Trening mięśni głębokich a kontrola posturalna osób z przewlekłymi dolegliwościami bólowymi kręgosłupa lędźwiowego

Transkrypt

1 PRACE ORYGINALNE ORIGINAL PAPERS Elżbieta Szczygieł 1 Katarzyna Zielonka 2 Joanna Golec 1 Trening mięśni głębokich a kontrola posturalna osób z przewlekłymi dolegliwościami bólowymi kręgosłupa lędźwiowego Deep muscles training and postural control in persons with chronic low back pain 1 Wydział Zdrowia i Nauk Medycznych Krakowska Akademia im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego, Dziekan: prof. dr hab. n. med. Jerzy Jaśkiewicz ul. G.Herlinga Grudzińskiego 1 Kraków 2 Centrum Rehabilitacji Zdrowie, Kierownik: dr med. Tadeusz Mazur ul. Gertrudy 28 Kraków Słowa kluczowe: stabilizacja centralna, mięśnie głębokie, bóle kręgosłupa Key words: central stabilization, deep muscles, back pain Zespoły bólowe kręgosłupa powodują ograniczenia w życiu społecznym, zawodowym i rodzinnym. Wśród najczęściej wymienianych przyczyn ich powstania znajdują się: stres, ograniczona aktywność fizyczna, a także deficyty kontroli posturalnej. Celem pracy jest ocena porównawcza wpływu treningu mięśni głębokich i treningu ćwiczeń ogólnorozwojowych na poprawę kontroli posturalnej osób z przewlekłym bólem kręgosłupa lędźwiowego. Materiał badawczy stanowiły 42 osoby. Uczestnicy zostali podzieleni na dwie równe grupy: grupę badaną realizującą program ćwiczeń mięśni głębokich (21 osób) oraz grupę kontrolną realizującą ćwiczenia ogólnorozwojowe (21 osób). Program ćwiczeń realizowany był przez okres trzech tygodni. Osoby z GB jak i z GK zostały poddane dwukrotnej fotogrametrycznej ocenie postawy. W grupie stosującej ćwiczenia mięśni głębokich uzyskano poprawę wartość kąta opisującego ustawienie głowy w obu płaszczyznach: czołowej i strzałkowej (p<0,05). Uzyskane wyniki potwierdziły również, że zarówno ćwiczenia standardowe jak i ćwiczenia mięśni głębokich wpływają korzystnie na ustawienie tułowia w płaszczyźnie strzałkowej. Uzyskane wyniki potwierdzają zasadność stosowania ćwiczeń aktywizujących mięśnie głębokie w celu poprawy kontroli głowy i tułowia. Back pain cause restriction on social, work and family life. The most common causes of back pain are: stress, limited physical activity and also postural control deficits. The aim of this study was compare an impact of deep muscles training and general- -exercises to improvement postural control in persons with chronic low back pain. The study included 42 persons. Participants were divided into to group: research group (RG) who underwent the deep muscle training (21 persons) and control group (CG) who underwent general-exercise program (21 persons). The exercise program was performed for 3 weeks. Persons from RG and CG have been tested twice using Photogrametrical Body Explorer to asses posture. In the group using deep muscles training achieved the improvement of the angle which describe head position in frontal and sagittal plane (p<0,05). The results also confirmed that general-exercise and deep muscle exercise have a positive influence on setting the body in sagittal plane. Obtained results indicate on the need to introduce deep muscles therapy to improvement head and body control. Wstęp Pomimo licznych badań, metod i technik jakimi dysponuje współczesna medycyna bóle dolnego odcinka kręgosłupa wciąż pozostają problemem. Przyczyn tego zjawiska najczęściej upatruje się w małej aktywności fizycznej, a zarazem rosnącej liczbie godzin spędzanych w pozornie wygodnej pozycji siedzącej [1,2]. W etiologii bólów kręgosłupa uwzględniane są również deficyty kontroli posturalnej [3,4].t Szereg badań potwierdza, że jest ona uwarunkowana aktywnością mięśni głębokich [5,6,7]. Między innymi Jung- -Seok wraz ze współautorami wykazał istotny wpływ aktywacji mięśni głębokich na regulację i poprawę postawy ciała [8]. W swojej pracy oceniał efekty selektywnych ćwiczeń na mięśnie głębokie ze szczególnym zwróceniem uwagi na mięsień poprzeczny brzucha. ćwiczeń i kontroli aktywności mięśni głębokich użył poduszki ciśnieniowej (pressure biofeedback), natomiast pomiarów dokonał przy pomocy ultrasonografu (USG). W wynikach uzyskał pozytywny wpływ ćwiczeń na wzrost przekroju poprzecznego mięśni głębokich oraz zwiększoną funkcję stabilizacji i kontroli odcinka lędźwiowego [8]. Najważniejszą rolą mięśni lokalnych jest ich proporcjonalna i równomierna aktywacja, celem zapewnienia prawidłowych wzorców ruchowych w zakresach funkcjonalnych. W sytuacji osłabienia lub niewystarczającej pracy tych mięśni kompensacyjnie aktywowane są mięśnie wielostawowe doprowadzając do utraty stabilności lokalnej. Zarówno McGill jak i Page twierdzą, że przedłużający się czas funkcjonowania w kompensacyjnych wzorcach 30

2 ruchu doprowadza to zaburzenia modulacji centralnego układu nerwowego (CUN), przewlekłego bólu i pogorszenia sprawności fizycznej [9,10]. Mając to na uwadze, wielu autorów widzi potrzebę wprowadzenia treningu stabilizacji mięśni głębokich w prewencji bólu przewlekłego [11,12,13,14]. Anoop i Suraj w celu sprawdzenia efektu treningu stabilizacji centralnej na wzrost wytrzymałości mięśniowej dolnego odcinka grzbietu przeprowadzili badania w grupie 40 osób uprawiających rekreacyjnie sport. Uzyskane przez nich wyniki wskazują, że trening mięśni głębokich wpływa na zmniejszenie ryzyka wystąpienia bólu i urazów związanych z kręgosłupem lędźwiowym [15]. Podobne wnioski uzyskał wiele lat wcześniej McGill, potwierdzając, że wzrost wytrzymałości struktury mięśniowej odcinka lędźwiowego jest mechanizmem zapobiegania powstawania bólu [16]. Zważając na toczącą się dyskusję dotyczącą roli mięśni głębokich, niniejsza praca ma na celu ocenę wpływu ćwiczeń aktywizujących mięśnie głębokie w reedukacji kontroli posturalnej osób z przewlekłymi dolegliwościami bólowymi kręgosłupa. Metodyka W obu grupach program ćwiczeń realizowany był codziennie przez okres trzech tygodni. GK wykonywała ćwiczenia ogólnorozwojowe na materacu oraz w pozycji stojącej. Ćwiczenia ukierunkowane były na zachowanie zakresu ruchomości w stawach i wzmacnianie siły mięśni wielostawowych przy użyciu taśm thera-band, piłek, wałków oraz lekkich ciężarków. GB wykonywała program ćwiczeń aktywizujących mięśnie głębokie w pozycjach izolowanych ze szczególnym uwzględnieniem mięśni tj.: poprzeczny brzucha, wielodzielny, pośladkowy średni oraz skośne wewnętrzne i przeponę. Ćwiczenia były wykonywane w pozycji leżenia na plecach, brzuchu, na boku oraz w klęku podpartym. Osoby z GB jak i z GK zostały poddane dwukrotnej ocenie fotogrametrycznej: przed rozpoczęciem terapii jak i po jej zakończeniu. Badanie fotogrametryczne zostało przeprowadzone w oparciu o system PBE (Photogrametrical Body Explorer). Dzięki pozycjonowaniu wybranych punktów na ciele, system ten pozwala wyznaczyć przestrzenne współrzędne wybranych punktów ciała. Technika wykonania pomiaru polega na oznaczeniu charakterystycznych punktów kostnych na ciele pacjenta i wykonaniu zdjęć fotograficznych z trójwymiarowym układem punktów. Efektem dokonanego badania i przeprowadzonych obliczeń jest postać graficzna wyników, która przedstawia rzuty punktów pomiarowych połączonych określonymi odcinkami na trzy płaszczyzny odniesienia oraz tabele z wartościami kątów między wybranymi odcinkami. Wartości wykorzystane do analizy postawy w opisanym badaniu zawiera tabela I i II. Badania były wykonywane w swobodnej pozycji stojącej badanego. Cel pracy Celem pracy jest ocena porównawcza wpływu treningu mięśni głębokich i treningu ćwiczeń ogólnorozwojowych na poprawę kontroli posturalnej osób z przewlekłym bólem kręgosłupa lędźwiowego. Materiał badawczy Materiał badawczy stanowiły 42 osoby (17 mężczyzn i 25 kobiet). Średni wiek badanych osób wynosił 43 (+/- 4.87) lata. Uczestnicy zostali podzieleni na dwie równe grupy: grupę badaną (GB) realizującą program ćwiczeń mięśni głębokich (21 osób) oraz grupę kontrolną (GK) realizującą ćwiczenia ogólnorozwojowe (21 osób). Dla obu grup przyjęto wspólne kryteria włączenia do badań. Były to: bóle kręgosłupa utrzymujące się powyżej 1 miesiąca, brak odczuwanych dolegliwości bólowych w okresie 1 tygodnia poprzedzającego badania, dobre zdrowie ogólne. Kryteria wyłączenia stanowiły: widoczne wady postawy, zabieg chirurgiczny w obrębie kręgosłupa, deficyty neurologiczne. Tab.I Przedstawienie wybranych punktów fotogrametrycznych w płaszczyźnie strzałkowej. Chart.I Presentation of selected photogrametrical points in sagittal plane. Tab.II Przedstawienie wybranych punktów fotogrametrycznych w płaszczyźnie czołowej. Chart.II Presentation of selected photogrametrical points in frontal plane. 31

3 Wyniki Do oceny różnic wartości ocenianych parametrów zastosowano test Manna- -Whitney a. Analizowane grupy nie różniły się istotnie względem siebie (p > 0,05). Ponieważ zmiany wartości pomiarów nie miały rozkładu normalnego (p z testu Shapiro-Wilka poniżej 0,05) oceny wpływu poszczególnych programów terapii na postawę ciała dokonano za pomocą testu Wilcoxona dla pomiarów zależnych. Wpływ treningu mięśni głębokich (GB) na postawę w płaszczyźnie czołowej Po zastosowanej terapii wartość kąta opisującego ustawienie głowy w płaszczyźnie czołowej (EL-EP) uległa zmianie. Wynik był statystycznie istotny (p<0,05), wskazuje on na poprawę kontroli głowy. Wartości pozostałych parametrów nie zmieniły się istotnie po rehabilitacji w porównaniu do stanu sprzed niej (p>0,05). EL-EP położenie głowy, BL-BP- położenie obręczy barkowej, KPL-KPP- położenie obręczy biodrowej, C7-S- położenie tułowia. Tab.III Wartości analizowanych kątów w płaszczyźnie czołowej przed i po treningu mięśni głębokich. Chart.III The value of the analyzed angles in frontal plane before and after deep muscles training. Wpływ ćwiczeń standardowych (GK) na postawę w płaszczyźnie czołowej Wartości żadnego z parametrów nie zmieniły się istotnie po rehabilitacji w porównaniu do stanu sprzed terapii (wszystkie p większe od 0,05). Wpływ treningu mięśni głębokich (GB) na postawę w płaszczyźnie strzałkowej Po zastosowanej terapii wartość kąta opisującego ustawienie głowy w płaszczyźnie strzałkowej (W-G) była istotnie statystycznie wyższa niż przed terapią (p<0,05). Wynik ten potwierdza poprawę ustawienia głowy. Zauważalna jest również zmiana kąta pochylenia tułowia w tej płaszczyźnie (C7-S). Jednak różnica nie okazała się istotna statystycznie. Wartości pozostałych parametrów nie zmieniły się istotnie po rehabilitacji w porównaniu do stanu sprzed niej (p>0,05). Wpływ ćwiczeń standardowych (GK) na postawę w płaszczyźnie strzałkowej Po zastosowanej terapii wartość kąta opisującego ustawienie tułowia w płaszczyźnie strzałkowej ( C7-S) była istotnie statystycznie wyższa (p<0,05) wskazując na zmniejszenie kąta pochylenia tułowia. Wartości pozostałych parametrów nie zmieniły się istotnie po rehabilitacji w porównaniu do stanu sprzed niej (p>0,05). EL-EP położenie głowy, BL-BP- położenie obręczy barkowej, KPL-KPP- Położenie obręczy biodrowej, C7-S- położenie tułowia. Tab.IV Wartości analizowanych kątów w płaszczyźnie czołowej przed i po ćwiczeniach standardowych. Chart.IV The value of the analyzed angles frontal plane before and after general-exercises. 32

4 Dyskusja Efektem zaburzonej kontroli posturalnej są między innymi dolegliwości bólowe dolnego odcinka grzbietu. W ciele człowieka jest 29 par mięśni pomagających stabilizować kręgosłup, miednicę i łańcuch kinematyczny podczas ruchów funkcjonalnych. Bez poprawnej aktywacji tych mięśni, kręgosłup staje się niestabilny mechanicznie nawet na obciążenie jakie stanowi górna część ciała. Kiedy system pracuje prawidłowo stabilizacja centralna zapewnia proksymalną stabilność dla dystalnej mobilności [17,18]. Między innymi Hodges uważa, że deficyty kontroli motorycznej wynikają ze znacznego osłabienia mięśni głębokich tułowia. Niewydolna praca tych mięśni doprowadza do niestabilności poszczególnych segmentów kręgosłupa stając się przyczyną znacznego upośledzenia kontroli postawy i wzorców ruchowych [19,20]. W przedstawionej pracy uwzględniono ocenę kontroli postawy. Dokonano tego poprzez ocenę zmian przestrzennego położenia głowy, obręczy barkowej i biodrowej oraz całego tułowia osób poddanych treningowi mięśni głębokich i ćwiczeniom standardowym. Analiza wyników ujawniła istotne zmiany w ustawieniu głowy w grupie osób realizujących program treningu mięśni głębokich. Zmiany te były istotne zarówno w płaszczyźnie strzałkowej jak i czołowej (Tab.III, Tab.V). Głowa ze względu na swoją masę (6% masy naszego ciała) jak i położenie w sposób znaczący wpływa na biomechanikę układu ruchu człowieka. W warunkach fizjologicznych powinna znajdować się na przedłużeniu linii środkowej ciała. Zmiana jej położenia skutkuje wieloma konsekwencjami w układzie ruchu o czym donosi wielu autorów [21]. Między innymi Kang i Buckley donoszą, że ustawienie głowy w protrakcji znacząco zwiększa amplitudę ruchu środka ciężkości zmniejszając tym samym stabilność ciała [22,23]. Szczygieł i współautorzy z kolei wykazali, że zmiana ustawienia głowy determinuje zarówno tor oddychania jak i amplitudę ruchów oddechowych klatki piersiowej [24]. Należy wnioskować, że obserwowana przez nas poprawa kontroli głowy ma związek z poprawą kontroli postawy. Wyniki te sugerują zasadność stosowania ćwiczeń aktywizujących mięśnie głębokie w celu poprawy kontroli głowy. Pomimo oczekiwanego pozytywnego oddziaływania ćwiczeń aktywizujących mięśnie głębokie na zmiany ustawienia miednicy, nie odnotowano żadnych istotnych statystycznie zmian w jej położeniu. Brak efektywnego wpływu terapii na ustawienie kompleksu lędźwiowo-miednicznego może wynikać ze zbyt krótkiego czasu impulsacji oraz krótkiego okresu rehabilitacji. Sumit oraz Puntumetakul w swoich badaniach przeprowadzili terapię ukierunkowaną na ćwiczenia stabilizacji centralnej przez okres 10 tygodni. 33 W-G-położenie głowy, C7-S- położenie tułowia, KPP-KTP, KPL-KTL - położenie obręczy biodrowej, biorąc pod uwagę położenie kolców biodrowych przednich i tylnych górnych. Tab.V Wartości analizowanych kątów w płaszczyźnie strzałkowej przed i po treningu mięśni głębokich. Chart.V The value of the analyzed angles in sagittal plane before and after deep muscles training. W-G-położenie głowy, C7-S- położenie tułowia, KPP-KTP, KPL-KTL - położenie obręczy biodrowej, biorąc pod uwagę położenie kolców biodrowych przednich i tylnych górnych. Tab.VI Wartości analizowanych kątów w płaszczyźnie strzałkowej przed i po ćwiczeniach standardowych. Chart. VI The value of the analyzed angles in sagittal plane before and after general-exercises.

5 W wynikach odnotowali znaczące zmiany w redukcji bólu kręgosłupa oraz zwiększoną aktywność mięśni głębokich. Zatem wskazany czas terapii w oparciu o literaturę powinien wynosić około 3 miesiące [14,25]. Wydaje się, że dodatkowo istotne znaczenie może mieć brak wprowadzenia edukacji w zakresie kontroli posturalnej i stosowania jej po zakończeniu ćwiczeń. W przedstawionych wyżej badaniach zarówno GB jak i GK (tab.v, tab.vi) uzyskały zmiany ustawienia tułowia w płaszczyźnie strzałkowej, co mogło przyczynić się do poprawy ustawienia ciała w przestrzeni oraz zmniejszyć nakłady energii ze strony mięśni antygrawitacyjnych. Zarejestrowane zmiany kąta pochylenia tułowia (C7-S) w obu grupach, wskazują, że zarówno trening z wykorzystaniem ćwiczeń standardowych jak i mięśni głębokich przyczynia się do poprawy kontroli tułowia (Tab.V, Tab. VI). Nasze obserwacje są zgodne z wynikami Emasithiego [14]. Autor ten wykazał wpływ treningu mięśni głębokich na poprawę stabilności pomiędzy segmentami kręgosłupa. Wraz ze współautorami porównał efekty ćwiczeń mięśni głębokich (grupa I) i ćwiczeń rozciągających mięśnie tułowia (grupa II). W wynikach grupy pierwszej uzyskali poprawę aktywności mięśni głębokich wraz z redukcją bólu utrzymującą się nawet po zakończeniu eksperymentu. W grupie drugiej uzyskali znaczne pogorszenie aktywności mięśni lokalnych oraz nieznaczne zmniejszenie bólu tylko na czas wykonywania ćwiczeń. Na uwagę zasługują również badania Sumit i Sohan. Autorzy ci przeprowadzili badania, których celem było porównanie ćwiczeń aktywizujących mięśnie głębokie z ćwiczeniami standardowymi w grupie pacjentów z niespecyficznymi bólami kręgosłupa. Ćwiczenia mięśni głębokich obejmowały: izolowane skurcze mięśnia poprzecznego brzucha i wielodzielnego oraz ko-atywację mięśnia poprzecznego z mięśniem prostym brzucha połączone ze spokojnym i skoordynowanym oddychaniem oraz aktywację mięśnia czworobocznego lędźwi, pośladkowego średniego i prostowników grzbietu. Ćwiczenia standardowe obejmowały ćwiczenia rozciągające, izometryczne oraz skłony tułowia. Wśród pacjentów ćwiczących stabilizację centralną uzyskali znaczne zmniejszenie bólu w skali VAS, a także zmniejszenie niestabilności w kręgosłupie [25]. Przedstawione wyniki zachęcają do kontynuacji badań z uwzględnieniem oceny kontroli posturalnej w dłuższym odstępie czasu oraz na większej liczbie osób. Wnioski 1. Ćwiczenia mięśni głębokich wpływają na poprawę kontroli głowy w płaszczyźnie czołowej oraz strzałkowej. 2. Zarówno ćwiczenia standardowe jak i ćwiczenia mięśni głębokich wpływają korzystnie na ustawienie tułowia w płaszczyźnie strzałkowej. Piśmiennictwo 1. Perina DG. Back pain mechanical. Medicine 2009: Sumit B, Selkar IS. Effect of core stabilization exercises versus conventional exercises on pain and functional status in patients with non-specific low back pain: A randomized clinic trial. Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation 2013;26: Hodges P, Moseley GL. Pain and motor control of the lumbopelvic region: effect and possible mechanisms. J Electromyogr Kinesiol 2003;13: O Sullivan P. Diagnosis and classification of chronic low back pain disor-ders: maladaptive movement and motor control impairments as underlying mechanism. Man Ther 2005;10: Kibler WB, Press J, Sciascia A. The role of core stability in athletic function. Sports Med 2006;36: Ainscough-Potts AM, Morrissey MC, Critchley D. The response of the transverse abdominis and internal oblique muscles to different postures. Man Ther 2006;11: Tsao H, Hodges PW. Persistence of improvements in postural strategies following motor control training in people with recurrent low back pain. J Electromyogr Kinesiol 2008;18: Lee JS, Kim TH, Kim DH, Shim JH, Lim JY. Effects of selective exercise for the deep abdominal muscles and lumbar stabilization exercise on the thickness of the transversus abdominis and postural maintenance. J Phys Ther Sci 2015; 27: McGill SM, Grenier S, Kavcic N, Cholewicki J. Coordination of muscle activity to assure stability of the lumbar spine. J Electromyogr Kinesiol 2003;13(4): Page P, Frank C, Lardner R. Asessement & Treatment of Muscle Imbalances. The Janda Approach. Human Kinetics, Akuthota, V. Ferreiro A, Moore T, Fredericson M. Core stability exercise principles. Curr Sports Med 2008;7(1): Kobesova A, Kolar P, Mlckova J, Svehlik M, Morris CE, Frank C, Lepsikova M, Kozak J. Effect of functional stabilization training on balance and motor patterns in a patient with Charcot-Marie-Tooth disease. Neuroendocrinol Lett 2012; 33: Kolar P, Sulc J, Kyncl M, Sanda J, Cakrt O, Andel R, Kumagai K, Kobesova A. Postural function of the diaphragm in persons with and without chronic low back pain. J. Orthop. Sports Phys Ther 2012;42(4): Puntumetakul R, Areeudomwong P, Emasith A, Yamauchi J. Effect of 10-week core stabilization exercise training and detraining on pain- -related outcomes in patient with clinical lumbar instability. Patient Preference and Adherence 2013;7: Anoop A, Suraj K, Dharmendar K. Effect of core stabilization training on the Lower back endurance In recreationally active individuals. Journal of musculoskeletal research 2010: McGill SM, Childs A, Liebenson C. Endurance times for low back stabilization exercise. Clinical targets for testing and training form a normal database. Arch Phys Med Rehabilitation 1999;80(8): Crisco JJ, Panjabi MM, Yamamoto I, Oxland TR. Stability of the human ligamentous lumbar spine. Part 11: experiment. Clin Biomech 1992;7: Kibler WB, Press J, and Sciascia A. The role of core stability in athletic function. Sports Med 2006;(36): Hodges PW, Richardson CA. Inefficient muscular stabilization of the lumbar spine associated with LBP: a motor control evaluation of transversus abdominis. Spine J 1996;(21): Richardson C, Jull G, Hodges P, Hides J. Therapeutic Exercise for Spinal Segmental Stabilization in Low Back Pain: Scientific Basis and Clinical Approach. New York: Churchill Livingstone 1999;(3): Fernandez-de-las-Penas C, Alonso-Blanco C, Cuadrado ML, Pareja JA. Forward head posture and neck mobility in chronic tension-type headache: a blinded, controlled study. Cephalagia 2006;26(3): Kang JH, Park RY, Lee SJ, Kim JY, Yoon SR, Jung KI. The effect of the forward head posture on postural balance in long time computer based worker. Ann Rehabil Med 2012;36(1): Buckley JG, Anand V, Scally A, Elliot DB. Does head extension and flexion increase postural inability in elderly subjects when visual information is kept constant? Gait & Posture, 2005;21(1): Szczygieł E, Węglarz K, Piotrowski K, Mazur T, Mętel S, Golec J. Biomechanical influences on head posture and the respiratory movement. Acta of Bioengineering and Biomechanics 2015;17(2): Sumit BI, Sohan PS. Effect of core stabilization exercises versus conventional exercises on pain and functional status In patients with non- -specific low back pain: A randomized clinical trial. Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation 2013;26(1):