Η μελέτη της μεταβολής των μηχανισμών αναστολής και ευόδωσης του νωτιαίου μυελού στη διάρκεια παρατεταμένης μυϊκής σύσπασης

Abstract

There are many spinal mechanisms that may contribute to changes in the electromyogram (EMG) during fatigue. Many researchers have suggested that the mechanism of presynaptic inhibition may affect significantly the afferent input. The purpose of this study was to test this hypothesis. Furthermore, the efficiency of the neuromuscular junction, the reflex excitability and the mechanism of post-activation depression were also examined. Twenty four healthy subjects exerted an isometric plantar flexion at the 20% of the maximal torque, for 10 minutes. They were examined 3 5 times, using different stimulating protocols. The presynaptic inhibition of the tibial nerve Ia afferents was evaluated using two independent methods: the femoral nerve facilitation of the soleus H-reflex and the inhibition of the soleus H reflex from the common peroneal nerve. The EMG, H-reflex and maximal M wave (Mmax) of the soleus muscle were recorded during the con-traction and for 10 minutes after the end of the fatigue protocol. The results revealed that the soleus EMG and H reflex increased significantly during the con-traction (p<0.05), whereas the Mmax and the level of presynaptic inhibition of the Ia afferents, estimated with both methods, remained constant (p>0.05). During recovery the H-reflex was depressed for 2-3 minutes (p<0.05) and the Mmax remained constant (p>0.05). This decrease in H-reflex could not be attributed to an increase in presynaptic inhibition of the tibial nerve Ia afferents, since both meth-ods revealed a decreased level of presynaptic inhibition for the first 3 minutes of recovery. In conclusion, it seems that other mechanisms than presynaptic inhibition are regulating the reflex excitability, either during submaximal fatigue or recovery. More specifically, during recovery it seems that presynaptic inhibition is decreased so that the input from the Ia afferents is facilitated, even if the reflex excitability is decreased due to fatigue.

Οι μεταβολές που παρατηρούνται στο δυναμικό του ηλεκτρομυογραφήματος κατά τον κάματο ρυθμίζονται ενδεχομένως μέσω αντανακλαστικών οδών. Από πολλούς ερευνητές θεωρείται η προσυναπτική αναστολή ως πιθανός μηχανισμός ρύθμισης της διεγερσιμότητας των κινητικών νευρώνων κατά τον κάματο. Σκοπός της εργασίας ήταν να εξεταστεί η λειτουργία του μηχανισμού της προσυναπτικής αναστολής κατά τη διάρκεια και μετά από τη λήξη ενός πρωτοκόλλου κόπωσης. Στην έρευνα συμμετείχαν 24 άτομα, τα οποία εκτέλεσαν για 10 λεπτά μια ισομετρική πελματιαία κάμψη, στο 20% της μέγιστης βουλητικής σύσπασης και συμμετείχαν σε 3 5 διαφορετικά πρωτόκολλα. Η προσυναπτική αναστολή αξιολογήθηκε με δύο ανεξάρτητες μεθόδους κατά τη διάρκεια της σύσπασης και για 10 λεπτά μετά το τέλος αυτής. Η πρώτη μέθοδος περιελάμβανε την αναστολή των Ια κεντρομόλων ινών του κνημιαίου νεύρου μέσω της διέγερσης των Ια κεντρομόλων ινών του περονιαίου νεύρου. Σύμφωνα με τη δεύτερη μέθοδο, αξιολογήθηκε η ευόδωση που προκαλεί η διέγερση των Ια κεντρομόλων ινών του μηριαίου νεύρου στους κινητικούς νευρώνες του υποκνημιδίου. Παράλληλα, αξιολογήθηκε η διεγερσιμότητα των κινητικών μονάδων του υποκνημιδίου μέσω της αντανακλαστικής οδού με τη μέθοδο του H-reflex και η λειτουργικότητα της νευρομυϊκής σύναψης μετρώντας το μέ-γιστο δυναμικό του Μ-κύματος. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η λειτουργικότητα της νευρομυϊκής σύναψης δε μεταβλήθηκε κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Το ηλεκτρομυογράφημα του υποκνημιδίου μυός και η διεγερσιμότητα των κινητικών νευ-ρώνων μέσω της αντανακλαστικής οδού του κνημιαίου νεύρου, αυξήθηκε κατά τη διάρκεια του πρωτοκόλλου κόπωσης (p<0,05). Σ’ ό,τι αφορά το επίπεδο της προσυναπτικής αναστολής των Ια κεντρομόλων ινών κατά τη σύσπαση, δε μεταβλήθηκε και με τις δύο μεθόδους (p>0,05). Αντίθετα, στα πρώτα λεπτά της αποκατάστα-σης η προσυναπτική αναστολή εμφανίστηκε μειωμένη (p<0,05) και αποκαταστάθη-κε σταδιακά μέσα σε 2-3 περίπου λεπτά. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας παρέχουν ενδείξεις ότι κατά τη διάρκεια του καμάτου, μηχανισμοί πέρα της προσυναπτικής αναστολής αναλαμβάνουν τη ρύθμιση της διεγερσιμότητας των κινητικών νευρώνων, ενώ αμέσως μετά το τέλος της σύσπασης φαίνεται πως ο συγκεκριμένος μηχανισμός του νωτιαίου μυελού διευκολύνει τη διέλευση πληροφοριών από τις Ια κεντρομόλες ίνες.