrial biogenesis in an endurance exercise-trained condition. The Journal of Physiological Sciences, 66 (5), 417–430. doi: http://doi.org/10.1007/s12576-016-0440-9
  36. Koltai, E., Hart, N., Taylor, A. W., Goto, S., Ngo, J. K., Davies, K. J. A., Radak, Z. (2012). Age-associated declines in mitochondrial biogenesis and protein quality control factors are minimized by exercise training. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 303 (2), 127–134. doi: http://doi.org/10.1152/ajpregu.00337.2011
  37. Kang, C.-H., Chung, E., Diffee, G., Ji, L. L. (2009). Exercise Training Attenuates Aging-associated Reduction In Mitochondrial Biogenesis In Rat Skeletal Muscle. Medicine & Science in Sports & Exercise, 41, 59. doi: http://doi.org/10.1249/01.mss.0000353449.06824.c0

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-09-25

Як цитувати

Radchenko, V., Skidanov, A., Ashukina, N., Maltseva, V., & Danyshchuk, Z. (2018). Структурні особливості багатороздільного м’яза пацієнтів із дегенеративними захворюваннями поперекового відділу хребта. ScienceRise: Medical Science, (6 (26), 41–49. https://doi.org/10.15587/2519-4798.2018.142525

Номер

№ 6 (26) (2018)

Розділ

Медичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Volodymyr Radchenko, Artem Skidanov, Nataliya Ashukina, Valentyna Maltseva, Zinayda Danyshchuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.