Skoliose als natürliche Einstellung — idiopathische Skoliose: alte und neue Konzepte, klinischer Fall

Von Dr. Giovanni Chetta.

Von der Biochemie zur Biomechanik

BiomechanikSie mögen denken, nicht zu verstehen, zumindest teilweise das Problem Skoliose (und Haltungs) ohne ausreichende Kenntnis der menschlichen Biomechanik und wiederum können nicht ohne gehen Biomechanik Biochemie, Physik und Mathematik zu verstehen.

Extrazelluläre Matrix (MEC)

Eine Beschreibung, obwohl das wenig, dass heute wissen, ist das ECM (extrazelluläre Matrix) unverzichtbar für ein besseres Verständnis der Bedeutung der Wirbelsäulen- und Haltungs Veränderungen in der Gesundheit.
Wie jeder vielzellige lebende Organismus muss auch jede Zelle ihre Umwelt "fühlen" und mit ihr interagieren, um ihre lebenswichtigen Funktionen zu erfüllen und zu überleben. In einem multizellulären Organismus müssen Zellen unterschiedliche Verhaltensweisen wie in einer Gemeinschaft von Menschen koordinieren.Extrazelluläre MatrixIn mehrzelligen Organismen, da Hunderte von Zellen extrazelluläre Moleküle Bemühung (Proteine, Peptide, Aminosäuren, Nukleotide, Steroide, abgeleitet von Fettsäuren, gelöste Gase etc.), um kontinuierlich Nachrichten senden beide in der Nähe und Fernbedienung. In jedem vielzelligen Organismus ist jede Zelle somit Hunderten von verschiedenen Signalmolekülen ausgesetzt, die innen und außen vorhanden sind, an ihre Oberfläche gebunden sind und in der MEC frei oder gebunden sind. Die Zellen kommen durch ihre Oberfläche, die Plasmamembran, durch zahlreiche spezialisierte Bereiche (von einigen zehn bis über 100.000 für jede Zelle) in Kontakt mit der extrem komplizierten äußeren Umgebung. Die verschiedenen Membranrezeptoren sind empfindlich gegen viele Signale sowohl von innen als auch von dem ECM und sind in der Lage, durch Erkennen und Binden eines Signalmoleküls kommt (zB Neurotransmitter.), Spezifische Reaktionen innerhalb der Zelle auszulösen: Sekretion, Zellteilung, Immunreaktionen usw. (Gennis, 1989).

MEC wird allgemein als aus einigen großen Klassen von Biomolekülen bestehend beschrieben:

  • Strukturproteine ​​(Kollagene und Elastin)
  • spezialisierte Proteine ​​(Fibrillin, Fibronektin, Laminin etc.)
  • Proteoglykane (Aggrekane, Sindekane) und Glusaminoglykane (Hyaluronane, Chondroitinsulfate, Heparansulfate usw.)

Unter den Strukturproteinen bilden die Kollagene die am stärksten vertretene Glycoproteinfamilie im Tierreich. Sie sind die häufigsten Proteine ​​in MEC (aber nicht die wichtigsten) und sind die grundlegenden Bestandteile der eigentlichen Bindegewebe (Knorpel, Knochen, Faszien, Sehnen, Bänder).
Die Kollagene werden meist von Fibroblasten synthetisiert, aber auch die Epithelzellen sind in der Lage, sie zu synthetisieren.
Kollagenfasern interagieren kontinuierlich mit einer enormen Menge anderer MEC-Moleküle, was ein biologisches Kontinuum darstellt, das für das Leben der Zelle grundlegend ist. Das assoziierte Kollagen in Fibrillen spielt eine vorherrschende Rolle bei der Bildung und Aufrechterhaltung von Strukturen, die in der Lage sind, Spannungskräften standzuhalten, die fast unelastisch sind. Kollagen wird entsprechend der mechanischen Belastung produziert und re-metabolisiert und seine viskoelastischen Eigenschaften haben einen großen Einfluss auf die Körperhaltung des Menschen.
Kollagenfasern haben dank ihrer PG / GAG-Beschichtung (Proteoglykan / Glucosaminoglykane) Biosensoren und biokonduktive Eigenschaften. Wir wissen nämlich, dass jede mechanische Kraft, die eine strukturelle Deformation erzeugen kann, die intermolekularen Bindungen anregt, die einen leichten elektrischen Fluss erzeugen, das heißt der piezoelektrische Strom (Athenstaedt, 1969). Daher hat das dreidimensionale und ubiquitäre Kollagennetzwerk auch die besondere Eigenschaft von bioelektrischer Signalen in den drei Dimensionen des Raumes leitend ist, entsprechend die Anordnung im Verhältnis zwischen den Kollagenfibrillen und Zellen, in Richtung der zuführenden (MEC durch die Zellen) oder umge efferenten vice.
All dies stellt eine Echtzeit-Kommunikationssystem MEC-Zelle und solche Bio-elektromagnetische Signale können wichtige biochemische Veränderungen beinhalten, zum Beispiel Knochen Osteoklasten kann nicht „verdauen“ Knochen piezoelektrisch Last (Oschman, 2000).
Schließlich sollte betont werden, dass die Zelle, nicht überraschend, kontinuierlich produziert und mit erheblichen Energie (ca. 70%) Material, das hauptsächlich durch die ausschließliche Speicherung von protocollagene notwendigerweise verdrängen muß (biologische Vorläufer von Kollagen) in spezifischen Vesikeln (Albergati, 2004).

Die überwiegende Mehrheit der Wirbeltiere benötigt das gleichzeitige Vorhandensein von zwei wichtigen Eigenschaften: Stärke und Elastizität. Ein reales Netzwerk elastischer Fasern, die sich innerhalb der MEC dieser Gewebe befinden, erlaubt es, nach starken Traktionen zu den Anfangsbedingungen zurückzukehren. Die elastischen Fasern können die Dehnbarkeit eines Organs oder eines Teils davon mindestens fünfmal erhöhen. Kollagenfibrillen, die lang, unelastisch sind, sind zwischen den elastischen Fasern angeordnet, mit der präzisen Aufgabe, eine übermäßige Verformung aufgrund der Zugkraft der Gewebe zu begrenzen. Elastin ist die Hauptkomponente von elastischen Fasern und ist besonders reichlich vorhanden in der Menge in den elastischen Eigenschaften von Blutgefäßen (zu mehr als 50% des Gesamttrockengewichtes der Aorta), Bänder, in der Lunge und die Haut. Glatte Muskelzellen und Fibroblasten sind die Hauptproduzenten seines Vorläufers, Tropoelastin.

Das MEC enthält eine hohe (und immer noch nicht genau definierte) Anzahl von spezialisierten Nicht-Kollagenproteinen, die typischerweise spezifische Bindungsstellen für andere MEC-Moleküle und für Rezeptoren auf der Zelloberfläche aufweisen. Auf diese Weise wirkt jede einzelne Komponente dieser Proteine ​​als „Verstärker“ der Kontakte, die beide zwischen ähnlichen Molekülen, die verschieden ist, ein unendliches biochemisches Netzwerk zu schaffen erzeugen kann, zu modulieren, variieren und auch Millionen von biochemischen Informationen propagieren Abstand (und Energie).
Ein wichtiges Protein, das auf die extrazelluläre Matrix spezialisiert ist, ist Fibronectin, ein hochmolekulares Glycoprotein, das in allen Wirbeltieren vorkommt.Das Fibronectin scheint das Zellwachstum, die interzelluläre Adhäsion und MEC, die Zellmigration auf unterschiedliche Weise beeinflussen zu können (die Zelle kann sich bis zu 5 cm pro Tag bewegen - Albergati, 2004) und so weiter. Die bekannteste Isoform, Typ III, bindet an Integrine. Letztere sind eine Familie von Transmembranproteinen, die als Mechanoreceptoren dienen: transduzieren, selektiv und in einer Weise anpassungsfähig, tractions und mechanische Schübe von MEC innerhalb der Zelle und umgekehrt eine Reihe von Reaktionen in das Zytoplasma induziert, die die Zytoskelett und andere Proteine ​​beinhalten, die regulieren Zelladhäsion, -wachstum und -migration (Hynes, 2002).

Glucosaminoglykane (GAGS) und Proteoglykane (PGs) bilden innerhalb des Bindegewebes eine Substanz, die als "fundamental" gelartig, stark hydratisiert, bezeichnet wird, in der fibrilläre Proteine ​​untergebracht sind und schuppenförmig sind. Diese Form der Polysaccharid-Gel ist auf der einen Seite der Lage MEC zu ermöglichen erhebliche Druckkräften zu widerstehen und auf der anderen eine schnelle, konsistente und selektive Diffusion von Nährstoffen, Metaboliten und Hormonen zwischen Blut und Gewebe zu ermöglichen.
Die Polysaccharidketten von Glucosaminoglycanen sind volumetrisch zu steif, um in die für Polypeptidketten typischen kompakten globulären Strukturen zu fallen, zusätzlich sind sie stark hydrophil. Aus diesen Gründen (und wahrscheinlich auch für andere uns unbekannte) neigen die GAGs dazu, extrem breite Konformationen anzunehmen, die ein großes Volumen im Verhältnis zu ihrer Masse einnehmen und daher beträchtliche Mengen an Gel selbst bei niedrigen Konzentrationen bilden. Die hohe Menge an negativen Ladungen (die GAGs stellen die zahlreichsten anionischen Zellen dar, die gewöhnlich sulfatiert sind, die von den Tierzellen produziert werden) zieht zahlreiche Kationen an; unter diesen spielt das Na + eine vorherrschende Rolle, die dem Ganzen die osmotische Kapazität verleiht und eine enorme Menge Wasser in der MEC einfängt. Auf diese Weise sie Ausbuchtungen (Schwellungen) erzeugt, die die MEC ermöglichen auch Kräfte wichtige Druck entgegenzutreten (dank, dass z. B. die Hüfte Knorpel kann unter physiologischen Bedingungen, wieder perfekt auf einen Druck von mehreren hundert Atmosphären ).
Innerhalb des Bindegewebes machen die GAGs weniger als 10 bis 12% des Gesamtgewichts aus, aber sie füllen aufgrund ihrer Eigenschaften viele der extrazellulären Räume, die Poren von hydratisiertem Gel verschiedener Größen und Dichten von elektrischen Ladungen bilden, die so wirken selektive Schlüsselpunkte oder "Server", durch die der Verkehr von Molekülen und Zellen innerhalb des MEC auf der Grundlage ihrer Größe, ihres Gewichts und ihrer elektrischen Ladung reguliert wird.
Hyaluronsäure (Hyaluronan, Hyaluronat) ist vielleicht die einfachste von GAGs. Experimentelle und biologisch-molekulare Daten bestätigen, dass es eine fundamentale Rolle in den Knochen und Gelenken in Bezug auf die Resistenz gegenüber signifikanten Drücken spielt. Darüber hinaus spielt er eine sehr wichtige Aufgabe beim Füllen von Räumen in der MEC während der embryonalen Entwicklung: Er schafft leere Räume zwischen den Zellen, in denen die Zellen in aufeinanderfolgenden Phasen wandern (Albergati, 2004).
Nicht alle PGs werden von MEC sekretiert, einige sind Integrale Bestandteile von Plasmamembranen (Alberts, 2002).

Die extrazelluläre Matrix kann daher als ein sehr komplexes Netzwerk betrachtet werden, in dem Proteine, PGS und GAGs unzählige Funktionen einschließlich der strukturellen Unterstützung und Regulation aller Gewebe und organischer Aktivität bereitstellen. Die globale zelluläre Homöostase sollte als ein Komplex von Mechanismen betrachtet werden, die innerhalb der Zelle oder außerhalb der MEC entstehen und sich entwickeln können; im letzteren Fall kann die Zelle das Zwischen- oder Endziel darstellen. Die extrazellulären Komponenten wirken nicht nur als physische Unterstützungsstrukturen für das zelluläre Gerüst, sondern sie sind auch echte Orte für die Initiierung, Entwicklung und Beendigung lebenswichtiger Prozesse, die sowohl die intrazelluläre Umgebung als auch die Organe und Apparate betreffen. Wir stehen vor einem unendlichen biochemischen Netzwerk, das in der Lage ist, Millionen und Abermillionen von Informationen zu generieren, zu modulieren, zu verändern und zu verbreiten.
Jede Zelle im Körper interagiert ständig mit MEC, sowohl mechanisch als auch chemisch und energetisch, mit "dramatischen" Effekten auf die statische und dynamische Architektur des Gewebes. Nach P. A. Bacci (2004) repräsentiert die interstitielle Matrix wirklich die Mutter der lebenswichtigen Reaktionen, den Ort, an dem vor allem der Austausch zwischen Materie und Energie stattfindet. Alle Stoffe sind miteinander verbunden und funktionell miteinander verbunden, nicht in geschlossenen, sondern offenen Systemen; zwischen ihnen findet ein kontinuierlicher Austausch statt, der sowohl auf lokaler als auch auf systemischer Ebene stattfinden kann und dabei biochemische, biophysikalische und elektromagnetische Botschaften nutzt, dh die verschiedenen Formen von Energie nutzt.
Wie F. G. Albergati (2004) feststellt, stellen die Zelle und die extrazelluläre Matrix zwei scheinbar getrennte Welten dar, die notwendigerweise für die gesamte Lebensdauer in jedem Augenblick zusammenwirken müssen, um korrekt und synergistisch zu funktionieren. Dies erfordert eine außergewöhnliche Reihe von Signalen, gefolgt von einer ebenso unglaublichen Reihe von biologisch-molekularen Aktivitäten.