Haags Tijdschrift voor Fysiotherapie,4e jrg 1986, no. 3 (pp )

Transcriptie

1 Auteur(s): E.V. van Doorne, W.J. Pols, B.A.C. de Vries Titel: Reciproke inhibitie nader beschouwd Jaargang: 4 Jaartal: 1986 Nummer: 3 Oorspronkelijke paginanummers: Dit artikel is oorspronkelijk verschenen in Haags Tijdschrift voor Fysiotherapie, van 1983 tot 1988 de voorloper van Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie. Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van:

2 Reciproke inhibitie nader beschouwd E.V. van Doorne W.J. Pols B.A.C. de Vries INLEIDING Dit artikel behelst een kort verslag van een electromyografisch onderzoek, naar aanleiding van het verschil in opvatting omtrent reciproke inhibitie en in het bijzonder het verschil in toepassing ervan, in het kader van de ontspanningstechnieken in de praktijk. Met behulp van dit onderzoek wordt getracht antwoord te geven op de vraag of en in welke mate er ontspanning optreedt van de antagonist (in het onderzoek de M.triceps brachii caput mediale), tijdens contractie van de agonist (in het onderzoek de M.biceps brachii) tegen toenemende weerstand. Allereerst worden de aanleiding, het onderzoekprobleem en de uitvoering van het onderzoek besproken. Vervolgens wordt kort ingegaan op de verwerking van de gegevens, waarna de resultaten, de konklusies en enige diskussiepunten aan de orde komen. AANLEIDING TOT HET ONDERZOEK Een verschil in opvatting omtrent de uitleg en de praktijk van het begrip "reciproke inhibitie" vormde de basis van het onderzoek. Onder "reciproke inhibitie" verstaat men in de regel het verschijnsel dat er bij aanspannen van de agonist (oftewel de spier of spiergroep die primair een beweging kan veroorzaken) bijvoorbeeld de M.biceps brachii, er reflexmatig een ontspanning plaatsvindt van de antagonist (oftewel een spier of spiergroep met een werking tegengesteld aan die van de agonist) bijvoorbeeld de M.triceps brachii. Er zijn fysiotherapeuten die menen veel weerstand aan de agonist te moeten geven, teneinde een maximale ontspanning van de antagonist te verkrijgen. Anderen zijn daarentegen van mening dat juist weinig weerstand aan de agonist een maximale ontspanning van de antagonist tot gevolg heeft. De eerste beschrijvingen van "reciproke inhibitie" zijn van de hand van Sir Charles Sherrington (3,7). Sherrington heeft veelvuldig onderzoek gedaan naar het mechanisme van de reciproke inhibitie en gebruikte daar onder andere gedecerebreerde katten en apen voor. Sherrington meende dat reciproke inhibitie een elementaire vorm van koördinatie was en dat het ontbreken ervan tot inkoördinatie oftewel ongekoördineerd bewegen zou leiden. Naast agonisten en antagonisten vond Sherrington tijdens zijn onderzoeken ook spieren en spiergroepen die hij "pseudo-antagonisten" ofwel "synergisten" noemde. Dit zouden dan spieren of spierdelen zijn die een bepaald gewricht fixeren, om poly-articulaire spieren over een ander gewricht te kunnen laten funktioneren. Men dient zich terdege te realiseren dat een indeling in agonist, antagonist en synergist altijd afhankelijk is van houding en beweging. Zoals Sherrington zelf reeds aangeeft is er tijdens zijn onderzoeken sprake van een zeer kunstmatige situatie. Dit was voor ons een reden temeer om te trachten een zo natuurlijk mogelijke situatie te kreëren voor het onderzoek. ONDERZOEKSPROBLEEM De specifieke vraagstelling betreffende het onderzoek luidt: "Bestaat er een vaste relatie tussen de isometrische contractie van de M. biceps brachii (agonist), tegen een weerstand van respectievelijk 1, 3 en 5 kgf. en de mate van ontspanning van het caput mediale van de M. triceps brachii (antagonist)". HYPOTHESEN HO: Er bestaat geen vaste relatie tussen de isometrische contractie van de M. biceps brachii tegen een toenemende weerstand van respectievelijk 1, 3 en 5 kgf. en de mate van ontspanning van het caput mediale van de M. triceps brachii. HI: Er bestaat een vaste relatie tussen de isometrische contractie van de M. biceps brachii tegen een toenemende weerstand van respektievelijk 1,3 en 5 kgf. en de mate van ontspanning van het caput mediale van de M. triceps brachii. 119

3 DEFINIËRING VAN TERMEN - Isometrische contractie: Onder een isometrische contractie wordt een samentrekking van de spiervezels verstaan waarbij de lengte van de spier gelijk blijft. - M. biceps brachii: Onder de M. biceps brachii wordt de tweekoppige bovenarmspier verstaan met als aanhechtingen het tuberculum supraglenoidale, de processus coracoideus, de tuberositas radii en de fascia antebrachii (via de aponeurosis van de M..biceps brachii). - Agonist: Onder agonist wordt een spier verstaan die door contractie primair een bepaalde beweging kan veroorzaken. - Ontspanning: Onder ontspanning wordt in het onderzoek een situatie verstaan waarin het aantal opgevangen actiepotentialen van een spier gelijk blijft aan of minder is dan het aantal opgevangen actiepotentialen van dezelfde spier in de rusthouding binnen ons onderzoek. - Caput mediale M. triceps brachii: Onder het caput mediale M. triceps brachii wordt de meest naar centraal gelegen kop van de driekoppige bovenarmspier verstaan met als aanhechtingen de dorsale kant van de humerus, caudaal van de sulcus N. radialis, het septum intermusculare mediale en het olecranon. - Antagonist: Onder een antagonist wordt een spier verstaan met een werking tegengesteld aan die van de agonist. INSTRUMENTEN Het betreft hier een correlationeel onderzoek (4,8). De gegevens zijn verkregen via electromyografische metingen met behulp van een Z.A.K. psychophysiograph nr.p.p.g met toebehoren (9). Verder is gebruikt gemaakt van: - Drie halters van respectievelijk 1, 3 en 5 kilo; - Een meetlint. Tijdens de pilot-study is gebleken dat de psychofysiograph een betrouwbaar meetinstrument is, daar bij herhaalde metingen onder gelijkblijvende kondities, bij dezelfde proefpersoon, de meetresultaten overeenkomstig waren. Tevens blijkt uit de onderzoeksliteratuur dat een electromyograaf een valide meetinstrument is. UITVOERING VAN HET ONDERZOEK Uit de eerste jaarsgroep van de Haagse Academie voor Fysiotherapie wordt at random een steekproef getrokken met behulp van de fish-bowl techniek (4). Deze steekproef is niet representatief voor het universum maar heeft betrekking op gezonde mensen variërend in leeftijd van 18 tot 24 jaar. Voordat de proefpersoon aan het onderzoek wordt onderworpen dient er een formulier met persoonlijke gegevens ingevuld te worden, dit om variabelen zoals bijvoorbeeld ziekte of onwelzijn uit te sluiten, in verband met mogelijke ondermijning van de betrouwbaarheid van het onderzoek. Om misverstanden te voorkomen en ter geruststelling van de proefpersoon, wordt vooraf een korte uitleg gegeven van het uit te voeren onderzoek. Omdat het onderzoek een objectief karakter moet blijven houden, wordt er niet over het doel van het experiment gesproken. Voor het onderzoek wordt gebruik gemaakt van zilverchloride oppervlakte elektroden. Deze worden enige tijd voordat de proefpersoon op de behandeltafel plaatsneemt, geappliceerd op de door Basmajian beschreven wijze (1,2) (figuur 1 en 2).

4 Figuur 1 Elektrodenplaatsing op de M.biceps brachii centraal op de spierbuik. Figuur 2. Elektrodenplaatsing op de M. triceps brachii op 60 % van de afstand tussen het acromion en het olecranon, gerekend vanaf het acromion. Er is gekozen voor de mediale kop van de M. triceps brachii omdat dit spierdeel algemeen als het "werkpaard" van de spier gezien wordt. De indifferente elektroden worden beide op het acromion geplaatst. Vooraf is de huid met een 70% alcoholoplossing gedesinfecteerd. Instelling Z.A.K. psychofysiograph: Gevoeligheid 30 uv Integratie 0,2 sec. Papiersnelheid 5 mm/sec De uitgangshouding van de proefpersoon tijdens het experiment is als volgt: - langzit op de massagebank, in de knieholten gesteund door een grote rol, de rug gesteund tegen de schuine klep en het hoofd gesteund door een kussen; - de bovenarm in lichte anteflexie en abductie; - de onderarm in de rusthouding in supinatie en gesteund op kussens (figuur 3); - de onderarm in actiehouding in supinatie en 90 graden flexie in de elleboog (figuur 4); - pols en hand in de rusthouding ontspannen; - pols en hand in de aktiehouding: het handvat van de halter omvattend.. Figuur 3. Proefpersoon in de rusthouding Figuur 4. Proefpersoon in de actiehouding De negen proefpersonen werden ieder onderworpen aan zes proeven. De eerste serie van drie proeven voeren de proefpersonen uit met de rechterarm, de tweede serie van de drie proeven met de linkerarm. Een serie van drie proeven bestaat uit twee proeven die dynamisch worden uitgevoerd (de eerste twee proeven) en uit een statisch uitgevoerde proef. Er is gemeend de proefpersoon per arm deze twee dynamische proeven te laten uitvoeren om de volgende redenen: 1. Tijdens een tweede proef zou de proefpersoon kunnen weten wat hem/haar te wachten staat, zodat hij/zij minder gespannen aan de proef zou kunnen deelnemen, om zodoende naar een zo natuurlijk mogelijke situatie te streven; 2. Om een mogelijk "leereffekt" te kunnen aantonen (6).

5 De dynamisch uitgevoerde proef bestaat uit de volgende in elkaar overlopende onderdelen: - 20 sec: rust in de hiervoor beschreven rust-uitgangshouding, waarna de onderarm tot 90 flexie in de elleboog wordt gebogen sec: rust in deze positie, waarna een 1 kilo halter bij de proefpersoon in de hand wordt gelegd sec: handhaving van deze positie, waarna de 1 kilo halter uit de hand van de proefpersoon wordt genomen sec: rust in deze positie, waarna een 3 kilo halter bij de proefpersoon in de hand wordt gelegd sec: handhaving van deze positie, waarna de 3 kilo halter uit de hand van de proefpersoon wordt genomen sec: rust in deze positie waarna een 5 kilo halter bij de proefpersoon in de hand wordt gelegd.

6 - 20 sec: handhaving van deze positie, waarna de 5 kilo halter uit de hand van de proefpersoon wordt genomen. -10 sec: rust in deze positie, waarna de arm wordt terugbewogen naar de rust-uitgangshouding zoals aangegeven bij aanvang van de proef sec: rust in deze uitgangshouding.(einde dynamische proef). Om te voorkomen dat de overgangspotentialen die optreden tijdens beweging, een invloed zouden kunnen hebben op het E.M.G-signaal tijdens de isometrische contracties, is er voor een tijdsbestek van 20 sekonden gekozen om dit hinderlijke effekt te minimaliseren en is er, naast deze twee dynamisch uitgevoerde proeven, ook nog voor de uitvoering van een statische proef gekozen. Bij deze statisch uitgevoerde proef wordt het E.M.G-apparaat pas in werking gesteld nadat een proefpersoon de nieuwe uitgangshouding reeds 10 sekonden heeft aangenomen. De statisch uitgevoerde proef bestaat uit de volgende in elkaar overlopende onderdelen: - 10 sec: rust in de beschreven uitganshouding, waarbij het E.M.G-apparaat uit staat sec: rust in deze houding met het E.M.G-apparaat ingeschakeld sec: arm in actiehouding met een halter van 1 kilo, waarbij het E.M.G-apparaat uit staat sec: arm in actiehouding met een halter van 1 kilo met het E.M.G-apparaat ingeschakeld.

7 - 10 sec: arm in actiehouding met een halter van 3 kilo, waarbij het E.M.G-apparaat uit staat sec: arm in actiehouding met een halter van 3 kilo met het E.M.G-apparaat ingeschakeld sec: arm in actiehouding met een halter van 5 kilo, waarbij het E.M.G-apparaat uit staat sec: arm in actiehouding met een halter van 5 kilo, met het E.M.G-apparaat ingeschakeld. (einde statische proef). VERWERKING VAN DE GEGEVENS De verwerking van de E.M.G- grafieken geschiedt door de oppervlakten onder de curves te bepalen (in mm 2 ) tijdens de vier volgende stadia: 1: De proefpersoon bevindt zich in de rusthouding. i 2: De proefpersoon bevindt zich in de actiehouding met een halter van 1 kilo. 3. De proefpersoon bevindt zich in de actiehouding met een halter van 3 kilo. 4. De proefpersoon bevindt zich in de actiehouding met een halter van 5 kilo. Indien de E.M.G-curve buiten het meetbereik valt, wordt er voor die oppervlakte een waarde van 2x gekozen. Hierbij staat x voor het aantal millimeters dat de overschrijding breed is. Deze waarde wordt opgeteld bij de reeds bepaalde oppervlakte onder de curve binnen het meetbereik. De op deze wijze verkregen waarden worden binnen dit onderzoek aangeduid met: "Het prestatie-vermogen van de spier". Om de oppervlakken met elkaar te kunnen vergelijken, wordt het prestatievermogen per millimeter kolom bepaald (P/mmk). Deze gegevens worden per proefpersoon, per proef, per spiergroep berekend en in tabellen uitgezet. Voor een uitgebreid overzicht van de statistische verwerking wordt verwezen naar de literatuur (4). Met behulp van de bovengenoemde tabellen wordt de correlatiecoëfficiënt bepaald tussen: 1: De spieractiviteit van de M. biceps brachii en de toenemende weerstand (0,1,3,5 kgf). 2: De spieractiviteit van de M. triceps brachii en de toenemende weerstand (0,1,3,5 kgf). 3: De spieractiviteit van de M. biceps brachii en de spieractiviteit van de M. triceps brachii bij toenemende weerstand (0,1,3,5 kgf). RESULTATEN 1. (correlatie tussen de M.biceps brachii en de toenemende weerstand). In 53 van de 54 proeven bestaat er een positieve correlatie tussen de spieractiviteit van de biceps en de toenemende weerstand. Dit betekent dat bij verhoging van de weerstand ook een verhoging van de spieractiviteit optreedt. Slechts in één geval was er geen sprake van correlatie.

8 2. (correlatie tussen de activiteit van de M.triceps brachii en de toenemende weerstand). In 12 van de 54 proeven is er sprake van een negatieve correlatie, hetgeen betekent dat bij toename van de weerstand een afname van de triceps- activiteit optreedt. In 16 gevallen is er sprake van een positieve correlatie; toename van de weerstand geeft hierbij ook een toename van de triceps-activiteit. De resterende 26 proeven vertoonden geen significante correlatie. 3. (correlatie tussen de activiteit van de M.biceps brachii en de M.triceps brachii bij toenemende weerstand). In 10 van de 54 proeven is er sprake van negatieve correlatie tussen de activiteit van beide spieren; toename van de biceps-activiteit geeft hierbij afname van de triceps-activiteit bij toenemende weerstand. In 14 gevallen wordt er een positieve correlatie aangetroffen wat overeenkomt met een toe name van zowel de activiteit van de biceps als de triceps. In 30 gevallen is er geen sprake van correlatie. KONKLUSIES Op basis van de bovenvermelde resultaten wordt de HO hypothese uit het begin van dit artikel geaccepteerd: HO: Er bestaat geen vaste relatie tussen de isometrische contractie van de M.biceps brachii tegen een toenemende weerstand van respectievelijk 1, 3 en 5 kgf. en de mate van ontspanning van het caput mediale van de M.triceps brachii. BEPERKINGEN EN SUGGESTIES Dit onderzoek is aan de volgende beperkingen onderhevig: - Het onderzoek is slechts uitgevoerd op gezonde mensen uit de leeftijdsgroep 18 tot 24 jarigen. - Het aantal proeven (54) is vrij gering. - De oppervlakte bepaling in de E.M.G grafieken is door middel van visuele telling tot stand gekomen, waardoor de kans op fouten altijd bestaat. Suggesties voor vervolgonderzoek zijn ondermeer: - Het kiezen van proefpersonen uit andere leeftijdsgroepen. - Het betrekken van personen met pijnklachten en/of functiestoringen aan de bovenste extremiteit in het onderzoek. - Het verrichten van onderzoek naar het aantagonisme van andere spiergroepen. - Het verwerken van de E.M.G - grafieken met behulp van een computer. DISKUSSIE Uit het onderzoek blijkt dat bij het geven van een weerstand aan de agonist (in dit geval de M.biceps brachii) het niet te voorspellen is of en in welke mate de antagonist (de M.triceps brachii) zal ontspannen. Het blijkt daarbij niet van belang te zijn of er lichte dan wel zwaardere weerstand aan de agonist wordt geboden. Het aanspannen van een agonist houdt dus niet zondermeer in dat de antagonist ontspant of gelijk blijft in activiteit. Hiermee komt het verschijnsel reciproke inhibitie, voor zover toegepast als ontspannings techniek, ons inziens dan ook min of meer op losse schroeven te staan. Op het eerste gezicht lijkt het gelijktijdig aanspannen van agonist en antagonist tijdens een beweging uit het oogpunt van het "minimum principe" (5) niet erg zinvol. Op grond van de onderzoeksresultaten moeten we echter konkluderen dat dit toch voorkomt. Getracht zal worden met behulp van een eenvoudig model de zin van een dergelijke gelijktijdige contractie te verduidelijken (figuur 5). Figuur 5. Een ecnvoudig model van het ellebooggewricht.

9 Twee elementen zijn door een scharnier met elkaar verbonden. Zowel aan de voor als aan de achterzijde van beide elementen zijn schroefoogjes bevestigd waardoorheen draden geleid zijn (draad 1 en draad 2). Met behulp van deze draden is het mogelijk hoekstandsveranderingen tussen de beide elementen te doen ontstaan. Het model geeft een simpele voorstelling van de agonist/antagonist werking over het ellebooggewricht. Hierbij stelt element 1 de bovenarm voor, element 2 de onderarm, draad 1 de M.biceps brachii en draad 2 de M.triceps brachii. Indien nu getracht wordt flexie van de elleboog uit te voeren door slechts aan de bovenste draad (nr 1) te trekken, dan vergt dit een zeer nauwkeurige dosering van de trekkracht. De beweging verloopt dan ook langzaam en schokkerig. Neemt men echter beide draden ter hand dan blijkt de beweging veel gemakkelijker en sneller uitvoerbaar te zijn. Het feit dat op beide draden tegelijk een zekere trekkracht wordt uitgeoefend draagt blijkbaar bij tot een snellere en beter controleerbare bewegingsuitvoering. Ons inziens moet de zin van gelijktijdige aanspanning van agonist en antagonist in het bovenvermelde mechanisme gezocht worden. De contractie van de M.triceps brachii tijdens flexie van de elleboog draagt dan bij tot een snel en stuurbaar bewegingsverloop. In dit licht bezien lijkt het zinvol de M.triceps brachii een synergist te noemen van de M.biceps brachii inplaats van een antagonist. Er is immers geen sprake van tegenwerking doch van samenwerking. LITERATUUR 1. Basmajian, J.V. Muscles Alive, their functions revealed by electromyography. Baltimore, The Williams and Wilkins Company, Basmajian, J.V., Blumenstein, R. Electrode placing in E.H.G-biofeedback. London, The Williams and Wilkins Company, Denny-Brown, D. Selected writings of Sir Charles Sherrington. Oxford University press, Doorne, E.V. van, Pols.W.J., de Vries, B.A.C. Reciproke inhibitie nader beschouwd. Den Haag, Haagse Academie voor fysiotherapie, Dullemeijer, P. Concepts and aproaches in animal morphology. Assen, van Gorcum, Rietmeijer, E.F.H., Tromp, J.fl.N. Syllabus methoden en technieken van empirisch onderzoek. Den Haag, Haagse Academie voor Fysiotherapie, Sherrington, C. The integrative action of the nervous system. New Haven, Yale University press, Wijvekate, M.C. Verklarende statistiek. Utrecht, het Spectrum, Z.A.K-Psychophysiograph. Polygraphie auf neuen wegen. (Handleiding bij de Z.A.K-Psychophysiograph).