The problematic theoretical and experimental aspects of sclerotome and sclerotomal pain, their place and use in modern medicine are considered from the standpoint of neurology and embryology.
taxonomy of pain according to the International Association for the Study of Pain (IASP), sclerotome, sclerotomal pain, somatic referred pain
Склеротомная боль (СБ) описывается в литературе как особая глубинная боль, ощущаемая в соматических тканях на расстоянии от источника СБ, находящегося также в соматических тканях. Пациенты сравнивают ее с зубной болью из-за тупого, ноющего, мозжащего характера и эмоционально негативного сопровождения или описывают как «тошнотворную» из-за выраженных вегетативных реакций (головокружение, тошнота). Дополнительными явлениями в зоне СБ указывают изменения мышечного тонуса, текстуры и цвета тканей, болезненность при пальпации поверхностных и/или глубинных структур (мышц, костных выступов) [2, 18].
СБ следует отнести к проблематичным терминам ввиду ряда причин, которые будут рассмотрены далее. Предположительно, это явилось причиной отсутствия СБ в актуальной версии Таксономии боли Международной ассоциации по изучению боли (IASP), в которой приводится систематизация болевых синдромов согласно современным достижениям в алгологии [12].
Термин СБ происходит из представления о склеротоме, как о структуре, идентичной дерматому и миотому, то есть метамерам тела с сегментарной иннервацией спинным мозгом. Понятие «склеротом» предложили В. Инман и Дж. Сондерс (V. Inman and J. Saunders) в 1944 г [11]. Вдохновленные экспериментами Келлгрена и других исследователей [11, 14] они повторили опыты по отраженной боли от структур опорно-двигательного аппарата, обнаружили, как им показалось верным, четкую метамерную закономерность расположения отраженных болей, и ввели понятие «склеротом», проиллюстрировав его соответствующей схемой, которая стала эталоном для всех последующих изображений склеротома. Таким образом, по аналогии с рядом ученых, которые создали представление о дерматоме по метамерному рисунку высыпаний у больных с опоясывающим лишаем, зон анестезии при последовательной ризотомии у обезьян [3], В. Инман и Дж. Сондерс предложили схемы отраженной боли как доказательство существования склеротома. В дальнейшем отраженную боль в структурах опорно-двигательного аппарата стали называть склеротомной или отраженной склеротомной (Zacharia Isaac, Curtis W. Slipman) [25] и рассматривать СБ с позиций «эмбриональной» памяти.
СБ в Таксономии IASP, вероятнее всего, представлена ее аналогом - отраженной соматической болью. В изданиях IASP не удается установить фактическую замену СБ отраженной соматической болью [12], однако, в других источниках между ними ставится знак равенства [26].
Термины «склеротом» и «СБ» по настоящий момент широко встречаются в медицинской литературе, в основном по заболеваниям опорно-двигательного аппарата и анестезиологии, и используются с позиции 1) сегментарной иннервации и 2) эмбрионального единства структур опорно-двигательного аппарата [24].
1. Склеротом и СБ с позиции сегментарной иннервации.
Первоначальное представление о склеротоме как о зоне опорно-двигательного аппарата, иннервируемой одним сегментом спинного мозга, оказалось наиболее прочным среди таковых. В знаменательной статье В. Инман и Дж. Сондерс [11], где авторами предложено понятие «склеротом», приведены опыты с надкостницей, капсулами суставов, связочным аппаратом и фасцией. Описания и обсуждения вариантов отраженной боли от этих структур в статье нет, а дана схема склеротома, на которой авторы выборочно представили рисунки метамеров костей конечностей, верхнего и нижнего плечевого пояса. Можно сделать предположение, что схема стала источником утрированного, «вырванного» из контекста статьи, определения склеротома как «участка кости, иннервируемого одним сегментом спинного мозга» [24]. Названное определение противоречит клинической картине при СБ - пациент не может локализовать, находится ли СБ в пределах мышц, связок, фасций или кости. Как бы там ни было, раскрашенная из черно-белого в цветное, нарисованная заново, с внесением модификаций - например, включение в схемы склеротома связочных структур скелета, - исходная иллюстрация склеротома всегда просматривается в ее репродукциях (рис. 1). Парадокс изображения склеротома состоит в том, что оно существует автономно от других изображений отраженных соматических болей, включая СБ, хотя является частным вариантом изображения отраженной соматической боли, ограниченным пределами некоторых костей скелета. Лучше обстоит дело со СБ, в схемах которых почти не делается различия с отраженными соматическими болями, схож перечень территорий, включая голову, позвоночник, грудную клетку [1].
Если проанализировать схемы отраженной соматической боли, в том числе СБ и склеротомов, за период от времени создания первых схем до сегодняшнего момента, а это около 130 лет, то можно отметить, что они отображают различный рисунок распределения болей от мышц, связок, сухожилий, суставов, межпозвонковых дисков, надкостницы, а значит единой схемы склеротома не создано. В развитие темы «сегментарного» склеротома существуют попытки назвать отдельные части склеротома собственными названиями, например, «фасциотом», «остеотом» (наиболее соответствует изображению склеротома), а также идеи объемного рисунка склеротомов в форме многоугольников в толще соматических тканей [8, 27]. Как мы уже упоминали выше, СБ ощущается в глубоких слоях сомы диффузно, из-за чего выделение частей склеротома носит скорее теоретический характер. Учитывая, что схемы отраженных склеротомных паттернов широко используются в практике [4, 13, 16, 20], было бы полезным создание карт других симптомов, которые сосуществуют в месте локализации отраженной боли и не делать различий между склеротомом, СБ и отраженной соматической болью, 
объединив их по названием последней.
Рис. 1. Схемы дерматома (a), миотома (b), склеротома (c): исходное В. Инмана и Дж. Сондерса, 1944 г. (1) и современное (2) [1, 14].
Рис. 2. Преимущество схемы с частотным распределением паттерна отраженной боли от диска С2-3 (Б) перед обычной схемой (А) [5].
Наилучшим графическим представлением отраженных болей, а значит и склеротома, является градуированная карта, где паттерн боли от какой-либо структуры опорно-двигательного аппарата обозначен в виде зоны, состоящей из участков с разной частотой встречаемости у разных индивидов или у одного, но при разной интенсивности боли (рис. 2). Такая карта на основе популяционной вариабельности носит универсальный характер за счет обобщения индивидуальных различий и устраняет один из критикуемых недостатков изображений склеротома – «идеализированность», т. е. игнорирование вариабельности, которой, следует заметить, не лишены и рисунки дерматома и миотома [15, 21, 22, 28].
Перечисленные проблемы в вопросах «сегментарного» склеротома и СБ, как нам представляется, являются менее значимыми по сравнению с той, которая касается патогенетических основ СБ и склеротома - СБ как доказательство существования склеротома имеет ряд недочетов теоретического и экспериментального обоснования и проявляет сегментарную иннервацию метамера тела совершенно иным способом, чем доказательства дерматома и миотома.
Согласно определению в неврологии, сегмент спинного мозга представляет собой участок спинного мозга, образующий пару корешков, то есть это отрезок серого вещества спинного мозга без проводящих путей, межсегментарные короткие связи белого вещества, корешки и спинномозговые нервы, расположенные в его пределах. Базовые модели сегментарной иннервации миотома и дерматома были получены воздействием на сегментарные структуры, относящиеся в периферической нервной системе, в основном на спинномозговой нерв, которое вызывало либо дефицит (вычитание, выпадение) функции нервной системы – например, появление паралича или анестезии, либо ирритацию (раздражение, гиперфункцию) – например, появление сокращения мышцы или болей в коже [8]. В отличие от этого, СБ в эксперименте при раздражении корешков получить не удалось [8], хотя известно, что опорно-двигательный аппарат имеет богатую болевую иннервацию и других «входов» в спинной мозг кроме задних корешков спинного мозга от соматических структур нет.
Одна из загадок «сегментарного» склеротома состоит в том, что непонятно, является ли СБ доказательством его существования. Возможно, были проигнорированы факты экспериментов по корешковой боли, которые показывали, что спровоцированная сегментарная боль носит не только поверхностный, но и глубокий характер, часто распространяется за границы дерматомов, что даже дало повод говорить о существовании «динатомов» – зон метамеров тела для корешковой боли [19, 25, 26]. Тогда глубокая боль, как часть поверхностно-глубинного болевого синдрома при радикалгии, вероятно, и есть доказательство «сегментарного» склеротома, а если сепарировать из карт динатомов глубокую боль, то у нас появится возможность увидеть, как выглядит искомый склеротом [6, 17].
Нейропластические изменения в заднем роге спинного мозга, с формированием центральной сенситизации, гипервозбудимости нейронов рога, которые предполагаются в качестве основного звена патогенеза СБ, наблюдаются при любой хронической боли, поэтому, это скорее универсальная, неспецифическая реакция нервной системы на боль. Специфическое же реагирование клеток заднего рога состоит, вероятно, в том, от каких чувствительных структур поступает болевая информация, а также в какие нейрональные микро- и макросети центральной нервной системы она передается и там перерабатывается. «Расщепление» боли при стимуляции тканей опорно-двигательного аппарата с возникновением СБ имеет непонятный биологический смысл и патогенез. Последний чаще описывается как возникновение иллюзии, ошибочного, аберрантного восприятия головным мозгом сбоев деятельности нейронов в заднем роге спинного мозга [10].
2. Склеротом и СБ с позиции связи структур, развивающихся из склеротома эмбриона.
Рис. 3. Склеротом на ранней (А) и поздней (Б) стадиях развития. Латеральный склеротом является зачатком для дистальных частей ребер, некоторых сухожилий; дорсальный - дорсальной части дуг и остистых отростков позвонков; центральный - поперечных отростков, ножек и вентральных частей дуг позвонков, проксимальных частей ребер; медиальный (менинготом) - мозговых оболочек и кровеносных сосудов мозговых оболочек позвоночника; вентральный - тел позвонков и межпозвонковых дисков [4].
Ввиду того, что в понятие СБ включают боль, исходящую (источник СБ, локальная соматическая боль) и ощущаемую (собственно отраженная склеротомная боль) в пределах структур опорно-двигательного аппарата или только костно-связочно-фасциальных тканей, то между источником и местом СБ, а также между соматическим тканями в месте СБ, гипотетически предполагается связь, согласно их происхождению из одного и того же тканевого зачатка эмбриона – склеротома, и некая «эмбриональная память» о своем происхождении [24].
Во-первых, нужно отметить, что правомочность включения мышц в описание СБ является сомнительной. Мышцы не могут быть объединены эмбриологическим происхождением с костями и связками в пределах именно склеротома. На ранних этапах развития эмбриона существует общие клетки-предшественницы для всего опорно-двигательного аппарата - клетки сомита, из которых далее образуется дерматомиотом и склеротом, то есть, когда склеротом сформирован, его клеточный пул уже отделен от клеток-предшественниц мышц. Сказанное дает формальный повод говорить скорее не о СБ, а о сомитной боли, если бы таковая была когда-нибудь постулирована. Но, так как сомит содержит еще и клетки-предшественницы для дермы, которая не входит в опорно-двигательный аппарат, то идея эмбриологического единства на стадии сомита структур опорно-двигательного аппарата является не логичной (рис. 3) [4].
Во-вторых, если проследить в какие клетки и структуры превращается склеротом в сформированном организме, то обнаруживается, что он образует позвоночный столб, фиброзное кольцо межпозвонковых дисков, затылочную кость (из так называемых затылочных сомитов, состоящая из клеток, идентичных склеротомным). Интересно, что склеротом Инмана и Сондерса, который включает только кости конечностей, тазовые кости и лопатки, развивается из латеральной мезодермы стенки тела и дермы (часть лопатки), а не из склеротома [4].
Рис. 4. Омонимы и полисемия «sclerotome».
Результатом развития представлений о склеротоме в разных аспектах привело к многоплановому пониманию терминов, где используется слово «sclerotome». Омонимы и полисемия «sclerotome» создает дополнительные трудности при их использовании в контексте склеротома и СБ (рис. 4).
Исходя из вышеизложенного, проблематика СБ представляется актуальной и оставляет пока нерешенными многие вопросы - существует ли метамерная болевая иннервация глубинных частей сомы, как она устроена, верно ли предположение о том, что СБ являются доказательством существования склеротома и каков ее патогенез? Современные методы генетической идентификации клеточных элементов в нервной системе, экспериментальных моделей, компьютерной симуляции процессов, вероятно, уже в скором времени прольют свет на загадку склеротома и СБ.
1. Ballantyne JC, Fishman SM, Rathmell JP. Bonica's Management of Pain. 5th Edition. Philadelphia: LWW; 2018. 1896 p.
2. Bogduk N. On the definitions and physiology of back pain, referred pain, and radicular pain. Pain. 2009;147(1-3):17-19. DOI:https://doi.org/10.1016/j.pain.2009.08.020
3. Bogduk N. The physiology of deep somatic pain. Australasian Musculoskeletal Medicine. 2002;7:6-15.
4. Carlson BM. Human Embryology and Developmental Biology: With STUDENT CONSULT Online Access. 6th Edition.USA: Elsevier; 2018. 496 p.
5. Cooper G, Bailey B, Bogduk N. Cervical zygapophysial joint pain maps. Pain Med. 2007;8(4):344-353. DOIhttps://doi.org/10.1111/j.1526-4637.2006.00201.x
6. Cousins MJ, Bridenbaugh PO. Clinical Anesthesia and Management of Pain. Lippincott-Raven: Philadelphia; 1998:879-914.
7. Feinstein B, Langton JN, Jameson RM, Schiller F. Experiments on pain referred from deep somatic tissues. Journal of Bone and Joint Surgery. 1954;36-A(5):981-997.
8. Gebhart GF, Schmidt RF, editors. Encyclopedia of Pain. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag; 2013. 4425 p.
9. Graven-Nielsen T, Arendt-Nielsen L. Musculoskeletal Pain: Basic Mechanisms & Implications. IASP: Kindle Edition; 2015. 546 p.
10. Graven-Nielsen T, Arendt-Nielsen L. Musculoskeletal Pain: Basic Mechanisms & Implications. Washington: IASP PRESS; 2015. 546 p.
11. Inman VT, Saunders JBD. Referred pain from skeletal structures. The Journal of Nervous and Mental Disease. 1944;99:660-7.
12. International Association for the Study of Pain (IASP). Recommendations for Pain Treatment Services. Access on 14 March. 2011. http://www.iasppain.org/AM/Template.cfm?Section=Pain_Treatment_Facilities
13. Jackson RP. The facet syndrome. Myth or reality? ClinOrthopRelat Res. 1992;(279):110-121.
14. Kellgren JH. On the distribution of pain arising from deep somatic structures with charts of segmental pain areas. Clinical Science. 1939;4:35-46.
15. Leoni D, Falla D, Heitz C, et al. Test-retest Reliability in Reporting the Pain Induced by a Pain Provocation Test: Further Validation of a Novel Approach for Pain Drawing Acquisition and Analysis. Pain Pract. 2017;17(2):176-184. DOIhttps://doi.org/10.1111/papr.12429
16. Marks R. Distribution of pain provoked from lumbar facet joints and related structures during diagnostic spinal infiltration. Pain. 1989;39(1):37-40. DOIhttps://doi.org/10.1016/0304-3959(89)90173-5
17. McCall IW, Park WM, O'Brien JP. Induced pain referral from posterior lumbar elements in normal subjects. Spine (Phila Pa 1976). 1979;4(5):441-446. DOIhttps://doi.org/10.1097/00007632-197909000-00009
18. Merskey H, Bogduk N. Classification of Chronic Pain. Seattle: IASP Press; 1994:94-95.
19. Murphy DR, Hurwitz EL, Gerrard JK, Clary R. Pain patterns and descriptions in patients with radicular pain: Does the pain necessarily follow a specific dermatome? Chiropractic and Osteopathy. 2009;17(9):1-9. DOIhttps://doi.org/10.1186/1746-1340-17-9
20. Pappas JL, Kahn CH, Warfield CA. Facet Block and Neurolysis. In: Waldman W, editors. Interventional Pain Management. Philadelphia: Dannemiller Memorial Educational Foundation; 1996:284-303.
21. Rigoard Ph. Atlas of anatomy of the peripheral nerves. The Nerves of the Limbs. Switzerland: Springer International Publishing; 2017:28-32.
22. Schirmer CM, Shils JL, Arle JE, et al. Heuristic map of myotomal innervation in humans using direct intraoperative nerve root stimulation. J Neurosurg Spine. 2011;15(1):64-70. DOIhttps://doi.org/10.3171/2011.2.SPINE1068
23. Schwarzer AC, Aprill CN, Derby R, Fortin J, Kine G, Bogduk N. Clinical features of patients with pain stemming from the lumbar zygapophysial joints. Is the lumbar facet syndrome a clinical entity? Spine (Phila Pa 1976). 1994;19(10):1132-1137. DOIhttps://doi.org/10.1097/00007632-199405001-00006
24. Seffinger M. Foundations of Osteopathic Medicine: Philosophy, Science, Clinical Applications, and Research. 4th Edition. Philadelphia: LWW; 2019. 1024 p.
25. Slipman CW, Derby R, Simeone FA, Mayer TG. Interventional Spine: An Algorithmic Approach. 2007:613-20.
26. Slipman CW, Plastaras CT, Palmitier RA, Huston CW, Sterenfeld EB. Symptom provocation of fluoroscopically guided cervical nerve root stimulation. Are dynatomal maps identical to dermatomal maps? Spine (Phila Pa 1976). 1998;23(20):2235-2242. DOIhttps://doi.org/10.1097/00007632-199810150-00019
27. Stecco C, Pirri C, Fede C, et al. Dermatome and fasciatome. Clin Anat. 2019;32(7):896-902. DOIhttps://doi.org/10.1002/ca.23408
28. Wolff AP, Groen GJ, Crul BJ. Diagnostic lumbosacral segmental nerve blocks with local anesthetics: a prospective double-blind study on the variability and interpretation of segmental effects. RegAnesth Pain Med. 2001;26(2):147-155. DOIhttps://doi.org/10.1053/rapm.2001.21436
