Dołącz do czytelników
Brak wyników

Nowoczesne metody fizjoterapii

26 lipca 2018

NR 76 (Październik 2016)

Mechanoreceptory tkanki łącznej
furtka do zmiany napięcia mięśni szkieletowych

0 373

Centralny układ nerwowy odbiera największą liczbę informacji z tkanek mięśniowo-powięziowych. Niestety, neurodynamika powięzi rzadko jest dokładnie badana. 
Większość z mieszczących się w powięziach neuronów czucia jest tak mała i złożona, 
że do niedawna niewiele było o nich wiadomo. Jeśli zrozumie się dokładnie, w jaki sposób system nerwowy połączony jest z siecią powięzi, zyska się lepszy punkt wyjścia 
do odkrycia mechanizmu uwolnienia tkanek w trakcie terapii medycyny manualnej.

Powięź zawiera cztery typy zakończeń nerwowych, które odpowiadają na mechaniczne bodźce:

  • narządy ścięgnowe Golgiego,
  • receptory Ruffiniego,
  • ciałka blaszkowate Paciniego,
  • receptory śródmiąższowe. 

Receptory te razem nazywa się mechanoreceptorami powięziowymi, co znaczy, że odpowiadają one na mechaniczne napięcie i nacisk. Stwierdzono ich istnienie w mięśniowych i śródmięśniowych tkankach łącznych. Badania wykazały, że ich stymulacja wywołuje zmiany w systemie nerwowym i wpływa na globalne rozluźnienie mięśni. 

Okazało się, że głęboki mechaniczny nacisk w okolicach brzusznych [1] lub utrzymanie nacisku w okolicy miednicy [2] wywołuje odruchy przywspółczulne (zwykle powiązane z odpoczynkiem i relaksacją), włącznie z synchronizacją wzorców zapisu elektroencefalograficznego (EEG), wzmożeniem aktywności nerwu błędnego (powodującego spowolnienie rytmu serca) i obniżeniem aktywności w zapisie elektromiograficznym (EMG).

Według rozwiniętego przez Ernsta Gellhorna modelu hipotalmicznego, dostrojenia to wzmożone napięcie błędnika – nie tylko uruchamiają zmiany w autonomicznym układzie nerwowym (ciśnienie krwi, oddychanie, tempo bicia serca itp.) i w powiązanych narządach wewnętrznych, ale również pobudzają płat przedni podwzgórza. 

Owe „trofotropiczne dostrojenie” podwzgórza wzbudza utajone procesy emocjonalne, wzmożenie synchronizacji aktywności kory mózgu i obniża ogólne napięcie mięśniowe lub wiotczenie mięśni [3].

Ujmując to prosto – głęboki mechaniczny nacisk w tych miejscach powoduje rozluźnienie pacjenta. Dlatego można stwierdzić, że głęboki ręczny ucisk – szczególnie gdy jest stały i powolny – pobudza szczególne mechanoreceptory powięziowe, co powoduje wzmożenie aktywności nerwu błędnego.

Najlepszym odbiornikiem takich bodźców są receptory śródmiąższowe i receptory Ruffiniego. Wzrost aktywności nerwu błędnego nie tylko wzbudza zmianę w lokalnej dynamice płynów i metabolizmie tkanek, ale również wyzwala ogólne rozluźnienie mięśni, jak również wycisza umysł i emocje (rys. 1).

Ponadto mechanoreceptory w dużej liczbie znajdują się więzadłach organów wewnętrznych, jak również w oponie twardej rdzenia kręgowego i czaszki. Prawdopodobnie wiele z efektów terapeutycznych osteopatii mogłoby w zadawalający sposób zostać wyjaśnione ową stymulacją mechanoreceptorów. Ten mechanizm mógłby wytłumaczyć zachodzące głębokie autonomiczne zmiany bez potrzeby bardziej ezoterycznych konceptów, jak system „oddychającego płynu mózgowo-rdzeniowego” [4].

Związek mechanoreceptorów powięziowych z systemem wewnętrznego wydzielania

Mechanoreceptory powięziowe nie tylko splecione są w zawiły sposób z autonomicznym układem nerwowym, ale również grają kluczową rolę w komunikacji w układzie wewnętrznego wydzielania. Dla przykładu, wiele neuronów czucia w „brzusznym mózgu” to mechanoreceptory, które zaktywizowane wzbudzają pośród innych procesów również ważne zmiany neuroendokryniczne. Obejmuje to także zmiany w produkcji ważnego korowego neuroprzekaźnika – serotoniny, jak również innych neuropeptydów, takich jak histamina, która pobudza procesy zapalne. Oczywiście powięzi nie są pasywną tkanką, za jaką często się je uważa. Istnienie owych zawiłych połączeń pomiędzy siecią powięzi a układem nerwowym i wewnątrzwydzielniczym rzuca nowe światło na sposób rozumienia właściwości dynamicznej ingerencji terapeuty medycyny manualnej. Im lepiej zrozumie się komunikację pomiędzy mechanoreceptorami powięzi i innymi systemami organizmu, tym większą ma się szansę stworzenia optymalnego programu terapii manualnej dla pacjentów.

Mechanoreceptory powięzi

Narządy ścięgnowe Golgiego

W swojej książce, która stała się kamieniem milowym w temacie powięzi, pt. „Healing Through Touch”, John T. Cottingham proponuje pierwszy neurofizjologiczny koncept pracy powięziowej [5]. Receptory Golgiego są wszechobecne w gęstej tkance łącznej. Występują w więzadłach jako zakończenia narządów Golgiego, w torebkach stawowych i dookoła połączeń mięśniowo ścięgnistych jako narządy ścięgniste Golgiego.

Te receptory czucia odpowiadają na powolne rozciągnięcie poprzez wpływ na powiązane motoneurony alfa i rdzeń kręgowy. Stymulowane powodują zwolnienie tempa sygnałów i zmniejszenie aktywnego napięcia w danym włóknie mięśniowym. Cottingham zasugerował, że w trakcie manipulacji tkanek miękkich – jak również w pozycjach i powolnym rozciąganiu jak w systemie hatha-joga – narządy Golgiego są pobudzane, w wyniku czego obniżone zostaje tempo sygnałów specyficznych motoneuronów alfa, co z kolei przekłada się na wiotczenie odpowiednich tkanek.

Efekty stymulacji narządów Golgiego

Niestety, badania eksperymentalne nad receptorami Golgiego sugerują, że pasywne rozciąganie tkanek mięśniowo-powięziowych – gdy włókna mięśniowe są w rozluźnieniu – nie pobudza tych receptorów [6]. Doświadczenia te, zwykle przeprowadzane na zwierzętach laboratoryjnych, wykazują, że taka stymulacja receptorów ścięgnistych możliwa jest jedynie przy aktywnym napięciu włókien mięśniowych.

Spowodowane jest to specyficznym umiejscowieniem receptorów Golgiego. Są one ułożone w seriach z włóknami mięśniowymi. Tkanka ścięgnista ma większą sztywność niż rozluźnione włókna mięśniowe, zatem gdy mięsień jest pasywnie rozciągany, większość siły rozciągania zostanie pochłonięta przez bardziej rozciągliwe włókna mięśniowe. 

Oczywiście wygląda to zupełnie inaczej z jednoczesnym napięciem mięśnia. Napięte włókna mięśniowe usztywniają się i ścięgnisty narząd Golgiego jest źródłem informacji zwrotnej dotyczącej dynamicznych zmian sił oddziałujących na tkankę [7].

Czy oznacza to, że głęboka praca na tkankach – gdy pacjent jest pasywny – nie będzie wpływała na pętlę odruchu Golgiego? Prawdopodobnie tak, ale niekoniecznie. Badania in vitro przedstawione powyżej były przeprowadzone na chirurgicznie wyizolowanym mięśniu – uwolnionym od przylegającej tkanki łącznej i okalających struktur. Jednak, jak pokazały szczegółowe badania prowadzone przez Petera Huijinga i innych, nienaruszona tkanka mięśniowa wykazuje całkowicie inną dynamikę przekazywania napięć [8].

Jedynie mniej niż 10% receptorów Golgiego odkryto w samym ścięgnie. Badania opisane powyżej [6, 7] prowadzone były tylko na receptorach w ścięgnie. Pozostałe 90% receptorów znajduje się w mięśniowej porcji połączeń mięśniowo-ścięgnistych, przejściowej tkance rozcięgna, torebkach stawowych i więzadłach obwodowych stawów [9].

Biorąc pod uwagę te fakty, nie można wykluczyć, że pasywne rozciąganie tkanki może stymulować niektóre receptory Golgiego, szczególnie gdy tkanka jest rozciągana w kierunku innym niż oś głównego mięśnio-ścięgna. Dodatkowo można stwierdzić, że aplikując miejscowo silny nacisk na połączenia powięziowe, to relatywnie intensywne i bezpośrednie napięcie może aktywować receptory Golgiego. Szanse na osiągnięcie takiego efektu rosną, gdy tkanki, na których się pracuje, nie są w stanie całkowitego rozluźnienia. 

Receptory Ruffiniego i ciałka blaszkowate Paciniego

Wszystkie ciałka Paciniego i Paciniform oraz organy Ruffiniego znajdują się we wszystkich typach gęstej tkanki łącznej – mięśniach, powięziach, ścięgnach, więzadłach, rozcięgnach i torebkach stawowych. W przeciwieństwie do receptorów Golgiego znajdujących się w mięśniowej części połączeń mięśniowo-ścięgnowych, ciałka Paciniego bardziej skoncentrowane są w okolicach ścięgnowych. Wykazano również dużą koncentrację ciałek Paciniego w głębokich częściach torebek stawowych, w głębokich więzadłach kręgosłupa, w dłoniach i na stronie podeszwowej stóp, w otrzewnej, w tkankach łącznych otaczających mięśnie – jako powięź przednioramienna, w powięzi podudzia i jamy brzusznej, żwaczy i zewnętrznej części uda [10].

Zakończenia Ruffiniego są szczególnie gęsto rozsiane w tkankach poddawanych regularnemu rozciąganiu. Są to np. zewnętrzne warstwy torebek stawowych, opona twarda, więzadła obwodowych stawów, głęboka grzbietowa powięź dłoni. W stawie kolanowym – szczególnie w przednim i tylnym więzadle i strukturach torebki stawowej na wewnętrznej i zewnętrznej jej stronie [11]. 

Można dodać, że ostatnie badania immunohistochemiczne powięzi piersiowo-lędźwiowej wykazały bogactwo takich mechanoreceptorów [12]. W badaniach tych stwierdzono wysoką koncentrację zakończeń Paciniego i Ruffiniego, jednak nie wykryto receptorów Golgiego.

Efekty stymulacji receptorów Paciniego

W skład grupy zwanej receptorami Paciniego wchodzą duże ciałka blaszkowate Paciniego i trochę mniejsze ciałka zwane Paciniform. Jajkowate ciałka blaszkowate odpowiadają na gwałtowne zmiany nacisku (pozostają obojętne na stały nacisk) i wibracje. Troszkę mniejsze Paciniform mają podobną funkcję i wrażliwość na bodźce. Dlatego najprawdopodobniej receptory Paciniego są stymulowane jedynie poprzez manipulacje stosowane w chiropraktyce oraz techniki wibracyjne i oscylacyjne (jak w osteopatii).

Stymulacja receptorów Paciniego nie daje wyraźnych i przewidywalnych zmian napięcia mięśniowego, jednak powoduje miejscowe podwyższenie stanu proprioceptywnej wrażliwości układu nerwowego w stymulowanym obszarze powięzi. 

W przypadku opisywanej przez Hanna [13] lokalnej sensomotorycznej amnezji stymulacja ma pozytywny wpływ i może wpływać na bardziej precyzyjny obraz korowej reprezentacji ciała i poprawę koordynacji nerwowo-mięśniowej.

Efekty stymulacji receptorów Ruffiniego

Mniejsze i bardziej horyzontalnie położone organy Ruffiniego nie adaptują się tak szybko jak receptory Paciniego i z tego powodu reagują na stały nacisk. W przeciwieństwie do organów Paciniego, zakończenia Ruffiniego są aktywowane zarówno poprzez powolne i głębokie (zmiękczające) techniki tkanek miękkich, jak również i szybsze techniki.

Ważne są dwie właściwości zakończeń Ruffiniego:

  • szczególna reaktywność na podłużne i poprzeczne rozciąganie [14],
  • zostało udowodnione, że pobudzanie receptorów Ruffiniego powoduje obniżenie aktywności sympatycznego układu nerwowego [11], wydaje się to zgodne z powszechnie znanymi obserwacjami klinicznymi – powolne i głębokie techniki powodują miejscowe rozluźnienie tkanek i ogólne rozluźnienie organizmu. 

Aby prześledzić potencjalną neurodynamikę receptorów Ruffiniego w trakcie manipulacji mięśniowo-powięziowej, warto posłużyć się następującym przykładem jako punktem odniesienia. Trzeba wyobrazić sobie terapeutę powoli pracującego na głębokiej tkance łącznej – na bocznej stronie kostki stopy. Terytorium to, wolne od prążków mięśni, pozwoli skoncentrować się jedynie na dynamice międzypowięziowej, bez dodatkowych efektów stymulacji mięśniowych mechanoreceptorów i innych efektów ubocznych, które mogłyby odgrywać rolę w innych obszarach ciała. Co właściwie się dzieje, kiedy terapeuta w tej sytuacji twierdzi, że wyczuwa uwolnienie tkanki? Możliwe, że poprzez dotyk stymuluje on pewne zakończenia receptorów Ruffiniego, co w efekcie powoduje aktywację centralnego układu nerwowego i wywołuje reakcje, zmieniając napięcie motoneuronów w tkance mięśni, które są mechanicznie połączone z tkanką bezpośrednio pod dłonią terapeuty.

Receptory śródmiąższowe

Często ignorowane śródmiąższowe włókna nerwowe składają się na prawie 80% włókien czuciowych w typowym nerwie ruchowym. Chociaż wiele włókien nerwowych w wiązce nerwu ruchowego ma funkcje naczynioruchowe regulujące przepływ krwi, to jednak największa grupa włókien to właśnie włókna czuciowe. Przykładowo, nerw piszczelowy zawiera trzy razy więcej włókien czuciowych niż ruchowych. Wykazuje to fascynującą prawidłowość – odbieranie subtelnych sygnałów czuciowych jest ważniejsze od organizacji ruchowej. Jedynie mały ułamek włókien czuciowych w nerwie należy do dobrze znanego typu I i II, czyli tych, które zaczynają się we wrzecionach mięśniowych, jak narządy Golgiego, ciałka Paciniego i zakończenia Ruffiniego. Większość lub czterokrotnie więcej należy do interesującej, acz rzadko wspominanej grupy śródmiąższowych włókien czucia typu III i IV [14]. Te ukryte neurony mają znacznie mniejszą średnicę niż pozostałe trzy mechanoreceptory i obecnie często nazywane są mięśniowymi receptorami śródmiąższowymi. Lepszą nazwą byłoby śródmiąższowe receptory mięśniowo-powięziowe, jako że w dużych ilościach znajduje się je również w powięziach. Mniejsza część z tych włókien pokryta jest cienką warstwą mieliny. W większości rozpoczynające się w wolnych zakończeniach nerwowych receptory śródmiąższowe są wolniejsze w przewodzeniu sygnałów od włókien czuciowych typu I i II. W przeszłości sądzono, że zakończenia te są głównie receptorami bólu. Niektóre z nich są również chemo- i termoreceptorami. Pomimo że wiele z nich jest wielofunkcyjnych, badania wykazały, że większość receptorów śródmiąższowych jest mechanoreceptorami [14].

Efekty stymulacji receptorów śródmiąższowych

Pomimo pewnych fizjologicznych różnic pomiędzy włóknami typu III i IV, ich wspólną cechą jest funkcja czucia bodźców mechanicznych. Dużą grupę receptorów śródmiąższowych można podzielić ze względu na ich czułość na dwie równe grupy: niskiego progu nacisku (low-threshold preasure – LTP) i wysokiego progu nacisku (high-threshold preasure – HTP).

Badania nad ścięgnem Achillesa kota wykazały, że ok. połowy zakończeń typu II i IV była z grupy LTP i reagowała na lekki dotyk, nawet tak lekki jak „dotyk malarskim pędzlem” [14]. Bazując na tych odkryciach, możliwe, a nawet bardzo prawdopodobne wydaje się, że manipulacja tkanek miękkich pobudza owe receptory. Co jest więc naturalną funkcją tych receptorów? Jakie konsekwencje i reakcje wynikają z pobudzaniem tej ukrytej, jakże bogatej sensorycznej sieci? Oczywiście część z nich funkcjonuje jako receptory bólu, jednak badania prowadzone już w 1974 r. nad typem II i IV receptorów w powięziach mięśni skroniowych, żwaczy i mięśni podgnykowych wykazały ich „reakcje na ruchy żuchwy i rozciąganie powięzi i skóry” [15].

Większość mechanoreceptorów typu III i IV ma funkcje autonomiczne. Innymi słowy, stymulacja tych zakończeń nerwowych prowadzi do zmiany prędkości uderzeń serca, ciśnienia krwi, oddychania itd. Stymulacja receptorów typu IV przyczynia się do wzrostu ciśnienia tętniczego [16], zaś receptorów typu III może zarówno zwiększyć, jak i zmniejszyć ciśnienie krwi. Wiele badań pokazuje, że zwiększenie statycznego ciśnienia działającego na mięsień powoduje obniżenie ciśnienia tętniczego krwi [14]. Wydaje się, że głównym zadaniem tej zawiłej sieci receptorów śródmiąższowych w tkankach jest (poprzez reakcje na lokalne zmiany i zapotrzebowania systemu oraz ścisłą współpracę z autonomicznym układem nerwowym) dostrajanie mechanizmu układu nerwowego odpowiedzialnego za regulację przepływu krwi w ciele. 

Pracując z całą włoską rodziną

Dla prostej analogii ilustracja obrazuje klinicznie ważne właściwości czterech typów powięziowych mechanoreceptorów (rys. 2). 

Najstarszy z braci, kulturysta signor Golgi, ilustruje styl pracy, jakiego oczekuje się od terapeuty. Receptor Golgiego lubi mięśniowo aktywny i mocny typ pracy. Gdy właśnie tak będzie się z nim pracować, będzie uspokojony i rozluźniony.

Z kolei jego brat signor Pacini potrzebuje ciągłej stymulacji. Jest jak osoba, która ma kłopoty z koncentracją, trudno mu skupić się na zbyt wolnym, stałym lub monotonnym dotyku terapeuty. Jednak jeśli zabawi się go ciągłymi zmianami i bodźcami, odwdzięczy się on swoją niepodzielną uwagą.

Ostatni z włoskich braci – signor Ruffini nie jest błyskotliwym typem, to raczej typ brodatego staromodnego palacza fajki. Pan Ruffini woli raczej kluczenie niż bezpośredni atak na cel, preferuje podejście do problemu pod odpowiednim kątem. Lubi, kiedy zwraca się do niego w spokojny sposób i pod odpowiednim kątem stycznym, wtedy z zadowolenia wypuści z siebie kłęby przyjemnego dymu, który zrelaksuje całe ciało. 

...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 11 wydań czasopisma "Praktyczna Fizjoterapia i Rehabilitacja"
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy