W ostatnim artykule opisałem proces regulacji napięcia mięśniowego i przedstawiłem struktury, które są zaangażowane w jego kontrolę. Opisywany był pień mózgu oraz twór siatkowaty. W niniejszej publikacji przyjrzymy się innym składowym centralnego układu nerwowego, a konkretnie drodze korowo-siatkowo-rdzeniowej. Przedstawię jej rolę i znaczenie w odniesieniu do omawianej regulacji napięcia mięśniowego.
Takakusaki (Takakusaki i wsp. (2016)), jak i Li (Li i wsp. 2019)) powołuje się na wiele badań dowodzących wpływ struktur korowych na twór siatkowaty w kontekście kontroli posturalnej, lokomocji oraz regulacji napięcia mięśniowego. Przedstawione zostają wyniki prac przeprowadzonych zarówno na zwierzętach, jak i ludziach uwzględniając różne sposoby diagnostyki i pomiaru efektów. Uwagę mogą zwrócić badania pokazujące, że uszkodzenie struktur korowych u zwierząt skutkowało przeprostem stawów kończyn w pierwszych dobach od urazu. Może to wskazywać na to, że szlaki korowe kontrolują aktywność prostowników, które stają się nadaktywne w przypadku zniesienia tej kontroli.
Przez wiele lat uważano, że jedynie droga siatkowo-rdzeniowa boczna jest pod kontrolą kory mózgowej. Kora działa w sposób pobudzający na tę drogę, co sprawia, że wzmaga jej działanie, którego efektem jest m.in. obniżenie napięcia mięśniowego. W chwili wystąpienia udaru mózgu dochodzi często do uszkodzenia drogi korowo-siatkowej i ośrodki pnia mózgu, które odpowiadają za obniżanie napięcia mięśniowego (droga siatkowo-rdzeniowa boczna) tracą swoje korowe pobudzenie (Li i wsp. (2019)). Prowadzi to do sytuacji, w której droga siatkowo-rdzeniowa przyśrodkowa oraz przedsionkowo-rdzeniowa nie mają antagonisty, który mógłby równoważyć ich aktywność. Ich działanie o charakterze pobudzającym zaczyna dominować, co prowadzi do wygórowanego napięcia mięśniowego.
Badania, na które powołuje się Li (Li i wsp. (2019)) dowodzą, że drogi korowo-siatkowe są bilateralne. Czyli unerwiają tę samą jak i przeciwną stronę ciała. W myśl tych wyników, nie tylko droga siatkowo-rdzeniowa boczna (hamująca) otrzymuje impulsy z kory mózgowej, ale również droga siatkowo-rdzeniowa przyśrodkowa (pobudzająca). Jakie ma to znaczenie w kontekście regulacji napięcia mięśniowego? Omówię to na przykładzie ryc. nr 1.
- czerwona gwiazdka oznacza miejsce uszkodzenia. Rzutuje na korę ruchową (M1). Przeciwna strona ciała jest stroną bezpośrednio zajętą z niedowładem połowiczym.
- szlak oznaczony czerwoną kreską i cyfrą (1) to droga korowo-siatkowa biegnąca z półkuli uszkodzonej do pnia mózgu po przeciwnej stronie (hemi) skąd koordynuje pracę ośrodków odpowiedzialnych m.in. za obniżanie napięcia mięśniowego. W wyniku uszkodzenia mózgu jej działanie jest zaburzone – przewodzi mniej bodźców.
- szlak oznaczony czerwoną kreską i cyfrą (2) to droga siatkowo-rdzeniowa boczna biegnąca po stronie niedowładu, która odpowiada za obniżanie napięcia mięśniowego i hamowanie dróg odpowiedzialnych za wzmaganie napięcia. W wyniku uszkodzenia drogi korowo-siatkowej (1) jej działanie jest zaburzone – przewodzi mniej bodźców.
- szlak oznaczony zieloną kreską i cyfrą (1) to droga korowo-siatkowa biegnąca z półkuli nieuszkodzonej do pnia mózgu po tej samej stronie ciała (hemi), skąd koordynuje pracę ośrodków odpowiedzialnych m.in. za pobudzanie napięcia mięśniowego.
- szlak oznaczony zieloną kreską i cyfrą (2) to droga siatkowo-rdzeniowa przyśrodkowa biegnąca po stronie niedowładu, która odpowiada za wzmaganie napięcia mięśniowego. W wyniku braku antagonisty (droga siatkowo-rdzeniowa boczna – czerwona kreska (2)) i impulsacji drogi korowo-siatkowej z półkuli nieuszkodzonej (zielona kreska (1)) mogą pojawić się zaburzenia regulacji napięcia mięśniowego np. spastyczność.
Biorąc pod uwagę bilateralność połączeń korowych można stwierdzić, że zarówno jedna, jak i druga strona ciała jest stroną dotkniętą niedowładem. W opisywanym przykładzie skupiliśmy się jedynie na stronie hemi, ale również półkula uszkodzona oddaje swoje unerwienie dla strony nieobjętej niedowładem. Dlatego używanie nazewnictwa „strona bezpośrednio i pośrednio zajęta” jest jak najbardziej uzasadnione.
Tab. nr 1 stanowi przedstawia inne zaburzenia dotyczące funkcjonowania dróg korowo-siatkowo-rdzeniowych oraz potencjalny skutek, jaki ze sobą niosą.
Zamieszczone filmy przedstawiają badanie napięcia mięśniowego przy różnych prędkościach wykonywanego ruchu biernego. Na filmie nr 1 widać, że dostępny jest pełen zakres ruchu, jeżeli badanie wykonywane jest powoli. Na filmie nr 2 można dostrzec nagłe zatrzymanie ruchu, który był wykonywany szybko (objaw scyzorykowy), aby po chwili móc kontynuować ruch (catch and release). Są to zjawiska charakterystyczne dla spastyczności, która jest efektem uszkodzenia m.in. dróg korowo-siatkowo-rdzeniowych.
Wyżej opisane mechanizmy obrazują nam, że u podłoża zaburzeń regulacji napięcia mięśniowego leży zniesienie wzajemnej kontroli pomiędzy poszczególnymi ośrodkami kory i pnia mózgu. Przekładając to na sytuację kliniczną powinniśmy dążyć do sytuacji, w której w sposób celowy wpływamy na struktury korowe, które mogą być uszkodzone. W jaki sposób możemy to robić?
Ryc. nr 2 obrazuje szereg złożonych zależności pomiędzy wyższymi a niższymi piętrami centralnego układu nerwowego. Dla nas, terapeutów z tego procesu płynie bardzo ważna informacja. Aby uzyskać efekt (D), jakim są ruchy precyzyjne (skilled movements), pozycja pionowa (vertical posture), kontrola posturalna (postural control), u podłoża których leży prawidłowa regulacja napięcia mięśniowego, niezbędne jest dostarczenie odpowiednich zasobów (A). Tymi zasobami są informacje wzrokowe (visual sensation), informacje przedsionkowe (vestibular sensation), a także informacje sensoryczne pochodzące ze skóry, stawów, mięśni (somatosensation skin, joint, muscle). Bodźce te docierają do ośrodków budujących schemat ciała pacjenta. Jak można zobaczyć na pozostałych obrazkach jest on niezbędny dla budowania konkretnych programów motorycznych. Można powiedzieć, że informacje dochodzące ze świata zewnętrznego są paliwem dla tego skomplikowanego silnika. My jako terapeuci jesteśmy w stanie tymi informacjami manipulować i dostarczać je pacjentowi w sposób poukładany, w zależności od jego potrzeb i deficytów.
Jednym z nieocenionych narzędzi terapeutycznych jakimi funkcjonujemy jest dotyk. Dzięki niemu możemy wprowadzać odpowiednią stymulację somatosensoryczną na poziomie receptorów skóry, mięśni czy stawów.
Film nr 3 obrazuje wpływ stymulacji sensorycznej grzbietowej przestrzeni palców II-IV na obniżenie napięcia mięśniowego zginaczy nadgarstka. Na początku można zobaczyć, że staw nadgarstkowo-promieniowy ustawiony jest w zgięciu, a ręka nie akceptuje płaszczyzny podparcia. W trakcie stymulacji czułem, że napięcie mięśniowe obniża się i dzięki temu mogę zwiększyć zakresu ruchu w stawie dążąc do pozycji neutralnej i ułożenia ręki na płaszczyźnie podparcia. Na samym końcu można zaobserwować jak przedramię i ręka same opadają na leżankę.
Bibliografia:
- Li S, Francisco GE. New insights into the pathophysiology of post-stroke spasticity. Frontiers in Human Neuroscience. 2015;10:9:192.
- Li S, Chen YT, Francisco GE, Zhou P, Rymer WZ. A Unifying Pathophysiological Account for Post-stroke Spasticity and Disordered Motor Control. Frontiers in neurology. 2019;10:10:468.
- Takakusaki K, Chiba R, Nozu t, Okumura T. Brainstem control of locomotion and muscle tone with special reference to the role of the mesopontine tegmentum and medullary reticulospinal systems. Journal of neural transmission. 2016;123(7):695-729.