Moottoriyksikön poikkeavuudet kokeellisesti aiheutetun herkistymisen jälkeen

Keskusherkistyminen kuvaa keskushermoston hermosolujen yliherkkyystilaa, joka voi ilmetä selkärangan ja supraspinaalisia kipua helpottavien ja inhiboivien piirien toimintahäiriön vuoksi, mikä johtaa somatosensoristen vasteiden vahvistumiseen. Somatosensoristen muutosten lisäksi motorisessa toiminnassa voi esiintyä myös kipua, ja se voi olla hermo-lihastoiminnan heikkenemisen refleksi. Normaali afferenttitulo ja normaali keskusprosessointipiiri ovat välttämättömiä normaalin efferenttilähdön toimittamiseksi. Selkäsarvessa tapahtuvien muutosten vaikutus vatsan sarveen on kuitenkin suurelta osin huonosti määritelty.

Motorisen yksikön arviointi on ratkaisevan tärkeää vatsan sarven sairauksien ja poikkeavuuksien arvioinnissa. Vatsasarven aktiivisuus, jossa etusarven solut sijaitsevat, on erittäin tärkeä moottoriyksikön aktivoitumisen kannalta. Pinta-EMG:tä (sEMG) ja lihaksensisäistä EMG:tä (iEMG) voidaan käyttää lihaksiin kohdistuvan hermoston arvioimiseen tallentamalla motorisia yksiköitä, jotta voidaan ymmärtää keskusherkistymisen vaikutukset moottorin ohjaukseen ja vatsan sarveen. Hennemanin kokoperiaatteen mukaan moottoriyksiköt tulisi rekrytoida samassa järjestyksessä siten, että pienemmät yksiköt rekrytoidaan ensin. Tämä periaate tarjoaa mahdollisuuden tutkia, aiheuttaako keskusherkistys poikkeavuuksia moottoriyksikön tasolla.

Aiemmin keskusherkistyminen on indusoitu terveillä koehenkilöillä sen neurofysiologisten vaikutusten tutkimiseksi kapsaisiinin avulla. Kapsaisiinia, chilipippuriauutetta, voidaan käyttää tehokkaasti indusoimaan kokeellisia ohimeneviä keskusherkistymistiloja. Laajentuneiden sensoristen vasteiden läsnäolo ja selkärangan nosiseptiivisen järjestelmän osallistuminen kapsaisiinin jälkeen on suurelta osin testattu kvantitatiivisten sensoristen testausmenetelmien ja elektromyografian (EMG) avulla.

Huolimatta kokeellisen kapsaisiinin hyödyllisyydestä sensoristen poikkeavuuksien ymmärtämiseksi paremmin, sen vaikutusta motorisiin toimintoihin ja motoristen yksiköiden rekrytointiin on tutkittu vähemmän. Todisteet viittaavat siihen, että perifeerisen kapsaisiinin nosiseptiivinen syöttö vaikuttaa keskusvälitteisesti motoriseen toimintaan. Ruumiin neliö-amplitudin (RMS) pieneneminen harjoituksen aikana herkistymisen huippuhetkellä mitattiin neula-EMG:llä. Kapsaisiinin aiheuttaman herkistymisen vaikutusta yksittäisiin motorisiin yksiköihin tai niiden rekrytointitottumuksiin ei ole kuitenkaan tutkittu aiemmin.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää, onko paikallisella kapsaisiinin aiheuttamalla herkistymisellä mitään vaikutusta vatsan sarven toimintaan. Oletamme, että kapsaisiini indusoi muutoksen yksittäisten motoristen yksiköiden aktiivisuudessa sekä monien motoristen yksiköiden rekrytointimallissa ja voi vaikuttaa motoristen yksiköiden aktiivisuuteen eri segmenttitasoilla kapsaisiinin käyttötasosta.

Osallistujat:

23 tervettä osallistujaa, iältään 20-70 vuotta, joilla ei ole suoraa traumaa kohdunkaulan alueella viimeisen 30 päivän aikana, ei aiempia tulehdussairauksia, kuten nivelreumaa, ei hermostoa rappeuttavia sairauksia, kuten Parkinsonin tautia, eikä motorisia hermosolujen sairauksia, kuten amyotrofinen lateraaliskleroosi tai muu neuromuskulaarinen sairaus värvättiin tähän tutkimukseen. Mukana olevilla koehenkilöillä oli myös normaali painoindeksi (18,5 - 24,9) ja kipu visuaalinen analoginen asteikko (VAS) alle 3 osoitti kivun lievää vaikeutta. Koska niskakipujen esiintyvyys väestössä on korkea, lievä kipu tai kipu ei välttämättä liity taustalla olevan lihaksen poikkeavuuteen. Osallistujien piti pystyä kommunikoimaan englanniksi. Osallistujat suljettiin pois, jos heillä oli jatkuvaa kipua yli 3 kuukautta.

Kokeellinen protokolla:

Alkuseulonta suoritettiin tutkimukseen kelpoisuuden arvioimiseksi. Jokainen osallistuja istui pystyssä kädet mukavasti sylissään ja pyydettiin rentouttamaan niska- ja hartialihaksiaan. Tämän jälkeen tutkimusryhmän lääkärin jäsen arvioi potilaiden kivun voimakkuuden visuaalisen analogisen asteikon (VAS) avulla. VAS vaihtelee välillä 0-100 mm, josta 0 mm ei heijasta kipua ollenkaan ja 100 mm edustaa pahinta kuviteltavissa olevaa kipua. Tämän jälkeen suoritettiin harja-allodynia, kliininen tekniikka, jolla tunnistetaan kipua ärsykkeestä, joka ei normaalisti aiheuta kipua, keskusherkistymisen vahvistamiseksi. Toissijaisen allodynian rajojen kartoittamiseksi koehenkilöitä opastettiin tunnistamaan selkeät muutokset aistihavainnoissa, kuten lisääntynyt polttaminen, voimakas pistely tai epämiellyttävä tunne, ja tämä paikka merkittiin. Brush allodynia score (BAS) laskettiin kauimpana ylempään ja ala-akseliin merkittyjen pisteiden välillä kerrottuna kaukaisimpien pisteiden välisellä etäisyydellä, jotka on merkitty mediaaliselle ja lateraaliselle akselille, kuten aiemmin ovat kuvanneet Cavallone et. al. VAS ja sentraalisen herkistymisen esiintyminen BAS:n avulla arvioitiin lähtötasolla (ennen) ennen herkistymisen aiheuttamista ja 20 minuuttia sen jälkeen (jälkeen).

Onnistuneen sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerien seulonnan jälkeen osallistujien vasemman puolen ihoalue (ylempi trapezius- ja infraspinatus-lihasten päällä) puhdistettiin alkoholia valmistavilla tyynyillä ja vedellä. Iho hiottiin '3M Red Dot' -hiomaliuskoilla ennen pintaelektromyogrammin levittämistä (Trigno Galileo sensors, Delsys Inc.). Elektrodit asetettiin 4 alueelle: ylemmän puolisuunnikkaan lihasvatsaan ja infraspinatukseen sekä vertailuelektrodit C7:ään ja akromioniin. Nämä elektrodit olivat 4-kanavaisia ​​EMG-antureita ja niiden signaalit suodatettiin välillä 20 - 450 Hz. sEMG-tallenteet välitettiin langattomasti Trigno-tukiasemalle, joka välittää ja kokoaa tiedot Neuromapiin (Delsys Inc.) signaalianalyysiä varten. Yksinapainen neulaelektrodi työnnettiin puolisuunnikkaan lihaksen yläkuituihin ja sen referenssi asetettiin solisluun keskikohtaan. Tätä asetusta käyttämällä suoritettiin yksittäisten motoristen yksiköiden lihaksensisäiset tallennukset käyttämällä Excaliber, Natus Medicalin kliinistä sähködiagnostiikkalaitetta.

Elektromyogrammitallenteet ennen interventiota

Osallistujia ohjeistettiin suorittamaan vaakasuuntaisia ​​olkapäiden sieppauksia 0° - 90° ja sitten 90° - 0° 1 minuutin ajan. Tutkittavaa kehotettiin suullisesti liikuttamaan käsiään 2 sekunnin välein. sEMG:t kirjattiin tänä aikana. Tämän tehtävän päätyttyä monopolaarinen lihaksensisäinen neulaelektrodi asetettiin suoraan ylempään trapetsilihakseen. Osallistujia kehotettiin sitten supistamaan varovasti trapezius-lihastaan ​​kohauttamalla olkapäitään, jotta vain ensimmäinen motorinen yksikkö saatiin värvättyä kyseisellä alueella. Signaalista annettiin visuaalinen palaute koehenkilölle sen varmistamiseksi, että vain ensimmäinen moottoriyksikkö aktivoitui liikkeelle. Tämän moottoriyksikön signaali optimoitiin sitten alkuperäistä poikkeamaa varten perusviivasta ja amplitudiominaisuuksista ennen tallennusten tekemistä. iEMG-tallenteita tallennettiin 30 sekunnin ajan 6 kHz:n näytteenottotaajuudella.

Intervention soveltaminen

Osallistujat saivat joko annoksen 2,5 ml (75 µg/ml) kapsaisiinivoidetta (hoito, Zostrix-tuotemerkki) tai ihovoidetta (plasebo), joka oli inerttiä eikä aiheuttanut herkistäviä vaikutuksia. Osallistujat myös sokeutuivat toimitetulle hoidolle käyttämällä voiteita varten piilotettuja astioita. Levityspaikka oli 10 cm x 10 cm neliö puolisuunnikkaan lihaksessa, joka ulottui T3:sta T8:aan vasemmalla puolella, jolloin kaikki tallenteet suoritettiin.

Perustason sEMG- ja iEMG-tallenteiden keräämisen jälkeen koulutettu lääketieteen ammattilainen levitti kapsaisiini/plasebovoidetta suoraan ihoalueelle standardoidussa 10 cm x 10 cm:n neliössä selkärangan tasolla T3-T8 herkistääkseen nosiseptiiviset afferentit. alueella. Käytettiin kahdenkymmenen minuutin odotusaikaa, jotta kapsaisiinin herkistävät vaikutukset saivat voimaan.

Elektromyogrammitallenteet toimenpiteen jälkeen

Sentraalisen herkistymisen olemassaolon vahvistamiseksi harja-allodyniaa käytettiin havaitsemaan mekaanista allodyniaa primaarisen nosiseption alueen ulkopuolella - paikallisen sijoituksen alueen - joka on sekundaarisen allodynian alue. Kun keskusherkistyminen vahvistettiin, osallistujat, jotka käyttivät paikallista kapsaisiinia, sisällytettiin tutkimuksen kokeelliseen osioon.