Боль в пояснице

Интерлейкин-7 (IL-7) – иммуномодулятор. Играет роль в развитии мышечных клеток. Регулирует резорбцию кости (подавляет остеокластогенез); хондронегативный (в больших количествах разрушает хрящевую ткань).

(Мышечный) Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) способствует росту мышц за счет участия в окислении жиров. Связывается с остеобластами и хондроцитами и улучшает костеобразование. Регулирует выживаемость, рост и «сервисное обслуживание» нейронов. После травм отвечает за репарацию и регенерацию нервных волокон. Модулирует синаптическую пластичность нейронов. Снижает количество фибриновых тромбов.

S 100 (кальпротектин) – принимает участие в воспалительных и регенеративных процессах за счет регуляции транспорта кальция.

Мусклин (Musclin, остеокрин) – повышает физическую выносливость и способствует биогенезу митохондрий. Регулирует рост костей (подавляет остеокластогенез и регулирует ремоделирование). Повышает захват глюкозы и синтез гликогена, защищает против потери мышечной ткани при раковых заболеваниях, контролирует кровяное давление и сократительную способность сосудов.

Остеонектин (SPARC) – регулирует ремоделирование скелетных мышц, подавляет адипогенез, влияет на системную толерантность к глюкозе. Регулирует костеобразование, подавляет рост опухолей. Участвует в накоплении коллагена и ремоделировании экстраклеточного матрикса. Отвечает за модуляцию экспрессии провоспалительных цитокинов, которые влияют на резистентность к инсулину.

Онкостатин-М – подавляет пролиферацию и индуцирует апоптоз раковых клеток (толстая кишка, грудь).

Металлопротеиназа– 2 (ММР – 2) – повышает клеточную пролиферацию и дифференцировку, поддерживает гомеостаз экстраклеточного матрикса. Обладает провоспалительными и противовоспалительными свойствами (зависит от цитокинового «фона»).

Фоллистатин подобный протеин 1 (FSTL – 1) (мышечный) – стимулирует захват глюкозы, влияет на функцию эндотелиальных клеток, повышает функционал бета–клеток, смягчает фиброз печени при функциональных повреждениях, поддерживает рост и развитие кардиомиоцитов. FSTL-1 отвечает за регенерацию сердечной мышцы за счет активации ангиогенных факторов.

Бета-аминоизомасляная кислота (BAIBA) – повышает митохондриальную функцию, усиливает противовоспалительные эффекты, снижает накопление жира, снижает фиброз почек, улучшает резистентность к инсулину и снижает воспаление в скелетных мышцах. Защищает остеоциты от воздействия активных форм кислорода (АФК) и предотвращает потерю костной массы при разгрузке нижних конечностей, уменьшает последствия глюкозно/липидных метаболических нарушений, вызывает «побурение» белого жира.

Катепсин В (CTSB) – усиливает выработку нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) в гиппокампе и стимулирует нейрогенез, что благоприятно сказывается на когнитивных способностях; улучшает память, увеличивает нейрогенез в гиппокампе.

Wnt-3а (белок) (источник – костная ткань) – активирует миогенез и усиливает способность мышц к сокращению. Положительно регулирует костеобразование.

Склеростин (SOST) – отрицательно регулирует костеобразование через блокирование Wnts.

Белок 1, родственный Диккопфу (Dkk1) – отрицательно регулирует костеобразование через блокирование Wnts.

Фактор роста фибробластов-23 (FGF-23) (костный) отрицательно влияет на кардиомиоциты (мышцы сердца). Регулирует реабсорбцию фосфатов, поддерживая нормальное содержание минералов в костной ткани.

Фактор роста фибробластов-2 (FGF-2) – усиливает формирование кости и участвует в репарации костей.

Простагландин Е2 (PGE-2) (костный) – усиливает миогенез за счет стимулирования пролиферации миобластов и улучшает сократительную функцию мышц; регулирует рост костей.

Остеопрогерин (OPG) – подавляет активность остеокластов; продуцируется остеобластами под действием кальцитонина или эстрогенов.

Мионектин (CTRP 15) – повышает утилизацию глюкозы и стимулирует окисление жирных кислот

Апелин (Apelin) – контролирует кровяное давление и сократимость миокарда, снижает риск гипертрофии сердца, повышает усвоение глюкозы, улучшает когнитивные способности. Усиливает синтез ММР-1,3 и 9 и IL-1β. Снижает синтез коллагена II типа. Мышечный апелин улучшает митохондриальный биогенез, повышает синтез сократительных белков, стимулирует дифференцировку стволовых клеток по мышечному типу, препятствуя старческой саркопении.

Цилиарный нейротрофический фактор (CNTF) – нейротрофин (нейтрофин), обеспечивающий выживаемость нейронов, их развитие, пластичность синапсов и в качестве миокина (!) предотвращает оссификацию мышц; регулирует развитие периоста, при этом подавляет дифференцировку остеобластов и формирование кости, вызывая остеопороз.

Костный морфогенный протеин (BRINP3; FAMSC) – усиливает дифференцировку остеобластов (формирование кости).

Хемокин CXCL 10 – критический фактор ангиогенеза, связанного с физическими упражнениями.

Фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) – PGC-1α зависимый – стимулирует рост новых капилляров и сосудов как реакция на рабочую гипоксию мышц.

L-Лактат – усиливает ангиогенез в головном мозге и улучшает мозговую функцию. Является посредником между метаболизмом жировой ткани и физической нагрузкой через стимуляцию синтеза трансформирующего фактора роста – бета 2. Регулирует иммунный ответ, принимает участие в репарации тканей и поддержании гомеостаза. Пиковый «постнагрузочный» лактат усиливает синтез коллагена II типа; при «перегрузке» системы лактатом при длительной интенсивной работе повышает синтез аггреканаз и металлопротеиназ, снижает синтез коллагена II типа (функция «контроль/ремоделирование»).

Хемокин CXCL12 – защищает от потери мышечной массы при кахексии, поддерживает рост мышц.

Дифференциальный фактор роста 15; макрофаг-подавляющий цитокин 1 (GDF -15) – противовоспалительный, снижает оксидативный стресс.

Активин А – принимает участие в регуляции «созревания» кости и хондрогенезе.

Основные миокины, их сигнальные пути и эффекты воздействия (Huh, 2018).

Итак. Физическая активность (упражнения) стимулирует высвобождение экзеркинов – цитокинов физической нагрузки. Сюда входят миокины, остеокины, кардиокины (здесь не упоминаются), гепатокины (не упоминаются), адипокины, цитокины и прочие «-кины».

Приведу примеры костно-мышечного перекрестного взаимодействия:

Нагрузка на кости скелета приводит к выбросу в кровь остеокальцина (OCN) и [костного] инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1), которые стимулируют метаболизм мышц и вызывают их гипертрофию через усиление синтеза коактиватора-1α (PGC-1α). Связывание остеокальцина с андрогенным рецептором (GPCR6A) в мышцах усиливает адаптацию к физическим упражнениям и улучшает общую физическую форму. Остеокальцин усиливает синтез адипонектина [противовоспалительного] и витамина D. Остеокальцин способствует транслокации [перемещению] в ядро клетки активированного эритроидного фактора Nrf2 (антиоксидантная функция), что влияет на митохондриальный биогенез мышц. Остеокальцин стимулирует увеличение количества глюкозного транспортера 4 типа (GLUT4) на мембранах мышечных клеток, что усиливает усвоение глюкозы и гликолиз, таким образом повышая мышечную производительность.

Силовая нагрузка усиливает синтез остеокальцина, остеопрогерина и фактора роста фибробластов-23, при этом снижает синтез рецептора активатора ядерного фактора каппа би, его лиганда (RANK/RANKL) и склеростина. Остеопрогерин подавляет активацию рецептора RANK через связывание с RANKL [деактивация блокированием]. Лактат, который производится при интенсивных нагрузках, связывается со своим рецептором (Gpr81) на мембранах остеокластов и подавляет сигнальный путь ядерного фактора «каппа би» (NF-κB), предотвращая резорбцию кости. Также лактат стимулирует синтез трансформирующего фактора роста–2 бета, выступая как хондропротектор. Лактат стимулирует дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток в остеобласты (костеобразующие). Излишек лактата после интенсивных физических нагрузок устраняется банальным растяжением мышц (самопроизвольным или принудительным) и успешно утилизируется тканями посредством кровотока.

Склеростин является ключевой молекулой костной механотрансдукции и прямым ингибитором сигнального пути Wnt/β – катенин, что негативно влияет на косте- и хондрообразование. Склеростин постоянно синтезируется остеоцитами как реакция, направленная на предотвращение избыточного костеобразования и хаотичного разрастания костей. Физическая нагрузка, приложенная к костям скелета, блокирует синтез склеростина и активирует Wnt/β – катенин сигналинг. Избыток склеростина – прямая дорога к остеопорозу. К тому же склеростин вызывает инсулинорезистентность, поддерживает воспалительные реакции организма и вносит свой вклад в метаболические расстройства. При гиподинамии костный склеростин усиливает синтез матриксного РНК (мРНК) склеростина в мышцах, что приводит к уменьшению мышечной массы.

Мышечные сокращения подавляют и снижают синтез миостатина с одновременным повышением синтеза бета-аминоизомасляной кислоты (BAIBA). BAIBA предотвращает апоптоз (смерть) остеоцитов (механочувствительных костных клеток), вызванный оксидативным стрессом через блокирование Mas-связанных G-протеин связанных рецепторов D типа. Миостатин может связываться с активиновыми рецепторами (AcvrIIB) на мембранах костных мезенхимальных стволовых клеток и препятствовать их дифференцировке в остеобласты (костеобразующие).

Интерлейкин-6, ирисин и апелин паракринно через систему кровообращения влияют на костеообразование и резорбцию костей, таким образом поддерживают гомеостатический баланс, ремодулируя костные трабекулы согласно силовым линиям. Ирисин усиливает экспрессию гена RUNX2 (ключевой фактор транскрипции генов костеобразования), стимулируя дифференцировку остеобластов и подавляет транскрипцию гена SOST (склеростина), вызванную сигналами миостатина и отсутствием механического сигнала, таким образом, способствуя костеобразованию и улучшению их плотности. Ирисин связывается с альфа V/бета 5 рецепторами остеоцитов, предотвращает их апоптоз и регулирует синтез склеростина. Ирисин связывается со своим рецептором интегрином αV в остеобластах и воздействует на белок, содержащий домен фибронектина III типа 5 (FNDC5, прекурсор ирисина), стимулируя самосинтез.

В свою очередь паратиреоидный гормон понижает уровень экспрессии ирисина мышцами, соответственно и его уровень циркуляции. Дефицит витамина D приводит к гиперпаратиреодизму и гипофасфатемии, что является причиной потери костной массы. Мышечный остеоглицин регулирует пролиферацию остеобластов через стимуляцию синтеза IL-6, влияя на возможность восполнения потери костной ткани. «Хроническая циркуляция» интелейкина-6 с прочностью костей сочетается плохо. Связывание IL-6 со своим рецептором (IL-6R) стимулирует «работоспособность» остеокластов (клеток, резорбирующих кость), ремоделируя кости под нагрузкой; так называемая регуляторная ось интерлейкина-6/остеокальцина (IL-6/OCN) между миокинами и остеокинами.

Регулярная физическая активность повышает выброс адреналина, кортизола, ростовых гормонов, пролактина и других факторов с иммуномодулирующим эффектом.

Упражнения снижают экспрессию Toll-подобных рецепторов (TLR; воспалительных) на мембранах моноцитов/макрофагов (клеток иммунной системы), что понижает риск системного воспаления.

Андрогены и эстрогены регулируют физическую активность через допаминэргические пути, поэтому проблемы с половыми гормонами сразу скажутся на костях.

Также при физической нагрузке синтезируются цитокины IL-7, IL-8, IL-10 и IL-15, улучшающие капилляризацию мышц, выполняющие противовоспалительные функции за счет поляризации макрофагов во 2 тип, анаболические функции и прочее.

К полезным бонусам мышечной работы относится повышение синтеза глютамина и кинурениновой кислоты.

Аминокислота глютамин – «топливо» для клеток иммунной системы. Вырабатывается преимущественно мышцами. У нетренированных людей глютамина хватает только на синтез тканевых белков. При заболевании расход глютамина резко повышается, что приводит к энергодефициту и сбою в работе иммунной системы.

Из глютамина синтезируется глютатион – мощный антиоксидант, ксенобиотик (функция детоксикации), участвует в пролиферации и апоптозе клеток, защищает митохондрии против АФК.

Кинурениновая кислота

Физические упражнения приводят к повышению циркулирующего фермента кинуренинаминотрансферазы, который расщепляет нейротоксичный белок кинуренин в нейропротективную кинурениновую кислоту, таким образом, подавляя симптомы депрессии и нейрогенного воспаления. Повышенный уровень плазменной кинурениновой кислоты имеет противовоспалительную функцию.

Влияние на мозг

Большинство миокинов действуют паракринно – на соседние ткани и органы, но часть из них свободно проникает через гематоэнцефалический барьер и влияет на метаболизм мозга и нервной ткани. К свободно проникающим барьер относятся «мышечный» нейротрофический фактор мозга (BDNF), инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1), катепсин В (CTSB), ирисин (FNDC5/IRISIN), лактат (L-Lactat) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF).

Ирисин участвует в нейрогенезе, нейропротекции, регулирует синтез нейротрофических факторов, влияет на усвояемость глюкозы, защищает от оксидативного стресса.

При активации сигнального пути Коактиватор-1α (PGC-1α) – Ирисин – Нейротрофический фактор головного мозга в гиппокампе резко усиливается локальный синтез «мозгового» нейротрофического фактора (BDNF), что улучшает память, когнитивные способности, уменьшает симптомы депрессии.

L-лактат является «топливом» для митохондрий нервных клеток и также увеличивает локальный синтез нейротрофического фактора мозга (BDNF) за счет активации сигнальных путей коактиватора-1α (PGC-1α) и сиртуина-1 (SIRT-1). L-лактат усиливает действие фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), который обеспечивает нейрогенез в гиппокампе за счет улучшения его капилляризации.

Вышеперечисленные факторы взаимоусиливают действие через общие сигнальные пути и выполняют синергетическую функцию нейропротекции, нейрогенеза, улучшают нейросигналинг, предотвращают/отодвигают по срокам развитие дегенеративных болезней мозга и снижают депрессию. В качестве бонуса – улучшение сна и настроения.

Адипокины

Действию миокинов и остеокинов противостоит действие адипокинов.

В представлениях обывателя жировая ткань является пассивной тканью. Это крайне опасное заблуждение. Жировая подкожная прослойка нам дана вместо шерстяного покрова и служит для термогенеза и защиты от холода. Внутренние жировые отложения – это большой эндокринный орган, который, в основном, работает против своего хозяина. Причем делает он это исподтишка.

Провоспалительные адипокины, синтезируемые жировыми клетками – адипоцитами, – вообще страшная вещь. Висцеральный и подкожный жир являются прекрасным депо для клеток иммунной системы – моноцитов/макрофагов, которые при активации адипокинами поляризуются в 1 тип – провоспалительный. С повышением процента жировой массы при гиподинамии возрастает и концентрация провоспалительных цитокинов, синтезируемых макрофагами 1 типа, в то время как доля противовоспалительных миокинов снижается, что ведет к различным метаболическим нарушениям. По сути, избыточная жировая масса – это «химическая» бомба с замедленным действием.

Адипоциты синтезируют огромное количество RANKL, который имеет липотоксический эффект на остеобласты и стимулирует пролиферацию остеокластов – разрушителей костей [остеоартриты у людей с избыточным весом].

Избыток циркулирующих адипокинов – основная причина низкогредиентного хронического воспаления в организме.

Адипокины [указана часть функций]

Лептин (Leptin) – в иммунной системе увеличивает количество провоспалительных цитокинов. В ЦНС способствует уменьшению потребления пищи и увеличению глобальных затрат энергии. В скелетных мышцах участвует в абсорбции и окислении глюкозы и свободных жирных кислот через индукцию синтеза мышечного IL-6. В печени усиливает окисление жирных кислот и уменьшает накопление липидов.

Резистин (Resistin) – провоспалительное действие на иммунную систему. «Замешан» при эндотелиальной дисфункции, сердечно-сосудистых заболеваниях; ингибирует инсулин-сигналинг через супрессор передачи сигналов цитокина 3 (SOCS3).

Аспросин (Asprosin) – увеличивает потребление пищи и массу тела, ускоряет выработку глюкозы в печени.

Хемерин (Chemerin) – усиливает нетолерантность к глюкозе и затрудняет инсулин-сигналинг. Активатор Toll-подобных рецепторов.

Оментин (Omentin) – оптимизирует действие инсулина и, следовательно, всасывание глюкозы. Он также действует как антиатеросклеротический фактор.

Секретируемый фризлд-связанный протеин 5 (Secreted frizzled-related protein 5; SFRP5) – регулирует экспрессию провоспалительных цитокинов путем ингибирования передачи сигналов Wnt5a.

Липокалин 2 (Lipocalin 2) – участвует в регуляции воспаления, транспорте жирных кислот и железа. Связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ремоделированием сосудов и нестабильностью атеросклеротических бляшек.

Васпин (Vaspin) – снижает синтез провоспалительных цитокинов; снижает нетолерантность к глюкозе и улучшает чувствительность к инсулину; защищает клетки эндотелия от апоптоза, вызванного жирными кислотами (защита сосудов); защищает бета-клетки от воспалительного повреждения, опосредованного ядерным фактором κB (NF-κB). Выступает как иммуномодулятор (поляризует макрофаги во 2 тип – противовоспалительный).

Фоллистатин подобный протеин 1 (FSTL1) (жировой). Связан с избыточным весом и ожирением. Низкие уровни FSTL1 связаны с суперожирением из-за нарушения адипогенеза, увеличением размера созревших адипоцитов и клеточным старением. Он оказывает провоспалительное действие за счет повышения уровня провоспалительных цитокинов (усугубляет течение артрита). Экспрессируется в больших количествах жировой тканью в состоянии низкогредиентного хронического воспаления.

CTRPs (C1Q Tumor necrosis factor-related proteins) – аналог адипонектина – принимает участие в регуляции воспалительных процессов в жировой ткани. Регулирует обмен глюкозы и жиров в периферических тканях при приеме пищи.

FAM19A5 (Family With Sequence Similarity 19, Member A5) – подавляет пролиферацию и вызывает воспаление гладкомышечных клеток сосудов, связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями, вызванными ожирением.

WISP1 (WNT1 inducible signaling pathway protein 1) – стимулирует цитокиновый ответ в макрофагах, связанных с жировой тканью; индуцирует пролиферацию мезенхимальных стволовых клеток по жировому типу, что увеличивает объем жировой ткани.

Програнулин (Progranulin) – обладает противовоспалительными свойствами. Гиперпрогранулинемия связана с резистентностью к инсулину и недостаточностью передачи сигналов инсулина.

Несфатин-1 (Nesfatin-1) – вызывает чувство насыщения, что способствует снижению массы тела. Также может регулировать растяжение и перистальтику желудка через меланокортиновый путь в центральном ядре миндалины.

Висфатин (Visfatin) – вызывает воспаление адипоцитов, резистентность к инсулину и дисфункцию бета-клеток поджелудочной железы. Хондронегативный и катаболический для хрящевой ткани: вызывает оксидативный стресс хондроцитов и их апоптоз.

Фетуин-А (Fetuin-A) – связан с резистентностью к инсулину и системным воспалением.

ЗАГ (ZAG zinc- 2-glycoprotein) – Действует на ускорение липидного обмена, регулируя ферменты липогенеза и липолиза; стимулирует выработку адипонектина в бурой жировой ткани. «Замешан» в иммунных ответах при канцерогенезе.

Многие люди рассматривают «здоровье» как «не болезнь». Соответственно, если не болит – значит, проблем нет. Поэтому залечивание и банальное обезболивание принимают за выздоровление. Большой процент реконвалесцентов («выздоравливающих») по факту просто балансируют на грани предболезни и при неудачном стечении обстоятельств легко повторно заболевают и хронизируются.

Для каждой болезни существуют свои главные «игроки» и для противодействия или нейтрализации конкретных миокинов, остеокинов, адипокинов и прочих цитокинов нужно обращаться к профильным специалистам. Там у каждого «своя кухня» и свои «злостные хулиганы» и зачинщики заболеваний …

Прямого отношения к здоровью врачи не имеют – они изучают болезни и занимаются их лечением. Врач может поставить точный диагноз, назначить симптоматическое (или другое) лечение и порекомендовать двигательный режим, который будет препятствовать обострениям и хронизации заболевания. Также врач перенаправляет больного к узким специалистам, если требуется более серьезное (или прицельное) вмешательство. Специалисты по физической реабилитации занимаются восстановлением утраченных функций и к здоровью пациентов имеют лишь косвенное отношение: они могут провести необходимые нейро-ортопедические тесты и манипуляции, подобрать подходящий двигательный режим и упражнения, целью которых будет максимальная адаптация к заболеванию или его компенсация.

Для полноценного восстановления поврежденной мышцы требуется минимум 3 месяца; для связок – минимум полгода; при повреждении межпозвонкового диска – 1 год минимум без лишних разговоров и пререканий.

Спорадическое лечение и реабилитация на фоне завышенных ожиданий и неистребимой веры в чудо представляют собой реальную проблему для работников медицинской сферы.

По факту между врачами и пациентами существует конфликт целей. Цель пациента – получить быстрое и качественное лечение, причем мгновенно и желательно на халяву [а за что платить? Как лечить можно почитать в интернете. Ладно, раз уж я к тебе пришел – давай лечи!]. Профессиональной целью врача является оказание медицинской помощи в рамках реального, а не вымышленного патогенеза заболеваний. Причем очень часто врач работает под бюрократическим прессом и на основе клинических рекомендаций, которые могут быть с фармакологическим «душком» [большинство «рекомендаций» пишутся под диктовку менеджеров из фарм корпораций]. Чаще всего, пошаговый алгоритм лечения на основе таких рекомендаций не устраивает и самих пациентов. Первое «фи» – дорого; второе – активное долечивание – лень, пассивное – «так уж и быть, на массаж похожу… Все остальное – на мое усмотрение» (режим сна, отказ от вредных привычек и пр.).

Проблемы со спиной можно решить только в том случае, если больной осознает и примет тот факт, что его здоровье [вообще никому не нужно, скорей-наоборот] не зависит от внешнего разового постороннего вмешательства. Если «чудо» и произошло, то это говорит только об одном – проблема была крайне незначительной и спонтанно саморазрешимой.

Реабилитация – это не событие, не череда мероприятий, это – длительный процесс, в котором время от времени может требоваться участие профильных специалистов. Кратковременные часовые сессии, по сути, не являются реабилитацией как таковой. Это всего лишь разучивание некоторых физических действий (упражнений), которое направлено на обучение пациента десенсибилизирующей двигательной активности. Под десенсибилизацией понимают ряд мероприятий, направленных на повышение болевой толерантности и возврат к привычной деятельности. [Массаж или применение обезболивающих средств – это тоже десенсибилизация, только пассивная].

Понятно, что ни врач, ни реабилитолог не будут каждому своему пациенту рассказывать, как функционирует организм и как взаимодействуют иммунная, нервная, сердечно-сосудистая и скелетно-мышечная система. Врач ограничится рекомендациями побольше времени проводить на свежем воздухе и заниматься посильной физической активностью. Никто никого уговаривать не будет. Здоровье ваше – делайте с ним что хотите. Специалисты по реабилитации заставляют своих пациентов мышечно «напрягаться» (часто на пределе возможностей), но это такая работа – восстанавливать двигательные функции пациента через активацию миокино-остеокиновых и других «осей». В теле человека насчитывается порядка 200 типов клеток и большинство из них – механочувствительные. Клетки иммунной системы так вообще засекают любой «движ» и изменение тканевого гомеостаза (плотность ткани, напряжение, изменение химического состава и пр.). Или не засекают, если хроническая гиподинамия вызвала преждевременное «старение» или дисбаланс реактивности иммунной системы. А вместе с такими изменениями – нарушение гомеостаза и кучу болячек.