Dijagnostika i terapijski značaj mirujućeg mišićnog tonusa

Laboratorijska i klinička ispitivanja mišića pokazala su da i u odsustvu bioelektrične aktivnosti, odnosno kontrakcije, skeletni mišići čoveka ispoljavaju određeni bazični nivo tenzije. Ova pojava se označava  kao mirujući tonus mišića (engl. human resting muscle tone, HRMT) uzrokovan viskoelasticitetom vezivnog tkiva, prisustvom titina u miofibrilima i fenomenom triksotrofije (promene viskoziteta u zavisnosti od intenziteta sile smicanja) i u okviru Hilovog biomehaničkog modela mišića predstavljena je paralelnom pasivnom elastičnom komponentom.

Mirujući tonus mišića je značajan izvor sile duž muskuloskeletnog sistema, dovodeći do pritiska u nivou hrskavica, rasta većeg od 0,3 MPa, u proseku više od 96,53% vremena dnevno, značajno utičući na nastanak ortopedskih deformiteta.

Na intenzitet HRMT utiču brojni faktori: emocionalni,  konstitucionalni i refleksni faktori, fizička aktivnost, rast skeleta i drugi. Direktna procena HRMT nuklearnom magnetnom rezonancom (NMR) ili ultrazvučnom (UZ) elastografijom, analizom elektromiografskog (EMG) signala, mehanomiografijom ili miotonometrijom komplikovana je i skupa i podesna jedino za eksperimentalne uslove. Kliničku procenu HRMT moguće je obaviti putem reverznog inženjeringa - analizom posledica.

CoreFitMax metod analizira posturalne parametre (43 statička i 40 dinamičkih), algoritmom diskretne analize konačnih elemenata i proračunava relativni odnos HRMT grupe od 62 mišića najznačajnijih za posturu i lokomociju. Ovaj metod koristi savremenu kineziološku analizu zasnovanu na miofascijalnim lancima.

Rezultati pomažu u postavljanju pravilne etiološke dijagnoze strukturnih deformiteta i funkcionalnih poremećaja lokomotornog sistema. Restitucija odgovarajućeg HRMT doprinosi poboljšanju balansa i posturalnoj korekciji, a to je moguće postići na više načina: vežbanjem, fizikalnom terapijom i rehabilitacijom, kao i primenom sredstava za imobilizaciju, lekova ili hirurških postupaka. Savremena saznanja o biomehaničkoj integraciji vezivnog tkiva u miofascijalne lance dovode HRMT u središte pažnje u pogledu terapije i prevencije u svakodnevnoj ortopedskoj i fizijatrijskoj praksi.

Pod pojmom “sistem organa za kretanje” u medicini se eufemistički podrazumeva skeletni sistem - najveći deo čovekovih kostiju, zglobljenih pokretnim zglobovima koji su biomehanički premošćeni važnim
mekim tkivima, poput skeletnih mišića sa svojim tetivama, zglobnih kapsula, brojnih ligamenata i fascija. Kompleksni zadatak kao što je međusobno kretanje delova tela ili pomeraj kompletnog tela u prostoru zahteva, međutim, daleko više od koštanozglobnih elemenata. Za to su neophodni funkcionisanje značajnog dela centralnog i perifernog nervnog sistema, kao i cirkulatorna, metabolička i hormonska homeostaza.

Može se reći da je pokret, u opštem smislu, najsloženija integrativna funkcija ljudskog bića, takva da se sve čovekove osnovne životne potrebe mogu podeliti na one koje zadovoljavaju potrebu za kretanjem, i na preostale, koje su tim kretanjem zadovoljene.

Pored individualnog, fiziološkog značaja, kretanje svakako ima i svoju evolutivno-filogenetsku vrednost. Ovako složena aktivnost medicinski se može analizirati na brojne načine: na primer, zasebne oblasti medicine se bave ispitivanjem funkcionisanja neuromišićne komponente kretanja (neurologija), anatomskog integriteta lokomotornog sistema (ortopedija, traumatologija, fizijatrija), energetskog aspekta kretanja (interna medicina, sportska medicina, farmakologija).

Kada je u pitanju kvalitet kretanja, odnosno motoričke karakteristike kretanja koje se mogu meriti i kod zdravih ljudi, on retko dospeva u fokus zdravstvenih radnika, već se tiho prepušta stručnjacima iz oblasti sporta i fizičkog vaspitanja.
Uzevši u obzir intenzivni razvoj sportske nauke, koji je uz primenu savremene tehnologije postao veoma značajan izvor informacija o funkcionisanju čovekovog tela u različitim motoričkim uslovima, pojavila
se potreba da se znanje i iskustvo dve susedne, povezane oblasti sublimiraju i na taj način oplemene i unaprede.

Kao jedna od važnih zajedničkih tema nameće se i problem dijagnostike i doziranja kvaliteta čovekovog kretanja, čija je paradigma fenomen mirujućeg mišićnog tonusa.

Mišićni tonus

Mišićna vlakna imaju sposobnost kontrakcije na osnovu nervnog impulsa, pristiglog putem motornog nerva, kao i zahvaljujući uticaju skoka koncentracije jona kalcijuma (Ca2+) u sarkoplazmi. Pri kontrakciji se značajno menja oblik (ne i zapremina) mišića, i to u vidu skraćenja po uzdužnoj osi, uz proširenje mišićnog tela i povećanje koncentrične sile na pripojima. Pomenuta  koncentrična sila, kojom se mišić opire istezanju svojih krajeva, naziva se mišićni tonus.

Laboratorijska biomehanička merenja tonusa mišića tokom ciklusa skraćenja i istezanja pokazala su da odnos tonusa i dužine mišića nije linearan. 

Postoji više biomehaničkih modela koji opisuju ovu i druge mehaničke karakteristike mišića, a jedan od savremenih je i Hilov model. On uvodi dve komponente mišićne sile: aktivnu komponentu, oličenu u mehaničkom efektu kontrakcije određenog broja mišićnih vlakana u skeletnom mišiću, i pasivnu komponentu, proisteklu iz modula elastičnosti vezivnog tkiva koje okružuje i prožima mišić.

Naknadna istraživanja su potvrdila vrednosti sile koju model predviđa prilikom pokreta i to u različitim nivoima istegnutosti ili skraćenja mišića.

Mirujući mišićni tonus

Mišićna kontrakcija zahteva određeni nivo električne stimulacije. Merenja, međutim, pokazuju da je izvesni nivo mehaničke tenzije u mišiću prisutan i u stanju mirovanja. Ova pojava se naziva mirujući tonus mišića (engl. human resting muscle tone, HRMT).

Bilo je više teorija koje su se odnosile na mehanizam nastanka HRMT: Davidof (Davidoff) je, na primer, zastupao teoriju o toničkoj γ-motornoj frekvenciji, dok su Gajton i saradnici smatrali da je u pitanju bazična α-motorna aktivnost (4,5).

Laboratorijska i klinička ispitivanja skeletnih mišića pokazala su, međutim, da u mirovanju ne postoji α-motorna bioelektrična aktivnost, a da γ-motorna aktivnost ima zanemarljiv mehanički uticaj. Savremeno objašnjenje za pojavu HRMT odnosi se na viskoelastična svojstva skeletnih mišića: viskoelasticitet vezivnog tkiva i vezivanje titina za kontraktilne proteine u miofibrilima, kao i fenomen triksotrofije. Triksotrofna supstanca nelinearno menja svoj viskozitet, u zavisnosti od intenziteta spoljašnje sile smicanja. Kao rezultat, ponaša se kao čvrsto telo ukoliko je izložena sili smicanja manjoj od određenog praga intenziteta, a kao tečnost ukoliko je prag prevaziđen. U okviru Hilovog biomehaničkog modela mišića HRMT je predstavljen paralelnom elastičnom komponentom. 

Uticaj HRMT na koštanozglobni sistem

Odavno je poznato da sila fiziološkog intenziteta ima značajan uticaj na morfologiju i metabolizam svih histoloških elemenata muskuloskeletnog sistema: koštanog, hrskavičavog, mišićnog i vezivnog tkiva. Na naš muskuloskeletni sistem u svakom trenutku deluju različite spoljašnje sile (sila gravitacije, sile nastale pod uticajem različitih predmeta sa kojima je telo u kontaktu), kao i unutrašnje sile generisane tonusom mišića koje imaju za cilj zauzimanje određenog položaja tela, kretanje tela u celini ili njegovih delova. Od unutrašnjih sila, HRMT je prema intenzitetu skoro zanemarljiv (1-2%) u odnosu na maksimalni mišićni tonus, odnosno intenzitet sile dobijene maksimalnom voljnom kontrakcijom (engl. maximalvoluntary isometric contraction, MVIC).

Postoji više načina izražavanja MVIC. Na nivou mišićnog tkiva, ova sila iznosi 20-135 N/cm2 fiziološkog preseka mišića. Ovako izražena sila ima ograničenu praktičnu upotrebnu vrednost u proceni snage realnog pokreta iz više razloga:

• Većina mišićnih vlakana nije orijentisana paralelno rezultantnoj sili na pripoju merenog mišića.
• Uticaj kraka sile u odnosu na osovinu zglobne rotacije presudno utiče na snagu pokreta.
• U svakom pokretu učestvuje više od jednog mišića.
• Postoji značajan mehanički uticaj ekstramuskularnog vezivnog tkiva (18,19).

Zbog toga se vrednosti intenziteta sile na nivou pokreta izražavaju relativno, u odnosu na telesnu težinu (TT). Vredosti MVIC za pojedine pokrete dostižu do 8,7 TT (20,21).

Poput mnogih drugih fizioloških veličina, i mehanička sila ispoljava svoje dejstvo samo ukoliko je dovoljnog intenziteta. Na primer, izmereni intenzitet sile pritiska koji ispoljava fiziološki efekat na nivou hrskavica, uključujući i hrskavice rasta (fize), iznosi 0,3-1,1 MPa. Uočeno je da 0,1 MPa dodatnog pritiska smanjuje brzinu rasta fize za 17,1%, a 4 MPa ga sasvim zaustavlja. Uzevši u obzir da izmerene sile pritiska kod MVIC prevazilaze 20 MPa, nameće se zaključak da HRMT prema svom intenzitetu dostiže pomenute vrednosti, tj. ispoljava mehanički uticaj na zglobne hrskavice kao i na rast kostiju.

Pravi značaj fizološkog efekta HRMT uočava se tek kada se analizira kumulativno dejstvo sile tokom vremena. Naime, epidemiološka istraživanja prosečnog stepena fizičke aktivnosti u sadašnjem dominantno sedentarnom načinu života urbane populacije pokazuju zabrinjavajućepodatke: prosečno dnevno trajanje aktivnosti srednjeg i visokog intenziteta je 80 minuta za muškarce i 72 minuta za žene, a od toga pokreti intenziteta > 50% MVIC prosečno traju svega 5,1 ± 6,4 minuta (28-30). Prevedeno u kretanje, to opterećenje je ekvivalentno sa 31 minutom trčanja brzinom oko 10 km/h, odnosno 65 minuta hodanja brzinom oko 4 km/h, tj. 4800-5300 koraka (31, 32). To ukupno iznosi manje od 12000 pokreta dnevno, što znači da je aktivni tonus bio zastupljen manje od 3,47% ukupnog vremena dnevno, odnosno da HRMT vremenski apsolutno dominira.

Uzevši u obzir da svi aktivni pokreti ne mogu da budu istovremeno izvedeni svim pokretnim delovima tela u svim pravcima i sve vreme maksimalnom silom, proizilazi da HRMT u stvari predstavlja glavni mehanički stimulans koji oblikuje naš muskuloskeletni sistem.

Može se, dakle, reći da su akutni efekti vežbanja (zamor, povreda ili slične akutne mehaničke promene) na muskuloskeletni integritet uglavnom direktni - posledica su aktivnog tonusa tokom vežbanja, a hronični efekti vežbanja (nekada željeni tj. terapijski, a neretko i neželjeni, usputni, odnosno patološki) prvenstveno indirektni, odnosno posredovani rezidualnim promenama HRMT.

Mirujući tonus mišića u fiziološkom smislu predstavlja rezultat morfoloških adaptivnih promena u mišiću pod dejstvom fizičke aktivnosti (svakodnevne aktivnosti, sport, rekreacija...), rasta skeleta i promena telesne težine.

Sa kliničkog stanovišta, na nivo HRMT utiču brojni faktori:

• Limbički (emocionalni).
• Refleksni (aktivnost interneurona u segmentima kičmene moždine).
• Nivo koordinisanosti motornih jedinica unutar jednog mišića (aktivnost neuromuskularnih sinapsi).
• Prisustvo bola i reakcije na bol.
• Konstitucionalni (biomehaničke karakteristike koštanozglobnog sistema, distribucija nivoa elastičnosti vezivnog tkiva).
• Fiziološki (sindrom preopterećenja – engl. overuse).

Dijagnostika HRMT

Procena mišićnog tonusa je značajan deo kliničkog pregleda muskuloskeletnog sistema.

Manuelna procena se u svakodnevnoj praksi radi kroz testiranje pokretljivosti susednih telesnih segmenata uz goniometriju. Ova metoda je brza i jednostavna za primenu, a mane su joj subjektivnost i niska specifičnost (ne izoluje aktivnu komponentu tonusa). U kliničkoj upotrebi je i niz drugih, aparaturnih metoda: elastografija nuklearnom magnetnom rezonancom (NMR), ultrazvučna elastografija, analiza elektromiografskog (EMG) signala, mehanomiografija piezoelektričnim akcelerometrom, dinamometrija, miotonometrijske metode i drugo.

Većina ovih metoda zahteva specifičnu i skupu opremu i relativno je komplikovana za izvođenje i interpretaciju. Nabrojane metode merenja tonusa uglavom nisu podesne za merenje HRMT. On se, ipak, može proceniti metodomreverznog inženjeringa - analizom njegovih posledica. Jedan od metoda koji funkcionišu na ovaj način je i CoreFitMax metod analize telesne posture. Ulazni posturalni parametri (43 statička i 40 dinamičkih), dobijeni anamnezom i standardnim kliničkim pregledom, transformišu se algoritmom diskretne analize konačnih elemenata u izlazni set vrednosti relativnog odnosa HRMT (izraženog u procentima) 62 mišića, najznačajnijih za posturu i lokomociju. Osnovu algoritma predstavlja savremena kineziološka analiza, zasnovana na miofascijalnim lancima.

Jednostavnost primene uz pomoćni softver i nisku relativnu grešku od 0,84% čini CoreFitMax veoma upotrebljivim u svakodnevnoj praksi.

Zaključak

Mirujući tonus mišića je značajan parametar u ortopediji, kao jedan od faktora distribucije

sile duž muskuloskeletnog sistema te, kao takav, utiče na mehaničko opterećenje hrskavica rasta, kao i na nastanak ortopedskih deformiteta. Njegova veličina zavisi od više faktora, od genetskih (npr. prisustvo benigne hipermobilnosti zglobova) do konstitucionalnih (fiziološki presek mišića, dimenzije i lokalizacija mišićnih pripoja na skeletu, varijacije u uglovima zglobnih okrajaka i dr.).

Na HRMT se može uticati na više načina:

• Vežbanjem.
• Metodama fizikalne terapije i rehabilitacije.
• Primenom sredstava za imobilizaciju.
• Farmakološki (npr. primenom botulinum toksina).
• Hirurškim putem (npr. fasciotomijom, reinsercijom itranspozicijom tetive).

Ispitivanje i procena HRMT pomažu u postavljanju pravilne etiološke dijagnoze strukturnih deformiteta i funkcionalnih poremećaja lokomotornog sistema. Restitucija odgovarajućeg HRMT doprinosi poboljšanju balansa i posturalnoj korekciji.

Savremena saznanja o biomehaničkoj integraciji vezivnog tkiva u okviru muskuloskeletnog sistema u miofascijalne lance dovode HRMT u središte pažnje u pogledu terapijskog pristupa i izbora preventivnih medicinskih mera u svakodnevoj ortopedskoj i fizijatrijskoj praksi.

Rad preuzet sa: https://www.researchgate.net/publication/309539323_Sports_kinesiology_Diagnostic_and_therapeutical_aspects_of_human_resting_muscle_tone