On the role of transversus abdominis in trunk motor control

Martin Eriksson Crommert:
Avhandlingen ”On the role of transversus abdominis in trunk motor control”

Disputation 20 maj 2011 kl 09.00 i Wilandersalen vid Universitetssjukhuset i Örebro.

Opponent: Birgitta Öberg, Linköpings universitet

Handledare: Peter Engfeldt, Allmänmedicinskt forskningscentrum, Örebro läns landsting och Hälsoakademin ÖU, Alf Thorstensson, GIH och Maria Ekblom, GIH.

Martin disputerar vid Örebro universitet, men har utfört sina studier vid Laboratoriet för biomekanik och motorisk kontroll med Alf Thorstensson som bihandledare och mot slutet av avhandlingsperioden även Maria Ekblom som bihandledare.

Läs hela avhandlingen

Sammanfattning

Vår ryggrad är, flera ordstäv till trots, inte en särskilt stabil struktur. Om vi inte hade bålmuskler för att stadga upp ryggraden skulle den inte kunna hålla sig upprätt i vanligt sittande eller stående, ännu mindre under rörelse. Den komplicerade uppgiften att försöka samordna muskelaktiviteten för att i alla situationer ge en optimal ryggstabilitet faller på det centrala nervsystemet. För att lyckas med detta får centrala nervsystemet information från receptorer i leder, muskler och balansorgan och ska sedan utifrån denna information planera samordningen av aktiviteten och skicka signaler till musklerna. Denna uppgift är långt ifrån enkel då kraven på stabilitet varierar och förändras kontinuerligt under något så enkelt som t.ex. en vanlig armrörelse. Kanske är det då inte så konstigt att det har lagts fram flera teorier som framhäver brister i den optimala kontrollen av ryggraden som en av orsakerna till smärta i ryggen.

Alla bålmuskler är viktiga i kontrollen av ryggraden och används i olika utsträckning beroende på situation. De bålmuskler som är mätta i denna avhandling är den raka ryggmuskeln (erector spinae, ES), raka bukmuskeln (rectus abdominus, RA), yttre sneda bukmuskeln (obliquus externus, OE), inre sneda bukmuskeln (obliquus internus, OI) och tvära bukmuskeln (transversus abdominus, TrA). Utav dessa muskler är TrA unik i och med att den med sin tvära fiberriktning inte påverkar kroppen med något belastande moment som strävar att böja ryggen åt något håll. Istället kan aktiviteten i TrA påverka ryggen genom två indirekta mekanismer. Det ena sättet är att öka spänningen i den stora fascia thorakolumbaris (TFL), ett membran som består av flera olika lager som fäster in mot ryggraden, vilket för med sig ökad styvhet mellan de individuella kotorna i ryggen. Den andra mekanismen är att, tillsammans med diafragma och bäckenbotten, öka trycket i bukhålan (intra abdominal pressure, IAP) som då pressar mot ryggraden och ”kilar” in kotorna mot varandra och på så sätt ökar stabiliteten.

TrA har fått stor uppmärksamhet inom bålstabilitetsområdet ända sedan en studie i mitten av 1990-talet visade på att denna muskel aktiverades först av alla bålmuskler innan en snabb armrörelse, oberoende av vilken riktning som armen rördes. Övriga bålmuskler reagerade olika tidigt beroende på riktning. Detta tolkades som att TrAs uppgift var att öka styvheten mellan kotorna, d.v.s. öka ryggens stabilitet, och på så sätt transformera den flersegmentella kotpelaren till en mer kontrollerbar enhet för de mer ytliga musklerna att verka på. Denna tolkning har fått en enorm genomslagskraft trots att det finns fynd som visar på delvis motsägande resultat. Ett annat problem är också att testmetoderna för att utvärdera TrAs funktion har varit tämligen ensidiga och försöken har nästan alltid utförts i en upprätt position. Detta innebär att kroppen hela tiden har varit tvungen att balansera mot tyngdkraften, d.v.s. hålla sig upprätt. Det är därför svårt att skilja vad i resultaten som är en balansreaktion och vad som är en skyddsmekanism för ryggens strukturer.

Huvudsyftet med denna avhandling är att undersöka TrA roll i den muskulära kontrollen av bålen och särskilt i relation till ett närvarande eller frånvarande balanskrav på bålen.

Genomgående i avhandlingens alla studier har de elektriska signalerna i muskulaturen mätts för att utröna timing och storlek av aktivitet. För att komma åt ff. TrA så har trådelektroder använts som förts in i musklerna med hjälp av nålar. Införandet sker under övervakning av ultraljud så att man är säker på att man får rätt placering. Muskelaktiviteten i TrA, relativt övriga bålmuskler, registrerades vid olika typer av störningar mot bålen med kroppen i olika positioner med varierat balanskrav.

I studie I och II sågs att i en sidliggande position, en position utan balanskravet att hålla bålen upprätt, försenades aktiviteten i TrA relativt de mer ytliga bukmusklerna jämfört med vad man sett i tidigare studier. Timingen och storleken av muskelaktiviteten var oberoende av i vilken riktning bålen stördes. I studie III stod försökspersonerna med armarna i olika statiska positioner. Det visade sig att aktiviteten i TrA samvarierade med balanskravet på bålen. När balanskravet blev större blev aktiviteten i TrA större. Aktiviteten samvarierade också med belastande moment som strävade att böja ryggen, oavsett vilken riktning de strävade mot. Slutligen i studie IV så visar det sig att TrA ökar sin aktivitetsgrad initialt i en armrörelse om storleken på armrörelsen ökar. Det visar att aktivitetsgraden är kopplad till störningsstorleken och styrker därför uppfattningen att TrA har en stabiliserande funktion. Aktiviteten i TrA var lika hög vid accelerationen av armrörelsen som vid inbromsningen när krafterna på bålen verkade i motsatt riktning.

Sammanfattningsvis kan sägas att aktiviteten i TrA påverkas av balanskravet att hålla bålen upprätt mot tyngdkraften, samt av belastande moment som strävar efter att böja kroppen, oavsett i vilken riktning dessa krafter är riktade. Dessa fynd stärker uppfattningen att TrA är en viktig muskel som har en riktningsoberoende stabiliserande effekt på ryggen. Fynden betonar dock den riktningsoberoende aktiveringen som central för funktionen av muskeln då den tidiga aktiveringen relativt övriga bålmuskler är situationsberoende.

Adress till denna sida: www.gih.se/disputationMEC

Rörelselära

Forskningsgruppen för rörelselära vid GIH - Laboratoriet för biomekanik och motorisk kontroll (BMC).

Läs mer