Intervertebralskivenes (IVS) bygning og interne system for regulering er godt tilpasset dynamisk aktivitet under belastning sammen med det eksterne muskulære reguleringssystemet (ofte kalt kjernemuskulatur). Dette muskelnettverket er spesielt egnet til å regulere belastninger på skiver og ledd slik at ingen deler av ryggsøylen lider overlast. Dette forutsetter et nervesystem som kan registrere og rapportere forskjellige kvaliteter av belastning og bevegelse.

Nervesystemet i lumbalavsnitt og iliosakralledd

Innervasjonen av IVS er relativ sparsom og finnes kun i den ytre del av annulus fibrosus (AF). Fibrene i den del av AF som ligger utenfor endeplaten ser ut til å feste i knokkelen som Sharpey’s fibers. Dette er en innfesting som er vanlig der sener fester i ben og ligner på hvordan tenner er opphengt i kollagene fibre festet i kjevebenet. I disse Sharpey’s fibrene er det påvist innervasjon i form av Ruffini type II nerveendinger ansvarlig for sensitiviteten av tenner og styring tyggefunksjonen. Når det gjelder innervasjon av Sharpey’s fibrene fra ytre AF så er dette ikke klarlagt, men det er overveiende sannsynlig at lignende innervasjon finnes. I ytre del av AF er innervasjonen begrenset til de 2 – 3 ytre lameller. Det er påvist forskjellige typer av mekanoreseptorer i form av Pacinian legemer, Ruffini endinger og Golgi tendon organer (1). I kapselen til fasettleddene er det også påvist ulike mekanoreseptorer og til og med i ligamentum flavum er det påvist nerveendinger. Hvordan mer sentrale belastninger i skiven registreres og formidles er ikke kjent, men det er sannsynlig at dette også registreres. Stimuleringer av nerver i skivene har vist å gi aktivering av paravertebral muskulatur på begge sider av ryggsøylen og stimulering av forskjellige områder på skiven utløser forskjellige aktiveringsmønstre (2). Injeksjon i fasettledd på samme side som stimuleringen resulterte i betydelig hemming av aktiviteten i paraspinal muskulatur og særlig på kontralateral side (3). Ved stimulering av IVS og traksjon i iliosakralleddene i en porcine modell ledet traksjonen til endret mønster i muskulaturen, tydende på et nært samspill mellom rygg og bekken (4). Iliosakralleddene må følgelig ses på som viktige sensoriske ledd i styring av belastningsfordeling og belastningsoverføring under aktivitet.

Nervesystemet i cervicalavsnittet

Når det gjelder nakkens muskulære system så er dette kanskje enda mer komplisert enn lumbalavsnittet. Her har vi de korte musklene i nakkerosetten som styrer de to øvre virvlenes aktivitet og hode uten at resten av nakken nødvendigvis beveges og videre den øvrige muskulaturen som beveger hele nakken. I tillegg til den lokale bevegelsen av nakken er systemet integrert med øynenes bevegelse og med likevektsystemet. Dette gjør at nakkeplager kan lage forstyrrelser som svimmelhet og kvalme.

Muskulær aktivitet i virvelsøylen

Vi styrer ikke muskulær aktivitet direkte, men gjennom funksjon. Når jeg sitter og så reiser meg så skjer det ved at jeg bestemmer meg for å reise meg, med andre ord en funksjon. Hvilke muskler jeg bruker er jeg ikke bevisst på og jeg kan kun teoretisk angi disse. Noen muskulære funksjoner får jeg tilbakemeldinger på, slik som å skrive, spille et instrument eller gå. Ved feil får jeg sensorisk tilbakemelding enten ved syn eller hørsel eller at jeg snubler. Når det gjelder nakkens og ryggens muskulære aktivitet så får jeg tilbakemelding om jeg når i gulvet ved bøyning eller får vridd søylen i tilstrekkelig grad, men ikke hvordan muskulaturens finaktivering går. Her mangler jeg konstruktiv tilbakemelding. Det jeg som oftest får når det gjelder ryggsøylen er nedsatt funksjon (stivhet) eller smerte. Hva som ikke fungerer får jeg ingen tilbakemelding om. Det er så langt ikke funnet at det finnes noen særlig gode ryggøvelser og det vil sannsynligvis aldri bli påvist. Dette fordi vi ikke får kroppslig tilbakemelding på om øvelsen var god eller dårlig, det eneste vil kanskje være at du får vondt neste dag og slik informasjon er ubrukelig. Den muskulære aktiviteten i nakke og rygg er derfor et helautomatisert system som er lukket for vår mulighet til å finregulere. Vår muskulære funksjon er avhengig av sensorisk tilbakemelding fra de strukturer musklene øver innflytelse på.

Feedback og feed-forward respons i aktivitet

Det er i tillegg til den sensoriske tilbakemeldingen to overordnete responssystemer som styrer aktiviteten, feedback responsen og feed-forward responsen. Det er særlig feed-forward eller antisipitorisk respons vi bruker i vår aktivitet fordi vi har lært oss hva som trengs av muskelaktivering for å oppnå det vi vil og vi har lært hvor mye aktivering vi trenger i de forskjellige situasjonene vi kommer i. Vi har også lært oss når vi må starte innkoblingen slik at muskelspenningen er stor nok når vi trenger den. Dette er en funksjon som ser ut til å forsinkes når vi eldes, men det går stort sett bra bare vi holder oss i aktivitet og lærer å starte tidligere etter hvert som vi blir tregere. Stort sett kan vi overstyre denne automatiserte muskulære funksjonen, men det resulterer som oftest i at vi utfører funksjonen dårligere som for eksempel når du blir bevisst på hvordan du holder balansen når du sykler. Vår vanlige respons ved bevisst styring er å innføre koaktivering og dermed øke «stiffness» i aktuelle ledd. Dette kan gi økt kontroll når vi skal gjøre nye ting eller ha god kontroll for eksempel ved gange på glatt føre. Det koster imidlertid mye muskelkraft og øker trykk i mellomliggende ledd. Dette ser ut til å være en respons vi ofte observerer hos pasienter med nakke og ryggplager, de stiver av området hvor smerten sitter.

Inkongruens mellom motorisk aktivitet og sensorisk respons

Vektfordeling, vektoverføring og bevegelse krever et godt samspill mellom sensorisk tilbakemelding og muskulær aktivitet. Effekten av muskulær aktivitet lager sensoriske avtrykk som sier noe om aktiviteten gir ønsket effekt. Det sensoriske avtrykk når ikke vår bevissthet, vi får med andre ord ingen tilbakemelding hva som foregår, det er et lukket system. Ved tilfredsstillende effekt automatiseres bevegelsesmønstret. Ved manglende kongruens mellom motorisk aktivering og sensorisk avtrykk oppstår det «feilmeldinger». Feilmeldinger kan komme i form av smerte.

Skiveforandringer og adaptasjon

Ved aldring tilkommer det IVS forandringer som sprekker, minsket vanninnhold og prolaps. Disse endringene starter hos enkelte tidlig i livet, men er vanlige midt i livet hos alle. Slike forandringer har konsekvenser for vektfordeling og vektoverføring. Med andre ord må den muskulære responsen forandres i takt med slike skiveendringer. Det hele kompliseres med at forandringer på ett nivå vil han konsekvenser for belastningsfordelingen på nærliggende skiver og enkelte ganger kan det være behov for større adaptasjonsprosesser. Som å måtte installere en ny versjon av Windows bare at her må den først programmeres lokalt. Dette kan være bakgrunnen for non-spesific low back pain, en nyttig, nødvendig prosess som kan ta sin tid. Kroniske smerter kan være når denne adaptasjonsprosessen går galt.

Litteratur for videre lesning

Kandel ER, Schwarts JH, Jessell TM, edi. Principles of neural science. Book, 6.th ed. 2021. McGraw-Hill Company.

Referanser

1. Roberts S, Eisenstein SM, Menage J, Evans EH, Ashton IK. Mechanoreceptors in intervertebral discs. Morphology, distribution, and neuropeptides. Spine. 1995;20(24):2645-51.
2. Indahl A, Kaigle AM, Reikeräs O, Holm SH. Interaction between the porcine lumbar intervertebral disc, zygapophysial joints, and paraspinal muscles. Spine. 1997;22(24):2834-40.
3. Indahl A, Kaigle A, Reikerås O, Holm S. Electromyographic response of the porcine multifidus musculature after nerve stimulation. Spine. 1995;20(24):2652-8.
4. Indahl A, Kaigle A, Reikerås O, Holm S. Sacroiliac joint involvement in activation of the porcine spinal and gluteal musculature. J Spinal Disord. 1999;12(4):325-30.