The understanding of muscle fiber alterations due to low back pain can be valuable for use in rehabilitation as well as prevention. Not only inactivity but also increased physical activity levels can have an adverse effect on fiber type size and distribution suggesting different mechanisms for these alterations.

Flere tidligere studier har funnet en sammenheng mellom forandringer i de lumbale multifidene og lavryggssmerter.  Denne muskelen er viktig for å stabilisere ryggsøylen og er delaktig i styringen av intervertebral bevegelse.  I pasienter med lavryggssmerter har man funnet at de lumbale multifidene består mer av type II-fibre og fibrene er også mindre.  Dette fører til en nedsatt evne til å generere muskelkraft.  Type II fibre har ikke like mye oksygen lagret (mindre myoglobin) som type I fibre.  Type I fibre er mer hensiktsmessig med tanke på den type kontinuerlig aktivitet som multifidene er i.

Mazis et al (2009) har undersøkt hvilken effekt det fysiske aktivitetsnivået har på de lumbale multifidenes muskelfiber-tversnitt og fibertype.  Aktivitetsnivået har ikke blitt undersøkt i tidligere studier om multifidene.  Dette ble gjort ved å dele 64 pasienter med lavryggssmerter i tre grupper: lavt-, medium- og høyt aktivitetsnivå (ved hjelp av the International Physical Activity Questionnaire). En kontrollgruppe på 17 personer uten lavryggssmerter var og med i studien.  Studien har kontrollert for faktorer som kan ha en innvirkning på tilstanden til muskelfibrene, sånn som alder, kjønn, kroppstype og varighet av symptomer.
Resultater: Gruppen med lavryggssmerter hadde en høyere andel type II-fiber i tillegg til redusert diameter av begge fibertyper.  Det var ingen signifikant forskjell på de tre forskjellige aktivitetsnivåene og muskelfibernes størrelse og fibertype.  Forskjellige patologiske forandringer var tydeligere i lavryggsgruppen enn kontrollgruppen, og fiber diameter hos menn var større enn hos kvinner for begge fibertyper.
Konklusjon:  Ikke bare inaktivitet, men også økt fysisk aktivitet kan ha en negativ effekt på fibertype og størrelse.  Det kan tyde på forskjellige mekanismer ansvarlige for disse forandringene.

Siden inaktivitet er en sannsynlig årsak til nedsatt tverrsnitt og økt type II fibre er det interessant å se at de ikke fant noen forskjeller mellom de forskjellige gruppene med tanke på aktivitetsnivå.  Men det kan være forskjellige skademekanismer/årsaker til funnene i de forskjellige gruppene.  Skade pga overbelastning som kan forårsake inhibering av muskelaktivering i det skadete området foreslås som en årsak av forfatterne.  Dette vil igjen føre til nedsatt koordinasjon, asymmetri og flere biokjemiske og histologiske forandringer som gjør ryggsøylen mer utsatt for mer skade.  Mer forskning trengs for å vurdere den funksjonelle relevansen av disse forandringene med hensyn til lavryggssmerter.

I praksis ser vi ved bruk av diagnostisk ultralyd at både godt trente og inaktive personer med korsryggssmerter kan ha nedsatt kontraksjonsevne og tversnitt på de lumbale multifidene.  Begge disse gruppene kan ha nytte av opptrening av disse musklene.

Referanser:

MAZIS N, PAPACHRISTOU DJ, ZOUBOULIS P, TYLLIANAKIS M, SCOPA CD, MEGAS P (2009).  The effect of different physical activity levels on muscle fiber size and type distribution of lumbar multifidus.  A biopsy study on low back pain patient groups and healthy control subjects.
Europan journal of physical and rehabilitation medicine, 45(4):459-67.

Musklene rundt ryggraden sørger for både bevegelighet og dynamisk stabilitet til ryggen.  Leddene er mer avhengig av muskler enn ligamenter for leddstabilitet.  Ligamenter er selvfølgelig også viktige, men fungerer mer som en overfører av kraft (mange mekanoreseptorer) for å formidle muskelkraft i respons til belastning.

Langvarige ryggsmerter fører til generell tap av funksjon og kondisjon og forandringer av nevrologisk kontroll, som påvirker timing av agonist/antagonist kontraksjon, balanse, reflekser og opprettings-responser.  Muskulær instabilitet er en stor risikofaktor for skade i ryggen og utvikling av langvarige ryggplager.  Den lumbale multifidus muskelen bidrar til stabilitet i korsryggen.  Hides et al (1996) fant at denne muskelen ikke tilheles spontant etter en episode med akutt ryggvondt, som kan være en av grunnene til så hyppig residiv av ryggplager.  Spesifikk trening av multifidene førte til en hurtigere og mer komplett tilheling av multifidene enn pasientene med akutt ryggvondt som bare fikk vanlig oppfølging etter ryggepisoden.  For to år siden gjorde Hides et al (2008) en studie på cricket-spillere på elitenivå med ryggsmerter.  Spillerene fulgte et rehabiliterings-opplegg med gradvis økende vanskelighetsgrad med fokus på spesifikk stabilitet av multifidus, transversus abdominis og bekkenbunnsmuskulatur.  Det ble brukt diagnostisk ultralyd for å sjekke aktiviteten i multifidene.  Etter opplegget hadde spillerne økt funksjon av multifidene og nedsatt smerte.

Du kan lese mer om multifidus muskelens anatomi her.

Ward et al (2009) har gått nærmere innpå design og arkitektur av denne muskelen, da det fortsatt er mangler i forståelsen av denne muskelen.  De konkluderer med at muskelen har et unikt design for å fungere som en dynamisk stabilisator av korsryggen.

The present study demonstrates that the multifidus muscle stands out among all other lumbar muslces, and indeed many extremity muscles, as a most extreme example of a muscle designed to stabilize the lumbar spine against flexion (Ward et al, 2009).

Multifidus har samlet sett en meget stor overflate, men lengden på muskelfibrene er meget korte – dette gjør at multifidene produserer en stor kraft over korte avstander.  Funnene fra blant annet Ward et al (2009) sin studie vil og ha betydning for ryggoperasjoner.  Mikrokirurgi gir mindre skade av multifidene, mens åpen ryggkirurgi hvor de blant annet ofte fjerner deler av ryggvirvelen hvor muskelen fester, fører til negative histologiske og biokjemiske forandringer.  Flere studier er på vei angående multifidene.  Hides et al (2008) nevner forskjeller ved muskelen på L5 nivå i forhold til de øvrige lumbale nivåene.  Mer om dette og funksjonsforskjeller på overfladiske og dype deler av multifidene kan du lese mer om her.

Da jeg studerte fysioterapi var transversus abdominis en ofte nevnt muskel når det gjaldt stabilitetstrening for ryggen.  Nå er det mye mer fokus på multifidene sin rolle og man har funnet at transversus abdominis ikke er så avgjørende som man før trodde.  Hebert et al (2010) har sett nærmere på prognostiske faktorer angående effekten av stabilitetstrening.  Hans konklusjon:

Decreased LM (lumbar multifidus) muscle activation, but not TrA (transverses abdominis) muscle activation, is associated with the presence of factors predictive of clinical success with a stabilization exercise program. Our findings provide researchers and clinicians with evidence regarding the construct validity of the prognostic factors examined in this study, as well as the potential clinical importance of the LM muscle as a target for stabilization exercises.

Søker du på professor Stuart McGill (som forsker mye på rygg rehabilitering) på youtube kommer videoen jeg har lagt inn her opp.  Den viser noen greie basis-øvelser for stabilitetstrening av ryggen.  De kan endres i vanskelighetsgrad og modifiseres etter hva man finner i undersøkelsen, og hva utøveren skal tilbake til, så de passer for både en profesjonell styrkeløfter, rørlegger, renholdsarbeider osv.  De er bare ment som et eksempel på øvelser for stabilitetstrening av ryggen. For pasienter som kommer inn med plager i ryggen og man finner indikasjon for rehabilitering, vil funksjonalitet og spesifisitet være elementer som gjør at man kanskje gjør helt andre øvelser, men basisøvelsene kan være greie å starte med for å gi en forståelse av hva man forsøker å gjøre videre.

Klikk her for at se den integrerte videoen.

Referanser:

HEBERT JJ, KOPPENHAVER SL, MAGER JS, FRITZ JM (2010).  The relationship of transversus adbominis and lumbar multifidus activation and prognostic factors for clinical success with a stabilization exercise program: a cross-sectional study.
Archives of physical medicine and rehabilitation, 91(1), 78 – 85.

HIDES JA, STANTON WR, McMAHON S, SIMS K, RICHARDSON CA (2008).  Effekt of stabilization training on multifidus muscle cross-sectional area among young elite cricketers with low back pain.
The journal of orthopaedic and sports physical therapy, 38(3), 101 – 8.

HIDES JA, RICHARDSON CA, JULL GA (1996).  Multifidus muscle recovery is not automatic after resolution of acute, first-episode low back pain.
Spine, 21(23), 2763 – 9.

ROSATELLI AL, RAVICHANDIRAN K, AGUR AM (2008).  Three-dimensional study of the musculotendinous architecture of lumbar multifidus and its functional implications.
Clinical Anatomy, 21(6), 539 – 46.

WARD SR, KIM CW, ENG CM, GOTTSCHALK LJ 4^TH, TOMIYA A, GARFIN SR, LIEBER RL (2009).  Architectural analysis and intraoperative measurements demonstrate the unique design of the multifidus muscle for lumbar spine stability.
Journal of bone and joint surgery. American volume, 91(1), 176 – 85.