La modulazione del tono muscolare

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La modulazione del tono muscolare G. Ianieri, NEURORIABILITAZIONE WORK IN PROGRESS

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Page 1: La modulazione del tono muscolare

La modulazione del tono muscolare

G. Ianieri,

NEURORIABILITAZIONE

WORK IN PROGRESS

Page 2: La modulazione del tono muscolare

TONO MUSCOLARE

Stato di contrazione basale di tutti i muscoli scheletrici del

corpo in particolare i muscoli anti-gravitari, valutabili sia alla

palpazione (tensione meccanica non riducibile

volontariamente), sia come sensazione di resistenza alla

mobilizzazione passiva di un segmento corporeo

FUNZIONE DEL TONO MUSCOLARE

Assicurare risposta più rapida dei muscoli

Mantenere la posizione del corpo nello spazio (postura)

Page 3: La modulazione del tono muscolare

Sensitività recettoriale

Eccitabilità interneuroni spinali

Guadagno sinaptico

Adeguata modulazione inibitoria segmentale

Efficace inibizione presinaptica

Sinapsi segmentali spinali

Tono

Cause periferiche

• resistenza elastica muscolare

• caratteristiche delle fibre muscolari

• proprietà reologiche del muscolo (stiffness)

Page 4: La modulazione del tono muscolare

capacità peculiare della fibra muscolare di riassumere la forma di riposo dopo che su di essa abbia

terminato di agire una forza deformante. Infatti la natura in parte elastica delle fibre muscolari si

manifesta nel corso delle contrazioni eccentrico-concentriche.

suddivisione del muscolo in due entità funzionali distinte:

• l'insieme della materia contrattile costituita dai sarcomeri

• struttura "portante" non contrattile, rappresentata dal connettivo muscolare distinta in

• componenti elastiche in serie composta principalmente dal tessuto tendineo (SEC)

• elementi elastici in parallelo come epimisio e fasci in genere (PEC)

Elasticità

Modello meccanico

Page 5: La modulazione del tono muscolare

Muscle Fibre TypingTYPE Speed Oxidative Glycolytic Colour

I Slow Yes No Pink-Red

IIa Fast Yes Yes Red

IIb Fast No Yes White

Risultati della colorazione per determinare le proprietà biochimiche delle cellule

Page 6: La modulazione del tono muscolare

Nell’arto spastico si ha un’aumento della stiffness passiva di tutte le

componenti muscolari contrattili e non

Il correlato meccanico è la diminuzione di potenza legata

alla progressiva perdita di fibre coinvolte nei movimenti

fasici cioè fibre di tipo II, veloci e anaerobiche (giustifica

il sintomo debolezza), mentre permane la funzione delle

fibre di tipo I, lente e aerobiche (giustifica l’ipertono e la

perdita di destrezza e finezza del movimento)

Le fibre atrofiche divengono tali sia per modificazione del

flusso ematico sia a causa di un bilancio proteico negativo

(aumentata proteolisi ridotta sintesi proteica)

Questo squilibrio influenza la composizione in isoforme

della miosina delle fibre colpite con produzione di isoforme

lente con diminuzione di potenza

Page 7: La modulazione del tono muscolare

SPASTICITA'

Aumento velocità-dipendente della resistenza

che un muscolo oppone al suo allungamento

passivo.

Tale disordine motorio nei riflessi tonici di

stiramento (tono muscolare) è sintomo di

danno del I motoneurone del SNC ed è

sensibile al trattamento riabilitativo

Può anche essere definita:

Esaltazione delle contrazioni muscolari toniche a partenza riflessa, antigravitaria, stereotipata,

realizzata in un contesto tale da ostacolare l’estrinsecarsi di configurazioni posturali adatte ed

articolate (PINELLI 1992)

Page 8: La modulazione del tono muscolare

Sebbene i cambiamenti muscolari e neurali sono solitamente correlati, i

cambiamenti muscolari nella spasticità non possono essere spiegati dalle

classiche interpretazioni sugli effetti dei cambiamenti neurali da soli

(1) alterazione delle dimensioni in spessore e lunghezza delle fibre

muscolari e della distribuzione del tipo di fibre

(2) proliferazione della matrice extracellulare

(3) aumento della rigidità della cellula muscolare spastica e, in misura

minore, del tessuto muscolare spastico (swich da una isoforma più elastica a una

più rigida di titina)

(4) minori proprietà meccaniche del materiale extracellulare nel muscolo

spastico rispetto al muscolo normale

(5) alterazioni del circolo capillare muscolare

Modificazioni significative nel

muscolo spastico

Page 9: La modulazione del tono muscolare

il maggior numero di capillari è presente attorno alle fibre di tipo I che posseggono numerosi

mitocondri, che consumano molto ossigeno nella propria funzione.

Le fibre di tipo II al contrario sono circondate da un minor numero di capillari in quanto

funzionano discontinuamente, in condizioni di prevalente anaerobiosi ma con ampie pause

per il riaccumulo del glicogeno

stretta correlazione tra tipologia delle miofibre e numero dei

capillari

Dopo denervazione i capillari intramuscolari degenerano

molto più velocemente delle miofibre

Si instaura di conseguenza una fibrosi peri vasale che

allontana i capillari stessi dalla superficie delle miofibre,

con conseguente sviluppo di focolai di ipossia regionale

che inibiscono la capacità di recupero del muscolo

denervato

Page 10: La modulazione del tono muscolare

Scale cliniche

SCALA DI ASHWORTH (Scala ordinale del tono da 1+ a 4)

ADDUCTOR TONE RATING SCALE (sforzo richiesto per abdurre le

coscie fino a 45° col paziente in posizione supina)

HYGIENE SCORE (facilità con cui è possibile ottenere la cateterizzazione

uretrale e la pulizia dell’area perineale)

FIM (valutazione grado di autonomia)

MISURA ESCURSIONE ARTICOLARE (goniometria articolare)

Page 11: La modulazione del tono muscolare

Sebbene l’Ashworth Scale sia ampiamente usata come un metodo di misurazione per la

valutazione degli effetti di interventi terapeutici e sulla ipertonia spastica, la sua affidabilità

resta discutibile

Studi inter-campione ed intra-campione

dimostrano l’affidabilità dell’Ashworth

nella valutazione della flessione del gomito

e del ginocchio, ma una scarsa associazione

per la caviglia, in virtù delle loro

caratteristiche articolari che si prestano ad

un range di movimento di 180 gradi e come

tali possono essere valutate in riferimento ad

un piano.

E’ inoltre difficile, conformemente al tipo

di misurazione nominale, fare una buona

comparazione tra gli stessi valori rilevati da

diversi operatori.

Page 12: La modulazione del tono muscolare

STOP USING THE ASHWORTH SCALE FOR THE ASSESSMENT OF

SPASTICITY

METHOD: A cross-sectional study on spasticity in the elbow flexors (part 1)

and knee extensors (part 2); in both parts AS was assessed while muscle

activity and resistance were recorded simultaneously; three raters

CONCLUSION: The validity and reliability of the AS is insufficient to be used as

a measure of spasticity. We should stop using AS as a single outcome measure and

focus on promising methods

RESULTS: For elbow flexor muscles, AS was not significantly

associated with electromyographic parameters, except for rater 2

(rho = 0.66, p<0.01). A significant moderate association was found

with resistance (0.54≤ rho ≤0.61, p<0.05). For knee extensors, AS

scores were moderately associated with muscle activity (0.56≤ rho

≤0.66, p<0.05) and also with resistance (0.55≤ rho ≤0.87, p<0.05)

J F M Fleuren, G E Voerman, C V Erren-Wolters, G J Snoek, J S Rietman, H J Hermens, A V Nene

J Neurol Neurosurg Psychiatry 2010;81:46-52

AIM: Many studies have been performed on the methodological qualities of

the MAS, but overall these studies seem inconclusive. The aim of this study

was to investigate the construct validity and inter-rate reliability of the MAS

for the assessment of spasticity in the upper and lower limb

Page 13: La modulazione del tono muscolare

Misura miometrica

Non è invasivo, è indolore

Il minimo impatto evita reazioni neurali e deformazioni non-elastiche

Procedura semplice con lettura istantanea di tre valori (TONO, ELASTICITA’, STIFFNESS)

Page 14: La modulazione del tono muscolare

L'ottenimento di buoni risultati è

strettamente legato alla percentuale di

tessuto fibroso presente nel muscolo

Ecografia

Auspicabile la valutazione ecografica delle condizioni anatomopatologiche dei muscoli

ipertonici prima della infiltrazione (opportunità di infiltrare) e successivamente

(eventuali modificazioni strutturali legate al trattamento riabilitativo)

METAPLASIA FIBROADIPOSA

FIBROSI MUSCOLARE

Aumento dell’iperecogenicità con disposizione

irregolare delle fibre collagene per il loro diverso

orientamento

Area iperecogena nel contesto di un muscolo

normale. Es:fibrosi postraumatica

MUSCOLO NORMALE

Page 15: La modulazione del tono muscolare

Baropodometria elettronica

misura la distribuzione delle pressioni

plantari nella stazione eretta sia in fase

statica che durante la deambulazione.

Page 16: La modulazione del tono muscolare

Produce una paralisi bloccando l'emissione

presinaptica di Acetilcolina con una

denervazione chimica reversibile della fibra

muscolare

Poiché la denervazione chimica è reversibile,

essendo il muscolo progressivamente reinnervato

dal nerve sproutings, la tossina botulinica ha

effetti temporanei

Page 17: La modulazione del tono muscolare

Attualmente l’obiettivo è di creare certezze

sull’utilizzo di alti dosaggi di tossina

botulinica

La necessità di analizzare l’uso di

alti dosaggi di tossina botulinica

in presenza di un alto tono

muscolare è scaturita dal riscontro

oggettivo che l’utilizzo di dosaggi

standard produce o il precoce

ripresentarsi della sintomatologia

spastica o risultati terapeutici non

in linea con le aspettative o in

pochi casi limite ad insuccessi

terapeutici

Page 18: La modulazione del tono muscolare

• La corretta posologia ed il numero di siti di iniezionedovrebbero essere adattate alle necessità individuali inbase a :

– Valutazione clinico-strumentale

– Gravità della spasticità

– Dimensione dei muscoli coinvolti

– Numero dei muscoli coinvolti

– Localizzazione dei muscoli coinvolti

– Risposta ad un precedente trattamento

– Eventuale debolezza locale del muscolo

Page 19: La modulazione del tono muscolare

Margini terapeutici e di sicurezza

Dose-Response for BoNTA (XEOMIN® BOTOX®)

Therapeutic Margin

ED50

3.4

TD

30

LD50

69.2

Safety Margin

ED96

ED50

1 10 100

Dose (U/kg)

4-

3-

2 -

1-

0-

Mean

Peak D

AS

Sco

re

TM

ED50

16.3

TD

20.5

LD50

168

Safety Margin

Dose-Response for BoNTA (Dysport®)

1 10 100

Dose (U/kg)

4 -

3 -

2 -

1 -

0

Mean

Peak D

AS

Sco

re

ED50

23.4

TD

9LD50

103

Dose-Response for BoNTB (Myobloc™)

Safety Margin

TM

Dose

(U/kg) 1 10 100

4 -

3 -

2 -

1 -

0

Mean

Peak D

AS

Sco

re

0.384.35 ± 0.39Myobloc™

*Ave values obtained from multiple

assays

Aoki et al. 2005

Reference

Product

Dysport® 1.2610.3 ± 1.09

Xeomin®

Botox®

8.8219.8 ± 3.38

Therapeutic

Margin

(TD/ED50)*

Safety Margin

(LD50/ED50)*

Clinical relevance has not been fully established

Page 20: La modulazione del tono muscolare

Patologia di base: ischemia cerebrale, 55 dx e 48 sn

N° pazienti: 103 (58 maschi, 45 femmine)

Età media: 56.4 ± 6.7 aa

Tempo medio intercorso tra l'insorgenza e trattamento: 21.5 ± 12.5 mesi

Tossina iniettata: Botox 10 U/0.1-0.2mlDose Media arto Superiore: 300-600 UDose Media arto Inferiore: 400-700 U

Page 21: La modulazione del tono muscolare

* ***** *

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Do

se

me

dia

N° INFILTRAZIONI

**** * * * *

23

21

14

7

00

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Media

Ashw

ort

h

N° INFILTRAZIONI

Arto Inferiore

0

7

14

21

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

* * ****** * *

*****

**

23

21

14

7

0

Arto Superiore

0

100

200

300

400

500

600

700

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Dose

med

ia

N° infiltrazioni 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Med

ia A

shw

ort

h

N° infiltrazioni

p<0.001

Page 22: La modulazione del tono muscolare

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

*** *

* *

270

275

280

285

290

295

300

305

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

* * * **

**

* *

Arto Superiore

Decremento Stiffness

p<0.001

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

1.06

1.08

1.1

1.12

1.14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

** * *

* * *

270

275

280

285

290

295

300

305

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

*

*

* * * *

Decremento Stiffness

Arto Inferiore

Page 23: La modulazione del tono muscolare

Non vi è alcuna evidenza clinica della comparsa di anticorpi neutralizzanti

La somministrazione intramuscolare

di BTXA ad alte dosi è in grado di

indurre una soddisfacente riduzione

dell’ipertono muscolare per più di 2

anni nei pazienti scarsamente

rispondenti a dosaggi medio-bassi

Il trattamento sembra essere sicuro come la terapia a basso dosaggio

Page 24: La modulazione del tono muscolare

FACILITAZIONE DIFFUSIONE DELLA TOSSINA

Bendaggio Adesivo di Posizionamento Segmentario (BAPS)

massimo stiramento della muscolatura infiltrata

mantenuto per 5-14 giorni

distretti distali AS (Reiter, 1998)

Page 25: La modulazione del tono muscolare

APPROCCIO RIABILITATIVO PASSIVO

• Isocinetica, agendo sulle strutture articolari e muscolari, riduce lacomponente di rigidità e aderenze tessuti molli.

• Stretching: stiramento muscoli inoculati, sfruttando le proprietàvisco-elasto-plastiche, si riducono o si evitano retrazioni muscolari

• Mobilizzazioni articolari: ricercare ROM fisiologico. Mobilizzaretutte le articolazioni

• Prevenzione e trattamento retrazionimuscolari

• Ausilii e/o tutori; palmari, dorsali

Page 26: La modulazione del tono muscolare

APPROCCIO RIABILITATIVO ATTIVOStimolazione elettrica neuro-muscolare muscoli antagonisti:

• F segmentaria• effetto sul trofismo muscolare• mobilizzazione articolare• stimolazione fibre sensitive• miglioramento del microcircolo locale, trofismo parti molli e del metabolismo locale

ABILITÀ GLOBALE• Terapia occupazionale

• Training del passo

• ADL: esercizio quotidiano

Page 27: La modulazione del tono muscolare

1. STATO GENERALE

2. CONDIZIONI PSICHICHE

3. CONDIZIONI MOTORIE

4. SENSIBILITA’

5. FATTORI SOCIALI E AMBIENTALI

6. CARATTERISTICHE DEL SUPPORTO ESTERNO

APPROCCIO GLOBALE

Page 28: La modulazione del tono muscolare

Il nostro studio evidenzia come la misurazione miometrica del tono

muscolare sia più sensibile e più accurata rispetto a quella ottenuta

dalle diverse scale di valutazione clinica

Inoltre, attraverso la quantificazione numerica delle variazioni,

anche minime, del tono, della elasticità e della stiffness muscolare, è

possibile avere una visione fisiopatologica più ampia del tessuto

muscolare.

Questo permette di programmare un intervento terapeutico-

riabilitativo più mirato, specifico per ciascun paziente

Page 29: La modulazione del tono muscolare
Page 30: La modulazione del tono muscolare

E’ importante ricordare che:

la terapia con tossina botulinica deve essere

effettuata solamente da medici esperti nella

somministrazione e nel monitoraggio dei

vantaggi e degli eventuali effetti collaterali

la selezione dei pazienti, gli obiettivi da

raggiungere, ed un approccio multimodale sono

le chiavi del successo

Page 31: La modulazione del tono muscolare

Unità Operativa di medicina Fisica e Riabilitazione

Spastic Movement Disorders Day Hospital