Принципы функционирования костно-мышечной системы

Обновлено: 21.09.2024

Опорно-двигательный аппарат (костно-мышечная система) — комплекс образований, придающий форму и дающий опору телу человека, обеспечивающий защиту внутренних органов и передвижение организма в пространстве. Аппарат состоит из скелета и мышц. Скелетные мышцы выполняют следующие функции:

Скелетные мышцы образованы поперечно-полосатыми мышечными волокнами, которые осуществляют ее сокращение. Мышечные волокна собраны в пучки, между которыми находятся прослойки из соединительной ткани, выполняющие опорную функцию. В них имеются кровеносные сосуды и нервы. Отдельные мышцы и группы мышц окружены плотными и прочными футлярами из соединительной ткани — фасциями. Мышцы прикрепляется к костим с помощью сухожилий. В зависимости от количества начальных частей (головок) и средних частей (брюшек) мышцы могут быть двух-, трех- и четырехглавыми, двубрюшными и т.д. Некоторые мышцы не связаны с костями (мышцы лица, глаз, рта).

Скелетная мускулатура составляет около 40% массы тела человека и насчитывает около 400 скелетных мышц. По расположению выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей

мышцы головы: жевательные (жевательная мышца, височная мышца) и мимические (мышца, сморщивающая бровь, щечная мышца, мышца смеха);
мышцы шеи (грудинно-ключично-сосцевидная);
мышцы туловища: мышцы спины (поверхностные — трапецевидная, широчайшая; глубокие — мышца, выпрямляющая позвоночник); мышцы груди (поверхностные — большая и малые грудные мышцы; глубокие — межреберные мышцы); мышцы живота (прямая мышца живота, наружная и внутренняя косые мышцы живота);
мышцы конечностей (дельтовидная, трехглавая мышца плеча, портняжная мышца, четырехглавая мышца бедра).

Работа мышц

По форме мышцы делятся на длинные, короткие и широкие. По функциям мышцы делятся на сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, синергисты и антагонисты и др.

Скелетные мышцы прикрепляются с двух сторон от сустава и при своем сокращении производят в нем движение. Сгибатели (флексоры) обычно находятся спереди, а разгибатели (экстензоры) — сзади от сустава (за исключением коленного и голеностопного суставов).

Отводящие мышцы (абдукторы) располагаются снаружи от сустава, приводящие (аддукторы) внутри от сустава. Вращение производят мышцы, расположенные косо или поперечно по отношению к вертикальной оси (пронаторы — вращающие внутрь, супинаторы кнаружи).

Синергисты — мышцы, осуществляющие движение и суставе в одном направлении (плечевая и двуглавая мышцы плеча), антагонисты — мышцы, выполняющие противоположные функции (двуглавая и тpexглавая мышцы плеча).

Работа различных групп мышц происходит согласованно. Когда cгибатель сокращен, paзгибатель расслаблен, и наоборот. Это происходит при чередовании процессов возбуждения и торможения в спинном мозге. С другой стороны, cгибатели и разгибатели могут быть одновременно расслаблены или сокращены. В координации движений основная роль принадлежит нервной системе.

При интенсивной мышечной нагрузке может наступать утомление. Утомление — это временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха. Утомление зависит от ритма сокращений и от нагрузки. Статическая работа мышц требует одновременною сокращения всех групп мышц и поэтому не может быть продолжительной. При динамической работе сокращаются поочередно различные группы мышц, что дает возможность длительное время совершать работу.

В экспериментальных условиях утомление мышцы связано с накоплением в ней продуктов обмена (фосфорной, молочной кислот), влияющих на возбудимость клеточной мембраны, а также с истощением энергетических запасов. При длительной работе мышцы уменьшаются запасы гликогена и ней и соответственно нарушаются процессы синтеза АТФ, необходимого для осуществления сокращения. Установлено, что в естественных условиях процесс утомления затрагивает прежде всего центральную нервную систему, затем нервно-мышечный синапс и в последнюю очередь — мышцу.

Тренировка мышц увеличивает их объем, силу и выносливость. При тренировке мышц утолщаются мышечные волокна, возрастает количество гликогена в них, увеличивается коэффициент использования кислорода, ускоряются восстановительные процессы.

Это конспект по теме «Опорно-двигательный аппарат: Скелетные мышцы». Выберите дальнейшие действия:

"Биомеханические свойства костей и суставов"

Двигательная деятельность человека требует согласованной работы организма в целом, но главная роль при этом принадлежит двигательному аппарату. С механической точки зрения двигательный аппарат человека представляет собой механизм, состоящий из сложной системы рычагов, приводимых в действие мышцами. Однако при изучении движений человека и причин, их вызывающих, было бы неправильно ограничиваться только представлениями механики. Для того, чтобы понять устройство двигательного аппарата и принцип его действия, необходимо иметь в виду биологическую природу "механизмов" человеческого тела. Анализ деятельности двигательного аппарата с биологической точки зрения позволяет вскрыть своеобразие устройства и принципа действия "живых механизмов". Таким образом, изучая движения человека, необходимо хорошо знать, как устроен его опорно-двигательный аппарат с точки зрения биомеханики. Это означает, что следует ясно представлять себе принципы строения его пассивной (кости и их соединения) и активной (мышечная система) частей. В отличие от анатомии, которая изучает все детали строения тела, для биомеханики важно выявить именно те особенности строения, от которых зависят свойства органов опоры и движения, а также их участие в выполнении двигательной функции.

В биомеханическом исследовании невозможно учесть строение и функции тела во всех их особенностях. Для изучения движений строят модель тела — биомеханическую систему. Она обладает основными свойствами, существенными для выполнения двигательной функции, и не включает в себя множество частных деталей. Таким образом, биомеханическая система — это упрощенная копия, модель тела человека, на которой можно изучать закономерности движений.

Двигательную часть человека составляют костная и мышечная системы.

Основным свойством, которым обладает костная система, является свойство упругости.

Упругость - способность противодействовать нагрузкам.

Нагрузками называются силы, приложенные к телу и в совокупности вызывающие его деформацию. Различают нагрузки, вызывающие растяжении, сжатие, изгиб и кручение.

Нагрузки, обуславливающие растяжение, возникают, например, при висах или во время удержания груза в опущенных руках.

Нагрузки, создающие сжатие костей, встречаются чаще всего при вертикальном положении тела на опоре. В этом случае на скелет действуют, с одной стороны, силы тяжести тела и вес внешних отягощений, а с другой - давление опоры.

Нагрузки, вызывающие изгиб, обычно встречаются, когда кости выполняют роль рычагов. В этих случаях приложенные к ним силы мышц и силы сопротивления направлены поперек костей и вызывают изгиб.

Нагрузки, обуславливающие кручение, чаще всего встречаются при вращательных движениях звена вокруг продольной оси.

Соединение звеньев. Соединения костных звеньев обусловливают многообразие возможностей движений. От способа соединения и участия мышц в движениях зависит их направление и размах (пространственная форма движений) .

Степени свободы движения. Суставы, связывая в единое целое части тела, сохраняют возможности для их движений. Если часть тела может двигаться только по одной траектории, причем возможности движений по всем остальным траекториям ограничиваются связями, в механике говорят об одной степени свободы, или о степени подвижности.

Совершенно свободное тело имеет шесть степеней свободы. Оно может вращаться вокруг трех основных взаимно перпендикулярных осей, а также двигаться вдоль каждой из этих осей.

Если закрепить тело в одной точке, то у него остается только три степени свободы: оно может вращаться вокруг этой точки в трех основных направлениях (плоскостях) . При закреплении тела еще в одной точке оно как бы насаживается на ось, соединяющую обе данные точки. В этом случае сохраняется лишь одна степень свободы: тело может вращаться лишь вокруг оси, проходящей через обе закрепленные точки.

Если же закрепить тело и в третьей точке, не лежащей на одной прямой с остальными двумя точками, то оно потеряет последнюю степень свободы: будет закреплено неподвижно.

Возможности движений отдельных точек тела при закреплении тела несколько иные. При одной закрепленной точке любая точка этого тела имеет только две степени свободы, т.е. она может двигаться только в двух направлениях по шаровой поверхности. При двух закрепленных точках тела у любой его точки будет лишь одна степень свободы, т.е. возможна одна траектория движения. Само собой разумеется, что у тела, закрепленного в трех точках, нет ни одной степени свободы. У совершенно свободного тела любая точка имеет всего три степени свободы, т.е. может двигаться в любом из трех направлений трехмерного пространства.

Понятие о степенях свободы поможет разобраться в вопросе о подвижности частей тела. Несколько подвижно соединенных звеньев составляет кинематические пары и цепи.

1.2 Биокинематическая пара и кинематическая цепь

Биокинематическая пара — это подвижное (кинематическое) соединение двух костных звеньев, в котором возможности движений определяются строением соединения и управляющим воздействием мышц.

Кинематическая цепь— это последовательное или разветвленное соединение ряда кинематических пар. Кинематическую цепь, в которой конечное звено свободно, называют незамкнутой, а цепь, в которой нет свободного конечного звена, - замкнутой.

В каждом соединении незамкнутой цепи возможны изолированные движения. Они геометрически независимы от движений в других соединениях (если не учитывать взаимодействия мышц) . Например, свободные конечности, когда их концевые звенья свободны, представляют незамкнутые цепи. Замкнутыми кинематическими цепями в теле человека являются, например, грудина, ребро, позвоночник, ребро и снова грудина.

Такие замкнутые цепи разомкнуть невозможно. Незамкнутые могут замыкаться, причем часто через опору. В сложной пирамиде, составленной несколькими акробатами, образуются даже своего рода "сети" (в плоскости) и "решетки" ( в пространстве) с очень сложной взаимной зависимостью движений звеньев.

В замкнутой или замкнувшейся цепи невозможно изолированное движение, т.е. движение в одиночном сочленении. Так, сгибая и выпрямляя ноги в выпаде, можно убедиться в том, что движение в любом суставе непременно вызывает движения и в других.

Таким образом, движения в незамкнутых цепях характеризуются относительной независимостью звеньев. В замкнутых же, а также замкнувшихся цепях движения одних звеньев влияют на движения даже отдаленных звеньев (помогают или мешают) .

В замкнутых цепях возможностей движений меньше, но управление ими точнее, чем в незамкнутых.

В открытой кинематической цепи подвижность каждого следующего звена равна его собственной подвижности плюс подвижность предыдущих звеньев. Так, если у бедра три степени свободы, а у голени относительно бедра еще две степени, то голень относительно таза имеет пять степеней свободы. Наибольшие возможности движений - у конечных звеньев цепи. Но больше шести степеней свободы конечное звено цепи иметь не может. Если же при суммировании степеней свободы получается, что конечное звено имеет их больше шести, то это только значит, что при фиксировании этого звена промежуточные звенья сохраняют степени свободы на шесть степеней меньше. Так, кисть имеет относительно лопатки семь степеней свободы (плечевой сустав - 3, плюс локтевой - 2, плюс лучезапястный - 2) . Если положить кисть на стол, то плечо и предплечье сохраняют 7-6=1 степень свободы. Они смогут двигаться лишь по одной траектории, вокруг оси, соединяющей плечевой и лучезапястный суставы.

Кости, соединенные подвижно, образуют основу биокинематических цепей. Приложенные к ним силы (мышечные тяги и др.) действуют на звенья биокинематической цепи, как на рычаги. Это позволяет передавать действие силы по цепям, а также изменять эффект приложения сил. Таким образом, рычаг как простейший механизм служит для передачи движения и силы на расстояние.

Различают рычаги первого рода (двуплечий) и второго рода (одноплечий) . Первый характеризуется тем, что две группы сил приложены по обе стороны от оси (точки опоры) рычага, а во втором случае - по одну сторону.

Вне зависимости от вида рычага в каждом из них выделяют:

2) точку приложения сил;

3) плечи рычага (расстояние от точки опоры до места приложения сил);

4) плечи сил (длина перпендикуляра, опущенного из точки опоры на линию действия силы).

Мерой действия силы на рычаг служит ее момент относительно точки опоры. Поэтому для равновесия либо равномерного вращательного движения звена как рычага необходимо, чтобы противоположно направленные моменты сил относительно оси рычага были равны. Для ускорения (торможения) звена один момент силы должен быть больше другого. Так, момент движущих сил, преобладая над моментом тормозящих сил, придает звену положительное ускорение (в сторону движения). Если же большим оказывается момент тормозящих сил, то он вызывает торможение звена.

С помощью рычага можно выиграть в силе. Для этого нужно действовать мышечной силой на более длинное плечо. Согласно "золотому правилу механики", выигрывая в силе, одновременно проигрываем в пути и в скорости. Наоборот, если действовать мышечной силой на короткое плечо, то можно выиграть в пути и в скорости за счет проигрыша в силе.

В большинстве случаев мышцы прикрепляются недалеко от сустава и подходят к кости под острым углом. Поэтому плечо силы тяги мышцы, как правило, небольшое. Обычно плечо силы тяги мышц меньше плеча силы сопротивления, и, следовательно, при работе мышцы получается проигрыш в силе и выигрыш в пути и в скорости движения. Для некоторого увеличения плеча силы тяги мышц большое значение имеют костные выступы, бугры, сесамовидные косточки, к которым мышцы прикрепляются или через которые они переходят. Выступы, бугры, сесамовидные косточки увеличивают угол подхода мышцы к кости как к рычагу, тем самым увеличивают плечо силы тяги мышцы и момент вращения мышечной силы. Таким образом, можно выделить две причины проигрыша в силе. Первая -прикрепление мышцы вблизи сустава, вторая - тяга мышцы вдоль кости под очень острым (или тупым) углом.

Можно указать еще и на третью причину некоторых потерь в силе мышц. При больших нагрузках напрягаются все мышцы, окружающие сустав. Мышцы-антагонисты, создавая моменты сил, которые направлены противоположно, полезной работы не производят, а энергию затрачивают. Но в конечном счете в этом есть определенный смысл: хотя и возникают потери энергии, сустав во время больших нагрузок получает укрепление напряжением мышц, которые его окружают.

В связи с особенностями приложения мышечных тяг к костным рычагам необходимы весьма значительные напряжения мышц для выполнения не только силовых, но и скоростных движении.

Болезни костно-мышечной системы

Лечение заболеваний костно-мышечной системы в санатории Белоруссии

Костно-мышечная система человека — одна из важнейших в нашем организме. Не будь у нас скелета — люди не смогли бы ходить, держать равновесие, передвигаться и стоять. Множество факторов приводят к тому, что рано или поздно человек начинает страдать от заболеваний костно-мышечной системы. Про симптомы нарушений и показания к лечению в белорусском санатории Приднепровский читайте ниже.

Костно-мышечная система и соединительная ткань

Строение и функции костно-мышечной системы

Опорно-двигательный аппарат человека — это скелет, который состоит из более, чем 200 различных костей и мышц.

Выделяют 5 отделов:

позвоночный столб;
грудная клетка;
череп (скелет головы);
верхние конечности с плечевым поясом;
нижние конечности с тазовым поясом.

Мышцы также классифицируют на:

те, которые относятся к туловищу,
те, которые отвечают за движения верхних и нижних конечностей,
мышцы головы.

Структурная часть кости — остеон, или по-другому гаверсова система, состоит из:

костных пластинок (коллагеновые волокна с веществами белковой природы в составе, пропитанные специальными минеральными элементами),
полостей, заполненных специальными клетками — остеоцитами.

Мышечные клетки, или миоциты — особый вид клеток, каждый из которых отвечает за свои функции и обладает различными возможностями (например, генерировать электрический ток). Разделяют миоциты сердечной мышцы (кардиомиоциты), скелетной и гладкой мускулатуры и т.д.

Функции костно-мышечной системы:

опорная,
защитная (защищает внутренние органы от механических повреждений),
двигательная,
рессорная (смягчает механические воздействия, которые возникают в процессе движения),
формировочная (от развития мышц зависит формирование других систем),
энергетическая (превращение химической энергии в тепловую).

Опорно-двигательный аппарат удивителен и многогранен:

Кости тверже стали. На самом деле, килограмм костной ткани прочнее, чем аналогичное количество железа.

На позвоночник действует сила притяжения Земли. У младенцев позвонков больше, чем у людей постарше. Понятно, что их не становится меньше — позвонки просто-напросто со временем срастаются вместе. А к старости кажется, что человек теряет в росте. На самом деле не кажется — именно так на опорно-двигательный аппарат человека действует земное притяжение.

Один шаг задействует треть всех мышц тела. Всего в организме человека находится около 650 мышц, и, делая всего лишь один шаг, приводит в действие около 200 мышц одновременно.

Мышцы «исчезают». После 40 лет, если не заниматься регулярной физической нагрузкой, возникновение нарушений неизбежно. В год человек теряет 2-3% мышечной массы, и возникает необходимость в лечении костно-мышечной системы в санатории.

До 400 кг. Именно такой вес способен выдержать позвоночник человека зрелых лет за счет амортизационных свойств межпозвоночных дисков.

Причины, вызывающие нарушения костно-мышечной системы

К появлению болезней костно-мышечной системы и соединительной ткани приводит множество различных факторов. На борьбу с какими-то из них мы можем повлиять своими силами, некоторые возникают неизбежно — в силу возраста, например. Поэтому их разделяют на устранимые и неустранимые.

К неустранимым относятся:

Возраст — после наступления 45 лет обычно развивается остеоартроз.

Пол — женщины более подвержены болезням костно-мышечной системы (предрасположенность может проявиться во время менопаузы).

Наследственность — увы, если в роду кто-то страдал от остеоартроза, то, к сожалению, и для вас процент возможного возникновения заболевания возрастает.

Различные врожденные нарушения (дисплазии костей и суставов встречаются у довольно большого процента жителей Земли).

Среди устранимых факторов риска называют:

Лишний вес. Ожирение на различных стадиях — одна из главных причин повышенной нагрузки на позвоночный столб и, как следствие, возникновения различных нарушений его функционирования.

Гиподинамия, которая приводит к букету заболеваний различных систем организма.

Изнурительные физические нагрузки. Систематические занятия спортом — это хорошо, пока они не начинают наносить вред организму. Сюда же можно отнести профессиональные занятия спортом.

Недостаток кальция, приводящий к хрупкости костей.

Симптомы заболеваний костно-мышечной системы

Чаще всего встречаются три заболевания:

Остеоартроз. От него страдает 87% пожилых людей (после 65 лет). А сам риск заболеть растет в процентном соотношении в геометрической прогрессии: до 45% в группе риска всего 2%, а вот после — уже 30%.

Остеопороз. Данное нарушение опасно тем, что поражает все кости организма, из-за чего они становятся хрупкими. Женщины, к сожалению, подвержены ему в 4 раза больше, чем представители сильного пола. Кстати, даже если вы не обнаружили у себя симптомов данного нарушения, в санатории Приднепровский вам помогут в этом удостовериться. Инновационная методика ультразвуковой денситометрии, которая позволяет успешно диагностировать заболевание на ранней стадии для назначения своевременного лечения.

Остеохондроз. Данная патология заключается в поражении позвонков, их отростков, позвоночных дисков и остальных частей позвоночника.

Основные симптомы, сигнализирующие нам о необходимости обратиться к специалистам, перечислены ниже:

Боль в суставах, которая называется артралгией, а также в мышцах, стопах, спине или позвоночнике.

Скованность движений из-за нарушения подвижности суставов.

Возникновение характерного хруста внутри сустава (причем в зависимости от патологии, звук может быть разным. Но в любом случае игнорировать его не следует).

Внешние изменения в состоянии и внешнем виде — например, покраснения, отечность, также бывает повышение температуры в области сустава.

В мягких тканях могут проходить гнойно-воспалительные процессы.

«Вросший ноготь», который сопровождается болезненными ощущениями.

В мышцах образуются узелки и уплотнения.

Онемение верхних конечностей.

В любом случае, специалисты белорусского санатория Приднепровский, одним из основных медицинских профилей которого является лечение костно-мышечной системы, призывают не игнорировать данные симптомы и прийти на прием к специалисту.

Если вы заметили у себя и своих близких перечисленные симптомы, обратитесь к врачу!

Показания и противопоказания к лечению в санатории Приднепровский

Показаниями к санаторно-курортному лечению являются:

наличие фибробластических нарушений,

нарушения целостности кости, различные переломы,

состояния последствий после перенесенных ранее ожогов различного характера (термических и химических), обморожений, травм, инфекций, которые поражают опорно-двигательный аппарат (например, остаточных проявлений рахита, полиомиелита, церебрального паралича и др.),

наличие врожденных деформаций бедра,

диагностически подтвержденная остеохондродисплазия.

Главными противопоказаниями являются:

Тяжелые формы протекания болезней, а также различные виды деформаций костей и суставов.

Невозможность самостоятельно себя обслуживать, затруднения в передвижении или полное отсутствие двигательной активности — таким состоянием сопровождаются полиартриты с необратимыми изменениями в суставах, параличи и другие поражения костно-мышечной системы, не поддающиеся лечению.

Наличие септической разновидности ревматоидного артрита, а также системных поражений опорно-двигательного аппарата.

Остеомиелит в стадии обострения.

Детские церебральные параличи.

Перед бронированием путевки проконсультируйтесь с врачом!

Процедуры, которые помогают

Итак, мы подошли к главному пункту - с лечением костно-мышечных заболеваний в санатории Приднепровский. В здравнице даже существует специальная лечебно-оздоровительная программа «Позвоночник — ключ к здоровью», которая включает в себя сбалансированный комплекс наилучших процедур для лечения опорно-двигательного аппарата. Кроме того, в здравнице Белоруссии вам предложат:

Различные виды гидро- и бальнеотерапии. Жизнь не зря зародилась в воде и постоянно стремится туда вернуться: в состоянии невесомости опорно-двигательный аппарат чувствует себя гораздо лучше. А если это еще и фитнес в бассейне с минеральной водой, которую в санатории Приднепровский добывают из собственных источников — эффект получается просто волшебный! Вытяжение позвоночника — один из лучших способов уменьшить напряжение мышц, следовательно, и болевой синдром, а также снизить внутридисковое давление.

Лечебный массаж. Одно из древнейших и эффективнейших средств при нарушениях.

Лечебная физкультура.

Климатотерапия. Терренкур, солнечные и воздушные ванны, свежий воздух — даже практически пассивное оздоровление помогает при нарушениях опорно-двигательного аппарата.

Пелоидотерапия, или лечение сапропелевыми грязями. Благодаря уникальному составу, из-за чего грязи пресных озер — сапропель — сравнивают с природным антибиотиком, лечение костно-мышечных нарушений без этих процедур не обходится. Они способствуют восстановлению подвижности суставов и снижают активность воспалительных реакций.

Количество процедур строго дозировано и назначается специалистом на месте.

Профилактические мероприятия

Мы никак не можем повлиять на неустранимые факторы риска. Однако в случае с устранимыми стоит приложить все усилия, чтобы оставаться здоровым как можно дольше, ведь предотвратить заболевание всегда лучше, чем его лечить. Команда санатория Приднепровский, заботясь о вас и вашем здоровье, подготовила список профилактических мероприятий, которые будут держать ваш опорно-двигательный аппарат в тонусе:

Придерживайтесь меры во всем. Неправильное питание (как пере-, так и недоедание), тяжелые физические нагрузки и их полное отсутствие — найдите для себя золотую середину, чтобы не переусердствовать ни в чем.

Откажитесь от вредных привычек.

Своевременно обращайтесь к врачу в случае травм или появления симптомов заболеваний костно-мышечной системы. На начальной стадии практически любое нарушение можно вылечить так, что через некоторое время вы о нем уже и не вспомните.

Старайтесь больше двигаться. Движение — это жизнь!

Вы достойны того, чтобы жить полноценной жизнью, а в белорусском санатории Приднепровский позаботятся, чтобы это стало возможным.

Инновационный нутрицевтик OS: направленная защита костно-мышечной системы

Обеспеченность организма кальцием и витамином D - ключевое условие целостности и нормального развития костной ткани. Для компенсации всех нутрициальных потребностей костей и мышц требуется сбалансированный состав и высокая биодоступность микроэлементов.

Костно-мышечная система - сложная динамическая структура, благополучное функционирование которой зависит от своевременного поступления и слаженного метаболизма множества витаминов и микроэлементов.

Поддержка костной системы зачастую необходима пациентам самого разного возраста. У детей и подростков прием жизненно важных нутриентов обеспечивает адекватное формирование костей, набор костной и мышечной массы, у взрослых - поддерживает и восстанавливает кости и мышцы, а также служит профилактикой травматических повреждений, у пожилых людей - замедляет развитие остеопороза.

Общеизвестно, что условием целостности костной ткани является, в частности, обеспеченность организма кальцием и витамином D. Именно эти вещества чаще всего самостоятельно принимают пациенты, озабоченные состоянием своей костной системы. Однако такая терапия не компенсирует нутрициальных потребностей костной ткани и малоэффективна. Для поддержания сложного метаболизма требуется более многокомпонентный и, что особенно важно, сбалансированный состав.

Точное попадание в цель

Французская линия нутрицевтиков Direct Hit от Project V пополнилась новым продуктом OS. Средство с усиленной формулой содержит комплекс веществ, оказывающих направленное действие на костную и мышечную ткань. Точно дозированный препарат предназначен для сохранения и восстановления здоровья костей, суставов и мышц, и отлично подходит для защиты от переломов и травм, в том числе у пожилых мужчин и женщин в постменопаузе.

Мультицелевые компоненты

В состав нутрицевтика OS входят природные ингредиенты, служащие источником важнейших микроэлементов в биодоступной форме. Так, морские минералы из цельных известковых морских водорослей снабжают организм кальцием, а бамбуковый экссудат - кремнием. OS также содержит цианокобаламин (B12), холекальциферол (D3), сульфат цинка, менахинон 7 (K2), магниевые соли жирных кислот, пиридоксина гидрохлорид (B6) и фолиевую кислоту (B9). Активные вещества не только обладают собственными отдельными преимуществами, но и потенцируют действие друг друга, оказывая комплексное оздоровительное действие на костную и мышечную ткань.

Кальций и витамин D играют ключевую роль в формировании и поддержании нормального состава костей. Кальций является основным строительным материалом для костной ткани, а также помогает функционированию мышц. Витамин D способствует всасыванию и транспортировке кальция, регулирует его содержание в сыворотке крови. Кроме того, он обладает нейропротекторными свойствами, поддерживает баланс между жировой и мышечной тканями, нормализует энергетический метаболизм всех типов клеток.

Поступление этих элементов в необходимом количестве помогает формированию костей у детей, укреплению костной ткани у взрослых и позволяет снизить потерю минеральной плотности у женщин в постменопаузе и уменьшить риск остеопоротических переломов.

Недавние исследования продемонстрировали важную роль этого витамина в метаболизме кальция. К2 обеспечивает транспортировку кальция непосредственно в костную ткань и не допускает его оседания в сосудах. Особенно высока потребность в витамине К2 у детей на стадии активного формирования костей и у людей преклонного возраста. Повышая минерализацию костной ткани, витамин К2 помогает сохранить ее прочность и препятствует развитию остеопороза. В частности, он способствует укреплению костной ткани в области шейки бедра у женщин в постменопаузе.

В спектр функций этого витамина входит обеспечение нормального аминокислотного обмена, что включает расщепление и использования белков. Потребность в витамине B6 возрастает при активном наращивании мышечной массы, например, у детей и у спортсменов.

Цинк является незаменимым элементом в цепочках регуляции практически всех систем организма. Он способствует поддержанию нормального уровня тестостерона в крови, ускоряет процессы регенерации после травм и синтез белка, поддерживает нормальный химический состав костей и потому активно применяется в виде своих соединений для профилактики и лечения остеопороза.

Широкий спектр возможностей

Инновационная формула OS работает в нескольких направлениях сразу: укрепление структуры костей, поддержание мышечных функций и нормализация состава крови.

Ежедневный прием нутрицевтика

- укрепляет суставы и снижает дискомфорт при физических нагрузках;
- уменьшает вероятность переломов, растяжений и других травм;
- улучшает минеральный состав костей;
- нормализует белковый метаболизм.

Препарат подходит различным возрастным группам. Его можно рекомендовать при начальных признаках остеопороза, для ускоренной реабилитации после травм, а также спортсменам для правильного усвоения белков и роста мышечной ткани.

Гарантия качества

Вся продукция Project V выпускается на передовом фармацевтическом производстве, входящем в пятерку лучших во Франции. Все средства сертифицированы по самым строгим европейским стандартам качества и безопасности. Симбиоз проверенных формул, новейших технологий и успешного клинического опыта с каждым годом все больше повышает доверие пациентов и врачей к продуктам линейки Direct Hit, только что пополнившейся новым перспективным средством.

Принципы функционирования костно-мышечной системы

ОСП «Российский геронтологический научно-клинический центр» — филиал ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Москва

Для цитирования: От знаний о структуре костной ткани к выбору средств влияния на нее. РМЖ. 2015;7:388.

Изменения в структуре питания и образе жизни, а также увеличение продолжительности жизни во многом определяют рост числа больных с заболеваниями костно-мышечной системы, в т. ч. в молодом возрасте. Интерес к структуре костной ткани не ослабевает на протяжении последних 50 лет и продиктован желанием, потребностью и необходимостью понять, что же определяет качество, прочность и целостность кости. Внедрение новейших технологий визуализации и диагностики состояния кости, успешное лечение ранее неизлечимых заболеваний с использованием генно-инженерных биологических препаратов позволяют изменить ход болезни, улучшить продолжительность и качество жизни больных. Однако эффект лечения, прогноз на будущее при использовании современных дорогостоящих технологий в онкологии, ревматологии, травматологии-ортопедии, стоматологии и других областях медицины определяются качеством костной ткани.

Костная ткань - разновидность соединительной ткани, формируется из мезодермы и состоит из клеток (остеокластов, остеобластов, остеоцитов), межклеточного неминерализованного органического матрикса (остеоида) и основного минерализованного межклеточного вещества. Органический матрикс (или остеоид) на 90% состоит из коллагена. Коллагеновые волокна в основном расположены параллельно направлению наиболее вероятных механических нагрузок на кость и обеспечивают ее упругость и эластичность. Фибриллы коллагена формируют пластины, которые расположены либо параллельно друг другу вдоль трабекул, либо концентрически вокруг кровеносных сосудов, образуя при этом гаверсовы каналы, соединенные между собой поперечными (фолькманновскими) каналами. При ускоренном метаболизме, на фоне хронических воспалительных или эндокринных заболеваний геометрия костной ткани нарушается.

Неколлагеновая часть матрикса представлена витамин К-зависимыми глютамилпротеинами (остеокальцином), матричными протеинами, остеопонтином, остеонектином, фибронектином, а также фосфопротеидами, сиалопротеидами и белками сывороточного происхождения. Минеральные вещества в составе основного вещества органического матрикса кости представлены кристаллами, главным образом гидроксиапатитом Ca10(PO4)6(OH)2. Соотношение кальций/фосфор в норме составляет 1,3:2,0. В кости обнаружены ионы Mg2+, Na+, K+, SO42-, HCO3-, гидроксильные и другие ионы, которые могут принимать участие в образовании кристаллов. Для нормальной минерализации кости необходимы активность остеобластов, поддержание определенных концентраций Са2+ и РО43- и микроэлементов (магния, марганца, цинка, селена, бора) во внеклеточной и периостальной жидкости [1]. Исследования последних лет показали, что для поддержания структуры костной ткани также необходимы витамины A, C, E, K. Дефицит этих веществ замедляет формирование костной массы в детстве и подростковом возрасте, способствует ее ускоренной потере в пожилом возрасте [2, 3].

Кость постоянно обновляется и каждые 30 лет изменяется почти полностью. При этом в ней происходят 2 противоположно направленных процесса - резорбция и восстановление. Соотношение этих процессов называется ремоделированием костной ткани. В первые 20 лет жизни преобладает формирование кости, и достигается пик костной массы, до 30-35-летнего возраста отмечается период более или менее устойчивого состояния, а затем начинается естественное постепенное снижение плотности костной массы. Скорость потери зависит от возраста, наступления андро- и менопаузы, сопутствующих заболеваний, приема лекарственных препаратов и влияния негативных факторов, таких как хроническое воспаление, ожирение, малоподвижный образ жизни, злоупотребление алкоголем, курение и многое другое.

Резорбцию активируют паратиреоидный гормон, инсулиноподобный фактор роста, интерлейкины-1 и -6, простагландины, кальцитриол, фактор некроза опухоли-α, тормозят этот процесс эстрогены. Установлено, что остеобласты и Т-лимфоциты секретируют лиганды рецепторов активатора нуклеарного фактора κВ (RANKL), и до определенного момента молекулы RANKL могут оставаться связанными с поверхностью остеобластов или стромальных клеток. В свою очередь из стволовой клетки костного мозга образуются предшественники остеокластов. Они имеют мембранные рецепторы, называемые рецепторами активатора нуклеарного фактора κВ (RANK). На следующем этапе RANKL связывается с RANK-рецептором, это приводит к слиянию нескольких предшественников остеокластов в одну крупную структуру и формированию зрелых многоядерных остеокластов. В образовавшихся зрелых активных остеокластах имеются лизосомы, содержащие большое количество гидролитических ферментов (катепсины К, D, B, кислая фосфатаза, эстераза, гликозидаза и др.), которые резорбируют костную ткань. Кроме того, катепсин К активирует матриксную металлопротеиназу-9, которая участвует в деградации коллагена и протеогликанов межклеточного матрикса. В этот период в остеокластах растет активность карбоангидразы и Н+/К+-АТФ-азы. Развивающийся ацидоз способствует дальнейшей активации лизосомных ферментов и разрушению минерального компонента кости.

На стадии образования остеокластов из предшественников процесс может блокироваться белком остеопротегерином, который, свободно перемещаясь, способен связывать RANKL и таким образом предотвращать взаимодействие RANKL с RANK-рецепторами. Остеопротегерин - гликопротеин с молекулярной массой 60-120 кДа, относится к семейству рецепторов фактора некроза опухоли. Ингибируя связывание RANK с RANKL, остеопротегерин подавляет мобилизацию, пролиферацию и активацию остеокластов.

Принципиальным отличием современных лекарственных средств для лечения остеопороза (ОП), таких как деносумаб (ингибитор RANKL), ромосозумаб (антитела к склеростину) и аденокатиб (ингибитор катепсина К), является таргетное воздействие на определенные мишени и механизмы патогенеза ремоделирования костной ткани.

ОП - системное заболевание скелета из группы метаболических остеопатий, которое характеризуется уменьшением костной массы и нарушением микроархитектоники костной ткани, что приводит к снижению прочности кости и, следовательно, к повышению риска возникновения переломов [4]. Заболевание встречается во всех возрастных группах, диагностируется как у женщин, так и у мужчин. Остеопоротические переломы представляют огромную социальную и экономическую проблему, являются причиной низкого качества жизни больных, инвалидизации и преждевременной смерти. Специалисты отмечают, что ОП можно предупредить и излечить. Определены факторы риска и механизмы патогенеза заболевания, разработаны методы диагностики, первичной и вторичной профилактики болезни, совершенствуются способы лечения [5, 6].

При изучении остеогенеза и формирования качественной структуры кости установлено, что ведущая роль принадлежит обеспечению организма не только витаминами и белком, но и макро- и микроэлементами [5, 7-9]. Субклинический дефицит, обусловленный недостаточным потреблением с пищей или пониженной абсорбцией этих веществ, может стать причиной (фактором) снижения минеральной плотности кости.

Особое значение имеют такие эссенциальные микроэлементы, как медь, цинк, марганец и условно эссенциальный - бор. Медь, марганец, цинк, являясь кофакторами ферментов, ответственных за синтез коллагена и гликозаминогликанов, непосредственно участвуют в синтезе костного матрикса [10].

Цинк входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот; его недостаточное потребление приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. Цинк в комплексе с аминокислотой цистеином принципиально важен для экспрессии генов, поскольку так называемые «цинковые пальцы» являются центральной структурой ДНК - связывающих доменов рецепторов гормональной формы витамина D, эстрогенов, прогестерона. Инсулин, кортикотропин, соматотропин и гонадотропин являются цинк-зависимыми гормонами [9]. Костная ткань содержит около 30% цинка всего организма [11, 12]. Концентрация цинка в костной ткани быстро снижается при дефиците поступления или нарушении усвоения цинка [13]. Поэтому неудивителен тот факт, что дефекты развития костной системы человека обусловлены дефицитом цинка [14], а также энтеропатическим акродерматитом - наследственным врожденным нарушением абсорбции цинка [15]. Среднее потребление (поступление в организм) цинка составляет от 7,5 до 17,0 мг/сут, при этом физиологическая потребность для взрослых - 12 мг/сут, для детей - от 3 до 12 мг/сут. Пищевыми источниками цинка являются говядина, печень, морские продукты (устрицы, сельдь, моллюски), зерновая завязь, морковь, горох, отруби, овсяная мука, орехи [16].

Значение меди для организма состоит в том, что она является компонентом ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, стимулировании усвоения белков и углеводов, процессах обеспечения тканей организма человека кислородом. Медь - кофактор для лизилоксидазы, необходима для межмолекулярной связи коллагена и эластина, основной компонент миелиновой оболочки, участвует в образовании коллагена, минерализации скелета, синтезе эритроцитов, образовании пигментов кожи. Клинические проявления недостаточного потребления меди - нарушения формирования и функции сердечно-сосудистой системы, скелета, развитие дисплазии соединительной ткани. Дефицит меди влечет за собой угнетение роста кости и ОП, что наблюдается при болезни Менкина, заключающейся во врожденной неспособности поглощать медь [17]. Суточная потребность колеблется от 0,9 до 3,0 мг. Физиологическая потребность для взрослых составляет 1,0 мг/сут, для детей - от 0,5 до 1,0 мг/сут. Пищевыми источниками меди являются шоколад, какао, печень, орехи, семечки, грибы, моллюски, лосось, шпинат [16].

Недостаточное потребление марганца (поступление в организм) вызывает замедление роста, нарушения в репродуктивной системе, повышенную хрупкость кости, нарушения углеводного и липидного обмена. Связано это с тем, что марганец принимает непосредственное участие в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов. Микроэлемент необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Пищевыми источниками являются зеленые листовые овощи, продукты из неочищенного зерна (пшеница, рис), орехи, чай. Среднее потребление микроэлемента с продуктами питания колеблется от 1 до 10 мг/сут. Установленный уровень потребности составляет 2-5 мг/сут. Физиологическая потребность для взрослых - 2 мг/сут [16].

Бор оказывает непосредственное влияние на метаболизм витамина D, а также снижает избыточную активность паратиреоидного гормона, который, как известно, ответственен за обмен кальция, фосфора, магния. Улучшает абсорбцию кальция, уменьшает риск развития дефицита холекальциферола, способствует предотвращению ОП. Это позволяет полагать, что влияние бора на метаболизм костной ткани аналогично действию витамина D. Бор содержится в корневых овощах, винограде, грушах, яблоках, орехах, пиве [16, 18]. Суточная потребность составляет 2-3 мг.

Сведения об исследовании микроэлементов при остеопении и ОП ограничены и противоречивы 20. Особый интерес представляет работа коллектива соавторов из центров Франции, Италии и Северной Ирландии по изучению взаимосвязи между показателями нутритивного статуса цинка и биохимических маркеров ремоделирования кости у европейцев в возрасте 55-87 лет. Рандомизированное двойное слепое многоцентровое проспективное исследование (ZENITH) продолжительностью 6 мес. включало 387 здоровых мужчин и женщин. У всех определялись концентрация цинка в крови и моче, костно-специфическая щелочная фосфатаза и остеокальцин в сыворотке крови, пиридинолин и дезоксипиридинолин в моче. Установлено, что у большинства пациентов ремоделирование было нормальным, без преобладания процессов формирования или резорбции кости. Усвоение цинка отрицательно коррелировало с концентрацией пиридинолина и дезоксипиридинолина в моче, не установлено корреляции с маркерами формирования кости. Прослеживалась тенденция отрицательной корреляции цинка в сыворотке с дезоксипиридинолином в моче (r=-0,211; р=0,080). Цинк в эритроцитах имел отрицательную корреляцию с остеокальцином в сыворотке (r=-0,090; р=0,0001). После учета вмешивающихся факторов (возраст, пол, исследовательский центр) осталась единственная статистически значимая корреляция между остеокальцином в сыворотке и цинком в эритроцитах (b=-0,124; р=0,011). Таким образом, были получены некоторые данные о взаимосвязи между нутритивным статусом цинка и ремоделированием кости у здоровых взрослых [23]. Турецкие ученые установили, что концентрация магния и цинка у женщин с ОП была значимо ниже, чем у женщин с остеопенией и здоровых женщин; в свою очередь концентрация магния и цинка у женщин с остеопенией была статистически значимо ниже, чем у здоровых женщин. Статистически значимого различия между группами по концентрации меди не получено. Высказано мнение о том, что поступление микроэлементов, в особенности магния, цинка и, вероятно, меди, может оказать благоприятное воздействие на плотность костной ткани [24].

Связь между статусом остеотропных микроэлементов, характеристикой костной ткани и возможностью коррекции дефицита потребления с помощью лекарственных средств, в состав которых входят соли кальция и микроэлементы, изучена отечественными педиатрами у 100 подростков [25]. При обследовании выявлены сдвиги в содержании бора, меди, марганца и цинка, а у 46 подростков обнаружена остеопения. Авторам удалось установить взаимосвязь между содержанием микроэлементов в волосах и минеральной плотностью кости, проанализировать возможность воспроизведения состояния минеральной плотности через комплекс исследуемых микроэлементов.

В открытом проспективном наблюдении сделана попытка оценить эффективность комбинированного препарата Кальцемин для коррекции микроэлементоза и кальциевого обмена. Для этого подросткам 1-й группы назначался Кальцемин Адванс по 1 таблетке 2 р./сут (что составляло 1000 мг кальция, 400 МЕ холекальциферола, 80 мг магния, 15 мг цинка, 2 мг меди, 3,6 мг марганца и 500 мкг бората натрия), а 2-й группы - одна из лекарственных форм Кальцемина в индивидуальной дозе в зависимости от суточного потребления кальция с продуктами питания и возрастной суточной потребности, а также от наличия факторов риска остеопении и выраженности микроэлементоза, подтвержденного лабораторно. Продолжительность приема препарата составляла не менее 8-12 мес. Исследование содержания микроэлементов проводилось до назначения препарата и после окончания приема. Авторы сделали вывод, что для коррекции остеопении и профилактики ее развития целесообразно назначение комбинированных препаратов, содержащих не только кальций и витамин D3, но и микроэлементы. Применение Кальцемина позволяет корректировать содержание микроэлементов, улучшить качество костной ткани.

Эффективность Кальцемин Адванса изучена в открытом контролируемом исследовании, в которое было включено 100 женщин в возрасте от 45 до 65 лет с остеопенией. Пациентки были случайно разделены на 2 сопоставимые по основным показателям группы: 1-я группа - 50 человек, получавшие Кальцемин Адванс (по 1 таблетке 2 р./сут, что составляло 1000 мг кальция, 400 МЕ холекальциферола, 80 мг магния, 15 мг цинка, 2 мг меди, 3,6 мг марганца и 500 мкг бората натрия); 2-я группа (контрольная) - 50 женщин, не получавшие медикаментозного лечения, которым были даны рекомендации по питанию. Продолжительность исследования составила 1 год. Анализ минеральной плотности через 12 мес. наблюдения показал, что в группе, получавшей терапию Кальцемином Адванс, отмечалось стабильное состояние минеральной плотности кости, в то время как в контрольной группе она уменьшилась во всех исследуемых зонах, особенно в поясничном отделе позвоночника. Подводя итоги исследования по применению комбинированного препарата Кальцемин Адванс в течение 1 года у женщин с остеопенией, авторы сделали вывод о том, что препарат оказывает стабилизирующее влияние на минеральную плотность кости, его длительное использование не вызывает гиперкальциемии и повышения экскреции кальция с мочой, хорошо переносится. Это позволяет рекомендовать Кальцемин Адванс для профилактики постменопаузального ОП и восполнения дефицита микроэлементов [26].

Минздрав России в декабре 2014 г. внес дополнения в инструкцию по применению лекарственного препарата для медицинского применения Кальцемин в раздел описания фармакологических свойств, а именно указал, что «фармакологическое действие препарата определяется свойствами входящих в его состав ингредиентов … марганец участвует в образовании протеогликанов, что улучшает качество костной ткани и формирует протеиновый матрикс костной ткани. Медь участвует в синтезе коллагена и эластина, входящего в состав костной и соединительной ткани, что оказывает влияние на процессы образования костной массы». Таким образом, при выборе лекарственных средств для профилактики и лечения потери костной ткани, восстановления ее структуры и качества необходимо использовать препараты, которые оказывают непосредственное влияние на снижение резорбции костной ткани, способствуют ее формированию, минерализации костного матрикса, синтезу коллагена, увеличению плотности кости, а также восполняют дефицит потребления остеотропных микроэлементов, участвующих в жизненно важных метаболических процессах организма.

Читайте также: