Мышца при церебральном параличе; Длина саркомера in vivo и микроскопическая характеристика биопсии. (CPMuscleSL)

Детский церебральный паралич (ДЦП) — двигательное нарушение, связанное с пороком развития или поражением головного мозга в возрасте до двух лет. Основными симптомами являются спастичность, гипертонус мышц-сгибателей, дискоординация и нарушение сенсомоторного контроля. Поражение головного мозга не прогрессирует, но мышцы-сгибатели конечностей в подростковом возрасте становятся все короче и короче (сокращаются), заставляя суставы постепенно переходить в согнутое положение. Это ухудшит положение и без того паретичных и неисправных рук и ног. Из-за сгибающих усилий в суставах возникают деформации костей, что еще больше ухудшает функцию. В настоящее время предпочтительным начальным лечением является использование скоб, которые несколько уменьшают укорочение, но в конечном итоге часто требуется удлинение сухожилий и высвобождение апоневрозов вокруг мышц, а перемещение сгибателей запястья на разгибатели запястья может улучшить положение запястья. Но отдаленные результаты непредсказуемы – насколько нужно удлинить мышцу? Какие мышцы нужно перенести для лучшего положения запястья и при каком напряжении? Разработан метод измерения длины саркомера in vivo. Саркомер, расстояние между двумя исчерченностями, представляет собой наименьшую сократительную единицу в поперечнополосатой мышце. Когда во время операции пучок мышечных волокон просвечивается низкоэнергетическим лазерным светом, формируется дифракционная картина. Эта дифракционная картина отражает длину саркомера и, таким образом, является мгновенным показателем того, как достигается растяжение мышцы. При выполнении трансплантации сухожилий, например. сгибателей запястья к разгибателям запястья, настройка натяжения передачи произвольна, а долгосрочный результат непредсказуем. Измерения лазерной дифракции помогут точно установить натяжение. Известно, что при церебральном параличе могут быть патологические изменения в мышцах, которые также будут влиять на отдаленные результаты удлинений и трансплантаций сухожилий. Чтобы учесть эти изменения, во время тех же операций будут взяты биопсии небольших мышц. Они будут исследованы с помощью иммуногистохимических и биохимических методов, гель-электрофореза, а также электронной микроскопии.

Вопросы исследования:

• Отличаются ли мышцы при ДЦП от мышц типично развитых детей в отношении архитектуры, экспрессии белков и длины саркомеров?
• Есть ли разница между разгибателями и сгибателями?
• Являются ли сократительные белки (миозины) более измененными у детей с более тяжелым ДЦП, что отрицательно влияет на выносливость?
• Оказывает ли отрицательное влияние потенциал роста?
• Являются ли мышечные волокна короткими и растянутыми, что способствует слабой мышечной силе?
• Способствует ли повышенное количество коллагена в мышце жесткости и изменению длины саркомера? Наиболее важные измерения: длина саркомера in vivo, площадь мышечных волокон, гистохимическая морфометрия, типы мышечных волокон (иммуногистохимия), количественная оценка миозинов с помощью электрофореза в геле SDH, обнаружение сателлитных клеток, qRT-PCR и Вестерн-блоттинг для изучения экспрессии генов.
• Во время операций, которые планируются в соответствии с клиническими процедурами, исследуются мышцы, которые необходимо обнажить для проведения операции. Измерения лазерной дифракции выполняются через диапазон движения соседних суставов. Образцы мышц размером 3x3 мм берутся на расстоянии не менее 1 см от места, где использовалось устройство для лазерной дифракции (миометр).
• Образцы мышц мгновенно замораживают и хранят при температуре -80°C до проведения анализа. Экспрессию различных изоформ тяжелой цепи миозина (MyHC) оценивают с использованием моноклональных антител (mAb) N2.261, mAb A4.840 против медленного MyHC I, mAb F1.652 против эмбрионального MyHC и mAb NCL-MHCn против фетального ( = неонатальный) MyHC) (Тайгер, Шамплио и др., 1997; Вевер, Торнелл и др., 1997). Сателлитные клетки идентифицируют с помощью mAb против N-CAM (молекулы адгезии нервных клеток). Волокна типизированы по содержанию MyHCs.

Значение: дети с церебральным параличом имеют двигательные нарушения и прогрессирующие контрактуры, которые мы часто лечим поздно; когда операции на сухожилиях и костях являются единственными вариантами восстановления суставов. Дополнительная информация об архитектуре, составе и потенциале роста мышц даст больше информации о причинах увеличения сгибательных контрактур у детей с церебральным параличом. Надеемся, что с помощью этих знаний можно будет разработать новые схемы лечения и усовершенствованные хирургические методы для этой группы пациентов.