Thomas J. Armstrong — СУХОЖИЛИЯ

Thomas J. Armstrong

Деформация, возникающая при возникновении и прекращении физической нагрузки, называется “эластичной” деформацией. Деформация, остающаяся после возникновения и прекращения физической нагрузки, называется “вязкой” деформацией. Поскольку ткани тела обладают способностью как к эластичной, так и к вязкой деформации, их называют “вязко-эластичными”. Если время между последовательными растяжениями недостаточно для восстановления исходного состояния сухожилия, то при каждом последующем растяжении сухожилие будет растягиваться все больше и больше. Goldstein et al. (1987) показали, что после 500 циклов сгибания пальца при длительности нагрузки 8 секунд и отдыхе 2 секунды накапливается вязкая деформация сухожилия мышцы-сгибателя пальца, которая равна величине эластичной деформации. Но при длительности нагрузки 2 секунды и отдыхе 8 секунд вязкая деформация сухожилия после 500 циклов сгибания практически отсутствует. Однако критическое время восстановления для конкретных соотношений сроков нагрузки и отдыха не установлено.

Сухожилия можно описать как многокомпонентные структуры, состоящие из параллельно расположенных пучков коллагеновых волокон в гелеобразном мукополисахаридном матриксе. При растягивании сухожилия за его концы происходит выравнивание складоки распрямление коллагеновых пучков. При увеличении нагрузки выпрямленные пучки растягиваются. Как следствие, при растяжении сухожилий они становятся тверже. Воздействие силы перпендикулярно к длинной оси сухожилия вызывает сближение волокон,и сухожилие уплощается. При воздействии силы по касательной к поверхности сухожилия происходит сдвиг волокон, ближайшихк точке приложения силы, и сухожилие изгибается.

Сухожилия как структуры

Через сухожилия передаются усилия, возникающие при статических и динамических мышечных сокращениях, которые происходят при различных рабочих операциях. Сила сокращения мышц противодействует весу тела или различных предметов. Если воздействиепредмета стремится повернуть сустав в одну сторону, то при удерживании этого предмета сокращаются мышцы, поворачивающие сустав в другую сторону. При этом показано, что сила воздействия мышцы на сухожилие значительно больше, чем вес или силадействия предмета.

Силы, возникающие при сокращении мышц, называются силами растяжения, поскольку они растягивают сухожилие. Силу растяженияможно смоделировать путем растяжения резиновой полоски за ее концы. На сухожилия также действуют давящие силы, силы сдвигаи давление окружающей жидкости. Эти силы показаны на рис. 6.4 на примере сухожилия мышцы-сгибателя пальца.

Рис. 6.4    Схема натяжения сухожилия вокруг анатомической поверхности или ролика и соответствующие силы:
натяжения (Ft),
сдавливания (Fc),
трения (Ff)
и давление жидкости, или гидростатическое давление (Pf)

Для осуществления напряжения пальцев при удержании предметов необходимо сокращение мышц кисти и предплечья.При сокращении мышцы тянут за концы соответствующих сухожилий, проходящих через запястье. Если при этом положение запястьяне позволяет сухожилию лечь прямо, то сухожилие будет давить на прилегающие ткани. Например, сухожилие мышцы-сгибателя пальца давит на кости и связки внутри запястного канала. Это сухожилие идет под кожей запястья в направлении ладони, и его можно увидеть при сильном надавливании на что-либо согнутым запястьем. Сухожилия мышц-разгибателей и отводящих мышц выступаютна верхней и боковой поверхности запястья при выгибании запястья с вытянутыми пальцами.

Силы трения и сдвига возникают при динамическом сокращении мышц, когда сухожилия трутся о прилегающие ткани. Эти силынаправлены параллельно поверхности сухожилия и действуют на эту поверхность. Действие силы трения можно ощутить при одновременном нажатии и перемещении ладони по гладкой поверхности. Трение сухожилия о прилегающие ткани аналогично трению шкива о вал.

Давление жидкости вызывается динамическими или статическими сокращениями мышц, при которых жидкость выдавливаетсяиз тканей вокруг сухожилий. Исследования давления в запястном канале показали, что при некоторых положениях кисти в каналесоздается такое давление, которое достаточно для нарушения кровообращения и угрожает жизнеспособности тканей (Lundborg 1988).

При сокращении мышцы сухожилие сразу растягивается и остается в растянутом состоянии в течение времени сокращения мышцы.При расслаблении мышцы сначала наблюдается быстрое частичное восстановление состояния сухожилия, а затем медленное полное восстановление. Полное восстановление возможно в том случае, если исходное растяжение не превышало определенного предела (Fung 1972).

Сухожилия как живые ткани

Прочность сухожилий обеспечивает тонкость физиологических механизмов, с помощью которых осуществляется питаниеи восстановление сухожилий. В матриксе сухожилий находятся клетки, нервные окончания и кровеносные сосуды. Нервные окончания направляют в центральную нервную систему информацию, позволяющую контролировать движения и предотвращать резкую перегрузку сухожилий. Кровеносные сосуды обеспечивают питание некоторых участков сухожилия. В тех участках, где отсутствуют кровеносные сосуды, питание тканей осуществляется за счет диффузии питательных веществ из жидкости, секретируемой синовиальной выстилкой наружной оболочки сухожилия (Gelberman с сотр. 1987). Синовиальная жидкость также выполняет функцию смазки, и синовиальная оболочка сухожилия присутствует в тех местах, где сухожилие контактирует с прилегающими анатомическими поверхностями.

Чрезмерная эластичная или вязкая деформация сухожилия может привести к его повреждению и к нарушению способностик восстановлению. Существует гипотеза о том, что деформация может нарушать или даже прекратить кровообращение и питаниесухожилия (Hagberg 1982; Viikari-Juntura 1984; Armstrong с сотр. 1993). В отсутствие достаточного кровоснабжения нарушается жизнеспособность клеток и ухудшается способность сухожилия к восстановлению. Кроме того, при деформации могут появляться микроразрывы, также способствующие повреждению клеток и воспалению. Повреждение тканей восстанавливается при возобновлении кровообращения и при наличии достаточного времени для восстановления сухожилия (Gelberman с сотр 1987; Daniel и Breidenbach1982; Leadbetter 1989).

Заболевания сухожилий

Заболевания сухожилий обычно имеют вполне предсказуемый характер (Armstrong с сотр. 1993). Обычно повреждают сухожилия в техучастках тела, которые подвергаются сильному физическому напряжению (сухожилия мышц позвоночника, бицепсов, мышц-сгибателей и разгибателей пальцев). Кроме того, распространенность заболеваний сухожилий зависит от интенсивности физическойнагрузки, в том числе на производстве. Это подтверждено в исследованиях на спортсменах-любителях и профессионалах (Leadbetter 1989). Общим свойством рабочих и спортсменов является повторяющаяся мышечная нагрузка и перенапряжение мышечно-сухожильного соединения.

Если вызываемые механической нагрузкой повреждения не превышают некоторого предела, то целостность сухожилия восстанавливается. Восстановление происходит в 3 этапа: воспаление, пролиферация и ремоделирование (Gelberman с сотр 1987; Daniel и Breidenbach 1982). Стадия воспаления характеризуется увеличением проницаемости капилляров, экссудациейи инфильтрацией участка повреждения полиморфноядерными клетками и длится несколько дней. Стадия пролиферации характеризуется пролиферацией фибробластов и накоплением хаотично ориентированных коллагеновых волокон в зоне между участком повреждения и прилегающими тканями и длится несколько недель. Стадия ремоделирования характеризуется перестройкой волокон в направлении нагрузки и длится несколько месяцев. При повторном повреждении сухожилия восстановление может затянуться, и функциональное состояние сухожилия может ухудшиться до окончания процесса восстановления (Leadbetter 1989). После восстановления обычно наблюдается увеличение силы или адаптация сухожилия к механической нагрузке.

Влияние повторяющейся физической нагрузки хорошо видно на примере сухожилия мышцы-сгибателя пальца, которое контактируетс внутренней стенкой запястного канала (Louis 1992; Armstrong с сотр. 1984). В тех местах, где сухожилие контактирует со стенкойканала, наблюдается постепенное разрастание синовиальной ткани, которое сопровождается пролиферацией соединительной ткани. Утолщение оболочек сухожилия является общепризнанной причиной сдавливания срединного нерва в запястном канале. Утолщение синовиальной оболочки в данном случае является способом адаптации сухожилия к постоянной механической травме, и это была быблагоприятной ответной реакцией организма, если бы одновременно не происходило сдавление нерва.

Пока не установлена оптимальная физическая нагрузка на определенные сухожилия, работодатели должны следить за появлениему рабочих признаков и симптомов заболеваний сухожилий с тем, чтобы вовремя внести коррективы в рабочие операции для предотвращения дальнейших повреждений. При выявлении или подозрении на наличие заболеваний верхних конечностей следует проверить наличие факторов риска на рабочем месте. Кроме того, рабочие места следует проверять для сведения к минимумуфакторов риска при любом изменении рабочих стандартов, операций, и используемого оборудования.