Тъй като дистрофията беше призната за болест със собствена идентичност преди около 100 години, беше доказано, че тя не е инфекциозна или заразна болест. Не се предава чрез контакт между хора или домашни любимци. Може да изглежда ненужно да се подчертава този въпрос, но познавам пациенти, които бяха убедени, че са „хванали“ болестта на друг засегнат пациент. В действителност всички дистрофии са генетични; тоест поради дефект в гените и те нямат нищо общо с дейността или навиците на нашето ежедневие.
Гените
Всеки индивид се ражда с характеристики или черти, които са присъщи, тоест те се дефинират от момента на раждането. Те са нашето генетично наследство и включват например цвета на очите или кръвната група, което обяснява защо приличаме повече на своите роднини, отколкото на други хора. Всички тези характеристики се определят от гените.
Всяка форма на живот започва в една клетка, оплодената яйцеклетка, която ще се подлага на многократни деления и в крайна сметка ще произведе всички клетки, тъкани и органи на тялото.
Всяка клетка съдържа ядро. Когато се третира с подходящо оцветяване и се наблюдава през микроскопа, ядрото изглежда като тъмно оцветена структура. Всяко ядро съдържа 46 нишковидни тела, наречени хромозоми, 23 от които идват от бащата, а другите 23 от майката.
Всяка една от хромозомите може да бъде идентифицирана поотделно, тъй като всяка има определен модел, който се появява, когато са оцветени с определени багрила.
Разположението на хромозомите по стандартизиран начин се нарича кариотип.
Хромозомите носят гени, които присъстват във всяка клетка в тялото. Само определени гени обаче ще бъдат активни в различни тъкани или органи. Така например генът, който произвежда мускулен протеин, ще бъде активен само в мускулната тъкан, а генът, който произвежда хемоглобин - носител на кислород в червените кръвни клетки - действа само при образуването на кръвни клетки. Въпреки че данните варират, се смята, че във всяко ядро има приблизително 100 000 гена.
Днес знаем много малко за гените, които определят и контролират най-често срещаните ни черти, като интелигентност, височина или общия ни „външен вид“, но любопитно е, че знаем повече за тези други гени, които причиняват появата на заболявания като дистрофия. Гените са изградени от ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина), сложна, нишковидна двойна молекула (наречена двойна спирала), в която информацията е кодирана, за да произведе аминокиселини и протеини, които са основни компоненти на нашите тела.
Най-лесният начин да визуализирате причината за дистрофията е да си представите, че определен ген нормално синтезира протеин, който е от съществено значение за мускулната дейност. Ако обаче този ген се промени, процес, наречен мутация, тогава генът или няма да синтезира протеина, или ще го направи, но ще произведе анормален протеин, който ще попречи на мускула да функционира нормално.
Знаем, че рентгеновите лъчи и някои химикали са причина за мутации при животните, но произходът на повечето мутации при хората все още е неизвестен. Очевидно те възникват случайно и в този смисъл не знаем причината дистрофията да произхожда от едно семейство, а не от друго.
Най-важното развитие в тази област се е случило преди около 15 години, когато анормални гени могат да бъдат идентифицирани и разположени в семейството в продължение на няколко поколения, дори открити в плода, докато са още в утробата. Всъщност първото заболяване, при което причинителят е идентифициран с помощта на тези техники, е мускулната дистрофия на Дюшен. Молекулярната генетика е отговорна да открие сред хиляди кой ген е ненормален.
В момента разполагаме с лабораторни инструменти, които ни позволяват да идентифицираме гените, които причиняват няколко дистрофии, да ги изолираме и след това да определим механизмите им на действие. Знанието какво е неговото нормално функциониране и какво е неговото ненормално функциониране при заболяването предоставя ценна информация за възможни лечения.
Мускулна слабост
Мускулната слабост се появява при всички видове дистрофия и има определени характеристики, общи за всички тях. От една страна, тя обикновено е симетрична, тоест слабостта от двете страни на тялото е сходна, въпреки че понякога едната страна изглежда по-засегната от другата. По този начин човек с дясна ръка може да е по-наясно със слабостта в тази ръка, но внимателният преглед от лекаря ще разкрие подобна степен на слабост и в двата крайника. От друга страна, слабостта обикновено е прогресивна, въпреки че отново тя ще варира значително от един вид дистрофия до друг. Някои от тях започват в ранна детска възраст или могат да бъдат тежки и да прогресират бързо; други, от друга страна, могат да се появят по-късно и да са много леки.
Разликите в прогресията на слабостта са често срещани сред хората, засегнати от същия тип дистрофия. Дори в едно и също семейство двама засегнати членове на една и съща възраст могат да проявят различна степен на слабост. Въпреки това, при някои видове, като мускулна дистрофия на Дюшен, ходът на заболяването е доста еднороден и обикновено не варира много.
Въпреки че слабостта е прогресивна, тя показва периоди, в които очевидно се стабилизира. Това забавяне на прогресията е най-очевидно в много ранните етапи или когато човекът започва да се нуждае от инвалидна количка. Досега не знаем как да се спре напълно хода на заболяването, но благодарение на физиотерапията и други мерки е възможно от самото начало да се предотвратят или забавят определени усложнения, като контрактури, които възникват, когато след продължително обездвижване, ставите са фиксирани и свободата на движение се губи.
Курсът и тежестта на заболяването, т.е. неговата прогноза, зависи много от конкретния тип дистрофия, която страда човекът, така че точната диагноза ще бъде от съществено значение. Това ще бъде възможно чрез внимателен преглед от специалист и съответните лабораторни тестове.
Слабостта не е свързана с болка и е нормално да не се чувства дискомфорт при докосване на мускул. Всъщност засегнатите хора обикновено не се оплакват, освен самата мускулна слабост. Понякога, особено при видовете дистрофия, които засягат горните крайници, спазмите и сковаността са доста чести. Ако обаче те са важни и ако мускулите също са болни, те могат да показват, че слабостта се дължи на друга причина.
Понякога при някои видове дистрофия определени мускули са по-големи, отколкото по-малки. При спортист това би било естествено, при дистрофия, от друга страна, увеличените мускули са слаби. Този увеличен обем се появява нормално в мускулите на прасеца, въпреки че други мускулни групи могат да бъдат засегнати по същия начин. Този мускулен растеж е известен като псевдохипертрофия, което означава фалшива хипертрофия. Причината му не е напълно ясна, но е много вероятно тя да се дължи на заместването на мускулната тъкан с мазнини. Мускулната дистрофия на Дюшен в миналото се наричаше „псевдохипертрофична мускулна дистрофия“, тъй като това е една от най-значимите й характеристики.
Мускулни видове
Досега сме разглеждали мускула само като тъкан, отговорна за движението на крайниците, като по този начин бедрените мускули се свиват и изправят коляното, а раменните мускули повдигат ръцете. Този тип мускулатура е известен като доброволен, тъй като е под доброволен контрол на човека. Ако искате да вдигнете ръка, мозъкът ви изпраща съобщение, което слиза надолу по гръбначния стълб, за да достигне през нервите, които доставят информацията до подходящата точка на мускула, която ще изпълни движението.
Този тип мускулатура участва главно в движението на костите на ставите и често се нарича скелетна мускулатура. Мускулите на дишането са донякъде изключение, тъй като тяхната функция може да бъде частично контролирана, например чрез задържане на дъха, но обикновено не сме наясно с тяхната активност.
В човешкото тяло има поне 434 различни доброволни мускули и един от най-големите кошмари на студент по медицина е да знае позицията и функцията на всеки един от тях. При възрастен те съставляват около 40% от общото телесно тегло, което обяснява защо загубата на тегло не е необичайна при пациенти с какъвто и да е вид загуба на мускули. Въпреки че в много случаи тази загуба се компенсира от запазването на енергията в резултат на липсата на физически упражнения. Всъщност за някои хора, чиято физическа активност е много ограничена, наддаването на тегло се превръща в сериозен проблем и единственият начин за отстраняването му е чрез ограничаване на приема на калории чрез диета.
В допълнение към доброволните съществуват и два други типа мускули (сърдечни и гладки), които се наричат неволни, тъй като нито един от тях не може да бъде контролиран от индивида. По този начин повечето от нас не са в състояние да контролират сърдечната честота, нито да контролират гладката мускулатура, която заобикаля червата и е отговорна за неволните контракции, които задвижват храната през червата, наречена перисталтика. При някои дистрофии могат да бъдат засегнати сърдечната и гладката мускулатура. Например, когато сърцето е засегнато, може да се появят затруднения с дишането, ако човекът е в легнало положение, въпреки че това се случва само при някои видове дистрофия. От друга страна, запекът би бил симптом на засягане на гладката мускулатура на червата, но нормалното в случая е, че се дължи на оскъдната физическа активност и липсата на фибри в диетата.
Мускулна структура
Мускулите са изградени от мускулни влакна, групирани в асове, което може да се види, когато отрежем парче месо. Асите формират мускулната маса, освен там, където се намират сухожилията. Те прикрепват мускула към костите от всяка страна на ставата, така че когато мускулът се свие, съответната става се огъва (огъва) или разтяга (разширява). Основният елемент в мускулната тъкан са мускулните влакна. Всяко влакно се състои от няколко отделни мускулни клетки, които се сливат по време на развитието на плода, така че всяко зряло влакно съдържа редица клетъчни ядра. Размерът на влакната ще варира от един мускул до друг, например в малките мускули на окото те измерват много малко милиметри и въпреки това в мускулите на крайниците те ще измерват няколко сантиметра.
Всяко влакно е покрито с мембрана със сложна структура, наречена сарколема. Изследванията с електронен микроскоп показват, че той е съставен от два слоя, между които се появяват поредица от малки пори или канали, които се отварят и затварят, позволявайки на определени йони (електрически заредени атоми, като натрий или калций) да преминат от през мембраната. Свободното движение на тези йони е важен процес за мускулна контракция. Вътре в двата слоя има вид решетка на протеинови молекули, които държат мембраната заедно и не позволяват да се разкъса, когато мускулът се свие. Основен протеин в тази структура е дистрофинът. През 1987 г. е установено, че този протеин липсва при мускулната дистрофия на Дюшен, което води до по-добро разбиране на заболяването. Думата дистрофин очевидно произлиза от дистрофия, като по този начин подчертава нейното значение за заболяването, въпреки че в същото време е открито, че дистрофинът присъства само в нормалните мускули, така че думата всъщност не е подходяща. Все пак е общоприето да се идентифицира липсващия протеин при мускулната дистрофия на Дюшен.
Причини за мускулна слабост
Теорията е общоприета, че основният и основен дефект при много дистрофии се намира в мускулната мембрана и това се доказва от изследвания, проведени при дистрофиите на Дюшен и Бекер.
При мускулната дистрофия на Дюшен дистрофинът липсва, тъй като отговорният ген не успява да го произведе. При мускулната дистрофия на Бекер, клинично подобна на предишната, но много по-лека по своите последици, отговорният ген синтезира дистрофин, но е ненормален. Дистрофинът, заедно с други сродни протеини (наречени гликопротеини), към които е свързан, е отговорен за запазването на структурата на мускулната мембрана. Ако дистрофинът е дефектен, тогава мембраната се разкъсва и "изтича" и като следствие веществата и молекулите във влакното изтичат в кръвния поток. Сред тези вещества е мускулен ензим, наречен креатин киназа. Ензимите и протеините са необходими в клетката, за да се осъществят определени химични реакции, а по-специално креатин киназата е необходима, за да произведе енергията, необходима за свиване на мускулите. При някои дистрофии, особено типовете на Дюшен и Бекер, нивото на този ензим в кръвта е много по-високо от нормалното и следователно измерването на нивото му в кръвта представлява много адекватен тест за тези нарушения.
При някои дистрофии, въпреки че дефектът е аномалия в един от свързаните гликопротеини, резултатът е същият като при липсата на дистрофин. Фибровата мембрана е от съществено значение за правилното функциониране на мускула и ако тя е дефектна, било поради аномалия в дистрофина или свързания с тях гликопротеин, резултатът е мускулна слабост. Подробностите за този процес все още са неизвестни, въпреки че много учени смятат, че той се дължи частично на изтичането на вещества от мускулните влакна, които са от съществено значение за мускулното свиване. Той обаче може да се получи и чрез филтриране на вещества във влакното, които причиняват смущения в процеса, необходими за свиване и може би в същото време причиняват непоправими щети на влакното. Калцият може да бъде важен фактор, тъй като е известно, че повишеното ниво в клетките причинява влошаване на биохимичния процес, от съществено значение за оцеляването на клетката. Познаването на факторите, които в дългосрочен план причиняват влошаване на клетките и мускулна слабост, може да ни приближи до възможно лечение.
Изследвания на дистрофия на животни
По очевидни причини е много трудно да се изследват тъканите на засегнатите хора и, разбира се, поради етични причини също е трудно да се приложат експериментални лечения, тъй като те могат да имат сериозни и вредни странични ефекти. За всичко това някои учени са насочили вниманието си към проучвания върху животни. В миналото са изследвани няколко вида животни с мускулна слабост, включително норки, агнета, патици, крави, хамстери и пилета. Никой от тях обаче не отговаря на необходимите условия, за да се сравни с мускулната дистрофия на човека.
Наскоро бяха открити два "моделни вида", които генетично и биохимично са подобни на хората. Това са, от една страна, порода дистрофични мишки, наречени mdx, и определен тип кучета от породата златен ретривър. Последният се оказа най-добрият модел на човешко заболяване и се смята, че предоставя чудесна информация за страничните ефекти и стойността на новите лечения.
Някои въпроси без отговор
Въпреки че познанията ни за мускулната дистрофия се разшириха значително през последните години, все още има много въпроси, които остават без отговор. Така например, въпреки че знаем, че основната причина за дистрофията на Дюшен е дефицитът на дистрофин и че този дефект е наличен при деца още преди раждането, ние не знаем, защото се проявява едва около училищната възраст. По същия начин при мускулната дистрофия на Бекер болестта може да не се прояви до двадесет или дори тридесетгодишна възраст. В модела mdx мишка отсъствието на дистрофин е същото и въпреки това мишката не отслабва прогресивно или умира от болестта.
От друга страна, защо при хората някои мускули (например тези на крайниците) са по-засегнати от други? Мускулите на лицето рядко проявяват симптоми, с изключение на фациоскапулохумералната дистрофия. Нито се появяват транстоми при дъвчене или преглъщане, освен при окулофарингеална дистрофия, нито се влияе върху контрола на червата или пикочния мехур. Освен това, защо някои хора са по-сериозно засегнати от роднини на същата възраст и със същото разстройство? Отговорите на тези въпроси несъмнено ще бъдат разрешени чрез изследвания през следващите години. Дотогава ще трябва да приемем, че има много въпроси, на които все още нямаме отговор.
Обобщение
Мускулните дистрофии са група наследени транстоми, при които някои от гените, които контролират мускулната функция, са дефектни. В случая на някои видове дистрофия основният проблем е известен (дефицит на протеинов дистрофин в мускулната дистрофия на Дюшен например), а при други има основателни причини да се смята, че той скоро ще бъде идентифициран.
Учените започват да разбират как се развива мускулната слабост, въпреки че някои въпроси остават без отговор, като например защо някои хора са по-силно засегнати от други в същото семейство. Въпреки тези съмнения, знанията, които имаме за тези заболявания, днес са много по-големи, отколкото по всяко друго време в тяхната история.