Оскільки дистрофія була визнана хворобою із власною ідентичністю близько 100 років тому, було доведено, що вона не є інфекційною або заразною хворобою. Він не передається через контакт людей або домашніх тварин. Може здатися непотрібним наголошувати на цьому, але я знав пацієнтів, які були впевнені, що вони "підхопили" хворобу іншого ураженого пацієнта. Насправді всі дистрофії є генетичними; тобто через дефект генів і не мають нічого спільного з діяльністю чи звичками нашого повсякденного життя.
Гени
Кожна особа народжується з властивими їй характеристиками або рисами, тобто вони визначаються з моменту народження. Вони є нашим генетичним спадком і включають, наприклад, колір очей або групу крові, що пояснює, чому ми більше схожі на своїх родичів, ніж на інших людей. Всі ці характеристики визначаються генами.
Будь-яка форма життя починається в одній клітині, заплідненій яйцеклітині, яка зазнає багаторазових поділів і з часом продукує всі клітини, тканини та органи тіла.
Кожна клітина містить ядро. Коли його обробляють відповідним плямою і спостерігають через мікроскоп, ядро виглядає у вигляді темної кольорової структури. Кожне ядро містить 46 ниткоподібних тіл, які називаються хромосомами, 23 з яких походять від батька, а інші 23 - від матері.
Кожну з хромосом можна ідентифікувати окремо, оскільки кожна з них має певний малюнок, який з’являється, коли вони забарвлені певними барвниками.
Розташування хромосом стандартизованим способом називається каріотипом.
Хромосоми несуть гени, які є в кожній клітині організму. Однак лише певні гени будуть активними в різних тканинах або органах. Так, наприклад, ген, який виробляє м’язовий білок, буде активним лише в м’язовій тканині, а ген, який виробляє гемоглобін - носій кисню в еритроцитах - діє лише на утворення клітин крові. Хоча дані різняться, підраховано, що в кожному ядрі є приблизно 100 000 генів.
Сьогодні ми дуже мало знаємо про гени, які визначають і контролюють наші найпоширеніші риси, такі як інтелект, зріст або загальний "зовнішній вигляд", проте цікаво, що ми знаємо більше про ті інші гени, які викликають появу таких захворювань, як дистрофія. Гени складаються з ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти), складної нитчастої подвійної молекули (званої подвійною спіраллю), в якій кодується інформація, що виробляє амінокислоти та білки, які є важливими компонентами нашого тіла.
Найпростіший спосіб візуалізувати причину дистрофії - уявити, що певний ген зазвичай синтезує білок, необхідний для м’язової діяльності. Однак, якщо цей ген змінюється, відбувається процес, який називається мутацією, тоді ген або не синтезує білок, або він буде, але вироблятиме аномальний білок, який заважатиме м’язам нормально функціонувати.
Ми знаємо, що рентген та деякі хімічні речовини є причиною мутацій у тварин, але походження більшості мутацій у людей поки що невідоме. Очевидно, вони виникають випадково, і в цьому сенсі ми не знаємо причини, чому дистрофія виникає в одній сім'ї, а не в іншій.
Найважливіший розвиток у цій галузі відбувся приблизно 15 років тому, коли аномальні гени можна було ідентифікувати та знаходити в сім'ї протягом декількох поколінь, навіть виявляючи їх у плода ще в утробі матері. Насправді першим захворюванням, при якому за допомогою цих методів був ідентифікований збудник, була м’язова дистрофія Дюшенна. Молекулярна генетика відповідає за те, щоб серед тисяч виявити, який ген є ненормальним.
В даний час ми маємо лабораторні інструменти, які дозволяють ідентифікувати гени, що викликають кілька дистрофій, виділити їх, а потім визначити їх механізми дії. Знання того, що є його нормальним функціонуванням та що є його ненормальним функціонуванням при хворобі, дає цінну інформацію для можливих методів лікування.
М'язова слабкість
М'язова слабкість проявляється при всіх видах дистрофії та має певні загальні для всіх ознак. З одного боку, це, як правило, симетрично, тобто слабкість по обидва боки тіла схожа, хоча часом одна сторона здається більш ураженою, ніж інша. Таким чином, правша може більше усвідомлювати слабкість цієї руки, проте ретельний огляд лікаря виявить подібний ступінь слабкості в обох кінцівках. З іншого боку, слабкість, як правило, прогресує, хоча знову ж таки вона сильно відрізнятиметься від одного типу дистрофії до іншого. Деякі з них починаються в дитинстві або в ранньому дитинстві і можуть бути важкими і швидко прогресувати; інші, навпаки, можуть з’являтися пізніше і бути дуже м’якими.
Відмінності у прогресуванні слабкості є загальними серед людей, які страждають від одного і того ж типу дистрофії. Навіть в одній родині два постраждалі члени одного віку можуть мати різний ступінь слабкості. Однак у деяких типів, таких як м’язова дистрофія Дюшенна, перебіг захворювання досить однорідний і зазвичай не сильно відрізняється.
Хоча слабкість є прогресивною, вона показує періоди, коли вона, очевидно, стабілізується. Це уповільнення прогресування найбільш очевидно на самих ранніх стадіях або коли людині починають потрібні інвалідні візки. Дотепер ми не знаємо жодного способу повністю зупинити перебіг хвороби, але завдяки фізіотерапії та іншим заходам можна з самого початку запобігти або відстрочити певні ускладнення, такі як контрактури, які виникають, коли після тривалої іммобілізації суглоби зафіксовано, і свобода пересування втрачена.
Перебіг та тяжкість захворювання, тобто його прогноз, багато в чому залежить від конкретного типу дистрофії, якою страждає людина, тому точний діагноз буде необхідним. Це стане можливим завдяки ретельному огляду спеціаліста та відповідних лабораторних тестів.
Слабкість не пов’язана з болем, і це нормально - не відчувати дискомфорту при торканні до м’яза. Насправді, постраждалі люди зазвичай не скаржаться, за винятком самої м’язової слабкості. Іноді, особливо при видах дистрофії, які вражають верхні кінцівки, судоми та скутість є досить поширеними. Однак, якщо це важливо і якщо м’язи також болять, вони можуть свідчити про те, що слабкість пов’язана з якоюсь іншою причиною.
Іноді при деяких видах дистрофії певні м’язи більші, ніж менші. У спортсмена це було б природно, при дистрофії, з іншого боку, збільшені м’язи слабкі. Цей збільшений об’єм зазвичай відбувається в литкових м’язах, хоча на інші групи м’язів можна впливати так само. Цей ріст м’язів відомий як псевдогіпертрофія, що означає помилкову гіпертрофію. Його причина не зовсім зрозуміла, проте цілком ймовірно, що це відбувається через заміщення м’язової тканини жиром. М'язова дистрофія Дюшенна в минулому називалась "псевдогіпертрофічною м'язовою дистрофією", оскільки це одна з найважливіших її характеристик.
Типи м’язів
До цього часу ми розглядали м’яз просто як тканину, відповідальну за рух кінцівок, таким чином м’язи стегна стискаються і випрямляють коліно, а м’язи плечей піднімають руки. Цей тип мускулатури відомий як добровільний, оскільки знаходиться під добровільним контролем людини. Якщо ви хочете підняти руку, ваш мозок надсилає повідомлення, яке спускається вниз по хребту, щоб дістатись через нерви, що подають інформацію до відповідної точки м’яза, яка буде виконувати рух.
Цей тип мускулатури в основному бере участь у русі кісток суглобів і часто називається скелетними м’язами. М'язи дихання є дещо винятком, оскільки їх функцію можна частково контролювати, наприклад, затримуючи дихання, але ми зазвичай не усвідомлюємо їх активності.
В людському тілі налічується щонайменше 434 різних добровільних м’язів, і один із великих кошмарів студента-медика знає положення та функції кожного з них. У дорослої людини вони складають близько 40 відсотків від загальної маси тіла, що пояснює, чому втрата ваги не є незвичною для пацієнтів з будь-яким видом втрати м’язів. Хоча в багатьох випадках ці втрати компенсуються збереженням енергії в результаті відсутності фізичних вправ. Насправді для деяких людей, фізична активність яких дуже обмежена, збільшення ваги стає серйозною проблемою, і єдиним способом її виправлення є обмеження споживання калорій за допомогою дієти.
На додаток до добровільних, існують ще два типи м’язів (серцеві та гладкі), які називаються мимовільними, оскільки жоден з них не може контролюватися індивідом. Таким чином, більшість з нас не в змозі контролювати частоту серцевих скорочень, а також керувати гладкою мускулатурою, яка оточує кишечник і відповідає за мимовільні скорочення, що рухають їжу по всьому кишечнику, що називається перистальтикою. При деяких дистрофіях можуть постраждати серцева та гладка мускулатура. Наприклад, при ураженні серця можуть виникнути труднощі з диханням, якщо людина лежить, хоча це трапляється лише при певних видах дистрофії. З іншого боку, запор був би симптомом ураження гладкої мускулатури кишечника, проте звичайним випадком, коли він трапляється, є те, що це пов’язано з дефіцитними фізичними навантаженнями та відсутністю клітковини в раціоні.
Будова м’язів
М'язи складаються з м'язових волокон, згрупованих у тузи, що можна побачити, коли ми розрізаємо шматок м'яса. Тузи формують м’язову масу, за винятком випадків, коли є сухожилля. Вони прикріплюють м’яз до кісток з кожного боку суглоба, так що коли м’яз скорочується, відповідний суглоб згинається (згинається) або розтягується (розгинається). Основним елементом м’язової тканини є м’язове волокно. Кожне волокно складається з декількох окремих м’язових клітин, які зливаються між собою під час внутрішньоутробного розвитку, завдяки чому кожне зріле волокно містить певну кількість клітинних ядер. Розмір волокон варіюється від одного м’яза до іншого, наприклад, у малих м’язах ока вони вимірюють дуже мало міліметрів, а в м’язах кінцівок вони вимірюють кілька сантиметрів.
Кожне волокно вкрите мембраною зі складною структурою, яка називається сарколемма. Дослідження за допомогою електронного мікроскопа показали, що він складається з двох шарів, між якими з’являється ряд хвилинних пор або каналів, що відкриваються і закриваються, дозволяючи певним іонам (електрично зарядженим атомам, таким як натрій або кальцій) проходити через мембрану. Вільний рух цих іонів є важливим процесом для скорочення м’язів. Всередині двох шарів є своєрідна решітка білкових молекул, які утримують мембрану разом і не дають їй розриватися, коли м’яз скорочується. Основним білком у цій структурі є дистрофін. У 1987 році було встановлено, що цей білок відсутній при м’язовій дистрофії Дюшенна, що призвело до кращого розуміння захворювання. Слово дистрофін, очевидно, походить від дистрофії, тим самим підкреслюючи його важливість у захворюванні, хоча в той же час було виявлено, що дистрофін присутній лише в нормальних м'язах, тому слово насправді не підходить. Однак загальновизнано визначити відсутність білка при м'язовій дистрофії Дюшенна.
Причини м’язової слабкості
Теорія, згідно з якою основний та основний дефект багатьох дистрофій знаходиться в м’язовій оболонці, є загальновизнаною, і це підтверджується дослідженнями, проведеними при дистрофіях Дюшенна та Беккера.
При м'язовій дистрофії Дюшенна дистрофін відсутній, оскільки відповідальний ген не продукує його. При м’язовій дистрофії Беккера, клінічно подібній до попередньої, але значно м’якшій за своїми наслідками, відповідальний ген синтезує дистрофін, але це ненормально. Дистрофін разом з іншими спорідненими білками (так звані глікопротеїни), до яких він зв’язаний, відповідає за збереження структури м’язової оболонки. Якщо дистрофін дефектний, то мембрана розривається і «витікає», і як наслідок речовини та молекули, що знаходяться в клітковині, витікають у кров. Серед цих речовин є м’язовий фермент, який називається креатинкіназа. Ферменти та білки необхідні всередині клітини для здійснення певних хімічних реакцій, а креатинкіназа, зокрема, необхідна для виробництва енергії, необхідної для скорочення м’язів. У деяких дистрофіях, особливо типів Дюшенна і Беккера, рівень цього ферменту в крові набагато вищий за норму, і тому вимірювання його рівня в крові є цілком адекватним тестом на ці порушення.
У деяких дистрофіях, хоча дефект є аномалією одного з пов’язаних глікопротеїдів, результат такий же, як і при нестачі дистрофіну. Волокниста мембрана необхідна для нормального функціонування м’яза, і якщо він має дефект або через порушення в дістрофіні, або пов’язаний з ним глікопротеїн, результатом є м’язова слабкість. Деталі цього процесу досі невідомі, хоча багато вчених вважають, що це частково пов’язано з витоком речовин із м’язового волокна, які є необхідними для скорочення м’язів. Однак його також можна отримати шляхом фільтрації речовин у волокно, які спричиняють порушення процесу, необхідного для стиснення, і, можливо, одночасно завдають волокнам непоправної шкоди. Кальцій може бути важливим фактором, оскільки, як відомо, підвищений рівень у клітинах погіршує біохімічний процес, необхідний для виживання клітин. Знання факторів, які в довгостроковій перспективі спричиняють погіршення стану клітин та м’язову слабкість, можуть наблизити нас до можливого лікування.
Дослідження дистрофії тварин
З очевидних причин дуже важко вивчити тканини постраждалих людей, і, звичайно, з етичних причин також важко застосовувати експериментальні методи лікування, оскільки вони можуть мати серйозні та шкідливі побічні ефекти. Тому деякі вчені зосередили свою увагу на дослідженнях на тваринах. У минулому вивчали кілька видів тварин з м'язовою слабкістю, серед яких норки, ягнята, качки, корови, хом'яки та кури. Однак жоден з них не відповідав необхідним умовам для порівняння з м’язовою дистрофією людини.
Нещодавно було виявлено два «модельних види», які генетично та біохімічно схожі на людей. Це, з одного боку, порода дистрофічних мишей, що називається mdx, і певний тип собак породи золотистий ретрівер. Останній виявився найкращою моделлю захворювань людини і, як вважають, дає велику інформацію про побічні ефекти та значення нових методів лікування.
Деякі запитання без відповіді
Хоча наші знання про м’язову дистрофію за останні роки значно розширились, є ще багато питань, які залишаються без відповіді. Так, наприклад, хоча ми знаємо, що основною причиною дистрофії Дюшенна є дефіцит дистрофіну і що цей дефект присутній у дітей ще до народження, ми не знаємо, оскільки він проявляється лише в шкільному віці. Подібним чином при м'язовій дистрофії Беккера хвороба може не проявлятися до двадцяти або навіть тридцяти років. У моделі миші mdx відсутність дистрофіну однакова, і все ж миша не поступово слабшає і не гине від хвороби.
З іншого боку, чому у випадку з людьми деякі м’язи (наприклад, кінцівок) страждають більше, ніж інші? М'язи обличчя рідко виявляють симптоми, за винятком фасіоскапулохумеральної дистрофії. Також транстоми не з’являються при жуванні або ковтанні, за винятком окулофарингеальної дистрофії, а також не впливає на контроль кишечника або сечового міхура. Крім того, чому деякі люди страждають сильніше, ніж родичі того ж віку та того самого розладу? Відповіді на ці питання, без сумніву, будуть вирішені шляхом досліджень у найближчі роки. До цього часу нам доведеться визнати, що є багато питань, на які ми все ще не маємо відповіді.
Резюме
М’язові дистрофії - це група успадкованих транстомів, у яких деякі гени, що контролюють роботу м’язів, є дефектними. У випадку певних типів дистрофії основна проблема відома (дефіцит білкового дистрофіну в м'язовій дистрофії Дюшенна, наприклад), а в інших є вагомі підстави вважати, що вона незабаром буде виявлена.
Вчені починають розуміти, як розвивається м’язова слабкість, хоча деякі питання залишаються без відповіді, наприклад, чому деякі люди страждають сильніше, ніж інші в тій же родині. Незважаючи на ці сумніви, сьогодні ми знаємо про ці хвороби набагато більше, ніж будь-який інший час в їх історії.