Att återskapa muskelfunktioner
Allvarligare skador på ryggmärgen medför olika grad av förlamning. Om skadan sker i halsryggen drabbas både armar och ben. Det är naturligtvis en tragedi för den skadade, men alltmer uppmuntrande framsteg inom forskningen har visat på vilka möjligheter som ändå finns att återfå väsentliga funktioner.
Även om skadan sker så högt som i höjd med femte eller sjätte halskotan finns det i regel funktioner kvar i skuldrans deltamuskel. Denna muskels funktion är nyckeln till ett framtida aktivt liv och möjligheten att till exempel simträna eller använda manuell rullstol. Anledningen är att just deltamuskeln är mycket användbar som ersättare för den utslagna armbågssträckarmuskeln triceps trots att skadan sitter högt i ryggmärgen. Genom att återställa förlorade motoriska funktioner åstadkoms bland annat förbättrad förmåga att sköta hygien, minskad smärta förorsakad av spastisk muskulatur, minskad risk för ledkontrakturer, förbättrad kosmetik och förbättrad kroppsuppfattning. Efter framgångsrik motorisk rekonstruktion uppnår patienten i regel funktioner som underlättar arbete och möjligheten att återfå oberoende.
Eftersom den ryggmärgsskadade patienten har färre intakta motoriska enheter gäller det att få ut optimala funktioner från de fungerande fibrerna. I vårt projekt görs en grundlig analys av såväl musklernas mikroanatomi som deras mekanik. Alla viktiga ersättningsmuskler (som kan användas för transplantation) studeras med mätning av muskelfiberlängd, fibervinkel, tvärsnittsyta, muskelvikt och så kallad sarkomerlängd, det vill säga längden hos de minsta muskelfiberenheterna. Dessa mätningar har visat att deltamuskeln har mycket långa fibrer som producerar kraft över en mycket stor del av rörelseomfånget. För varje studerad muskel upprättas en längd–kraft-kurva. Eftersom deltamuskeln består av långa fibrer och därmed många seriekopplade sarkomerer betyder en förändring av muskellängden som regel ganska litet för muskelns förmåga att utveckla kraft. Det är viktig information för kirurgen som ska använda deltamuskeln som ny motor för att ersätta tricepsfunktionen. Det är således relativt liten risk för översträckning av muskeln såvida den inte sträcks ut många centimeter längre än optimal längd.
Andra extremitetsmuskler är inte alls lika ”förlåtande”. Till exempel består yttre och inre knäledssträckarna och vissa av handledsmusklerna av mycket kortare muskelfibrer. Det innebär att för dessa muskler medför rätt små längdförändringar av muskel–sen-enheten stora förändringar i sarkomerlängd eftersom färre sarkomerer är kopplade i serie. Vår forskning syftar till att kartlägga alla viktiga mekaniska faktorer som bestämmer vid vilken längd och spänning som muskeln fungerar bäst. Detta är naturligtvis viktigt att veta vid all form av kirurgi på muskler och senor men särskilt viktigt hos den förlamade individen, där varje liten motorisk enhet måste utnyttjas maximalt för att återskapa vissa vitala funktioner.
Vid handkirurgiska kliniken på Sahlgrenska universitetssjukhuset har vi sedan början av 1980-talet rekonstruerat armbågssträckare hos ryggmärgsskadade. I vissa fall noterades otillfredsställande kirurgiska resultat och misstanken fattades tidigt att det berodde på att höga passiva spänningar i transplantaten medförde sträckningar och slitningar som på sikt gjorde rekonstruktionen slack. Därför sattes stålmarkörer in i senorna så att avståndet mellan markörerna sedan kunde följas med röntgenundersökningar. Marköravståndet vid standardiserad mätning var de första åren 23 mm sex månader efter operation, vilket bedömdes förklara icke optimalt resultat på grund av slack i det rekonstruerade muskel–sen-systemet. Genom att införa ett armstöd kopplat till rullstolen kunde marköravståndet (glidningen) minskas till 8 mm och den postoperativa funktionen förbättras. Patienterna får gynnsammare mekanik i armbågssträckningen. Det medför ökad styrka med bättre simförmåga och bättre bakåtsving vid rullstolskörning, men framför allt ger det ett gott utgångsläge för att rekonstruera handgreppet. Utan styrningen av armen (= armbågssträckning) är handkontroll mer eller mindre omöjlig.
Ett stort problem vid muskel–sen-rekonstruktion hos förlamade patienter har alltid varit att kunna tolka betydelsen av passiv spänning, det vill säga det passiva motstånd som finns i muskulaturen, och överföra den informationen till kraft. Vilken struktur bestämmer den passiva spänningen, och har den ett matematiskt samband med aktiv kraft, det vill säga den kraft som produceras av muskeln viljemässigt?
För att besvara denna viktiga fråga har vi utvecklat en metod som innebär att muskelfiberbuntar från normala eller förlamade muskler spänns upp mellan kraftgivare och en fix punkt och placeras i ett bad med koksalt. Muskelbunten stimuleras sedan elektriskt och dess kraft vid olika längder uppmäts. Laserljuset som sänds genom muskelbunten ger ett speciellt mönster som kan översättas till sarkomerlängd. Efter att muskeln testats fysiologiskt görs molekylärbiologiska mätningar av olika stödjeproteiners sammansättning. Med den här informationen har vi fått en mycket bättre kunskap om vilka mekaniska egenskaper friska och sjuka muskler har.
Skillnaderna mellan friska och förlamade muskler kan kanske i en framtid användas för att på genetisk väg återställa vissa önskvärda funktioner och därmed förbättra utsikterna för den förlamade individen att återfå fler viktiga rörelser. Vi tror också att de ovan beskrivna kirurgiska framstegen tillsammans med ökad kunskap om den helt eller delvis förlamade muskulaturens struktur och funktion kan öka den skadades förmåga och intresse att delta i handikappidrott och vetenskapliga studier om handikappidrott.
Jan Fridén
kontraktur = inskränkt eller upphävd rörlighet