Денервация — это любая потеря иннервации , независимо от причины. Если нервы, потерянные при денервации, являются частью нейронной связи с определенной функцией в организме, то может произойти изменение или потеря физиологического функционирования. [1] Денервация может быть вызвана травмой или быть симптомом расстройства, такого как БАС , [2] постполиомиелитный синдром , [3] или POTS . [4] [5] Кроме того, это может быть полезной хирургической техникой для облегчения основных негативных симптомов, таких как почечная денервация . Денервация может иметь много вредных побочных эффектов , таких как повышенный риск инфекции и дисфункция тканей. [6]
Потеря иннервации может быть вызвана травмой, расстройством или результатом хирургического вмешательства.
Денервация может быть результатом повреждения нерва. Три основных типа повреждения нерва — это неврапраксия , аксонотмезис и невротмезис . Эти три типа различают тяжесть повреждения нерва и потенциал восстановления после повреждения. После травмы, при которой некоторые нервы повреждены, мозг продемонстрировал способность к перестройке или реорганизации нейронных цепей. Эта пластичность позволяет мозгу компенсировать потерю нейронной коммуникации в результате травмы. [7]
Процессы денервации тесно связаны с симптомами, наблюдаемыми при постполиомиелитном синдроме . У людей с постполиомиелитным синдромом происходит постоянный процесс денервации и реиннервации . Этот процесс происходит после острого полиомиелита и со временем приводит к увеличению площадей двигательных единиц . Площади двигательных единиц вскоре увеличиваются до точки, где реиннервация больше невозможна, вызывая некомпенсированную денервацию двигательных единиц, что приводит к атрофии мышц и потере мышечной силы. После постановки диагноза острой инфекции полиомиелита такие симптомы, как утомляемость , общая слабость и боль, считаются связанными с мышечной денервацией. [8]
Подобно постполиомиелитному синдрому, боковой амиотрофический склероз также имеет схожие симптомы дегенерации двигательных нейронов, приводящие к общей слабости и в некоторых случаях параличу. Тип испытываемых симптомов может зависеть от того, какие именно области тела испытывают потерю иннервации. Однако этот процесс денервации отличается от постполиомиелитного синдрома тем, что он затрагивает только дегенерацию верхних и нижних двигательных нейронов и не испытывает процесса постоянной реиннервации и денервации. [9]
В дополнение к повреждению периферических нервов , денервация используется как медицинская процедура для получения различных преимуществ, возникающих в результате устранения иннервации определенной области тела. При почечной денервации процедура включает использование радиочастоты или ультразвука для удаления симпатической иннервации стенки почки с целью снижения артериального давления и лечения хронической гипертонии . [10] Однако в последние годы почечная денервация используется реже из-за новых доказательств, свидетельствующих о том, что артериальное давление не снижается значительно после процедуры, и даже существуют рекомендации против использования этой процедуры, поскольку было мало доказательств того, что почечная денервация приводит к снижению артериального давления. [11]
Другие распространенные хирургические процедуры включают намеренное уменьшение иннервации для лечения различных расстройств. При симпатэктомии симпатический ганглий хирургическим путем удаляется для лечения гипергидроза или чрезмерного потоотделения. [12] Хирургическая или радиологическая денервация каротидного синуса используется для лечения гиперчувствительности каротидного синуса . [13] При ваготомии блуждающий нерв хирургическим путем удаляется для лечения язвенной болезни путем снижения кислотности желудка. [14] При ризотомии нервные волокна в спинном мозге удаляются в надежде устранить хроническую мышечную боль . [15]
Что касается денервации скелетных мышц, то существует два различных диагноза: невропатии с захватом и компрессионные невропатии или неневропатии без захвата. Синдромы захвата и компрессионной невропатии возникают из-за компрессии и/или сужения определенного места сегмента одного нерва или нескольких нервных участков. Это защемление или компрессия могут быть диагностированы на основе множества факторов, включая физикальное обследование, электродиагностический тест и клиническую историю. [16]
После денервации в пораженной скелетной мышечной ткани происходит мышечная атрофия и дегенерация. В скелетной ткани наблюдается прогрессирующая потеря веса денервированных мышц, а также уменьшение размера и количества мышечных волокон. Эти мышцы демонстрируют замедление скорости сокращения, снижение развиваемого напряжения и силы подергивания. [8]
Магнитно-резонансная томография (МРТ) и ультрасонография высокого разрешения (УЗИ) — это два клинических визуализирующих обследования, проводимых для классификации различных диагнозов. Ультрасонография имеет преимущество при оценке разрешений периферических нервов, в то время как магнитно-резонансная томография более чувствительна в отношении изменений интенсивности сигнала мышцы. [16]
Денервация влияет на процесс активации мышц, который вызывается развитием и распространением потенциала действия и последующим высвобождением кальция. Обнаружено, что наблюдается увеличение обратного захвата кальция из-за изменений в морфологии и структуре саркоплазматического ретикулума . В результате наблюдается снижение амплитуды и скорости проведения импульса с увеличением продолжительности мышечного спайка. [17]
В клинических и экспериментальных исследованиях наблюдается увеличение возбудимости мышц в электрических токах, включающих химические действия, в то время как в денервированных мышцах наблюдается снижение возбудимости к току, связанному с электрической индукцией. Изменения в мембранном потенциале покоя, включающем денервированные мышцы, представляют собой легкую деполяризацию при наличии стимула мышечного сокращения. Хотя нет немедленного изменения, включающего потенциал покоя и потенциал действия, наблюдается увеличение мембранного сопротивления. После длительной денервации обнаружено, что мембранный потенциал покоя со временем снижается, в то время как потенциалы действия постепенно снижаются и становятся медленнее. Ацетилхолин является нейротрансмиттером, который становится сверхчувствительным в присутствии денервированной мышцы. При инъекции ацетилхолина вызывается более медленная сократительная реакция, которая резко ниже порога потенциала действия. [17]
Денервированные мышцы продемонстрировали способность выживать после периодов денервации или в случае поврежденного нерва. Размер нерва и его способность функционировать можно сохранить, если его стимулировать электричеством вскоре после денервации в клинических экспериментах. Было показано, что функциональная электрическая стимуляция в домашних условиях спасает мышцы, которые испытали серьезную атрофию в результате денервации. [18] Этот процесс включает в себя электрическую стимуляцию нервов, иннервирующих пораженную часть тела, с помощью электродов, размещенных на коже. [ необходима цитата ]
Для мышц, которые невозможно спасти с помощью функциональной электростимуляции в домашних условиях, итальянское исследование предполагает, что в какой-то момент в будущем могут быть применимы следующие методы: сначала необходимо провести индукцию и разделение аутологичных миогенных клеток. Это может быть выполнено либо путем инфильтрации мышечной ткани маркаином in vivo , которая затем может быть выращена in vitro , либо путем индукции аутологичной жировой ткани in vitro с последующим отбором миогенных стволовых клеток, которые могут быть воссозданы in vivo. Новые аутологичные миогенные стволовые клетки будут вводиться, размножаться и дифференцироваться в новые зрелые мышечные волокна. Функциональные свойства этих вновь созданных мышечных волокон будут индуцироваться с помощью поверхностных электродов и внешнего нейромодулятора . [18]