Przepuklina a biomechanika odcinka lędźwiowego | prostować czy zginać? (ból pleców #3)

W dzisiejszym wpisie postaram się wyjaśnić w jakich sytuacjach przepuklina i objawy bólowe, które powoduje, mogą być zmniejszane za pomocą wyprostu. Aby lepiej zrozumieć temat, rozpocznę od przybliżenia budowy kręgosłupa i przełożenia jej na funkcję. Kręgosłup możemy podzielić na segmenty ruchowe / mobilne. Pojedynczy segment składa się z:

  • krążka międzykręgowego
  • otworu międzykręgowego
  • stawów międzykręgowych
  • więzadła żółtego oraz międzykolcowego 

Możliwości ruchowe takiego segmentu leżą u podstaw mobilności całego kręgosłupa.

Parę kręgów można porównać do dźwigni dwustronnej, w której wyrostek stawowy (1) stanowi oś obrotu. W układzie takim obciążenia kompresyjne oddziałujące na kolumnę główną (trzony kręgów) są amortyzowane bezpośrednio i pasywnie przez krążki międzykręgowe oraz pośrednio i aktywnie przez mięśnie. Proces amortyzacji odbywa się więc 2 ścieżkami – czynną i bierną.

Krążek międzykręgowy dzięki swojej budowie nadaje segmentowi znaczną mobilność – 6 stopni swobody ruchu. Do zilustrowania w tym wpisie posłużą nam 3: zgięcie / wyprost; przesunięcie liniowe (ślizg) wzdłuż osi strzałkowej; kompresja i trakcja wzdłuż osi pionowej.

Jeżeli chodzi o obciążenia kompresyjne (w pionie), to jądro miażdżyste transmituje ~75% siły przekazywanej na krążek, a pierścień włóknisty pozostałe 25%.  >> więcej o budowie krążka <<

Natomiast w płaszczyźnie horyzontalnej (podczas skłonu – np. do wiązania buta) jądro miażdżyste przekazuje większą część obciążenia kompresyjnego na pierścień włóknisty. Dla przykładu, w pozycji stojącej jądro na poziomie L5-S1 przekazuje na pierścień włóknisty obciążenie rzędu 28kg/cm². Już w trakcie pochylenia tułowia do przodu osiąga poziom 87kg/cm², a podczas powrotu do pozycji wyprostowanej 174kg/cm².

Schemat przedstawiający odwzorowanie wysokości i deformacji krążka na liniowej siatce. Kolor każdego odcinka linii odpowiada określonej wielkości wysokości i deformacji krążka.

Kiedy obciążenie osiowe oddziałuje asymetrycznie – powierzchnia krążkowa kręgu położonego wyżej pochyli się w kierunku punktu przyłożenia siły. Wówczas tkanki po stronie przeciwnej do przyłożonej siły zostaną rozciągnięte, ale jednocześnie ciśnienie wewnętrzne jądra zacznie oddziaływać na owe tkanki, próbując przywrócić je do rozmiarów wyjściowych. Pierścień włóknisty i jądro tworzą zatem czynnościową parę. Jeśli ciśnienie we wnętrzu jądra ulegnie zmniejszeniu, lub uszkodzeniu ulegnie pierścień włóknisty, działanie mechanizmu autostabilizacji zostanie zaburzone. 

Odcinek lędźwiowy posiada 40/60° zgięcie (spłaszczenie lordozy) oraz 20/30° wyprostu (pogłębienia lordozy) -> zakres ruchu w tej płaszczyźnie jest największy w segmencie L4-L5 – 24° i stopniowo zmniejsza się, osiągając 18° pomiędzy L5 a S1, L3 a L4, 12° pomiędzy L2 i L3 i 11° pomiędzy L1 i L2. M. in. dlatego na wysokości L4-L5-S1 najczęściej dochodzi do przepuklin + im niższy segment tym większe siły na niego oddziałują. Są to zakresy fizjologiczne, czyli takie, w których zdrowy kręgosłup kontrolowanie może się poruszać.

Przepuklina do tyłu – dlaczego?

Kilka właściwości anatomicznych, biomechanicznych i biochemicznych sprawia, że ​​tylna część jest bardziej krytyczną i wrażliwą całego krążka:

  • więzadło podłużne tylne jest znacznie węższe od podłużnego przedniego
  • tylne włókna pierścienia są rzadsze, cieńsze i ułożone bardziej równolegle niż przednie
  • w odcinku lędźwiowym jądro miażdżyste znajduje się bliżej tylnej krawędzi krążka  
  • obszar dostępny do dyfuzji jest mniejszy z tyłu niż z przodu, dlatego otrzymuje mniej składników odżywczych

Wszystkie te elementy predysponują tylną część do rozwoju osłabienia, powstawania pęknięć i tylnych przemieszczeń jądra. Nieszczęśliwie większość tkanek nocyceptywnych – odpowiedzialnych za bóle pleców i rwę kulszową (np. korzenie nerwowe, opona twarda) znajdują się za tylną częścią krążka.

Ponieważ większość przepuklin międzykręgowych występuje tylno-bocznie, korzeń, który ulega kompresji, jest korzeniem wychodzącym z otworu międzykręgowego poniżej przepukliny. Tak więc np. przepuklina L4/L5 będzie uciskać korzeń L5.

Jeżeli masz siedzący tryb życia, dużo pracujesz w zgięciu lub masz problem z płaskimi plecami / flat back praca do wyprostu może być tym, czego potrzebujesz. Wszystkie te czynniki zwiększają siły działające na tylną część krążka i w perspektywie czasu mogą prowadzić do jego uszkodzenia. U takich osób mobilizacja / obciążona praca do zgięcia może nie być najlepszym rozwiązaniem. 

Pewnie dlatego często robiąc wywiad słyszę ,,po dużej ilości siedzenia / pracy w zgięciu – było coś cięższego do podniesienia / poszedłem/am potrenować’’ – strzał i zabolało.

Więcej o rodzajach, etapach, częstotliwości i prawdopodobieństwie występowania przepuklin >>tutaj<< 

Przepuklina tylna, tylno-boczna – ćwiczenia

W trakcie ruchu wyprostu (pogłębienie lordozy) górny z pary kręgów  przesuwa się w kierunku tylnym, dochodzi do zwężenia tylnej części przestrzeni pomiędzy trzonami kręgów. Prowadzi to do przemieszczenia jądra miażdżystego ku przodowi. Jądro naciska wtedy na przednie włókna pierścienia włóknistego i zwiększa stopień ich napięcia.

Brak równowagi pomiędzy m. prostym brzucha a mm. skośnymi został określony jako częsta składowa motoryczna powiązana z bólem w odcinku lędźwiowym. Mięśnie brzucha są silnymi zginaczami tułowia (zginając tułów, spłaszczają lordozę). Prosty brzucha często traktowany priorytetowo zwiększa siły kompresyjne i zgięciowe w odcinku lędźwiowym, powodując nieadekwatną kontrolę przeciążeń rotacyjnych. Taki stan rzeczy może wpływać na szybszą degenerację krążka międzykręgowego będącą jedną z przyczyn jego przepukliny. W ćwiczeniu powyżej możemy go rozciągnąć. 

Jeśli włókna pierścienia są wystarczająco wytrzymałe, zwiększony nacisk może powodować migrację jądra miażdżystego do wnętrza trzonu kręgu przez ustępujące pow. kręgowe – przepuklina wewnątrzkręgowa. Pod wpływem osiowego obciążenia kompresyjnego materiał jądrowy może zatem wsuwać się do wnętrza powstałych koncentrycznie lub częściej promienistych szczelin. Ruch w kierunku przednim pojawia się najrzadziej, natomiast przepuklina tylna, tylno-boczna znacznie częściej, gdzie może dotrzeć do tylnej krawędzi pierścienia włóknistego i więzadła podłużnego tylnego. Mogą tam wejść w kontakt, z którąś ze struktur nerwowych – powodując ból.

Czy takie wygięcie w kręgosłupie jest bezpieczne?

Na zdjęciu widzimy 3 ćwiczenia. Idąc od końca w ćwiczeniu d naprężenia na kręgosłup wynoszą ~2 tys. N, co za autorytetem S. McGilla jest prawidłowym obciążeniem u osoby z dolegliwościami bólowymi kręgosłupa. Dalej na ćwiczeniu a 3 tys. N i b 4 tys. N, wykonywanych w stałym napięciu ekscentryczno-koncentrycznym (utrzymując tułów i kończyny górne) lub izometrycznym (utrzymując tułów, kończyny górne i dolne). Analizując powyższe (w odniesieniu do ćwiczenia z filmu), przy pierwszej próbie w leżeniu na poduszkach lub wejściu do pozycji na łokciach w odciążeniu tułowia za pomocą rąk nie spowoduje większego przeciążenia niż 2 tys. N.

Naprężenia, które najczęściej powodują przepukliny, to zginanie i skręcanie, a te połączone ruchy odzwierciedlają siły ścinające, ściskające i rozciągające. Ruchy skręcające mają potencjał do uszkodzenia pierścienia, ponieważ tylko połowa włókien kolagenowych jest zorientowana tak, aby opierać się ruchowi w dowolnym kierunku.

Czy wyprost jest dla każdego?

W formie odprężenia np. po siedzeniu jak najbardziej. Natomiast jeżeli patrzymy na niego pod kątem leczniczym, nie do końca. Głównie dla osób, u których występuje przepuklina w kierunku tylnym i tylno-bocznym (w tym u tych, u których powoduje to radikulopatie) oraz zwężenie kanału kręgowego spowodowanego także innymi czynnikami (niewszystkimi)

Około 90% wszystkich pacjentów z bólem pleców będzie miało nieswoisty ból, co w istocie jest diagnozą opartą na wykluczeniu określonej, specyficznej patologii, takie jak m.in. przepuklina dysku, stenoza kanału kręgowego, radikulopatia, zespół ogona końskiego i inne (wymienione poniżej), w których skrajne zakresy czy to zgięcia, czy wyprostu nie będą najlepszym rozwiązaniem z uwagi na ryzyko uszkodzenia rdzenia: złamanie kręgosłupa lędźwiowego (lub jego części np. w kręgoszczelinie), na skutek osteoporozy, choroby Schauermana i nowotworów kości . 

Na pewno wyprosty nie będą wskazane przy niektórych niestabilnościach odcinka lędźwiowego jak np. w kręgozmyku czy niestabilności segmentowej będącej nieprawidłową odpowiedzią na przyłożone obciążenia, charakteryzującej się ruchem wykraczającym poza normalne ograniczenia.

Dodatkowo w niektórych klasyfikacjach spondyloartrozy, może pojawić się dyskomfort. Zmiany zwyrodnieniowe kręgosłupa obejmują wiele powiązanych patologii, w tym związane z wiekiem jak np. stenozę, kręgozmyk zwyrodnieniowy, chorobę zwyrodnieniową stawów (zużywanie krążków międzykręgowych, kręgów, związanych z nimi stawów i więzadeł).

Na ogół zmiany zwyrodnieniowe są inicjowane z degeneracji krążka międzykręgowego. I tak proces zwyrodnienia kręgosłupa można podzielić na 3 fazy, o których więcej >>tutaj<<

Częstość występowania choroby zwyrodnieniowej kręgosłupa jest taka sama u pacjentów z objawami, jak i bez objawów, co rodzi pytanie, czy stany te należy zawsze traktować jako rozpoznania patologiczne. Ma to zastosowanie kliniczne, szczególnie w odniesieniu do interpretacji wyników badań radiologicznych oraz sposobu przedstawiania wyników pacjentom i omawiania ich z nimi.

Problem z wyprostem głównie może się pojawić w przypadku stanu zapalnego i zmian zwyrodnieniowych stawów międzykręgowych (np. hipertroficzne zmiany wyrostka stawowego górnego mogą naruszać korzenie nerwowe w otworach międzykręgowych) objawiając się radikulopatią.

Basic Biomechanics, 7th edition. By Susan J. Hall, Ph.D.

W chorobie dyskogennej, gdzie zdegenerowany krążek międzykręgowy może uwalniać cytokiny prozapalne i czynniki wzrostu, które powodują wrastanie nerwu do krążka.

Ból dyskogenny przypisuje się zmianom zwyrodnieniowym krążka międzykręgowego. Zdrowy dysk osoby dorosłej ma rozproszone nerwy, które są ograniczone głównie do zewnętrznych blaszek krążka. Zdegenerowane dyski mają nerwy, które przechodzą do głębszych struktur krążka. Nerwy te zawierają nocyceptywne neuroprzekaźniki i inicjują produkcję cytokin, prowokując informację bólową z dysku. Warto wiedzieć, że kiedy ból jest uogólniony, doświadczenia sensoryczne pacjenta mogą również ulec zmianie. Jeśli wystąpią takie objawy, może wystąpić nadwrażliwość włókien nerwowych – sensytyzacja i towarzysząca jej allodynia, czyli obniżenie progu bólowego. 

Warto mieć na uwadze, że jest wiele innych czynników, które także mogą wpływać na dolegliwości bólowe w odcinku lędźwiowym, jak chociażby związek między zmniejszoną ruchomością bioder a bólem krzyża.

Bibliografia:

  • Kapandji Adalbert: Anatomia Funkcjonalna Stawów. Kręgosłup I Głowa. Tom 3
  • Ryan M. Byrne, Ameet K. Aiyangar & Xudong Zhang: A Dynamic Radiographic Imaging Study of Lumbar Intervertebral Disc Morphometry and Deformation In Vivo (2019)
  • Bogduk, N. Radiological and Clinical Anatomy of the Lumbar Spine (5th ed.). China: Churchill Livingstone.
  • Hirsch C.: The reaction of intervertebral discs to compression forces. J Bone Joint Surg Am (1955)
  • Jensen M.: Biomechanics of the lumbar intervertebral disk: a review. Physical Therapy. (1980)
  • Kendall F.P., McCreary E.K., Provance P.G., Rodgers M.M., Romani W.A., Muscles: testing and function, with posture and pain, 5th ed.
  • Mark Comeford, Sarah Mottram: Kinetic Control. Ocena i reedukacja niekontrolowanego ruchu.
  • Stuart McGill: Low Back Disorders Evidence-Based Prevention and Rehabilitation 3rd Edition
  • Gibson, J. N. Alastair, and Gordon Waddell: Surgery for Degenerative Lumbar Spondylosis: Updated Cochrane Review. Spine 30, no. 20 (October 15, 2005)
  • Moore, KL. Clinically Oriented Anatomy (3rd edition)
  • José García-Cosamalón et al. Intervertebral disc, sensory nerves and neurotrophins: who is who in discogenic pain? J Anat. (2010 July)
  • I. Khan, R. Hargunani et al.: “The lumbar high-intensity zone: 20 years on.” Clinical Radiology, (6 June 2014)
  • Anthony Delitto. et al.,: “Low Back Pain Clinical Practice Guidelines Linked to the International Classification of Functioning, Disability, and Health from the Orthopaedic Section of the American Physical Therapy Association” J Orthop Sports Phys Ther. (2012)
  • Sarah Winter et al. Effectiveness of targeted home-based hip exercises in individuals with non-specific chronic or recurrent low back pain with reduced hip mobility. Journal of back and musculoskeletal rehabilitation, (2015)









Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *