La modulazione del tono muscolare
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La modulazione del tono muscolare
G. Ianieri,
NEURORIABILITAZIONE
WORK IN PROGRESS
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)
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)
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
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
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
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)
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
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
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)
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.
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
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)
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
Baropodometria elettronica
misura la distribuzione delle pressioni
plantari nella stazione eretta sia in fase
statica che durante la deambulazione.
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
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
• 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
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
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
* ***** *
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
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
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
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)
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
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
1. STATO GENERALE
2. CONDIZIONI PSICHICHE
3. CONDIZIONI MOTORIE
4. SENSIBILITA’
5. FATTORI SOCIALI E AMBIENTALI
6. CARATTERISTICHE DEL SUPPORTO ESTERNO
APPROCCIO GLOBALE
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
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
Unità Operativa di medicina Fisica e Riabilitazione
Spastic Movement Disorders Day Hospital