Патоморфологические изменения тонкой мышцы бедра у пациентов со спастическими формами детского церебрального паралича

Введение. Мышцы пациентов с детским церебральным параличом (ДЦП) содержат большое количество фиброзно-жировой клетчатки, но при этом причина мышечных контрактур не в полной мере ясна.

Цель исследования — изучить патоморфологические изменения тонкой мышцы бедра (musculus gracilis) для определения наиболее эффективной стратегии лечения мышечных контрактур в зависимости от уровня двигательных расстройств пациентов со спастическими формами ДЦП.

Материалы и методы. Отобранные для исследования пациенты (n = 24) разделены на три группы в соответствии со шкалой Gross Motor Function Classification System (GMFCS). Проведено гистологическое исследование m. gracilis, оценены морфометрические показатели.

Результаты. У пациентов в m. gracilis выявлена миопатия разных степеней выраженности. Доля мышечной ткани в срезах больше в GMFCS II–III и GMFCS V, тогда как соединительной — в GMFCS IV. В GMFCS II–III выявлена обратная статистическая связь между процентом мышечной ткани в микропрепаратах и индексом массы тела Кетле. У детей GMFCS IV и V зафиксирована отрицательная корреляция долей сократительной и соединительной тканей в гистологических срезах.

Обсуждение. Выявленные патоморфологические изменения в m. gracilis обусловлены повреждением головного мозга ребенка, спастическим синдромом, трофическим статусом пациентов. Вмешательства на сухожильно-мышечном аппарате больных ДЦП не увеличивают мышечную силу, не влияют на функциональные способности детей.

Заключение. Патоморфологическая картина срезов m. gracilis соответствует миопатии, выраженность которой зависит от тяжести двигательных ограничений детей со спастическими формами ДЦП. Укорочение саркомеров в миофибриллах m. gracilis является одной из причин формирования приводящих контрактур тазобедренных суставов у пациентов с ДЦП. Терапевтические и хирургические вмешательства на сухожильно-мышечном аппарате не увеличивают мышечную силу детей с ДЦП, не влияют на их функциональные способности.

1. Pascal A, Govaert P, Oostra A, Naulaers G, Ortibus E, Van den Broeck C. Neurodevelopmental out-come in very preterm and very-low-birthweight infants born over the past decade: A meta-analytic review. Developmental Medicine & Child Neurology. 2018;60(4):342–355. DOI: https://doi.org/10.1111/dmcn.13675.

2. Sadowska M, Sarecka-Hujar B, Kopyta I. Cerebral palsy: Current opinions on definition, epidemiology, risk factors, classification and treatment options. Neuropsychiatric Disease and Treatment. 2020;16:1505–1518. DOI: https://doi.org/10.2147/NDT.S235165.

3. Paul S, Nahar A, Bhagawati M, Kunwar AJ. A review on recent advances of cerebral palsy. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2022;2622310. DOI: https://doi.org/10.1155/2022/2622310.

4. Takano T, Hayashi A, Harada Y. Progression of motor disability in cerebral palsy: The role of concomitant epilepsy. Seizure: European Journal of Epilepsy. 2020;80:81–85. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seizure.2020.06.014.

5. Hallman-Cooper JL, Rocha Cabrero F. Cerebral palsy. In: StatPearls. Treasure Island: StatPearls Publishing. PMID: https://pubmed.gov/30844174.

6. Verschuren O, Smorenburg ARP, Luiking Y, Bell K, Barber L, Peterson MD. Determinants of muscle preservation in individuals with cerebral palsy across the lifespan: A narrative review of the literature. The Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 2018;9(3):453–464. DOI: https://doi.org/10.1002/jcsm.12287.

7. Howard JJ, Herzog W. Skeletal muscle in cerebral palsy: From belly to myofibril. Frontiers in Neurology. 2021;12:620852. DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2021.620852.

8. Howard JJ, Graham K, Shortland AP. Understanding skeletal muscle in cerebral palsy: А path to personalized medicine? Developmental Medicine & Child Neurology. 2022;64(3):289–295. DOI: https://doi.org/10.1111/dmcn.15018.

9. Konno RN, Nigam N, Wakeling JM, Ross SA. The contributions of extracellular matrix and sarcomere properties to passive muscle stiffness in cerebral palsy. Frontiers in Physiology. 2022;12:804188. DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2021.804188.

10. DэSouza A, Bolsterlee B, Lancaster A, Herbert RD. Intramuscular fat in children with unilateral cerebral palsy. Clinical Biomechanics. 2020;80:105183. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2020.105183.

11. Larkin-Kaiser KA, Howard JJ, Leonard T, Joumaa V, Gauthier L, Logan K, et al. Relationship of muscle morphology to hip displacement in cerebral palsy: a pilot study investigating changes intrinsic to the sarcomere. The Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 2019;14(1):187. DOI: https://doi.org/10.1186/s13018-019-1239-1.

12. Walhain F, Desloovere K, Declerck M, Van Campenhout A, Bar-On L. Interventions and lower-limb macroscopic muscle morphology in children with spastic cerebral palsy: A scoping review. Developmental Medicine & Child Neurology. 2021;63(3):274–286. DOI: https://doi.org/10.1111/dmcn.14652.

13. Leonard TR, Howard JJ, Larkin-Kaiser K, Joumaa V, Logan K, Orlik B, et. al. Stiffness of hip adductor myofibrils is decreased in children with spastic cerebral palsy. The Journal of Biomechanics. 2019;87:100–106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2019.02.023.

14. Smith LR, Lee KS, Ward SR, Chambers HG, Lieber RL. Hamstring contractures in children with spastic cerebral palsy result from a stiffer extracellular matrix and increased in vivo sarcomere length. The Journal of Physiology. 2011;589:2625–2639. DOI: https://doi.org/10.1113/jphysiol.2010.203364.

15. Popkov DA, Chibirov GM, Kozhevnikov VV, Gvozdev NS. Multilevel orthopaedic surgery in children with spastic cerebral palsy. Genij Ortopedii. 2021;27(4):475–480. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.18019/1028-4427-2021-27-4-475-480.

16. Dolganova TI, Gatamov OI, Chibirov GM, Dolganov DV, Popkov DA. Clinical and biomechanical results of multilevel orthopaedic interventions in crouch-gait patients. Genij Ortopedii. 2020;26(3):325–333. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.18019/1028-4427-2020-26-3-325-333.

17. Palisano R, Rosenbaum P, Walter S, Russell D, Wood E, Galuppi B. Development and reliability of a system to classify gross motor function in children with cerebral palsy. Developmental Medicine & Child Neurology. 1997;39(4):214–223. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1469-8749.1997.tb07414.x.

18. Kovtun OP, Plaksina AN, Dugina EA. Consistency in assessing physical development of children with cerebral palsy according to regional and specialized centile scales: A population-based cross-sectional study. Current Pediatrics. 2018;17(3):223–228. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15690/vsp.v17i3.1891.

19. Shalkevich LV. Cerebral palsy: Modern conception of classification systems. Meditsinskie Novosti. 2021;(1): 19–23. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/PFHEGH.

20. Sellers D, Mandy A, Pennington L, Hankins M, Morris C. Development and reliability of a system to classify the eating and drinking ability of people with cerebral palsy. Developmental Medicine & Child Neurology. 2014;56(3):245–251. DOI: https://doi.org/10.1111/dmcn.12352.

21. González-Rozo N, Pérez-Molina JJ, Quiñones-Pacheco YB, Flores-Fong LE, Rea-Rosas A, Cabrales-deAnda JL. Factors associated with oropharyngeal dysphagia diagnosed by videofluoroscopy in children with cerebral palsy. Revista de Gastroenterología de México (English Edition). 2021;87(1):44–51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rgmxen.2020.09.004.

22. Pak LA, Makarova SG, Chumbadze TR, Fisenco AP. Disorders of the nutritional status and their correction in cerebral palsy children. Russian Pediatric Journal. 2019;22(1):23–27. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/UXTUXK.

23. Evreinov VV, Zhirova TA. Nutritional status of children with severe forms of cerebral palsy undergoing surgical orthopedic treatment for spastic hip dislocation. Pediatrician (St. Petersburg). 2023;14(4):23–31. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17816/PED14423-31.

24. Multani I, Manji J, Hastings-Ison T, Khot A, Graham K. Botulinum toxin in the management of children with cerebral palsy. Pediatric Drugs. 2019;21(4):261–281. DOI: https://doi.org/10.1007/s40272-019-00344-8.

25. Multani I, Manji J, Tang MJ, Herzog W, Howard JJ, Graham HK. Sarcopenia, cerebral palsy, and botulinum toxin type A. JBJS Reviews. 2019;7(8):e4. DOI: https://doi.org/10.2106/JBJS.RVW.18.00153.

26. Kostrominova TY. Skeletal muscle denervation: Past, present and future. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(14):7489. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms23147489.

27. Yang X, Xue P, Chen H, Yuan M, Kang Y, Duscher D, et al. Denervation drives skeletal muscle atrophy and induces mitochondrial dysfunction, mitophagy and apoptosis via miR-142a-5p/MFN1 axis. Theranostics. 2020;10(3):1415–1432. DOI: https://doi.org/10.7150/thno.40857.

28. Shchudlo MM, Shchudlo NA, Filimonova GN, Stepanova GA. Structural reorganization of reinnervated skeletal muscle during low-frequency electrical stimulation. Genij Ortopedii. 2010;4:84–89. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/NAVTNX.

29. Tupikov VA, Shamik VB, Tupikov MV. Pathomorphological changes skeletal muscles in children with cerebral paralysis. Astrakhanskiy meditsinskiy zhurnal. 2013;8(1):273–276. (In Russ.). EDN: https://elibrary.ru/QCYDQD.

30. Patel DR, Neelakantan M, Pandher K, Merrick J. Cerebral palsy in children: A clinical overview. Translational Pediatrics. 2020;9(1): S125–S135. DOI: https://doi.org/10.21037/tp.2020.01.01.

31. Huxley AF, Niedergerke R. Structural changes in muscle during contraction; interference microscopy of living muscle fibres. Nature. 1954;173:971–973. DOI: https://doi.org/10.1038/173971a0.

32. Basoya S, Kumar S, Wanjari A. Cerebral palsy: A narrative review on childhood disorder. Cureus. 2023; 15(11):e49050. DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.49050.