Kan specifik belastning genom träning främja läkning eller regeneration av den lumbala intervertebrala disken?

Följande inlägg är en kort sammanfattning av en artikel (Steel et al, 2015) med titeln: ”Can specific loading through exercise impart healing or regeneration of the intervertebral disc?”. Inlägget innehåller också en genomgång av relaterade studier, mina egna uppfattningar/åsikter och kliniska funderingar.

Introduktion

Ländryggsbesvär är ett multifaktoriellt problem, och vilken roll perifer nociception spelar i den subjektiva smärtupplevelsen är svårt att avgöra klinisk, det samma gäller även vilken struktur som är orsaken till eventuell nociception.

Den lumbala intervertebrala disken har länge varit ansedd som en potentiell källa till nociception, med väl dokumenterade orsaksmekanismer och biologisk sannolikhet.

Disken kan drabbas av olika patologiska processer:

  • Disken kan skadas om den utsätts för en kraft som överskrider vävnadens tolerans, ofta en skjuvkraft i kombination med en kompressionskraft. Toleransen är sannolikt högst varierande mellan olika individer, där bland annat faktorer som fysisk belastning, genetik och rökning ingår.
  • Degenerativa/strukturella förändringar i disken är en naturlig del av åldrandet, och återfinns i mer eller mindre grad hos alla individer, i alla åldrar och båda hos symtomatiska och asymtomatiska individer.

discdegeneration

Vilket potential har disken för läkning efter skador och degeneration? Vi vet att till exempel diskbråck läker/absorberas i relativt hög grad. Läs gärna det tidigare inlägget ”Forskningsnytt: Sannolikheten för spontan-regression av lumbala diskbråck”. Är disken den ända strukturen/vävnaden i kroppen som innehar begränsad läkningsförmåga och inte svarar med adaptation om den utsätts för en anpassad och progressiv överbelastning? 

Vilken effekt har fysisk belastning på disken?

Det har blivit föreslagit att en lämplig belastning av ländryggen kan ha en gynnsam effekt på metaboliska processer i disken, och på det sättet främja läkning och motverka degeneration/främja regeneration.

Bland annat har man visat följande:

  • Walsh och Lotz (2004) visade att hög kompression med låg frekvens har en positiv effekt på metaboliska processer inuti disken, jämfört med låg kompression med högre frekvens.
  • Maclean et al. (2004, 2005) har visat att belastning med låg frekvens främjar anabol aktivitet i disken.
  • Båda belastning och upprepade flexion-extension cykler leder till en ökning av vätskeflödet till och inuti disken (Fergueson et al, 2004).
  • Statisk belastning har visats sig leda till katabol aktivitet i diskens celler, i motsättning till dynamisk kompression som främjar anabol aktivitet (Wang et al, 2007).

”Isolated Lumbar Extension” (ILEX)

En typ av träning som innehåller flera av ovanstående element och kan initiera/stimulera associerade processer är ”Isolated Lumbar Extension” (ILEX).

Det är även värt att notera att patienter med långvariga ländsryggsbesvär uppvisar egenskaper i extensormuskulaturen som inkluderar nedsatt uthållighet, atrofi, infiltration av fett, andra histologiska förändringar och ett ändrad aktiveringsmönster. Det är dock oklart om dessa förändringar kan vara en medverkande orsak till smärta, eller om förändringarna är en konsekvens av smärta. Se bland annat Fortin et al. (2013).

Oavsett så har ILEX även potentialen att reversera dessa förändringar igenom adaptation.

Det finns ett mångfald olika övningar som stärker extensormuskulaturen, dock är inte alla övningar lika effektiva eller specifika. En litteraturgenomgång (Steel et al, 2015) har visat att ILEX kan vara den mer effektiva övningen, jämfört med till exempel knäböj och marklyft. ILEX utförs som i videon nedan, sittandes i en ”MedX Lumbar Extension Machine”.

ILEX utförs med ett motstånd som leder till utmattning (”momentary muscular failure”) efter enbart 8-12 repetitioner, där en repetition har en varaktighet på 6 sekunder: 2 sekunder koncentrisk och 4 sekunder excentrisk. När individen kan utföra 12 repetitioner, ökas motståndet med 5%. En träningsfrekvens på 1 gång per vecka har visats sig vara tillräckligt för att ge positiva effekter på styrka, smärta och funktionsnivå hos patienter med långvariga ländryggsbesvär. En träningsfrekvens på 2 gånger per vecka ger inga ytterligare förbättringar (Bruce-Low et al, 2012).

Den positiva effekten av ILEX verkar vara beroende av att bäckenet fixeras. En studie (Smith et al, 2011) uppvisade positiva resultat på styrka, funktion och smärta endast hos gruppen som utförde ILEX med bäckenet fixerat. Gruppen som utförde ILEX utan fixerat bäcken och kontrollgruppen uppvisade ingen skillnad. Alla individerna i studien hade långvariga ländryggsbesvär. Skillnaden i effekt med och utan ett fixerat bäcken tros bero på att en fixering isolerar rörelsen/riktar belastningen till nedre delen av ländryggen, och minimerar aktivering av större muskelgrupper som säte och baksida lår.

ilex-stab-vs-no-stab

Är ILEX träning säkert?

Kan ILEX träning via överbelastning utlösa diskogena smärtor, eller rent av diskbråck?

Innan man sätter en patient på ILEX träning, bör man utföra en screening för diskogen patologi. Med en noggrann anamnes och kunskap om diskens patofysiologi och dess kliniska presentation så kan man resonera sig fram till om patienten är en lämplig kandidat eller ej. Det är då diskens integritet man får ha i åtanke, och kompressionskrafterna disken utsätts för under utförandet.

Om osäkerhet råder, kan man i början begränsa rörelseomfånget, lämpligtvis till den mittre 50% av tillgängligt rörelseomfång, och öka efterhand. Faktisk har en studie (Steele et al, 2013) visat lika bra resultat av ILEX träning när den utförs i ett begränsat rörelseomfång.

Som nämnt ovan så utförs ILEX träning med låg frekvens och låg volym, något som minskar risken för skador. Som vid all annan träning, så är en korrekt belastningsstyrning avgörande. Utvärdera och modifiera efterhand.

I en studie (Nelson et al, 1995) fullförde 627 patienter ett ILEX träningsprogram, med en frekvens på 2 dagar i veckan. Patienterna snittade 18 träningstillfällen (intervall 4-35). 76% av patienterna uppvisade ett utmärkt eller bra resultat. Enbart 3% rapporterade en försämring av sina besvär, och det blev endast rapporterad några mindre muskelbristningar. Författarna konkluderar med att ILEX träning är säkert.

Vilka alternativa övningar finns det?

En ”MedX Lumbar Extension Machine” är en rätt dyr träningsapparat, och är sällan att se på olika gym.

Det finns en rad olika övningar för att träna extensormuskulaturen, och i brist på en fysisk fixering av bäckenet, så kan man använda sig av ”cueing/coaching” i ett försöka att isolera rörelsen till nedre del av ländryggen: en segmentell ”kota för kota” rörelse, som i den koncentriska fasen innebär en extension nedanifrån och uppåt, och i den excentriska fasen en flexion ovanifrån och nedåt.

Tänkbara alternativ där man kan åstadkomma ovanstående kan vara:

  • Sittande kabeldrag, där man strävar efter att hålla kontakten/bibehålla ett konstant tryck mellan sittknölarna och hälarna för att fixera bäckenet. En nackdel är att det kan vara svårt att åstadkomma tillräckligt hög belastning för vissa patienter. Sannolikt en bra övning för ökad kroppskännedom och ökad rörelsevariation nedre ländrygg.

ilex001ilex002ilex003

  • Ryggresningar på stabilitetsboll.
  • Ryggresningar i en ”Roman Chair”, en segmentell ”kota för kota” rörelse (ingen video tillgänglig).

Vilka mekanismer kan tänkas ligga bakom den positiva effekten?

Kan den positiva effekten på smärta och funktion enbart tillskrivas extensormuskulaturens ökade förmåga att utveckla kraft? Eller har träningen främjat läkning och/eller regeneration av disken med potentiellt minskad nociception?

Nått säkert svar har vi inte, det krävs flera studier som försöker svara på den frågeställningen, dock finns det biologisk sannolikhet för att sistnämnda kan vara en av mekanismerna.

ILEX träning vill även ge en ökad excentrisk kontroll och uthållighet vid flexion av ländryggen, något som vill motverka att ländryggens segment når flekterade ytterlägen, ytterlägen som kan tänkas medföra en ökad skaderisk/sensitisering av vävnad.

Patienter med långvariga ländryggsbesvär uppvisar ofta inskränkt rörlighet och minskad rörelsevariation, ofta i flexion, och behåller gärna lordosen vid framåtböjning och vid vardagliga aktiviteter. Detta kan vara ett resultat av rörelserädsla eller råd från vårdgivare. ILEX ”tvingar” patienten att utmana rörligheten i ländryggen och kan därmed leda till ökad rörelsevariation i andra aktiviteter. Detta är en aspekt som inte bör underskattas.

Kan extensormuskulaturen drabbas av tendinopati? Jag är inte medveten om några undersökningar (MR eller diagnostisk ultraljud) som kan bekräfta diagnosen, men vissa ländryggspatienter uppvisar en klinisk bild som liknar på tendinopati. ”Heavy Slow Resistance Training” har visats sig vara effektivt vid tendinopati, och sannolikt skulle det kunna ge liknande effekter vid en tendinopati av extensormuskulaturen.

Vilken innebörd har detta för våra patienter?

”Jag har en utsliten/trasig/hopsjunken disk…” eller liknande har vi hört våra patienter berätta otaliga gånger. Det är den uppfattningen många patienter har. Den uppfattningen kan dom ha bildat sig utifrån information från vårdgivare, Dr. Google, familj, vänner eller andra bekanta.

Kan det vara så att patientens uppfattning av sina besvär leder till en minskad aktivitetsnivå och rädsla för rörelser och aktiviteter som belastar ländryggen och därmed även en minskad belastning på disken för att skydda disken mot ytterligare ”skada”? Kan den minskade belastningen faktiskt leda till snabbare degeneration och potentiell symtomökning? När disken egentligen bör belastas för att motverka degeneration/främja regeneration?

Patienten måste vara motiverad att utföra sin träning. Att informera patienten om möjligheten för att ILEX kan främja läkning och/eller regeneration av disken är sannolikt mer motiverande än att enbart få höra att ”Du måste stärka upp ryggen!”.

Slutsats

Oavsett verkningsmekanism, så drar jag slutsatsen att upprepade flexion/extension rörelser, med tung belastning, med låg frekvens och som är fokuserad låglumbalt är positivt för patienter med långvariga ländryggsbesvär. Utmaningen är att hitta ett sätt som fungerar för den enskilda patienten om man inte har tillgång till en öronmärkt ILEX maskin.

Källor:

Spine J. 2015 Oct 1;15(10):2117-21. doi: 10.1016/j.spinee.2014.08.446.
Can specific loading through exercise impart healing or regeneration of the intervertebral disc?
Steele J1, Bruce-Low S2, Smith D3, Osborne N4, Thorkeldsen A4.

Br J Sports Med. 2015 Mar;49(5):291-7. doi: 10.1136/bjsports-2013-092197. Epub 2013 Oct 3.
A review of the specificity of exercises designed for conditioning the lumbar extensors.
Steele J1, Bruce-Low S2, Smith D3.

J Back Musculoskelet Rehabil. 2011;24(4):241-9. doi: 10.3233/BMR-2011-0301.
The effect of lumbar extension training with and without pelvic stabilization on lumbar strength and low back pain.
Smith D1, Bissell G, Bruce-Low S, Wakefield C.

Orthopedics. 1995 Oct;18(10):971-81.
The clinical effects of intensive, specific exercise on chronic low back pain: a controlled study of 895 consecutive patients with 1-year follow up.
Nelson BW1, O’Reilly E, Miller M, Hogan M, Wegner JA, Kelly C.

J Biomech. 2004 Mar;37(3):329-37.
Biological response of the intervertebral disc to dynamic loading.
Walsh AJ1, Lotz JC.

J Orthop Res. 2005 Sep;23(5):1120-7. Epub 2005 Apr 9.
The effects of short-term load duration on anabolic and catabolic gene expression in the rat tail intervertebral disc.
MacLean JJ1, Lee CR, Alini M, Iatridis JC.

J Orthop Res. 2004 Nov;22(6):1193-200.
Anabolic and catabolic mRNA levels of the intervertebral disc vary with the magnitude and frequency of in vivodynamic compression.
Maclean JJ1, Lee CR, Alini M, Iatridis JC.

Clin Orthop Relat Res. 1993 Aug;(293):372-7.
Biochemical changes associated with the symptomatic human intervertebral disk.
Kitano T1, Zerwekh JE, Usui Y, Edwards ML, Flicker PL, Mooney V.

Ergonomics. 2012;55(4):500-7. doi: 10.1080/00140139.2011.644329. Epub 2012 Mar 8.
One lumbar extension training session per week is sufficient for strength gains and reductions in pain inpatients with chronic low back pain ergonomics.
Bruce-Low S1, Smith D, Burnet S, Fisher J, Bissell G, Webster L.

Phys Ther. 2013 Jul;93(7):873-88. doi: 10.2522/ptj.20120457. Epub 2013 Mar 15.
Multifidus and paraspinal muscle group cross-sectional areas of patients with low back pain and control patients: a systematic review with a focus on blinding.
Fortin M1, Macedo LG.

Spine (Phila Pa 1976). 2004 Dec 1;29(23):2724-32.
Mechanical conditions that accelerate intervertebral disc degeneration: overload versus immobilization.
Stokes IA1, Iatridis JC.

Spine (Phila Pa 1976). 2007 Nov 1;32(23):2521-8.
Biologic response of the intervertebral disc to static and dynamic compression in vitro.
Wang DL1, Jiang SD, Dai LY.

J Biomech. 2004 Feb;37(2):213-21.
Fluid flow and convective transport of solutes within the intervertebral disc.
Ferguson SJ1, Ito K, Nolte LP.

Spine (Phila Pa 1976). 2013 Jul 1;38(15):1245-52. doi: 10.1097/BRS.0b013e318291b526.
A randomized controlled trial of limited range of motion lumbar extension exercise in chronic low backpain.
Steele J1, Bruce-Low S, Smith D, Jessop D, Osborne N.
Annonser

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s