Strukturell hvit og grå substans korrelater av nedsatt muskelkontroll og mangelfull smertebehandling (B~Maps)

Introduksjon: Kronisk smerte er et av de mest invalidiserende symptomene ved flere medisinske tilstander, inkludert LBP og fibromyalgi. En avgjørende faktor for vedvarende tilbakevendende/kroniske smerter er endringer i lumbal muskelstruktur og funksjon hos pasienter som opplever tilbakevendende/kronisk LBP. Tidligere studier viste at disse endringene i lumbal muskelstruktur og funksjon ikke forsvinner når pasienter med tilbakevendende LBP opplever en smertefri episode. I følge andre nyere studier er funksjonssvikt i sentralnervesystemet en annen avgjørende faktor for vedlikehold av kronisk smerte. De nevnte endringene i lumbal muskelstruktur og funksjon kan utgjøre konstant nociseptiv input som fører til utvikling av sentral sensibilisering (dvs. økt følsomhet eller hypereksitabilitet i sentralnervesystemet). Selv om det er sannsynlig at sentral sensibilisering og forstyrret smertebehandling eksisterer hos pasienter som opplever kronisk LBP, er tidligere studier som undersøker disse mekanismene få og resultatene er inkonsekvente. Disse inkonsekvente resultatene kan forklares av det faktum at tidligere studier brukte blandede ryggsmerterpopulasjoner (dvs. ulike typer ryggsmerter er inkludert i en studie). I motsetning til de inkonsekvente bevisene for tilstedeværelsen av sentral sensibilisering ved kronisk LBP, har tidligere studier i fibromyalgipopulasjoner vist overbevisende bevis for sentral sensibilisering og forstyrret smertebehandling ved fibromyalgi. Det kan være mulig at langvarig tilstedeværelse av smerte og nociceptive input ikke bare påvirker smertebehandling, men også motorisk kontroll. For å støtte denne hypotesen, har tidligere studier avslørt endret organisering av hjerneområder som er involvert i kropps- og lumbalmotorisk kontroll hos pasienter som opplever tilbakevendende LBP. I tillegg til endringer i hjernefunksjon, er endringer i hjernestruktur også sannsynlige hos pasienter som opplever vedvarende smerte og nociseptive input. Tidligere studier innen fibromyalgi har allerede bekreftet tilstedeværelsen av strukturelle hjerneendringer. Til dags dato har bare to studier undersøkt tilstedeværelsen av strukturelle hjerneendringer i grå substans hos pasienter som opplever LBP, og resultatene er motstridende. Hvorvidt strukturelle hjerneendringer i hvit substans eksisterer hos pasienter som opplever LBP har ennå ikke undersøkt i tidligere studier. Tidligere studier innen fibromyalgi bekrefter at det eksisterer strukturelle endringer i hvit substans. Det er fortsatt uklart hvilke spesifikke egenskaper ved hvit substans endres hos pasienter med fibromyalgi, fordi mer avanserte bildeteknikker er nødvendige for å svare på dette spørsmålet. I vår nåværende studie ønsker vi å utdype de nevnte resultatene oppnådd hos fibromyalgipasienter for å undersøke om de samme endringene i sentrale mekanismer (dvs. endret smertebehandling og endringer i hjernestruktur/funksjon) forekommer hos pasienter som opplever tilbakevendende/kronisk LBP. Tidligere studier har allerede fremhevet behovet for studier som sammenligner likheter og forskjeller i de patofysiologiske mekanismene for forskjellige smertesyndromer for å identifisere likheter i underliggende mekanismer på tvers av forskjellige smertesyndromer (f. fibromyalgi og LBP). Av denne grunn vil den nåværende studien inkludere både pasienter med fibromyalgi og pasienter som opplever tilbakevendende/kronisk LBP for å muliggjøre sammenligning av de patofysiologiske mekanismene.

Denne case-control studien har flere mål: 1) undersøke om sentral sensibilisering og forstyrret sentral smertebehandling er tilstede hos pasienter som opplever tilbakevendende og kronisk LBP. 2) undersøke om strukturelle endringer i grå og hvit substans eksisterer hos pasienter som opplever tilbakevendende og kronisk LBP. 3) undersøke om endringer i hvit substans mikrostruktur eksisterer hos pasienter som opplever tilbakevendende og kronisk LBP og om disse endringene er sammenlignbare med endringer i hvit substans struktur i fibromyalgi rapportert i tidligere studier. 4) undersøke om det er en sammenheng mellom endringer i hjernestruktur/funksjonell tilkobling og graden av forstyrrelser i smertebehandling. 5) undersøke om det er en sammenheng mellom endringer i hjernestruktur/funksjonell tilkobling og lumbal muskeldysfunksjon. 6) undersøke i hvilken grad smertens varighet (dvs. (sub)akutt, tilbakevendende, kronisk) og omfanget av smerte (dvs. ett sted kontra utbredt smerte) påvirker lumbal motorisk kontroll, smertebehandling og hjernestruktur/funksjon.

Metode: I denne case-kontrollstudien vil 80 kvinnelige deltakere bli delt over 4 grupper: 1) friske deltakere (N=20), 2) tilbakevendende ikke-spesifikke LBP-pasienter, både under smerteremisjon og under smerteutbrudd (N = 20), 3) kronisk uspesifikk LBP (N = 20) og 4) fibromyalgipasienter (N = 20). Testprotokollen består av tre deler: 1) deltakerne fyller ut en serie spørreskjemaer som måler flere kliniske egenskaper, inkludert: sosiodemografiske variabler, smerteintensitet, funksjonshemming, sentral sensibilisering og psykososiale faktorer (dvs. mestring, katastrofalisering, kinesiofobi, hypervigilance og angst/depresjon). 2) magnetisk resonansavbildning (MRI) vil bli brukt til å måle hjernestruktur. Funksjonell MR (fMRI) og diffusjonstensoravbildning (DTI) vil bli brukt til å måle hjernens funksjon (dvs. henholdsvis hviletilstand og funksjonell tilkobling). 3) en rekke kliniske tester vil bli utført for å måle lumbal muskelfunksjon og sentral smertebehandling. Lumbal muskelfunksjon vil bli evaluert ved å bruke overflateelektromyografi (EMG) for å teste anticipatory postural adjustments (APA) i en rask armbevegelse (RAM) oppgave og kompenserende postural justeringer (CPA) i en quick force release test (QFRT). Sentral smertebehandling vil bli vurdert ved bruk av 1) trykkalgoritme for å bestemme smertetrykksterskler (PPT), 2) måling av PPT etter et betinget smertemodulasjonsparadigme (CPM) og 3) ved å bestemme terskelen for nociceptiv fleksjonsrefleks (NFR) ved å bruke repeterende transkutan elektrisk nervestimulering (TENS) av n. suralis.