Четыре года назад молодая американка Келли Томас очнулась в одной из больниц Флориды и поняла, что автомобильная авария отняла у нее возможность ходить.
Но очень активная до этого момента студентка, принимавшая участие в ежегодных родео, не стала унывать и решила перебраться на год в штат Кентукки, где приняла участие в новом экспериментальном исследовании, которое, она надеялась, заново научит ее поврежденный спинной мозг ходить.
В феврале этого года, нейрофизиолог, проводящий с Томас занятия по физподготовке и помогающий девушке переставлять ноги, в то время как та держится за ходунки-опоры, в какой-то момент просто отступила от своих обязанностей.
«Что вы делаете?», — взволнованно спросила Томас.
«Сама шагай», — ответила тренер Ребека Мортон. – «Я тебе больше не нужна».
Томас на мгновение заколебалась, но затем сделала свой первый самостоятельный шаг, затем еще один, а затем просто замерла в изумлении.
«Я не могла поверить тому, что происходит. Я так усердно работала эти четыре года. Этот момент стал для меня очень эмоциональным», — рассказывает Томас.
Как лечить повреждения спинного мозга
Сейчас девушке 23 года. Она, как и несколько других людей, получившие травмы спинного мозга различной степени тяжести, теперь может стоять и делать несколько шагов. При этом в ее случае, она может делать это без какой-либо помощи — все благодаря новой экспериментальной терапевтической методике – комбинации нового нейроимплантата и множественных физиотерапевтических занятий.
В клинических испытаниях новой методики лечения, использованной специалистами Луисвиллского университета, Томас и трем добровольцам врачи имплантировали специальные устройства, стимулирующие работу спинного мозга слабыми электрическими разрядами. В купе с физической терапией, продолжавшейся в течении нескольких месяцев, это дало удивительные результаты.
Журнала New England Journal of Medicine сообщает, что новый экспериментальный метод лечения вернул двум добровольцам возможность стоять и делать ограниченное количество шагов, а еще двум – Томас и другому пациенту, Джеффу Маркису – возможность самостоятельно ходить. Исследование спонсируется местным благотворительным фондом, Больницей университета Луисвилля, а также производителем нейроимплантата, компанией Medtronic.
Об аналогичной методике лечения и результатах также рассказывается в журнале Nature Medicine, где описывается успешный случай ограниченного восстановления моторных функций у пациента с поврежденным спинным мозгом врачами клиники Майо в Рочестере (США).
«История исследований повреждений спинного мозга – это более 50 лет клинических испытаний, различных методик, не показавших никаких существенных положительных результатов», — комментирует нейрохирург Дэвид Дэрроу из Медицинской школы Миннесотского университета, не принимавший участие в описываемых исследованиях, но за свою карьеру уже имплантировавший пациентам с поврежденным спинным мозгом спинномозговые имплантаты-стимуляторы.
«С этих случав начинается новая эра».
Дэрроу поясняет, что к новой методике есть множество научных и медицинских вопросов. Например, в исследовании принимало участие лишь несколько пациентов с травмами разной степени тяжести, поэтому пока сложно сказать, насколько эффективно новая методика будет показывать себя в более массовых случаях.
Кроме того, не до конца понятно, как эта технология работает, что в свою очередь должно лишь усилить интерес большего числа специалистов к проведению аналогичных исследований.
Но в целом, говорит специалист, метод доказывает состоятельность идеи, разработанной еще несколько лет до начала описываемых клинических испытаний на пациентах-людях.
Электростимулятор, который использовали исследователи, изначально был предназначен для совсем других вещей, в том числе подавления хронической боли. Тем не менее курс реабилитационных процедур, в рамках которых пациентов учат стоять и восстанавливать частичный контроль за движением ног, действительно показывает свою эффективность.
Мнение ученых
Сьюзан Харкема, научный руководитель Кентуккского исследовательского центра травм спинного мозга при Луисвиллском университете, первой применившая данную методику восстановления моторных функций на людях отмечает, что устройство имплантируется прямо под местом травмы.
В этом случае речь не идет о восстановлении поврежденных волокон спинного мозга у пациента. Ученые обратили внимание на то, что даже при самых серьезных повреждениях спинного мозга часть нервных волокон остаются нетронутыми.
Эти цепочки нейронов не задействованы в работе двигательной системы организма, однако их можно переключить на выполнение новой задачи.
Электростимуляция этих нейронов и особые тренировки в специальном экзоскелете позволили в ранних эксперементах на крысах почти полностью восстановить подвижность лап грызунов после частичного перерезания позвоночника. Позже ученые провели аналогичные опыты на обезьянах.
«В основе этой работы лежат эксперименты, которые показывают, что позвоночная схема очень сложна и в некоторых случаях, в контексте данного исследования, имеет аналогичные свойства, присущие мозгу, показывая возможность при подходящих условиях переобучаться на выполнение новы задач», — комментирует Харкема.
Но это далеко не так просто, как может показаться на первый взгляд. Добровольцам, принимающим участие в исследовании, до начала эксперимента дали два месяца на самостоятельные интенсивные сеансы физиотерапии и тренировки.
Таким образом ученые убедились, что обычным способом моторные функции восстановить не получится.
После этого людям в ходе хирургической операции имплантировали электростримуляторы, а затем снова возобновили ежедневные физические тренировки, с помощью которых, мозг пациентов буквально заново учили ходить, шаг за шагом.
По словам Томас, поначалу это было очень неинтуитивно: девушка мысленно давала мозгу такие команды, как «подняться», «переместить вес», «поднять колено». Тем не менее правой ногой двигать она начала самостоятельно уже на третий день после проведенной операции. Для левой ноги процесс обучения занял более продолжительное время.
«Сначала это было очень сложно. Я не могла ни с кем говорить, не могла ни на кого смотреть. Я должна была полностью концентрироваться только на своем теле. Теперь же я могу и ходить, и говорить. Теперь это требует не таких чудовищных усилий, как было изначально. Это по-прежнему нелегко и не совсем естественно, но уже гораздо проще», — отмечает пациент.
Выписавшись из больницы Томас продолжает ежедневные тренировки уже самостоятельно. Она постоянно возит с собой опору-ходунок, пульт, позволяющий управлять электростимулятором и часто ходит, заставляя спинной мозг привыкнуть к новой для него функции.
Специалисты клиники Майо в Ротчестере получили аналогичные результаты при использовании данного метода в эксперименте с участием 29-летнего добровольца, парализованного в результате падения с горного велосипеда в 2013 году. В результате перелома позвоночника он утратил возможность ходить, при этом контроль над руками и другими частями тела сохранился.
Два года назад, отмечает глава исследования Кендалл Ли, хирурги имплантировали набор электродов в поврежденную часть спинного мозга. Когда они прижились, ученые начали проводить с молодым человеком ту же серию физических упражнений, что и с Томас, заново обучая его мозг управлять движением ног.
Новые технологии лечения спинного мозга
Всего через две недели доброволец научился самостоятельно стоять и совершать произвольные движения ногами, находясь внутри экзоскелета. Более полная реабилитация, после которой мужчина научился самостоятельно ходить без помощи этого устройства и физиотерапевтов, потребовала еще 44 недели тренировок и упражнений.
Сейчас, по словам Ли, их подопечный может самостоятельно стоять на месте, ходить по беговой дорожке, опираясь на поручни, и передвигаться на сотни метров без помощи медперсонала, используя ходунки. Новые стимулирующие программы и методики реабилитации, как надеются ученые, помогут пациенту ходить быстрее и перемещаться на более дальние расстояния.
«Важная особенность данной технологии заключается в том, что она способна вернуть функциональный контроль над конечностями, возвратить возможность стоять и ходить без какой-либо помощи. Эта технология действительно способна дать паралитикам надежду на возвращение моторных функций», — комментирует Ли.
Исследователи отмечают важность проведения более массовых испытаний методики на большем количестве пациентов, а также указывают на необходимость разработки отдельного специализированного устройства, а не использование стимулятора, который изначально был разработан совершенно для других целей.
Кроме того, специалисты отмечают необходимость расширения возрастной выборки. Возраст всех участников нынешних экспериментов составлял от 20 до 30 лет.
В большинстве же случаев, говорят специалисты, повреждение спинного мозга наблюдаются у людей более старшего возраста, поэтому неизвестно, как эта методика подействует на них.
Обсудить достижение нейрофизиологов можно в нашем Telegram-чате.
О восстановлении после травмы спинного мозга
Многие врачи говорят пациентам и их семьям, что восстановление невозможно после травмы спинного мозга. Это не верно. Восстановление является правилом, а не исключением после травмы спинного мозга (ТСМ).
Сегментное восстановление
Большинство пациентов восстанавливает функции на уровне 1-2 сегментов ниже места повреждения, даже после так называемого «полного» повреждения спинного мозга. Например, человек с травмой C4 / С5 может иметь дельтовидные функции — а затем восстановить бицепс (C5), разгибатели запястья (C6), и, возможно, даже трицепсы (C7), после нескольких месяцев или даже лет.
Восстановление связей с метилпреднизолонам
Второе Национальное исследование острой травмы спинного мозга (NASCIS 2) показало, что у пациентов с «полным» повреждением спинного мозга, которые не получали высокие дозы стероидов метилпреднизолона на 8% двигательных функции меньше чем у тех кому был введен этот препарат.
Если пострадавшие получили метилпреднизолон в течение 8 часов после травмы, они восстановили в среднем на 21% больше количество потерянных функций.
В противоположность этому, люди с «неполным» повреждением спинного мозга восстановили в среднем от 59% до 75% двигательных функций, если рассматривать введение высоких доз метилпреднизолона.
Восстановление постуральных рефлексов
Большинство людей с шейной или верхней грудной травмой спинного мозга изначально не в состоянии контролировать свои мышцы туловища. Тем не менее, большинство из них может восстановить контроль над стволом тела в течении многих месяцев или даже лет после травмы.
Прогулки и способность ходить при ТСМ
Большинство людей с «неполной» травмой спинного мозга будут способны восстанавливаться и ходить. Восстановление функций для самостоятельной ходьбы после «полной» травмы спинного мозга, очень редки, но возможны, в 5% случаев.
В 1980-х годах, менее чем у 40% людей при повреждений спинного мозга были «неполные» травмы, однако уже в 1990-х годах уже 60% от всех травм спинного мозга являются «неполными».
Таким образом — процент «неполных» травм увеличивается благодаря достижениям в лечении ТСМ, что в свою очередь увеличивает шансы и процент людей способных вновь самостоятельно подняться и ходить.
Проведенные исследования показывают, что лишь 10% от поврежденных участков спинного мозга способны поддерживать существенные функции, в том числе и передвижения. Многие люди с опухолью спинного мозга, часто способны самостоятельно ходить, хоть опухоль и повредила 90% их спинного мозга. Это связано с избыточностью и пластичность спинного мозга.
Несколько путей спинного мозга, служат исходными или пересекающимися функциями. Пластичность относится к способности аксонов, расти и создавать новые соединения. Потому полные разрывы спинного мозга редки, и у большинства людей с ТСМ всё ещё есть некоторые аксоны спинного мозга — пересекающие места повреждения.
Это дает надежду на то, что даже небольшие регенерации спинного мозга восстановят существенные функции организма.
Активная трансплантация макрофагов
В 1998 году Михаил Шварц из института Вейцмана сообщил, что активированными макрофагами, полученными из крови, и пересажанными в спинной мозг — можно улучшить функциональное восстановление у крыс с повреждениями спинного мозга.
Компания Proneuron инициировала первые клинических испытания для оценки целесообразности и безопасности трансплантации макрофагов в человеческие травмы спинного мозга. Предварительные данные показывают, что лечение возможно и безопасно.
Все пациенты имевшие «полную» грудную травму спинного мозга, получили пересадку макрофагов в течение 2 недель после травмы. Три из 8 пациентов улучшили свое состояние больше, чем ожидалось на 5%.
Клинические испытания первой фазы продолжаются в Erasmus — больнице в Брюсселе, Бельгия. Фаза 2 испытаний, планируется пройти в двух центрах в США.
Переменный ток и электрическая стимуляция
В 1999 году Ричард Боргенс и его коллеги из Университета Пердью сообщили, что переменный ток — применяемый на собаках с повреждениями спинного мозга (ПСМ), способствует регенерации и восстановлению функций.
Клинические испытания на людях начались в Университете Пердью, которые в течение 2 недель после острой травмы спинного мозга получали переменные разряды тока, что улучшало их физическое и функциональное состояние здоровья.
AIT-082 (Неотрофин)
Это аналог «гуанозина», который может увеличивать количество нейротрофинов, или нервных факторов роста в головном и спинном мозге. Испытания этого препарата у пациентов с болезнью Альцгеймера показали положительный результат.
Трансплантации стволовых клеток
Эмбриональные стволовые клетки привлекают к себе много внимания.
Несколько исследований человеческих эмбриональных клеточных трансплантатов были проведены в Швеции, России и США, они показали, что пересаженные клетки эмбриона будут прививаться в человеческий спинной мозг, что способно повлиять на восстановление у пациентов. Однако, отчасти из-за того, что используются стволовые клетки эмбрионов человека, существует масса ограничений, запретов и противоречий для их применения.
О Травме
Травма спинного мозга является разрушительным фактором не только для пострадавшего человека, но и для его семьи, друзей и близких.
В то время как существует много информации связанной с ТСМ доступной в Интернете, большая часть материала устарела или не о чем.
В данной статье приведены ответы лишь на некоторые вопросы для людей, которые столкнулись с повреждением спинного мозга в первый раз.
Травма спинного мозга отключает мозг от тела.
Это приводит не только к потере чувствительности и управления двигательными функциями ниже места повреждения, но так же может быть связана с аномальной деятельностью спинного мозга выше и ниже места повреждения, в результате появляется спастичность, невропатические боли и вегетативная дисрефлексия.
Многие функции нашего тела, которые мы считаем — происходят сами собой, такие как, способность ходить в туалет, сексуальные функции, артериальное давление и частота сердечных сокращений, пищеварение, контроль температуры и потливости тела, и другие вегетативные функции могут быть не только потеряны, но быть аномально активными.
Вопреки распространенному представлению о травме спинного мозга, восстановление является правилом, а не исключением прим травме спинного мозга. Однако восстановление занимает много времени и может быть замедленно или заблокировано атрофией мышц при их неиспользовании.
Всегда, есть надежда, появляются новые методы лечения, показывающие положительную регенерацию тканей и функций спинного мозга. Некоторые из них в настоящее время находятся на стадии клинических испытаний, а по многим лишь только должны начаться клинические испытаниях в ближайшее время.
Российские ученые создали препарат для восстановления пациентов после травмы спинного мозга
Специалисты из института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета создали препарата, который позволяет устранить последствия травмы спинного мозга и восстановить у пациентов двигательную активность, пишут «Известия».
Препарат создан на основе двух генов, которые стимулируют процессы регенерации в спинном мозге, улучшают кровообращение и способствуют росту нервных волокон.
Эффективность препарата подтверждена в ходе лабораторных экспериментов, в течение года планируется начать его доклинические испытания.
Травмы спинного мозга возникают при повреждении позвоночника в результате автомобильных аварий, спортивных травм, падения с высоты.
Повреждения позвоночника могут возникать практически в любом его отделе – от шейного до поясничного.
И если костные структуры позвоночника восстанавливаются достаточно просто, то заключенный в нем спинной мозг существующими в настоящее время методами восстановить чаще всего не удается.
В ответ на повреждение целостности тканей спинного мозга организм запускает процессы, направленные на локализацию места повреждения и остановку кровотечения. В результате этого на месте повреждения образуется рубец.
И если в других органах и частях телах этот рубец постепенно рассасывается и функция органа со временем восстанавливается, то восстановление функциональной активности клеток и нервных окончаний спинного мозга происходит далеко не всегда.
Соединительнотканный рубец нарушает не только функции нейронов в месте травмы, но и образует блок, препятствующий прохождению нервных импульсов от головного мозга к частям тела, иннервируемым отделами спинного мозга, лежащими ниже этого блока. Как результат – потеря или грубые нарушения в этих частях тела чувствительности, ухудшение или полное отсутствие движений в конечностях (парезы и параличи), нарушение функции тазовых органов.
В настоящее время не существует по-настоящему эффективных методов и средств для восстановления последствий травмы спинного мозга. В некоторой степени помогают восстановить двигательные функции нейропротезы, которые принимают сигналы от головного мозга и передают их непосредственно на мышцы, в обход пораженного участка спинного мозга.
Эти технологии довольно дорогостоящие, не всегда эффективны, да и степень восстановления движений и их контроля очень низкие. Экзоскелеты тоже стоят очень дорого и не восстанавливают произвольные движения, а работают как внешний каркас для человеческого тела, позволяя ходить, хотя эти движения очень далеки от биомеханики «настоящей» ходьбы.
На фоне практически полного отсутствия эффективных средств для устранения последствий травмы спинного мозга чрезвычайно многообещающе выглядит разработка специалистов из института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета. Они разработали препарат на основе двух генов – VEGF и FGF2.
Ген VEGF нормализует кровообращение в спинном мозге при его повреждении, предотвращает гибель нейронов, способствует росту новых сосудов и нервных волокон. Ген FGF2 является фактором роста, который повышает выживаемость нервных клеток при нейротравме, а также способствует прорастанию нервных волокон через поврежденные участки спинного мозга.
В препарате, созданном казанскими учеными, также есть регуляторные элементы, контролирующие работу генов VEGF и FGF2.
Ученые из КФУ говорят, что использование генов VEGF и FGF2 в качестве активных действующих веществ лекарственного препарата не приведет к каким-либо изменениям генотипа человека и его ДНК.
«Никаких изменений в ДНК человека не происходит, оба этих гена и так присутствуют в организме человека, – рассказал руководитель лаборатории генных и клеточных технологий института фундаментальной медицины и биологии КФУ Альберт Ризванов.
– Мы просто вносим в тело дополнительные копии активных генов, с помощью нескольких микроинъекций в спинной мозг выше и ниже травмы. Тем самым мы модифицируем часть нервных клеток (но не вмешиваемся в их ядро) и программируем их на усиленный рост и восстановление».
Испытания на лабораторных животных показали, что новый препарат способен восстанавливать функции спинного мозга после его повреждения. Начать его доклинические исследования планируется в течение года, в настоящее время решается вопрос с финансированием.
Помимо разработки генного препарата специалисты КФУ проводят исследования эффективности лечения травм спинного мозга с помощью мезенхимальных стволовых клеток.
«Результаты обеих работ обнадеживают и показывают, что мы можем эффективно восстанавливать травмированный спинной мозг и его функции у крупных животных, в частности свиней, а в дальнейшем и у человека», – рассказала старший научный сотрудник лаборатории генных и клеточных технологий института фундаментальной медицины и биологии КФУ Яна Мухамедшина.
Новый подход, помогающий дышать самостоятельно после травмы спинного мозга
Одним из самых серьезных последствий травмы спинного мозга в области шеи является потеря способности контролировать диафрагму и дышать самостоятельно.
Теперь исследователи впервые показывают в лабораторных моделях, что два разных набора нейронных сигналов управляют движением диафрагмы: первый возникает в головном мозге, второй в спинном мозге.
Исследователи использовали препарат, чтобы включить этот альтернативный нервный путь и восстановить дыхательные движения у грызунов. Исследование появилось в Cell Reports .
«Мы поняли, что для дальнейшего изучения того, как управлять регенерацией нервов после травмы спинного мозга, нам нужно было сначала понять, как возникает эта спинальная активность», — говорит первый автор Джаред Крегг (Jared Cregg), аспирант в области нейронауки в Университете Кейс Вестерн Резерв (CWRU) Школа медицины. «Мы взяли базовый подход, чтобы понять этот вопрос, который выявил истинную природу механизма».
Ритмы в нервной системе контролируются нейронными сетями внутри мозга, называемым центральным генератором паттернов. Для дыхания центральный генератор паттернов расположен в области мозгового вещества у основания черепа. Когда связь между мозгом и нервами, которые контролируют диафрагму, прерывается из-за травмы, способность дышать теряется.
«Оказывается, однако, что не все сигналы активности поступают из мозга», — говорит старший автор Джерри Силвер (Jerry Silver), профессор нейронауки в CWRU. «Мы знаем, что для движения конечностей спинной мозг посылает сигналы двигательным нейронам, независимым от мозга. Вот почему куры все еще могут бегать после того, как их головы отрезаны».
Он объясняет, что при перемещении иногда роль центрального генератора паттернов фактически посылает сигналы для подавления движений, поэтому они становятся более контролируемыми. «Мы хотели посмотреть, есть ли похожие сигналы из спинного мозга, которые могут контролировать движение диафрагмы, и можем ли мы их вывести, блокируя подавляющие сигналы», — добавляет он.
В исследовании было три части. В первом наборе экспериментов исследователи использовали лабораторную модель спинного мозга ex vivo, который был изолирован от неонатальных мышей.
Когда спинной мозг были пропитан лекарственными средствами, блокирующими тормозные передатчики, команда обнаружила спонтанную активность в нервных моторных нейронах — нервах, контролирующих движение диафрагмы.
Поскольку мозг не был связан, это открытие показало, что спинной мозг способен контролировать диафрагму независимо от сигналов, которые поступают из мозга.
«Но эти сигналы не были похожи на те, которые вызывают дыхание», — объясняет Крегг. «Они были не такими ритмичными, и у них была длительная продолжительность между ними. Было ясно, что эта деятельность не была дыханием, а была другой, независимой системой».
«Мы не уверены, что эта система работает нормально, но мои предположения в том, что она связана с испугом и рефлексией», — добавляет Силвер. «Это примитивный отклик, который хранится в спинном мозге для чрезвычайных ситуаций, например, задыхаясь и крича в ответ на опасность».
В следующем наборе экспериментов следователи решили определить, можно ли контролировать эти нервные импульсы, чтобы сделать их более похожими на регулярное дыхание. Используя ту же модель ex vivo, они применили технологии оптогенетики и показали, что они могут ускорить моторные нейроны диафрагмы, дыхательный ритм, используя световые импульсы для контроля обжига нервов.
Наконец, они провели эксперименты у взрослых крыс и мышей, у которых одна сторона их спинного мозга была отделена от уровня C2 (в области шеи).
Затем животных обрабатывали препаратами для блокирования ингибирования сигналов из спинного мозга.
«Когда мы это сделали, мы увидели эти всплески движения в диафрагме на стороне тела, где был вырезан спинной мозг», — говорит Крегг. «Они смогли сохранить эту деятельность полностью независимой от мозга».
Следующим шагом в исследовании является определение того, можно ли использовать технологию оптогенетики, чтобы превратить эти спонтанные сигналы в реальное дыхание у взрослых лабораторных животных.
«В конечном счете, цель этого исследования состояла бы в том, чтобы освободить людей с травмами шеи от необходимости использования механическую вентиляцию, — сообщает Силвер. «Инфекции и другие осложнения от механической вентиляции являются основной причиной смерти после травм спинного мозга».
Вы можете оценить статью: 2 0
Травма спинного мозга — Самореабилитация: дыхательная гимнастика
Пациентам > Статьи
C сайта http://sir35.narod.ru.
Здравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня, мы поговорим о дыхательной гимнастике для людей, получивших травму спинного мозга шейного отдела позвоночника.
Травмы шейного отдела спинного мозга крайне опасны не только тем, что нарушается двигательная функция всех четырех конечностей (тетрапарез, тетраплегия) и страдают все внутренние органы.
Специалисты, исследующие данную проблему, утверждают, что эти повреждения также сопровождаются поражением дыхательной мускулатуры, деформацией грудной клетки, развитием гиповентиляции с дальнейшим появлением застойных явлений в легких, снижением функции внешнего дыхания, резким уменьшением жизненной емкости легких и их дренажной функции.
Все перечисленные факторы часто вызывают появление острой дыхательной недостаточности, которая является главной причиной высокой смертности при подобных травмах.
У людей получивших травму на уровне первых четырех шейных позвонков шансов остаться в живых, практически нет. Это объясняется тем, что на уровне четвертого шейного сегмента расположен диафрагмальный нерв, который при его повреждении вызывает остановку дыхания.
У тех, кто получил травму с пятого по восьмой шейные сегменты (на уровне 5-7 шейных позвонков), так же возможен летальный исход, но не в результате прямого поражения диафрагмального нерва, а вследствие распространения восходящего отека спинного мозга.
У этих больных, как правило, дыхательная недостаточность развивается в течение нескольких дней после травмы. В таких случаях, для поддержания жизни, больному, нередко требуется наложение трахеостомы и применения аппарата искусственной вентиляции легких.
Хочу заметить, что длительное нахождение на искусственной вентиляции легких, от нескольких дней до нескольких недель, является очень изматывающей процедурой для больного, особенно если он находится в сознании.
Гипокинезия или, иначе говоря, длительное, вынужденное нахождение больного в неподвижности вследствие тяжелой травмы, также провоцирует возникновение различных патологических реакций со стороны дыхательной системы.
Так, по мнению Ярулина Х.Х., с соавт. (1972) в результате длительного нахождения человека в горизонтальном положении кровь в легких перераспределяется в сторону верхушечных зон и их дорсальную часть. Это создает предпосылки к длительным застоям крови в дорсальных отделах легких и, следовательно, развитию патологических процессов.
Гипокинезия, вызывает значительное снижение энерготрат, что в свою очередь понижает газообмен. Уменьшение энерготрат приводит к снижению потребления кислорода, уменьшению легочной вентиляции в покое. Уменьшается жизненная емкость легких и их максимальная произвольная вентиляция.
Отсутствие систематических периодов резкого усиления дыхания ослабляет функции дыхательных мышц — диафрагмы, межреберных и мышц брюшной стенки. Это приводит не только к снижению вентиляции отдельных участков легких, но и снижает внутрибрюшное давление, необходимое для поддержания тонуса сосудов внутри брюшной полости.
Вследствие патологического дыхания развивается гипоксия (кислородное голодание)
Поэтому, выполнение дыхательных упражнений, начиная с первых часов после операции и на протяжении всей жизни, являются для больных с повреждением шейного отдела спинного мозга жизненной необходимостью.
Физиологическое действие дыхательных упражнений распространяется как на улучшение функции внешнего дыхания, так и на функциональное состояние центральной нервной системы — понижая процессы возбуждения. Круглый М.М. (1958) считает, что статические и динамические дыхательные упражнения способствуют восстановлению проводящей функции спинного мозга и формированию рубцовой ткани.
Упражнения на активизацию функции внешнего дыхания у лиц с травмами шейного отдела позвоночника имеет свои особенности. Д.А.
Винокуров (1970) предлагает методисту при выполнении больным вдоха и приподнимания грудной клетки, нажать руками сзади на нижние ребра больного, а при выдохе сжимать ребра спереди. З.В. Базилевская (1949), Е.М. Бжиский (1982) предлагают выполнять удлиненный выдох, т.к.
он способствует более глубокому вдоху. Для удлинения выдоха рекомендует во второй его фазе сдавливать грудь с боков. При диафрагмальном дыхании производится также небольшое давление на выдохе.
При выполнении дыхательных упражнений необходимо учитывать исходное положение рук. Так, для вентиляции верхушек легких исходное положение должно быть таким: руки положить вдоль туловища, не поднимая их во время вдоха, для максимального воздействия на нижние дои легких — руки подняты вверх.
Говоря о необходимости активизации внешнего дыхания у основной массы больных В.М. Мошков (1930, 1950, 1973) указывает на то, что активация должна соответствовать (принцип адекватности) потребностям организма в кислороде.
Поэтому, применение дыхательной гимнастики в чистом виде при занятиях лечебной физкультурой не может быть оправдано, так как она вызывает гипервентиляцию.
Карепов Г.В. (1991) указывает на то, что физическая нагрузка у больных с повреждением спинного мозга вызывает избыточное повышение минутного объема дыхания, что ухудшает газообмен и значительно снижает физическую работоспособность. Автор советует проводить специальные тренировки, направленные на восстановление оптимального уровня минутного объема дыхания.
Упражнение заключается в удлиненном (от 5-8 до 15-20 с) вдохе через нос с непроизвольной длительностью выдоха через рот. Это способствует усилению мощности выдоха и возможности выдыхать большие объема воздуха, улучшает газообмен и создает благоприятные условия для снижения патологической напряженности вдоха.
Минутный объем дыхания при этом все больше приближается к должной величине.
За время, проведенное больным в неподвижности, его организм постепенно адаптируется к гиподинамии и практически не испытывает дыхательной недостаточности.
Однако с началом активных занятий, потребность в кислороде увеличивается, но слабость дыхательной мускулатуры и маленькая жизненная емкость легких не обеспечивает адекватной вентиляции легких и соответственно снабжения кислородом тканей, что может явиться причиной возникновения бронхоспазмов. В результате, процесс восстановления может значительно усложниться.
Бронхоспазмы могут возникнуть и в том случае, когда организм не готов к поступлению большого количества кислорода, т. е. когда не соблюдается принцип адекватности и наступает гипервентиляция.
Следовательно, любое воздействие на дыхательную систему должно начинаться с легкой физической нагрузки подготавливающей организм к повышенному потреблению кислорода и сопровождаться адекватной нагрузкой на протяжении всей работы.
В качестве подготовительной нагрузки (разминки) могут использоваться простейшие упражнения из любого удобного исходного положения (И.П). Среди них: повороты и наклоны головы; разнообразные движения пояса верхних конечностей и т. д.
Подготовительные упражнения должны выполняться в среднем темпе по 7-10 повторений. Ощущение легкого тепла в разогретых мышцах будет свидетельствовать о готовности организма к выполнению дыхательных упражнений.
Дыхательная гимнастика, используемая при травматических повреждениях шейного отдела спинного мозга должна решать следующие задачи:
- Увеличение подвижности грудной клетки.
- Активизация всех дыхательных мышц.
- Увеличение жизненной емкости легких.
- Устранение застойных явлений.
Для решения этих задач выполнялись следующие упражнения:
А. Для улучшения вентиляции верхних отделов легких.
Например: и.п. – сидя в коляске, руки на поясе. Отвести локти назад – вдох, вернуться в и.п. – выдох. Исходное положение, сидя или стоя, руки на поясе освобождает плечевой пояс от тяжести рук и способствует увеличению подвижности грудной клетки в ее верхней апертуре.
Б. Для улучшения вентиляции нижних отделов легких.
Использовались упражнения с подниманием рук до горизонтали и выше. Например: и. п. — сидя в коляске. Поднимание рук через стороны вверх — вдох, возвращение в и. п. — выдох.
В. Для углубления дыхания.
Тренировка с углублением дыхания осуществлялась постепенно.
Первое время выполнялись такие упражнения: а) после глубокого вдоха выдох через тонкую трубочку в воду; б) произношение на выдохе гласных и согласных звуков (продолжительность выдоха сначала составляла 5 -7 секунд, и в течение 10 дней была доведена до 20 секунд). Через 30 дней добавились упражнения с форсированным выдохом, а именно — надувание резиновых шаров.
Тренировка с углублением дыхания способствует постепенному снятию спазма дыхательных мышц, возрастанию жизненной емкости легких, восстановлению грудобрюшного дыхания. Упражнения с произношением согласных звуков, усиливая вибрацию грудной клетки, стимулирует откашливание и таким образом способствует отделению мокроты.
Сопротивление на выдохе, способствует повышению давления в легких, и соответственно повышению парциального давления кислорода, что ведет к улучшению насыщения артериальной крови кислородом.
Г. Для санации бронхолегочных путей.
Во избежание застоя мокроты необходимо научиться кашлять. На первый взгляд необходимость тренировки кашля может вызвать недоумение. Однако воспроизведение такого естественного механизма как кашель у человека с травматическим повреждением шейного отдела спинного мозга вызывает значительные трудности.
М.Д. Дидур (1999) указал на причины возникновения нарушений кашлевого механизма. Среди них можно выделить следующие: общая мышечная слабость; декомпенсация основной и вспомогательной мускулатуры; парез кишечника, ограничивающий емкость легких.
При кашле потоком воздуха выносится содержимое бронхов к трахее, а надавливание на грудную клетку синхронно с кашлевыми толчками, способствует ускорению тока мокроты из бронхов.
Кроме того, при кашле наблюдается рефлекторное сокращение мышц грудной клетки, что также способствует усилению и углублению дыхания. Дренажные положения также облегчают выведение мокроты и повышают продуктивность кашля.
Дренажная гимнастика может включать следующие позиционные упражнения:
Для дренажа верхних долей легких: а) И.п. – лежа на боку, на валике (на правом и левом боку).
Для дренажа средних долей легких: а) И.п. – лежа на спине. Валик под плечи, голова запрокинута, ноги согнуты в коленных и тазобедренных суставах.
б) И.п. – лежа на спине с приподнятыми на 30-40 сантиметров ногами.
Для дренажа нижних долей легких: а) И.п. – лежа на животе с валиком под живот.
б) И.п. – лежа на животе поперек кровати, свесившись головой и грудью вниз со свободно свисающими руками.
Д. Активизация дыхательных мышц предусматривает разработку реберного дыхания.
Поскольку больные с травмами спинного мозга шейного отдела позвоночника выживают за счет диафрагмального дыхания, при разработке реберного дыхания необходимо исключить экскурсии диафрагмы.
Этому содействуют такие исходные положения, как лежа на животе с упором на предплечья, и сидя с наклоном туловища. При этом живот лежит на бедрах.
Также для исключения экскурсий диафрагмы во время выполнения физических упражнений использовался широкий 10 – 15 см. пояс, который одевался на 30-40 минут.
Е. Для увеличения подвижности грудной клетки.
Чтобы увеличить подвижность грудной клетки использовались упражнения на растягивание дыхательных мышц. Для более краткого описания упражнений введены условные обозначения А — больной, В — помощник. Например:
а) А — лежит на животе, заложив руки за голову или вытянув их вперед. В — держит А за локти, и пружинящими движениями, приподнимает его туловище вверх.
б) А — сидит или лежит, руки согнуты в локтях и отведены в стороны. В — держа А за локти пружинящими движениями отводит их назад.
Упражнения следует выполнять в спокойном темпе, без рывков по 4 — 6 повторений за занятие. После этих упражнений могут появиться болезненные ощущения в межреберьях. Но по мере увеличения подвижности грудной клетки интенсивность и длительность этих ощущений уменьшается.
Уважаемые читатели, в данной работе приведены только основные, простейшие упражнения. Они помогут Вам значительно активизировать функцию дыхательной системы и подготовить весь дыхательный аппарат к увеличению физической нагрузки, так необходимой для дальнейшего восстановления движений.
Починить спинной мозг: новые терапии на грани фантастики | Милосердие.ru
Не всегда врачи могут сразу определить, приходится ли им иметь дело с полным либо с частичным повреждением. При частичном повреждении спинной мозг может передавать некоторые сигналы в головной мозг и наоборот, поэтому такие пациенты обладают некоторой чувствительностью и даже некоторыми моторными функциями ниже пораженной области.
Полное повреждение спинного мозга сопровождается полной или почти полной потерей моторной функции и чувствительности ниже области поражения.
И хотя даже при тяжелой травме спинной мозг почти никогда не является полностью перерезанным, обширность повреждения приводит к тому, что восстановление пациента становится делом практически безнадежным.
Во всяком случае, так считалось до сравнительно недавнего времени.
Несколько фактов
- Больница Крейга в штате Колорадо, США, специализирующаяся на лечении и реабилитации пациентов с параличом, предлагает на своем сайте несколько фактов, позволяющих больным и их близким сориентироваться в новой для них реальности.
- Вот они:
- – Почти всегда остается надежда на восстановление по крайней мере некоторых из утраченных функций.
– При неполном параличе шансы восстановления выше. Анализ медицинской статистики штата Колорадо показал, что только 1 из 7 полностью парализованных после травмы пациентов смог добиться значительной степени восстановления движения.
Для тех, кто сразу после травмы сохранил хотя бы слабую способность к движению конечностей, эта пропорция значительно выше: 3 из 4 таких пациентов добиваются существенных улучшений.
– При полном параличе неплохой шанс есть у того, кто сохранил чувствительность в нижней части туловища сразу после травмы.
Примерно 2/3 пациентов с повреждением спинного мозга в шейном отделе после длительной реабилитации смогли нарастить достаточную силу мышц в ногах для того, чтобы ходить, при условии, что сразу после травмы они ощущали укол ноги иголкой.
Что касается тех, кто ощущал только легкое прикосновение, ходить сможет примерно 1 из 8 таких пострадавших.
– Чем скорее после травмы начнут работать мышцы, тем выше шанс на прогресс, тем реальнее перспектива встать и пойти. Как правило, если мышцы становятся способны функционировать лишь через несколько недель, это с большей вероятностью будут мышцы рук, а не ног.
Сколько длится тот период, в который можно надеяться на существенное улучшение, будь то пациент с неполным или полным повреждением спинного мозга? Как долго можно жить надеждой? На этот вопрос нет однозначного ответа. Понятно, что после двух или трех лет паралича, шансы на то, что мышцы заработают без посторонней помощи, практически ничтожны.
- Что же касается месяца, двух, полугода после травмы – прогноз сделать сложнее, однако есть два правила, которые помогут сориентироваться:
- – Если есть постоянные улучшения, если все новые мышцы постепенно восстанавливают функцию, значит, высок шанс дальнейшего значительного прогресса.
- – Чем дольше период без улучшений, тем ниже шанс на восстановление.
Что ж, эти факты внушают умеренный оптимизм даже тем, кто пострадал от обширного поражения спинного мозга. Еще больший оптимизм внушают научные разработки, которые в перспективе могут сделать паралич излечимым или, по крайней мере, создать условия для значительной адаптации пострадавших от травм спинного мозга к нормальной жизни.
Почва для оптимизма
Роб Саммерс в свои 20 лет был полон надежд: он должен был начать обучение в Университете штата Орегон, активно занимался бейсболом. Все изменилось 12 июля 2006 года: его сбила машина, после чего он оказался полностью обездвижен. И хотя у него сохранялась некоторая чувствительность в нижней части туловища, прогноз был неутешительным. Врачи сказали, что ходить Роб никогда не сможет.
В конце XX века история на этом бы и закончилась, но в наше время медицина все быстрее переходит от научной теории к практике.
Робу Саммерсу и еще трем молодым людям с повреждениями спинного мозга предложили инновационную терапию – эпидуральные стимуляторы, имплантируемые в спинной мозг.
Все четыре пациента, парализованные, по крайней мере, от груди и до кончиков ног, теперь в состоянии двигать ногами.
Роб Саммерс первым получил экспериментальное лечение, разработанное доктором Регги Эдгертоном из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес) и доктором Сьюзан Харкема из Университета Луисвиля (Кентукки) при участии наших соотечественников из Института физиологии имени Павлова (Санкт-Петербург). Они опубликовали свою историю успеха в 2011 году в журнале Lancet.
Вскоре стало ясно, что Роб не был счастливым исключением: метод работает, причем двое из четырех пациентов, продемонстрировавших значительный прогресс, имели диагноз «полное моторное и сенсорное поражение спинного мозга», ставшее результатом автокатастроф. Сразу после травм никто не мог предположить, что эти больные смогут хоть в какой-то степени восстановить моторные функции.
В чем суть терапии?
Стимулятор подает непрерывный электрический импульс на разных частотах и разной интенсивности нижнему спинному мозгу, то есть в пояснично-крестцовую зону, и тем самым имитирует мозговые сигналы, которые инициируют движения.
Все четыре пациента приобрели способность двигать ногами сразу же после имплантации и активации стимулятора, при этом движения были произвольными.
Исследователи пришли к выводу, что некоторые сигнальные пути могли остаться неповрежденными после травмы, и именно они облегчают совершение произвольных движений.
Мозг воспринимает сигнал стимулятора как свой собственный, и мгновенно начинает контролировать и направлять движения мышц.
Эффективность лечения значительно возрастает, если соединить стимуляцию и реабилитационную терапию, в силу способности нейронной сети спинного мозга к обучению, поэтому уже на третий день после имплантации стимулятора Роба Саммерса в специальном корсете поставили на беговую дорожку. Впервые за 4 года он стоял самостоятельно. «Как только я осознал, что произошло, слезы счастья полились у меня из глаз», – признается Саммерс.
«Мы открыли принципиально новую стратегию, которая может в значительной степени повлиять на восстановление произвольных движений у людей с полным параличом, даже спустя годы после травмы», – считает Сьюзан Харкема.
Экзоскелеты, стволовые клетки и даже носовые нейроны!
Две недели назад в журнале Scientific Reports была опубликована статья международного коллектива бразильских, американских и немецких ученых, добившихся восстановления некоторых двигательных функций у пациентов, которые в результате тяжелых травм спинного мозга были полностью парализованы в течение очень длительных сроков – от 3 до 15 лет.
Метод реабилитации включал 3 компонента: виртуальную реальность, нейроинтерфейс и роботизированный экзоскелет.
Нейроинтерфейс представляет собой электроэнцелограф, регистрирующий активность мозга и передающий данные в компьютер для анализа. Когда пациент представлял себе, что он ходит, сигналы мозга, обрабатываемые компьютерной программой, приводили к тому, что аватар на экране двигался. Когда этот этап был пройден, пациенты перешли к занятиям с экзоскелетом, также управляемым нейроинтерфейсом.
Летом 2014 года член научной команды, нейробилог Мигель Николелис, представил на чемпионате мира по футболу одного из своих парализованных подопечных в экзоскелете, и тот на глазах у изумленной публики ударил по мячу.
Научное сообщество отнеслось к этой демонстрации весьма скептически: глядя со стороны, трудно было понять, действительно ли человек в экзоскелете самостоятельно контролировал свое футуристического вида оснащение.
Тем не менее, команда ученых демонстрирует реальные результаты.
У всех пациентов зафиксирована чувствительность в парализованных ногах: они воспринимают болевое воздействие, прикосновение и определяют положение конечности.
Также пациенты научились по желанию вызывать небольшие сокращения ранее парализованных мышц. Улучшения настолько выражены, что четырем участникам эксперимента диагноз «полная параплегия» заменили на «частичную».
Эти результаты кому-то могут показаться скромными, но ведь речь идет о пациентах, у которых чувствительность и минимальные моторные функции отсутствовали годами, а, как мы знаем, даже небольшой прогресс вселяет надежду на прогресс дальнейший.
Важно заметить также, что экзоскелеты с нейроинтерфейсом и ранее использовались в экспериментах по реабилитации парализованных людей, но подобный результат был достигнут впервые благодаря тому, что начинался эксперимент с обучения действиям в виртуальной реальности.
Было бы нелогично, если паралич не попробовали бы лечить стволовыми клетками. На сегодняшний день в арсенале ученых-медиков немало экспериментов, проведенных на животных.
В марте 2016 американские исследователи из Калифорнийского университета опубликовали результаты своих экспериментов. Им удалось восстановить целостность спинного мозга крыс с помощью нейронов, полученных из стволовых клеток.
Клетки начали функционировать подобно другим клеткам спинного мозга – они формировали полноценные синапсы, что помогло вернуть крысам подвижность.
Попытки «починить» спинной мозг таким образом предпринимались давно, однако никому из ученых ранее не удавалось достичь успеха.
Ученые считают, что новая методика поможет и парализованным людям, потерявшим подвижность после травм. Впрочем, пока о клинических испытаниях терапии на людях говорить преждевременно. В ближайшее время авторы протестируют разработанную ими технологию на более крупных животных.
Чуть раньше были опубликованы результаты исследований австралийских ученых из Университета Нового Южного Уэльса. Им удалось перепрограммировать клетки костной и жировой тканей в индуцированные мультипотентные стволовые клетки, способные участвовать в регенерации любых тканей.
Команда ученых уже успешно испытала полученные стволовые клетки на мышах. Теперь ученые считают, что в 2017 году они смогут протестировать клетки на людях. С помощью новых клеток авторы планируют лечить паралич и справиться с другими заболеваниями, например, с хроническими болями в спине или последствиями травм.
В октябре 2014 года в журнале Cell Transplantation был опубликован отчет о еще одной инновационной медицинской технологии, разработанной группой польских и английских медиков во главе с нейрохирургом Павлом Табаковым.
Сорокалетний Дерек Фидика в 2010 году после удара ножом в спину оказался парализован от груди и ниже. После двух лет безуспешной терапии медики решились на экспериментальный вид лечения.
Врачи провели операцию по извлечению обонятельной луковицы пациента, затем в специальных условиях были выращены особые клетки обонятельной выстилки носа, известные своей способностью проводить нервные импульсы. После этого были сделаны микро-инъекции клеток в область повреждения спинного мозга. Наконец, в ту же область были имплантированы четыре полоски нервной ткани.
По словам врачей, пересаженные клетки, прижившись в спинном мозге, стали выполнять функцию по проведению нервных импульсов между клетками самого мозга, таким образом способствуя их регенерации и восстановлению активности.
Уже спустя три месяца после вмешательства пациент почувствовал первые изменения, ощутив мышцы собственной ноги. Спустя еще полгода он смог сделать первые шаги при поддержке специального устройства и при помощи врача.
Важное преимущество метода заключается в том, что пациенту пересаживаются клетки из его собственной обонятельной луковицы, а значит, не произойдет реакции отторжения, как это бывает с донорскими органами и клетками.
Трудно сказать, какая из описанных терапий наиболее перспективна. Важно, что их несколько, что они развиваются, и каждая дает основания для надежды на то, что в будущем паралич станет полностью излечимым заболеванием.
- Источники:
- Incomplete Spinal Cord Injuries: The Early Days
- How A New Technology Is Helping Paralyzed Patients
- Stem cells used to successfully regenerate damage in corticospinal injury
- New stem cell treatment using fat cells could repair any tissue in the body
- Paralyzed man walks again after olfactory cell transplant, thanks to animal research
- Также на тему:
- Виртуальный аватар учит парализованного ходить