Ny viden om spasticitet og dens behandling

Spasticitet er en hyppigt anvendt diagnose, og antispastisk medicinering er udbredt. Vi ønsker med denne systematiske oversigtsartikel at påpege vanskeligheder ved at diagnosticere spasticitet korrekt og dermed værdien af diagnosen for at sikre den bedst mulige behandling. Vi gennemgår den nyere neurovidenskabelige forskning og konkluderer, at det er nødvendigt at udvikle bedre redskaber til klinisk diagnose af spasticitet for at undgå potentiel fejlbehandling og for at begrænse antispastisk behandling af patienter med dokumenteret forøget refleksmedieret muskeltonus som deres væsentligste gene.

Der er sket en udvikling gennem nogle årtier, hvor den kliniske diagnose spasticitet gradvist er blevet mere omfattende og dermed relativt vag. Fra specifikt at have betegnet forøget muskeltonus som følge af patologisk forøget strækrefleksaktivitet hæftes diagnosen spasticitet nu også ofte på patienter med vedvarende muskelaktivitet uden tegn på forøget refleksaktivitet (egentlig dystoni) og på patienter med forandringer i musklernes passive elastiske egenskaber (forstadier til kontrakturer) [1, 2]. En væsentlig årsag kan være, at der mangler kliniske redskaber til at adskille de forskellige årsager til forøget muskeltonus fra hinanden [3]. Et nyligt publiceret studie viste således, at selv trænede neurologer i mange tilfælde ikke kan skelne forøget muskeltonus forårsaget af neurale mekanismer fra forøget muskeltonus forårsaget af muskulære mekanismer [4]. Unødvendig antispastisk medicinering til behandling af gener og funktionsnedsættelser som følge af forøget muskeltonus, der ikke er betinget af neurale mekanismer, er en potentiel konsekvens heraf.

I neurofysiologiske undersøgelser er det igennem de seneste 20 år blevet dokumenteret, at spasticitet primært manifesterer sig i hvilende muskulatur, mens der oftest ikke er tegn på forøget refleksaktivitet i muskulaturen under bevægelse [5]. Den funktionelle betydning for generel indskrænkning af bevægelse må derfor betvivles. Samtidig har man i forskningen klart dokumenteret, at reflekser ikke findes som et separat fænomen, men er del af de samme neurale netværk, der styrer vore frivillige bevægelser [6]. En specifik behandling af reflekser uden en påvirkning af evnen til at udføre frivillige bevægelser er derfor ikke mulig. Endelig har man i nyere undersøgelser dokumenteret, at antispastiske medikamenter påvirker de mekanismer, der indgår i neuroplastiske forandringer i forbindelse med træning og indlæring, herunder fysioterapi [7]. Antispastisk medicinering kan således potentielt reducere effekten af samtidig fysioterapi og rehabilitering.

Vi vil i denne oversigtsartikel præsentere denne viden mere indgående.

METODE

Litteratursøgningen blev foretaget i PubMed-databasen med følgende søgeprofil: spasticity, stretch reflex, muscle hypertonia, dystonia, CNS lesion, anti-spastic medication, rehabilitation og physiotherapy samt håndsøgning. Prospektive artikler og reviewartikler om spasticitet som begreb samt klinisk håndtering af spasticitet er medtaget. I forbindelse med evaluering af spasticitet har vi udvalgt studier, hvor man har anvendt kvantitative og objektive målemetoder, derfor er studier med kvalitative beskrivelser af spasticitet som eneste evalueringsmetode ekskluderet.

SPASTICITETSBEGREBET, OPRINDELSE OG UDVIKLING

De tidligste kliniske beskrivelser af spasticitet stammer fra det 18. århundrede (latin spasticus), hvor begrebet blev relateret til funktionen ufrivilligt at »trække mod sig selv« [8]. Det var også i det århundrede, at fysiologen Marshall Hall efter studier af frøer lavede de første beskrivelser af muskelaktivitet, som var uafhængig af hjernens kontrol [9]. Han kaldte denne muskelaktivitet for tonus og beskrev den som »a certain degree of firmness«, der forsvandt, når rygmarven blev beskadiget. Brissaud viste i 1880 ved hjælp af studier, hvor nerverne til ekstremiteterne blev temporært blokeret ved hjælp af iskæmi, at den forøgede tonus, der udviklede sig over tid, skyldtes en kombination af forøgede reflekser og kontraktur på grund af forandringer i muskler, bindevæv og led (de passive strukturer) [10]. I 1886 blev relationen mellem spasticitetsbegrebet og forøget refleksaktivitet beskrevet [11]. Sherrington beskrev efterfølgende spasticitet som en hyperaktivitet i det proprioceptive input [12, 13]. Det er grundlæggende hans beskrivelse af hyperaktive reflekser, som har vundet indpas som den dominerende patofysiologiske forståelse af spasticitet op igennem det 20. århundrede, hvilket man bl.a. kan se udtrykt i »Brain's diseases of the nervous system« [14]. I den efterfølgende periode arbejdede Eccles videre med forbedrede måle- og stimulationsteknikker, som gav indblik i de spinale motorneuroners synaptiske forbindelser [15]. De spinale inhibitoriske mekanismer, som påvirker reflekserne, blev beskrevet i løbet af 1950'erne [16] og i efterfølgende forsøg med mennesker i 1980'erne og frem [17]. Disse undersøgelser har ført til en detaljeret forståelse af den patofysiologiske udvikling af hyperrefleksien ved spasticitet hos mennesker [17].

Denny-Brown foreslog i 1966 følgende definition på spasticitet: »a soft yielding resistance that appeared only towards the end of a passive stretch and an increased amplitude stretch reflex« [18]. Denne definition blev et par årtier senere af Lance udviklet til den definition, som hyppigst anvendes i dag: »a motor disorder characterized by a velocity-dependent increase in tonic stretch reflexes ("muscle tone") with exaggerated tendon jerks, resulting from hyper-excitability of the stretch reflex, as one component of the upper motor neuron lesion« [19].

I litteraturen findes der imidlertid ingen generel enighed om en definition på spasticitet. En gennemgang af de definitioner, der er anvendt, viste, at man i 31% af referencerne anvendte definitionen fra Lance, i 35% anvendte man muscle tone uden at definere dette yderligere, i 3% anvendte man andre definitioner, mens man i 31% undlod at anvende nogen definition overhovedet [1]. En af årsagerne hertil er, at Lances definition af adskillige ikke anses for at dække den kliniske virkelighed, hvor mange patienter, der har fået forøget muskeltonus efter en læsion i nervesystemet, ikke har nogen tydeligt forøget refleksaktivitet [4, 20, 2 1]. Blandt andet derfor har det såkaldte European Network to Develop Standardized Measures of Spasticity (SPASM)-consortium for relativt nylig foreslået en ny definition: »disordered sensory-motor control, resulting from an upper motor neuron lesion, presenting as intermittent or sustained involuntary activation of muscles« [2]. Denne definition er imidlertid uheldig, da den ikke skelner mellem forskellige patofysiologiske årsager til den involuntære muskelaktivitet. Der er derfor en risiko for, at den antispastiske behandling ikke i tilstrækkelig grad rettes imod den underliggende patofysiologi.

ADSKILLELSE AF FORØGET MUSKELTONUS MED FORSKELLIG PATOLOGISK OPRINDELSE

Den kliniske beslutning om, hvilken behandling der skal tilbydes, bør baseres på viden om, hvilken komponent som er skyld i hypertonien. Skyldes det muskelaktivitet, de passive (mekaniske) strukturer eller en kombination heraf? Og hvis det er muskelaktivitet, skyldes det så forøgede reflekser (spasticitet), eller skyldes det kontinuerlige muskelkontraktioner, som ikke er medieret af afferent input (herunder dystoni)? (se Figur 1 ).

Der findes kun få tilgængelige kliniske redskaber til at foretage en kvantificering af spasticitet, herunder adskillelse af de forskellige komponenter, der indgår i hypertoni. Blandt de hyppigst anvendte målemetoder er Ashworth score [22] og modified Ashworth score [23], som begge er baseret på bestemmelse af modstanden mod passiv bevægelse af en ekstremitet. Et af problemerne ved disse metoder er, at den person, som tester, skal være i stand til at adskille stivhed, som skyldes neuronal aktivitet, og stivhed, som skyldes de passive strukturer i muskler, sener og led. Dette har i flere studier vist sig at være meget vanskeligt [4, 5, 24, 25]. Faktisk viste et studie, at op mod 40% af de patienter, der klinisk var diagnosticeret med spasticitet ved hjælp af Ashworth score, ikke havde forøget refleksaktivitet [4]. I den nyligt introducerede Tardieu-skala anvender man forskellige strækhastigheder i overensstemmelse med Lances definition, men den er problematisk, fordi det har vist sig at være svært i en klinisk testsituation at kontrollere forskellige hastigheder og ledvinkler [25]. Der er dog foretaget nyere undersøgelser, som tyder på, at man med Tardieu-skalaen bedre end med Ashworth score kan identificere reflekshyperaktivitet [26].

I modsætning til de kliniske scoringssystemer kan man med biomekaniske målemetoder opnå en objektiv og kvantitativ adskillelse af stivhed, som skyldes muskelaktivitet, og stivhed, som skyldes passive komponenter [4, 21, 27, 28]. Problemet med at anvende disse metoder i klinikken er, at testene tager lang tid og kan være svære at tåle for patienterne, samt at udstyret er dyrt og pladskrævende. Der er derfor brug for testmetoder, som nemt og hurtigt kan anvendes i klinikken. Der er rapporteret om kvantificering af ledstivhed, der er registreret med bærbart udstyr hos børn med cerebral parese [29, 30], voksne med rygmarvsskade [31], voksne med apopleksi [32] og voksne med Parkinsons sygdom [33]. Disse måleredskaber har imidlertid ikke haft en fuldt tilfredsstillende validitet og har været for vanskelige at håndtere. De har derfor ikke fundet almindelig anvendelse i den kliniske dagligdag.

ANTISPASTISK MEDICINERING OG FUNKTION

Brugen af antispastisk medicin som f.eks. diazepam, baclofen og tizanidin bygger på en antagelse om, at den hyperaktive refleksaktivitet er uhensigtsmæssig, og at man ved at begrænse den kan forbedre patientens funktionelle niveau. Denne antagelse bygger imidlertid på en fejlagtig opfattelse af nervesystemets motoriske kontrolmekanismer [34]. Man troede tidligere, at det var muligt meningsfuldt at adskille vore frivillige viljestyrede bevægelser fra reflekser. Ud fra den tankegang giver det mening at forsøge at dæmpe refleksaktiviteten for dermed at forbedre muligheden for, at de frivillige bevægelser kan afvikles uhindret. Forskning siden 1960'erne har imidlertid dokumenteret, at det ikke er muligt at adskille frivillige bevægelser og reflekser. Når vi udfører en frivillig bevægelse, bidrager refleksmekanismerne til, at bevægelserne bliver afviklet præcist og effektivt. Under en bevægelse foregår der således en meget betydelig tilbagekobling af sensorisk information til alle niveauer af nervesystemet. De descenderende baner, der sender besked fra hjernen til rygmarven, når vi udfører frivillige bevægelser (efferente input), aktiverer således i de fleste tilfælde rygmarvens motorneuroner indirekte, dvs. via interneuroner, og information via refleksbanerne (afferente input) indarbejdes på interneuronniveau, således at de afferente input integreres med de efferente input, inden de motoriske neuroner og derved musklerne aktiveres. Det er således ikke muligt at hæmme reflekserne uden samtidig at ændre den voluntære aktivering af musklerne. Dette illustreres tydeligst ved det betydelige bevægelseshandikap, der ses hos deafferenterede patienter [35]. Man har nu i flere studier påvist reduceret funktion efter antispastisk behandling [29]. Samtidig ved vi i dag, at afferente input er vigtige ved (gen)indlæring af voluntære bevægelser [36].

Denne forståelse af, hvordan bevægelser reguleres og indlæres, har også ført til, at forståelsen af spasticiteten (hyperrefleksiviteten) må revurderes. Snarere end at være en uhensigtsmæssig frigivelse af refleksaktivitet på grund af bortfald af hjernens hæmmende indflydelse, som man har troet tidligere, ved vi nu, at hyperrefleksiviteten udvikles som en adaptiv (plastisk) ændring i rygmarvens netværk [17]. Spasticiteten kan forstås som en adaptation, der har til formål at forsøge at bevare en tilstrækkelig aktivering af muskulaturen efter en reduktion af det normale descenderende motoriske signal til rygmarven; der bliver så at sige skruet op for andre input til motorneuronerne for at fremme aktiveringen af musklen bedst muligt. På denne baggrund forekommer det uhensigtsmæssigt at forsøge at begrænse nervesystemets naturlige forsøg på at kompensere for det manglende input fra hjernen ved antispastisk medicinering. Der er da også udført studier, hvor man nu klart har dokumenteret, at mange patienter kun er i stand til at stå og gå pga. af deres spasticitet [5]. Reduktion af spasticiteten hos sådanne patienter er derfor uhensigtsmæssig.

SPASTICITET I HVILE OG UNDER AKTIVITET

Også excitabilitetsniveauet i de spinale reflekser reguleres af hjernen i forbindelse med bevægelse. Når musklen f.eks. overgår fra passiv tilstand i hvile til en kontraktion under en voluntær bevægelse, skruer hjernen ned for hæmningen af refleksbanen mellem musklen og rygmarvens motorneuroner. Hermed sørger hjernen for et øget sensorisk feedback til rygmarvens motorneuroner under en bevægelse for dermed at fremme aktiveringen af musklerne bedst muligt. Hos raske personer er refleksaktiviteten derfor større i den kontraherende muskel end i musklen i hvile, men det er ikke tilfældet hos patienter med spasticitet. Hos disse er refleksaktiviteten som nævnt allerede forøget i hvile, og den bliver ikke yderligere forøget under muskelaktivitet. Man har i en lang række studier igennem de seneste 20 år påvist, at refleksaktiviteten hos spastiske personer ikke er forøget i forhold til raske personers refleksaktivitet under frivillige bevægelser, heller ikke under gang og cykling [5, 37, 38]. Man skal derfor være opmærksom på, at antispastisk behandling kun giver mening, hvis målet er at reducere den forøgede refleksaktivitet, når patienterne ikke bevæg er sig, hvorimod der ikke er nogen forøget refleksaktivitet at behandle, når patienterne bevæger sig. Antispastisk medicin bør derfor behandlingsmæssigt anvendes med forsigtighed til patienter, som kan udføre frivillige bevægelser, da denne evne derved kan reduceres. Behandlingen bør derfor også kun anvendes til de patienter, som har meget svære gener af forøget muskeltonus eller ufrivillige bevægelser, og hvor erhvervede funktionsfærdigheder ikke vurderes at være i risiko for at gå tabt.

ANTISPASTISK MEDICINERING OG REHABILITERING

Det er nu veldokumenteret, at succesfuld genoptræning efter hjerneskader er forbundet med plastiske ændringer på både kortikalt og spinalt niveau. Omorganisering i den motoriske hjernebark som følge af nedregulering af gammaaminosmørsyre (GABA)-inhibition er vist at være helt essentielt [7]. Reduktion af GABA-inhibition på spinalt niveau ser også ud til at være en væsentlig plastisk ændring, der kan relateres til forbedringer i motorisk funktion [39, 40]. Det må derfor også vække bekymring, at flere antispastiske medikamenter modsat forøger GABA-inhibition. Man har allerede i studier påvist, at både diazepam og baclofen modvirker de plastiske ændringer, der ses i forbindelse med motorisk træning, og reducerer træningseffekten betydeligt [7]. Antispastisk behandling med disse medikamenter bør også af den årsag kun anvendes efter en nøje opvejning af potentielle gevinster ved reduktion af muskeltonus mod ulemper ved reduktion af træningseffekt.

KONKLUSION

Vi har i denne oversigtsartikel pointeret vigtigheden af at adskille de forskellige muskulære og neurale årsager til forøget muskeltonus hos patienter, der har fået beskadiget hjernens overordnede motoriske styring, da de har brug for forskellig behandling. Denne adskillelse kan imidlertid i mange tilfælde ikke foretages med de eksisterende kliniske metoder og kræver enten speciel klinisk neurofysiologisk undersøgelse eller udvikling af en ny rutinemæssig klinisk spasticitetsevaluering. Ny forskning har endvidere påvist, at frivillige bevægelser og reflekser ikke kan adskilles, og at hjernen udnytter refleksaktiviteten til at udføre bevægelser. Forøget refleksaktivitet (spasticitet) er derfor hyppigt en funktionel fordel for en paretisk patient. Antispastisk medicin kan derfor i mange tilfælde kompromittere patientens funktionelle aktivitetsniveau og bør fortrinsvis anvendes til de patienter, hvor meget svære gener fra forøget muskeltonus eller ufrivillige bevægelser vægter højere end en eventuel reduktion af den funktionelle kapacitet.

src="/LF/images_ufl/ufl_bla.gif">
Jakob Lorentzen, Center for Rett syndrom, Kennedy Centret, Gammel Landevej 7, 2600 Glostrup. E-mail: jlorentzen@ifi.ku.dk

ANTAGET: 26. oktober 2011

FØRST PÅ NETTET: 5. december 2011

INTERESSEKONFLIKTER: ingen

1. Malhotra S. Spasticity, an impairment that is poorly defined and poorly understood. Clin Rehabil 2009;23:651-8.
2. Pandyan A, Gregoric M, Barnes M et al. Spasticity, clinical perceptions and neurological realities and meaningful measurement. Disabil Rehabil 2005;27:2-6.
3. Biering-Sørensen F, Nielsen JB, Klinge K. Spasticity-assessment: a review. Spinal Cord 2006;44:708-22.
4. Lorentzen J, Grey MJ, Crone C et al. Distinguishing active from passive components of ankle plantar flexor stiffness in stroke, spinal cord injury and multiple sclerosis. Clin Neurophysiol 2010;121:1939-51.
5. Dietz V, Sinkjaer T. Spastic movement disorder: impaired reflex function and altered muscle mechanics. Lancet Neurol 2007;6:725-33.
6. Nielsen JB. Sensorimotor integration at spinal level as a basis for muscle coordination during voluntary movement in humans. J Appl Physiol 2004;96:1961-7.
7. Ziemann U, Muellbacher W, Hallett M et al. Modulation of practice-dependent plasticity in human motor cortex. Brain 2001;124:1171-81.
8. http://zeus.atilf.fr/tlf.htm (9. maj 2011).
9. Hall M. On the diseases and derangements of the nervous system. London: Baillière, 1841.
10. Brissaud E. Recherches anatomo-patologigues et physiologiques sur la contracture permanente des hemiplegiques, 1880.
11. Gowers WR. A manual of diseases of the nervous system. London: Churchill, 1886.
12. Sherrington CS. The interactive action of the nervous system. New Haven: Yale University Press, 1906.
13. Sherrington CS. Postural activity in muscle and nerve. Brain 1915; 38:191-234.
14. Donaghy M, red. Brain's diseases of the nervous system. 12. udg. Oxford: Oxford University Press, 2009.
15. Eccles JC, Hoff HE. The rhythmic discharges of motoneurones. Proc R Soc 1932;B110:438-514.
16. Eccles JC, Fatt P, Landgren S. Central pathway for direct inhibitory action of impulses in largest afferent nerve fibres to muscle. J Neurophysiol 1956;19:75-98.
17. Nielsen JB, Crone C, Hultborn H. The spinal pathophysiology of spasticity - from a basic science point of view. Acta Physiol (Oxf). 2007;189:171-80.
18. Denny-Brown D. The cerebral control of movement. Liverpool: Liverpool University Press, 1966.
19. Lance JW. Symposium synopsis. I: Feldman RG, Young RR, Koella WP, red. 712 spasticity: disordered motor control. Chicago: Year Book Medical,1980:485-94.
20. Dietz V, Quintern J, Berger W. Electrophysiological studies of gait in spasticity and rigidity. Brain 1981;104:431-49.
21. Sinkjaer T, Toft E, Larsen K at al. Non-reflex and reflex mediated ankle joint stiffness in multiple sclerosis patients with spasticity. Muscle Nerve 1993;16:69-76.
22. Ashworth B. Preliminary trial of cardioprodal in multiple sclerosis. Practitioner 1964;192:540-2.
23. Bohannon RW, Smith MB. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Phys Ther 1987;67:206-7.
24. O'Dwyer NJ, Ada L, Neilson PD. Spasticity and muscle contracture following stroke. Brain 1996;119:1737-49.
25. Malhotra S, Cousins E, Ward A et al. An investigation into the agreement between clinical, biomechanical and neurophysiological measures of spasticity. Clin Rehabil 2008;22:1105-15.
26. Alhusaini AA, Dean CM, Crosbie J et al. Evaluation of spasticity in children with cerebral palsy using Ashworth and Tardieu scales compared with laboratory measures. J Child Neurol 2010;25:1242-7.
27. Knutsson E, Mårtensson A. Dynamic motor capacity in spastic paresis and its relation to prime mover dysfunction, spastic reflexes and antagonist coactivation. Scand J Rehabil Med 1980;12:93-106.
28. Mirbagheri MM, Barbeau H, Ladouceur M et al. Intrinsic and reflex stiffness in normal and spastic, spinal cord injured subjects. Exp Brain Res 2001;141:446-59.
29. Ørsnes GB, Sørensen PS, Larsen TK et al