एक प्राकृतिक दृष्टिकोण के रूप में स्कोलियोसिस - इडियोपैथिक स्कोलियोसिस: पुरानी और नई अवधारणाएं, नैदानिक मामला

द्वारा डॉ.जियोवानी चेट्टा

जैव रसायन से जैव यांत्रिकी तक

मानव बायोमैकेनिक्स के पर्याप्त ज्ञान के बिना, कम से कम आंशिक रूप से, स्कोलियोटिक (और पोस्टुरल) समस्या को समझने के बारे में नहीं सोचा जा सकता है और बदले में, जैव रसायन, भौतिकी और गणित से गुजरे बिना बायोमैकेनिक्स को नहीं समझा जा सकता है।

अतिरिक्त सेलुलर मैट्रिक्स (एमईसी)

स्वास्थ्य में रीढ़ और मुद्रा में बदलाव के महत्व को बेहतर ढंग से समझने के लिए ईसीएम (बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स) का विवरण, भले ही हम आज बहुत कम जानते हैं।
प्रत्येक कोशिका, प्रत्येक बहुकोशिकीय जीवित जीव की तरह, अपने महत्वपूर्ण कार्यों को पूरा करने और जीवित रहने के लिए अपने पर्यावरण के साथ "महसूस" और बातचीत करने की जरूरत है। एक बहुकोशिकीय जीव में कोशिकाओं को विभिन्न व्यवहारों का समन्वय करना चाहिए जैसा कि मानव समुदाय में होता है।

वास्तव में, बहुकोशिकीय जीवों में, कोशिकाएं सैकड़ों बाह्य अणुओं (प्रोटीन, पेप्टाइड्स, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड्स, स्टेरॉयड, फैटी एसिड के डेरिवेटिव, घोल में गैसें, आदि) का उपयोग लगातार संदेश भेजने के लिए करती हैं, दोनों पास और दूर। प्रत्येक बहुकोशिकीय जीव में, प्रत्येक कोशिका इस प्रकार अंदर और बाहर मौजूद सैकड़ों अलग-अलग सिग्नल अणुओं के संपर्क में होती है, जो इसकी सतह से बंधी होती है और ईसीएम में मुक्त या बंधी होती है। कोशिकाएं अपनी सतह, प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से, कई विशिष्ट क्षेत्रों (प्रत्येक कोशिका के लिए कुछ दर्जन से लेकर 100,000 से अधिक) के माध्यम से बहुत जटिल बाहरी वातावरण के संपर्क में आती हैं। विभिन्न झिल्ली रिसेप्टर्स अंदर और ईसीएम दोनों से आने वाले कई संकेतों के प्रति संवेदनशील होते हैं और सेल के अंदर विशिष्ट प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करने के लिए सिग्नल अणु (जैसे न्यूरोट्रांसमीटर) को पहचानने और बाध्य करने में सक्षम होते हैं: स्राव, कोशिका विभाजन, प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाएं इत्यादि। (गेनिस, 1989)।

ईसीएम को आम तौर पर जैव-अणुओं के कई बड़े वर्गों से बना होने के रूप में वर्णित किया जाता है:

संरचनात्मक प्रोटीन (कोलेजन और इलास्टिन)
विशिष्ट प्रोटीन (फाइब्रिलिन, फाइब्रोनेक्टिन, लैमिनिन आदि)
प्रोटीनोग्लाइकेन्स (एग्रीकैंस, सिंडीकैंस) और ग्लूसामिनोग्लाइकेन्स (हाइलूरोनन्स, चोंड्रोइटिन सल्फेट्स, हेपरान सल्फेट्स, आदि)

संरचनात्मक प्रोटीनों में, i कोलेजन जानवरों के साम्राज्य में ग्लाइकोप्रोटीन का सबसे अधिक प्रतिनिधित्व वाला परिवार बनाते हैं। वे ईसीएम (लेकिन सबसे महत्वपूर्ण नहीं) में सबसे अधिक मौजूद प्रोटीन हैं और उचित संयोजी ऊतकों (उपास्थि, हड्डी, प्रावरणी, कण्डरा, स्नायुबंधन) के मूलभूत घटक हैं।
कोलेजन ज्यादातर फाइब्रोब्लास्ट द्वारा संश्लेषित होते हैं लेकिन उपकला कोशिकाएं भी उन्हें संश्लेषित करने में सक्षम होती हैं।
कोलेजन फाइबर लगातार ईसीएम के अन्य अणुओं की एक बड़ी मात्रा के साथ बातचीत करते हैं जो कोशिका के जीवन के लिए एक जैविक निरंतरता का निर्माण करते हैं। तंतुओं में जुड़े कोलाजेन तनाव बलों का प्रतिरोध करने में सक्षम संरचनाओं के निर्माण और रखरखाव में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं। इनलेस्टिक कोलेजन यांत्रिक भार के एक कार्य के रूप में उत्पादित और पुन: चयापचय किया जाता है और इसके विस्को-लोचदार गुणों का मनुष्य की मुद्रा पर बहुत प्रभाव पड़ता है।
कोलेजन फाइबर उनके पीजी / जीएजी कोटिंग (प्रोटिओग्लाइकेन्स / ग्लूकोसामिनोग्लाइकेन्स) के लिए धन्यवाद, बायोसेंसर और बायोकंडक्टिंग गुण रखते हैं। हम वास्तव में जानते हैं कि संरचनात्मक विकृति उत्पन्न करने में सक्षम कोई भी यांत्रिक बल एक मामूली विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने वाले अंतर-आणविक बंधनों पर जोर देता है, जो कि पीजोइलेक्ट्रिक करंट (एथेनस्टेड, 1969) है। इसलिए त्रि-आयामी और सर्वव्यापी कोलेजन नेटवर्क में अंतरिक्ष के तीन आयामों में बायोइलेक्ट्रिक संकेतों के संचालन की अजीबोगरीब विशेषता है, जो कोलेजन तंतुओं और कोशिकाओं के बीच की सापेक्ष व्यवस्था के आधार पर, अभिवाही दिशा में (ईसीएम से कोशिकाओं तक) या इसके विपरीत है। विपरीत अपवाही।
यह सब एक वास्तविक समय एमईसी-सेल संचार प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है और इस तरह के विद्युत चुम्बकीय जैव-संकेतों से महत्वपूर्ण जैव रासायनिक परिवर्तन हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, "हड्डी ओस्टियोक्लास्ट" पीज़ोइलेक्ट्रिकली चार्ज बोन (ओशमैन, 2000) को "पचा नहीं सकते"।
अंत में, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि कोशिका, आश्चर्यजनक रूप से, लगातार और ऊर्जा के काफी खर्च (लगभग 70%) सामग्री का उत्पादन करती है जिसे विशिष्ट पुटिकाओं में प्रोटोकोलजेन (कोलेजन के जैविक अग्रदूत) के अनन्य भंडारण के माध्यम से आवश्यक रूप से निष्कासित किया जाना चाहिए। अल्बर्टाती, 2004)।

कशेरुकी ऊतकों के विशाल बहुमत को दो महत्वपूर्ण विशेषताओं की एक साथ उपस्थिति की आवश्यकता होती है: शक्ति और लोच। का एक वास्तविक नेटवर्क लोचदार तंतुइन ऊतकों के ईसीएम के अंदर स्थित, मजबूत कर्षण के बाद प्रारंभिक स्थितियों में लौटने की अनुमति देता है। लोचदार फाइबर कम से कम पांच बार किसी अंग या उसके एक हिस्से की एक्स्टेंसिबिलिटी बढ़ाने में सक्षम होते हैं। लंबे, अकुशल कोलेजन फाइबर लोचदार फाइबर के बीच "ऊतकों के कर्षण द्वारा अत्यधिक विरूपण" को सीमित करने के सटीक कार्य के साथ परस्पर जुड़े हुए हैं। इलास्टिन लोचदार फाइबर के प्रमुख घटक का प्रतिनिधित्व करता है और लोचदार विशेषताओं के साथ रक्त वाहिकाओं में विशेष रूप से प्रचुर मात्रा में पाया जाता है ( महाधमनी के कुल शुष्क भार का 50% से अधिक का गठन करता है), स्नायुबंधन में, फेफड़े में और त्वचा में। चिकनी पेशी कोशिकाएं और फाइब्रोब्लास्ट इसके अग्रदूत, ट्रोपोएलेस्टिन के प्रमुख उत्पादक हैं।

ईसीएम में विशिष्ट गैर-कोलेजन प्रोटीनों की एक बड़ी (और अभी भी अच्छी तरह से परिभाषित नहीं) संख्या होती है, जिसमें आम तौर पर अन्य ईसीएम अणुओं और सेल सतह रिसेप्टर्स के लिए विशिष्ट बाध्यकारी साइट होती है। इस तरह, इन प्रोटीनों का हर एक घटक समान और विभिन्न अणुओं के बीच संपर्कों के "एम्पलीफायर" के रूप में कार्य करता है, जिससे एक अनंत जैव रासायनिक नेटवर्क तैयार होता है जो लाखों और लाखों जैव रासायनिक जानकारी की दूरी पर भी उत्पन्न, संशोधित, भिन्न और प्रसार करने में सक्षम होता है। (और ऊर्जा)।
बाह्य मैट्रिक्स का एक महत्वपूर्ण "विशिष्ट प्रोटीन है फ़ाइब्रोनेक्टिनउच्च आणविक भार ग्लाइकोप्रोटीन सभी कशेरुकियों में पाया जाता है। फाइब्रोनेक्टिन कोशिका वृद्धि, अंतरकोशिकीय आसंजन और ईसीएम के साथ, विभिन्न तरीकों से कोशिका प्रवासन को प्रभावित करने में सक्षम प्रतीत होता है (कोशिका प्रति दिन 5 सेमी तक बढ़ सकती है - अल्बर्टाती, 2004) आदि। सबसे अच्छा ज्ञात आइसोफॉर्म, टाइप III, इंटीग्रिन को बांधता है . उत्तरार्द्ध ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन का एक परिवार है जो मैकेनोसेप्टर्स के रूप में कार्य करता है: वे ट्रांसड्यूस, चुनिंदा और एक मॉड्यूलर तरीके से, यांत्रिक कर्षण और सेल के अंदर ईसीएम से धक्का देते हैं और इसके विपरीत, साइटोप्लाज्म में प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला को प्रेरित करते हैं जिसमें साइटोस्केलेटन शामिल होता है और अन्य प्रोटीन जो वे कोशिका आसंजन, वृद्धि और प्रवासन को नियंत्रित करते हैं (हाइन्स, 2002)।

ग्लूकोसामिनोग्लाइकेन्स (जीएजीएस) और प्रोटीओग्लाइकेन्स (पीजी) संयोजी ऊतकों के भीतर परिभाषित एक अत्यधिक हाइड्रेटेड जेल जैसा पदार्थ बनाते हैं, जिसके भीतर फाइब्रिलर प्रोटीन रखे जाते हैं और इम्ब्रिकेट किए जाते हैं। पॉलीसेकेराइड जेल का यह रूप एक तरफ ईसीएम को काफी संपीड़ित ताकतों का विरोध करने की अनुमति देता है और दूसरी ओर रक्त और ऊतकों के बीच पोषक तत्वों, मेटाबोलाइट्स और हार्मोन के तेजी से, निरंतर और चयनात्मक प्रसार की अनुमति देता है।
ग्लूकोसामिनोग्लाइकेन्स की पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाएं पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं की विशिष्ट गोलाकार संरचनाओं के अंदर मोड़ने के लिए वॉल्यूमेट्रिक रूप से बहुत कठोर हैं, इसके अलावा वे अत्यधिक हाइड्रोफिलिक हैं। इन कारणों से (और शायद हमारे लिए अज्ञात अन्य लोगों के लिए भी) जीएजी अत्यधिक अनुरूपता ग्रहण करते हैं। विस्तारित अपने द्रव्यमान के संबंध में एक बड़ी मात्रा में कब्जा कर लेते हैं और इस प्रकार कम सांद्रता पर भी काफी मात्रा में जेल बनाते हैं। नकारात्मक चार्ज की उच्च मात्रा (जीएजी सबसे अधिक आयनिक कोशिकाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, आमतौर पर पशु कोशिकाओं द्वारा उत्पादित, सल्फेटेड होते हैं) कई उद्धरणों को आकर्षित करते हैं; इनमें से एक प्रमुख भूमिका Na + द्वारा निभाई जाती है जो पूरी आसमाटिक क्षमता देता है और ECM में भारी मात्रा में पानी को फंसा देता है।इस तरह, सूजन (टर्गर्स) उत्पन्न होते हैं जो ईसीएम को महत्वपूर्ण संपीड़न बलों का भी विरोध करने की अनुमति देते हैं (इसके लिए धन्यवाद, उदाहरण के लिए, कूल्हे की उपास्थि, शारीरिक परिस्थितियों में, कई सौ वायुमंडल के दबाव का पूरी तरह से विरोध कर सकती है)।
संयोजी ऊतक के अंदर, जीएजी वैश्विक वजन के 10-12% से कम का प्रतिनिधित्व करते हैं, हालांकि, उनकी विशेषताओं के लिए धन्यवाद, वे कई बाह्य रिक्त स्थान भरते हैं जो विभिन्न आकारों और विद्युत आवेशों के घनत्व के हाइड्रेटेड जेल के छिद्र बनाते हैं, इस प्रकार चयनात्मक के रूप में कार्य करते हैं। मुख्य बिंदु या "सर्वर" जिसके माध्यम से MEC के अंदर अणुओं और कोशिकाओं के यातायात को उनके आकार, वजन और विद्युत आवेश के आधार पर नियंत्रित किया जाता है।
Hyaluronic एसिड (hyaluronan, hyaluronate) शायद GAGs का सबसे सरल प्रतिनिधित्व करता है। प्रायोगिक और आणविक-जैविक डेटा इस बात की पुष्टि करते हैं कि यह काफी दबावों के प्रतिरोध के संबंध में हड्डियों और जोड़ों के स्तर पर एक मौलिक भूमिका निभाता है। भ्रूण के विकास के दौरान ईसीएम में रिक्त स्थान भरना : यह उन कोशिकाओं के बीच रिक्त स्थान बनाता है जिनमें वे बाद के चरणों में प्रवास करेंगे (अल्बर्गाती, 2004)।
सभी पीजी ईसीएम द्वारा स्रावित नहीं होते हैं, कुछ प्लाज्मा झिल्ली के अभिन्न अंग हैं (अल्बर्ट्स, 2002)।

इसलिए एक्स्ट्रा-सेलुलर मैट्रिक्स को एक बहुत ही जटिल नेटवर्क के रूप में माना जा सकता है जिसमें प्रोटीन, पीजीएस और जीएजी संरचनात्मक समर्थन और प्रत्येक ऊतक और कार्बनिक गतिविधि के विनियमन सहित असंख्य कार्य प्रदान करते हैं। वैश्विक सेलुलर होमियोस्टेसिस को तंत्र के एक जटिल के रूप में माना जाना चाहिए जो सेल के अंदर या ईसीएम के बाहर उत्पन्न और विकसित हो सकता है; बाद के मामले में, सेल मध्यवर्ती या अंतिम लक्ष्य का प्रतिनिधित्व कर सकता है। बाह्य कोशिकीय घटक, सेलुलर मचान के लिए भौतिक समर्थन संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करने के अलावा, एंडोसेलुलर पर्यावरण और अंगों और प्रणालियों दोनों से संबंधित महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की शुरुआत, विकास और समाप्ति के लिए वास्तविक साइटों के रूप में भी कार्य करते हैं। हम एक अनंत जैव रासायनिक नेटवर्क का सामना कर रहे हैं, जो लाखों और लाखों की दूरी पर भी, उत्पन्न करने, संशोधित करने, बदलने और प्रचार करने में सक्षम है।
ऊतकों के स्थिर और गतिशील वास्तुकला पर "नाटकीय" प्रभावों के साथ, शरीर की प्रत्येक कोशिका यांत्रिक और रासायनिक और ऊर्जावान दोनों पहलुओं के तहत लगातार ईसीएम के साथ बातचीत करती है। P. A. Bacci के अनुसार, अंतरालीय मैट्रिक्स वास्तव में महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं की जननी का प्रतिनिधित्व करता है, वह स्थान जहाँ, सबसे पहले, पदार्थ और ऊर्जा के बीच आदान-प्रदान होता है। सभी कपड़े जुड़े हुए हैं और कार्यात्मक रूप से एक दूसरे के साथ बंद नहीं बल्कि खुले सिस्टम में एकीकृत हैं; उनके बीच निरंतर आदान-प्रदान होता है, जो स्थानीय और व्यवस्थित दोनों तरह से हो सकता है, जैव रासायनिक, जैव-भौतिक और विद्युत चुम्बकीय संदेशों का शोषण करता है, अर्थात ऊर्जा के विभिन्न रूपों का उपयोग करता है।
जैसा कि F. G. Albergati ने पुष्टि की है, कोशिका और बाह्य मैट्रिक्स दो स्पष्ट रूप से अलग दुनिया का प्रतिनिधित्व करते हैं जो आवश्यक रूप से जीवन की पूरी अवधि के लिए सही और सहक्रियात्मक तरीके से संचालित करने के लिए हर पल बातचीत करनी चाहिए। इसके लिए संकेतों की एक असाधारण श्रृंखला की आवश्यकता होती है जिसके बाद आणविक-जैविक गतिविधियों की समान रूप से अविश्वसनीय श्रृंखला होती है।