Wolfgang Laube Bewegung und Schmerzen. Linderung durch Bewegung? Kopfschmerz George Cruikshank 1819

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1 Wolfgang Laube Bewegung und Schmerzen Linderung durch Bewegung? Kopfschmerz George Cruikshank 1819

2 wichtig!!!! immer zu beachten Sensomotorik und Schmerz stehen in vielfältigster Wechselbeziehung

3 status quo: Bewegung Komplexität des sensomotorischen Systems und des Bewegungsverhaltens!!!! (Handlungsregulation)

4 SMS Skelett: wird bewegt optisches System vestibuläres System aufsteigende (afferente) Informationswege zum ZNS Motivation / Idee / Planung Empfind/Wahrnehmung Antizipation/feedforward } { Motorprogramm strukturell angelegt und!! bewegungsspezifische!! spinale supraspinale (HS) Verknüpfungen Gedächtnis 2 gelernt?? absteigende (efferente) Informationswege zu den Muskeln inklusive: Atmung via und vegetativem via NS Herz / Kreislauf Herz Energiestoffwechsel (HPV) / Kreislauf Energiestoffwechsel Pools motorische Einheiten Mechano-/Schmerzsensoren Rezeptoren Haut Muskeln Gelenkkapseln Bänder

5 status quo: Schmerz Komplexität des nozizeptiven Systems und die multidimensionale Natur der Schmerzempfindung gegeben durch: u.a.

6 SCHMERZ: Komponenten 1. sensorische oder sensorisch-diskriminative... zuständig (s. Homunkulus): primärer somatosensorischer Cortex (SI) Peyron et al gegeben durch: - Reizlokalisation, - Reizintensität, - Reizqualität, - Reizdauer Afferenz Efferenz

7 SCHMERZ: Komponenten 2. motorische oder psychomotorische... gegeben durch: -Fluchtoder Schutzreflexe, - motorisches Verhalten z.b. Schonhaltung -Bewegungshandlungen

8 SCHMERZ: Komponenten 3. cognitive erkennende und bewertende... gegeben durch: - Schmerzbewertung!!! spielt große Rolle Lernen!! Gelerntes!!

9 SCHMERZ: Komponenten 4. affektive oder emotionale... gegeben durch: - unlustbetonte Affekte - Emotionen - Störungen des Wohlbefindens Regionen mit Opioidrezeptoren

10 SCHMERZ: Komponenten 5. vegetative oder autonome... gegeben durch: -vegetativ vermittelte Reaktionen, wie: - Tachycardie - Blutdruckanstieg -...

11 status quo: Schmerz diese multidimensionale Natur der Schmerzempfindung und...

12 SCHMERZ: Komponenten und Faktoren wie: - Schmerzlokalisation - Intensität - Schmerzcharakteristik bestimmen und modifizieren die Effekte und Auswirkungen auf die sensomotorischen Aktivitäten auf allen Regulationsebenen (unbew./bew.)

13 status quo: SMS & SCHMERZ Afferenz Efferenz 1 engste Verknüpfung der Strukturen des sensomotorischen Systems und der Strukturen des Schmerzsystems,

14 und beachte!!!! 2 der strukturelle und funktionelle Zustand der beteiligten neuronalen Strukturen gegeben durch den Zyklus Belastung Beanspruchung Ermüdung Erholung Adaptation

15 Belastung Adaptation a vgl. Laube 2009 physische Belastung vgl. Merkmale der Belastung Beanspruchung = biologisches Äquivalent der physischen Belastung E R H O L U N G Adaptationen funktionelle Verbesserung und anabole strukturelle Prozesse Vermittler: anabole Hormone Restitution / Reparation Ausgleich von Verbrauch/Verlusten/Schäden Vermittler: anabole Hormone Ermüdung: reversibler Fkt.-Verlust

16 a chronische Unterbelastung in: Art, Umfang, Intensität Inaktivität bis Immobilisation keine / kaum Strukturreize Funktion u.a. Atrophie Dekondi- Degeneration tionierung Schmerz Krankheit Belastung = Leistungsvorgabe = Trainingsbelastung Beanspruchung = biologisches Äquivalent = Anstrengung / Verbrauch / Verschleiß Ermüdung Erholung Restitution Adaptation Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube Reha

17 Belastung = Leistungsvorgabe = Trainingsbelastung Beanspruchung = biologisches Äquivalent = Anstrengung / Verbrauch / Verschleiß Ermüdung & Erholung Adaptation Überbelastung in: Art, Umfang, Intensität sehr spezifische Belastungen sehr starke und asymmetrische Strukturreize Fehladaptation u.a. Entzündung Degeneration Schmerz Krankheit

18 3 status quo bestimmen gemeinsam - Schmerzentstehung - Sensibilisierung - Desensibilisierung

19 wenn wir über Schmerz sprechen sind zu betrachten: - Funktionen der höheren Nerventätigkeit - Struktur / Funktion des SMS - Struktur / Funktion des nozizeptiven Systems - Interaktionen zwischen beiden Systemen - Zyklus Belastung Adaptation (physische / psychische Konditionierung!!!)

20 physischer Zustand: Erholungsfähigkeit a 120 kg bzw. Watt !! o.k. KM 71,67 KH 1,53 BMI 25,98!! o.k.!!!!!! o.k. o.k.!! 10x!! von 16!!!!!!!! o.k.!! KM o.k.!! Watt MW Körpermasse (kg) aerobe Schwelle (Watt); n = 16 Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube

21 physischer Zustand! Bewegungsqualität a 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 n = 21 Bauch Rücken N. n. links N. n. rechts R. n. links R. n. rechts Rumpfmuskulatur

22 Erholungsfähigkeit&Bewegungsqualität a = Ausdauer = Durchblutung = hohe Kapazität Energiestoffwechsel = gute Bewegungsökonomie beide Faktoren sind verantwortlich für: - lokale Muskelschmerzen - Muskelverspannungen - Funktionsstörungen Wirbelsäule - Gelenkschmerzen (Gelenkführung)

23 passiver Muskeltonus Faktoren: Volumina/Durchblutung Triggerpunkte: lokale Tonuserhöhungen ( Bereich der Endplatten ) Grundlage: lokale Ischämie Schädigung motor. EP lokale Kontraktur und Dehnung der übrigen MF ( taut band ) extreme Hypoxie nachgewiesen [ Brückle et al. (1990) ] Attachment-TrP Insertionstendinopathie Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube

24 passiver Muskeltonus Faktoren: Volumina/Durchblutung O 2 -Mangel ATP- Bildungsstörung Relaxation Ca ++ Pumpen Kontraktur Rigor chron. Fehlbelastung; Trauma endogene vaso- und neuroaktive Substanzen lokale relative Ischämie Muskelspannung Gefäßkompression Nozizeptoren 1. Aktivierung/Sensibilisierung 2. Innervationsdichte (chron S) Reflex: Axon, Symp. Störung Mikrozirkulation Stauung: O 2 -Antransport Ödem: O 2 -Transportweg Ischämie ab 5 10% MVC vgl. auch!!! Sicuteri et al. (1964), Cooper (1993), Mense (1999), u.a.

25 Wie die Ausdauer erhalten/verbessern Ausdauer Basis der energetischen Absicherung aller Beanspruchungen = Leistungen aller Erholungs- und Regenerationsprozesse Koordination Basis jeder Bewegung

26 unbewusste Ebene nozizeptive Afferenzen stimulieren: 1. γ-motoneurone MS extrem empfindlich 1. Servokontraktion 2. MS-Ausfall als Propriorezeptor 2. α-motoneurone Schwelle

27 a Bewegungsregulation: spinale E. 3 5 FTF räumliche Summation 1 1 nozi mechano FTF 4 γ-mn 2 zeitliche Summation

28 SCHMERZ: ZNS-Strukturen schmerzassoziierten Kortexareale sind der: - primärer (SI) und sekundärer (SII) somatosensorischer Cortex - motorischer Cortex (MI) SI SII : sensorisch-diskriminative Funktion : kognitive Verarbeitung der Schmerzwahrnehmung in Relation zur Aufmerksamkeit Treede et al. 2002

29 afferentes System Auge 2 Vest. Ohr HWS Muskel Organe Schmerz Oberfläche

30 afferentes System: feedforward!!! = Afferenzen plus feed back Verarbeitung zu: - Haltung - Stellung - Positionssinn - Bewegungssinn Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube Reha

31 SCHMERZ: ZNS-Strukturen schmerzassoziierten Kortexareale sind der: - präfrontaler Kortex (PFC) Treede et al (neocorticaler Teil des limbischen Systems) kognitive und emotionale Verarbeitung der nozizeptiven Reize intensiver chronischer als auch akuter Schmerz Aktivität

32 SCHMERZ: ZNS-Strukturen schmerzassoziierten Kortexareale sind der: - vorderer cingulärer Kortex (ACC) Schmerzbewertung; Entscheidungen, Aufmerksamkeitsprozesse, Lernen - insulärer Kortex (IC) emotionale Bewertung von Schmerzen; Gleichgewicht Treede et al Ruheschmerz und Bewegungsschmerz IC; Affekte ACC

33 SCHMERZ: ZNS-Strukturen schmerzassoziierten Kortexareale sind der: - Amygdala (limbisches System) Lernprozesse, Konditionierung, schmerz- und angstbezogene Emotionen, (Schmerz)Gedächtnis - Thalamus u.a. Aufmerksamkeit / Wachheit Treede et al Ruheschmerz = Aktivität im limbischen System / Thalamus

34 primär sensorisch primär motorisch willkürliches motorisches Programm gleichbedeutend: Organisations-, Funktions-, Integrationsanweisungen für alle Netzwerke der unwillkürlichen Ebenen Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube Reha

35 efferentes System: PB Pyramidenbahn von primär sensorisch: ca. 40 % der Fasern von primär motorisch: ca. 30 % der Fasern von prä-motorisch: ca. 30 % der Fasern Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube Reha

36 efferentes System 2 Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube

37 Rekrutierungsstrategie unter Schmerz: - Rekrutierungsordnung ist verändert Henneman gilt nicht mehr!!! - auch Rekrutierung der Synergisten verändert - Neurekrutierung zusätzlicher motorischer Einheiten SMS & SCHMERZ see Hodges et al (über den physiologischen Bedarf)

38 SMS & SCHMERZ chronische Schmerzen: aktive kortikale Netzwerke: SI, SII, MI, SMA, temporaler Kortex, parietaler Cortex, Cingulum medial, präfrontalen Kortex hierbei: Gracely et al. 2002, May et al. 2000; Willoch et al Zusammenhang zwischen Ausmaß der kortikaler Gesamtaktivität und Pleger et al der subjektiven Schmerzenintensität Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube

39 zentrale Sensibilisierung d.b.: kortikale Umstrukturierung als Folge von - Sensibilisierung (NMDA-Rezeptoren!!!) - Lernprozessen

40 Bewegung optisches System vestibuläres System aufsteigende (afferente) Informationswege zum ZNS veränderte zentrale Zentralnervensystem Bewegung: Repräsentation Idee/Planung Empfind/Wahrnehmung Motorprogramm!! bewegungsspezifische!! (selbst)organisierte spinale - supraspinale Strukturen/Verknüpfungen Motoneuronenpools Mechanosensoren: Schmerz: Gelenkkapsel-Band Rezeptoren Haut Muskeln Gelenkkapseln Bänder Skelett: wird bewegt 2 absteigende (efferente) Informationswege zu den Muskeln inklusive: Atmung und via vegetativem NS Herz / Kreislauf Energiestoffwechsel

41 SCHMERZ chronische Schmerzen erzeugen - veränderte Repräsentation im primären somatosensorischer (SI) primären motorischen Cortex (MI) = im Areal des betroffenen und angrenzenden Körperteils

42 drei Phasen der Reorganisation: 1. sehr schnellen Phase: Ausweitung der Repräsentation der benachbarten Areale in das betroffene SCHMERZ Elbert et al, 1997; Birbaumer et al, 1997 (deafferentierte) Areal

43 drei Phasen der Reorganisation: 2. Phase (Wochen - Monate): Konsolidierung und Neubildung der topographischen Organisation SCHMERZ Elbert et al, 1997; Birbaumer et al, 1997

44 SCHMERZ Elbert et al, 1997; Birbaumer et al, 1997 drei Phasen der Reorganisation: 3. Phase (Monate): weiteren Ausbreitung und vor allem eine nutzungsabhängige Umgestaltung Reorganisation wahrscheinlich grundsätzlich reversibel!!??

45 SCHMERZ & Psychologie bei Schmerzpatienten korrelieren: - die subjektive Beeinträchtigung - die Angst vor Bewegungen - die Depressivität mit: - der kortikalen Reorganisation und - der Chronifizierung Schwarz 2006

46 Reorganisation der Reorganisation: wahrscheinlich grundsätzlich reversibel abhängig vom Stopp: - des nozizeptiven Inputs zum SI - Blockade der NMDA-Rezeptoren stabilisiert durch!!!!: - systematische physische Aktivität!

47 SCHMERZ z.b. signifikanter Zusammenhang zwischen dem Rückgang von - Ruhe- und Bewegungsschmerz und - der Vergrößerung er kortikalen Präsentation (Handareal) Schwarz 2006

48 SCHMERZ & Belastung systematische physische Belastung: Beeinflussung der sensorisch - diskriminativen Schmerzkomponente durch entsprechende, spezifische plastische Prägung des Cortex Einbeziehung der weiteren schmerzrelevanten Cortexareale über die Interaktionen

49 SCHMERZ & Belastung positive Effekte von - dynamischem Langzeit-Krafttraining - isometrischem Krafttraining bei Patienten mit nicht spezifischem Schmerzyndrom im Bereich des Nackens notwendig: hohe Intensitäten!!!!!!!Afferenzen!!!!!!!! see Ylinen et al. 2007, Ylinen 2007

50 SCHMERZ & Belastung deutlich positive Effekte von - dynamischem Krafttraining - sog. propriorezeptiven Belastungen (Bewegungsqualität Belastbarkeit!!!) bei Patienten mit nicht spezifischem Schmerzyndrom im Schulter/Nacken-Bereich see Sarig-Bahat 2003

51 SCHMERZ & Belastung somatosensorisches Diskriminationstraining - am Amputationsstumpf und Huse et al häufige Prothesennutzung Lotze et al mit positivem Einfluss auf: - kortikale Rück-Reorganisation - Reduktion des Phantomschmerzes

52 thank you for your attention Dr. med. sc. ( habil. ) Wolfgang Laube Reha