Tutkijaprofessori Tapio Videman Helsingin yliopisto, Kansanterveystieteen laitos, Kaksostutkimus ja Albertan yliopisto, Kanada:

Transkriptio

1 Tutkijaprofessori Tapio Videman Helsingin yliopisto, Kansanterveystieteen laitos, Kaksostutkimus ja Albertan yliopisto, Kanada: Elämänaikaisen kasvu- ja työympäristöaltistuksen ja perimän sekä niiden yhteisvaikutuksen suhteelliset merkitykset selän rappeutumisessa. Työsuojelurahaston hanke Tiivistelmä Rappeumamuutosten mittaaminen on ollut suurin haaste tämän hankkeen jokaisessa osatyössä, ja jo alkuvaiheessa tuli selväksi että tarvitsemme tarkempia ja spesifisempiä mittareita. Yleisesti käytetyillä 4-luokkaisilla asteikoilla ei voi tunnistaa heikkoja riskitekijöitä eikä pieniä rappeumamuutoksia; sen lisäksi tulisi voida erottaa atrofiset ja reaktiiviset muutokset, joilla on osaksi eri aiheuttajat. Tavoitteisiimme sopivaa tietokoneohjelmaa ei löytynyt, sillä tarvitsimme ohjelman, joka mittaa ja tulostaa rappeumamuuttujat samalla kertaa jopa 52 alueesta (7 alinta nikamaa ja niihin liittyvät välilevyt, selkäydinneste ja selkäydin erikseen). Oman tietokoneohjelman (Spine Examiner viimeisin versio 2.64) kehittäminen, testaaminen ja mittaaminen on ollut aikaa vievää ja on hidastanut hankkeen edistymistä. Nyt kun tämä ohjelma on testattu ja osoitettu toimivaksi, se antaa mahdollisuuden selvittää rappeuman syitä tarkemmin kuin aikaisemmin on ollut mahdollista. Kolme artikkelia on jo julkaistu, kolme on lähetetty julkaistavaksi ja suunnitelmissa on kirjoittaa vielä ainakin yksi seurantatutkimus välilevyn rappeutumisesta ja samanaikaisista selkäoireista. Hanke on osa kansainvälistä yhteistyöprojektia (TwinSpine Study) ja sitä ovat rahoittaneet Työsuojelurahaston lisäksi NIH (USA), Suomen Akatemia, EU ja AHFMR (Kanada). PÄÄTULOKSET VALMIISTA OSATÖISTÄ 1. Perimän ja työympäristön merkitykset selän rappeutumisnopeuteen: identtisten kaksosveljesten 5-vuoden seurantatutkimus perustuen kliinisiin arviointeihin Tausta. Useat viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet perimällä olevan keskeisen osuuden selän välilevyn rappeutumisessa ja että kaikkeen fyysiseen aktiivisuuteen liittyvän fyysisen kuormituksen osuus on vähäisempi kuin on aikaisemmin oletettu. Oleellinen kysymys on kuitenkin mitkä ovat perimän ja aikuisiän altistusten ja suhteelliset merkitykset sekä työssä että sen ulkopuolella. Menetelmät. Tutkittavat muodostuivat 150:stä ympäristöaltistuksen suhteen toisistaan poikkeavasta identtisestä kaksosveljestä, jotka haastateltiin koskien epäiltyjä riskitekijöitä, selkäoireita ja toimintakykyä. Lisäksi tutkittavien selät kuvattiin 5-vuoden väliajoin samalla MRI - koneella ja löydökset arvioi kokenut kliinikko. Tutkittavien keski-ikä oli alkumittausten yhteydessä 49 vuotta. Tulokset. Keskimääräinen paheneminen rappeumamuutoksissa oli odotettua paljon vähäisempi: 5- vuoden aikana pahenemista todettiin vähemmässä kuin 10 %:ssa välilevyistä.

2 Huomattavaa oli kuitenkin, että pienessä osassa välilevyjä tapahtuva merkittävä paheneminen ja toisaalta muutamissa todettu välilevyn korkeuden lisääntyminen sekä pullistumien ja repeämien korjaantuminen. Vastoin odotuksia perimä selitti pääosan havaituista pienistä muutoksista seuranta-aikana. Raskailla nostoilla työssä ja vapaa-ajan voimaharjoittelulla oli pieni pahentava vaikutus välilevyn madaltumaan ja välilevyn etupuolen pullistumiin. Tupakoinnilla, pituudella, painolla ja fyysisillä aktiviteeteilla ei ollut tilastollisesti merkitseviä vaikutuksia. Johtopäätös. Yleinen johtopäätös on että pitkittäistutkimukset tuottavat sekä uutta tietoa että varmistavat poikkileikkaustutkimusten havaintoja. Tarvitaan kuitenkin sekä pitempiä seurantaaikoja että tarkempia altiste- ja etenkin rappeumamittareita. 2. Perimän ja työympäristön merkitykset selän rappeutumisnopeuteen: identtisten kaksosveljesten 5-vuoden seurantatutkimus perustuen digitaalisiin magneettikuvamittauksiin Tämän jatkotutkimuksen tavoitteet ja tutkittavat olivat samat kuin edellisessä julkaistussa artikkelissa. Erona oli välilevyn rappeumamuutoksien mittaaminen tarkoitusta varten kehitetyllä ohjelmalla (SpEx ). Kun kliinikon käyttämä asteikko on 4-luokkainen, tulokset tässä jatkoyössä perustuivat 1 mm:n pikselikokoon ja niiden kirkkauteen asteikolla Tulokset vahvistivat osaksi edellisen tutkimuksen löydöksiä, mutta sen lisäksi tarkemmat mittarit tuottivat uusia havaintoja. Välilevyn rappeuma pahenee keskimäärin odotettu vähemmän; toisin kuin edellisessä tutkimuksessa tarkat mittarit osoittavat että lähes kaikissa välilevyissä tapahtuu muutoksia. Selvimmät muutokset todettiin vesipitoisuuden alenemisessa, mutta välilevyn korkeus madaltuu keskimäärin vain 1% ja pullistumat suurenevat 2% vuodessa. Sen lisäksi todettiin myös rappeumamuutosten vähenemistä, mutta joissain välilevyissä tapahtui suuria rappeumamuutoksia. Raskas nostaminen ja tupakointi liittyivät välilevyn madaltumiseen, perimä ja ikä liittyivät vesipitoisuuden alenemiseen (mikä mitattiin T2-magneettikuvista). Mitkään tutkituista riskitekijöistä eivät liittyneet välilevyn pullistumiin. Johtopäätökset. Tulokset viittaavat siihen, että rappeutuminen etenee kaikissa rakenteissa hitaasti, mutta sen ohella esiintyy harvinaisia suuria rappeumamuutoksia portaittaisia romahduksia. Havainnot korostavat pitkittäistutkimusten arvoa uuden tiedon tuottajina, mutta samalla osoittavat että tarvitaan vielä pitempien seuranta-aikoja. Lisäksi 3 mittauspistettä antaisi mahdollisuuden arvioida mittausvirheen osuutta, joka on aina mukana tutemattomana tekijänä tuloksissa. 3. Fyysinen kuormitus hidastaa terveen välilevyn rappeutumista, mutta nopeuttaa vaikeaa rappeutumista? Tausta. Näkemys fyysisen kuormituksen haitallisuudesta selän välilevyn rappeutumisessa on edelleen vallitseva ja kuormituksen vähentäminen on tavoiteena useimmissa ergonomisissa interventioissa. Toisaalta selkäpotilaiden kuntoutuksessa lihasvoimaa pyritään lisäämään, mikä sisältää aina kuormituksen lisäämistä. Tähän sisältyy ristiriita: miten sama tekijä, joka aiheuttaa ongelman vaikuttaakin kuntoutuksessa edullisesti. Olisi myös teoreettisesti erikoista, että fyysisellä kuormituksella olisi haitallinen vaikutus välilevyyn kun fyysisellä kuormituksella on yleinen edullinen vaikutus muihin tuki- ja liikuntaelinten rakenteisiin. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida iän, sekä työn että vapaa-ajan fyysisen kuormituksen, kehonpainon, välilevyn koon ja nostovoiman merkityksiä välilevyn rappeutumisessa.

3 Menetelmät. Välilevyn rappeutumisessa vesipitoisuuden aleneminen on keskeinen ilmiö, joka voidaan mitata tarkasti T2-magneettikuvasta. Vaikea välilevyn rappeutuminen arvioitiin välilevyn madaltumasta. Tutkitut muodostuivat 600 miehen väestöotoksesta ( vuotiaita). Tulokset. Alhaisempi ikä, suurempi paino ja isokineettinen nostovoima sekä pienempi välilevyn poikki pinta-ala olivat yhteydessä suurempaan vesipitoisuuteen (edullinen). Välilevyn vesipitoisuuden vaihtelusta ikä selitti 8% ja kehonpaino/välilevyn poikkipinta-ala 4%, isokineettinen nostotyö 2% ja raskaat nostot työssä 1 %, iän selittämän osuuden lisäksi. Pahempi välilevyn madaltuma oli yhteydessä korkeampaan ikään, suurempaan välilevyn poikkipinta-alaan ja raskaisiin nostoihin työssä. Välilevyn madaltuman vaihtelusta ikä selitti 4%, välilevyn poikkipintaala 2% ja työn kuormittavuusindeksi 1%. Pohdinta. Kehonpainon, nostovoiman, ja välilevyn poikkipinta-alan yhteydet välilevyn rappeutumiseen olivat selvemmät kuin työn ja vapaa-ajan fyysisen aktiivisuuden, joskin kaikkien näiden tekijöiden merkitykset olivat suhteellisen pienet. Suurempi fyysinen kuormitus vaikutti haitallisesti välilevyn madaltumaan, mutta vallitsevasta käsityksestä poiketen kaikki fyysinen kuormitus (paino, nostovoima ja nostaminen) oli edullista hidastaen ikääntymiseen liittyvää välilevyn rappeutumista (kuivumista). 4. Perimän ja fyysisen kuormituksen merkitykset selän luuntiheyden kehitykseen: identtisten kaksosveljesten 5-vuoden seurantatutkimus Tausta. On todennäköistä, että nikamien luuntiheyden aleneminen on yhteydessä selän muihin rappeutumisilmiöihin. Ensimmäisessä vaiheessa tämän näkemyksen tutkimiseksi toteutettiin rinnakkainen seurantatutkimus välilevyrappeumatutkimuksen kanssa koskien lanneselän nikamien luuntiheyden kehitystä. Menetelmät. Tutkittavat muodostuivat 140:stä fyysisen kuorimituksen, tärinän tai tupakoinnin suhteen toisistaan poikkeavasta identtisestä kaksosveljestä. Heidän lanneselän luuntiheydet mitattiin 5-vuoden väliajoin samalla DXA -koneella. Tutkittujen keski-ikä alkumittausten yhteydessä oli keskimäärin 49 vuotta. Tulokset. Lanneselän luuntiheys oli keskimäärin muuttumaton siitä huolimatta että noin 10%:lla oli luuntiheys alentunut yli 5% seuranta-aikana Tämä selittyi samanaikaisesta luuntiheyden kasvusta toisilel miehillä. Muutosten samanlaisuus veljesten välillä viittaa perimän dominoivaan osuuteen myös luuntiheydessä. Johtopäätökset. Alaryhmät, joissa tapahtuu joko merkittävää luuntiheyden alenemista tai parantumista, tulisi jatkossa selvittää tarkemmin suuremmissa aineistoissa. Pienet keksimääräiset muutokset korostavat pitempien seurantatutkimusten tarpeellisuutta ja vähintään 3 mittauskertaa antaisi mahdollisuuden tilastollisin menetelmin arvioida mittavirheen suuruuden. 5. Selkäkipujen ja lannerangan magneettikuvalöydösten väliset yhteydet Tausta. Lanneselän välilevy on yleisimmin epäilty alkulähde vaikeille tai toistuville selkävaivoille ja pääosa diagnostisista tutkimuksista ja kirurgisista toimenpiteistä kohdistuu välilevyyn. Näin siitä huolimatta, että selkäkivun alkuperä jää nykyäänkin epäselväksi yli 80%:ssa selkäpotilaista. Tässä

4 osatyössä oli tarkoitus selvittää selkävaivojen ja magneettikuvalöydösten välisiä yhteyksiä ottaen huomioon työn kuormituksen, tupakoinnin, perimän ja perheittäisyyden osuuden selkävaivoissa. Menetelmät. Tutkitut muodostuivat 230 miehen väestöotoksesta (35-69 vuotiaita; heitä ei oltu valittu tutkimukseen selkävaivojen perusteella). Selkävaivojen muuttujat perustuivat vaivojen useuteen, kestoon ja vaikeusasteeseen koskien erikseen koko elämänaikaa, viimeksi kulunutta vuotta ja tutkimusajankohtaa. Magneettikuvasta arvioitiin kahdeksan yleisintä ilmiötä, joita on epäilty yhteydestä selkäoireisiin. Tulokset. Useimmat magneettikuvalöydökset, paitsi välilevyn vesipitoisuuden arvio, olivat yhteydessä useampiin selkäoireisiin. Kuitenkin kun kaikki nämä muuttujat analysoitiin monimuuttujamallissa, ainoastaan välilevyn madaltuma ja sen repeämät olivat selvässä yhteydessä selkäoireisiin viimeksi kuluneen vuoden ja elämänaikana; niillä oli myös heikko yhteys tutkimuspäivän selkävaivoihin. Kun fyysinen kuormitus otettiin huomioon, välilevyn repeämän yhteys viimeaikaisiin selkävaivoihin korostui. Kun perimän osuus huomioitiin, välilevyn madaltuma ja sen repeämät selittivät 6% ja 12% selkäoireiden esiintyvyydestä. Pohdinta. Todetut yhteydet tukevat yleistä käsitystä, että välilevy voi olla selkävaivojen alkulähde. Kuitenkin näillä tutkituilla yleisillä magneettikuvan rappeumalöydöksillä, joita on epäilty yhteydestä selkäoireisiin, ei ole juurikaan kliinistä merkitystä, koska vain 12%:lla niistä tutkituista, joilla oli ollut selkävaivoja, oli selvä välilevyn madaltuma. 6. Syyt isometrisen selän kestävyystestin päättämiseen Sekä työelämässä että selkätutkimuksissa on suuri tarve mitata selän toimintakykyä, mutta tarvittaisiin parempia mittausmenetelmiä ja lisää tietoa siitä mitä eri käytössä olevat testit todella mittaavat. Monia uusia menetelmiä on kehitetty, mutta vanha isometrinen kestävyystesti on edelleen yksi eniten käytetty. Tässä testissä mitataan kuinka kauan (sekunneissa) tutkittava pitää vartaloa vaakasuorassa kun vartalon alaosa on tuettuna vyötäröstä alaspäin. Menetelmät. Tutkitut muodostuivat 544 työikäisen miehen väestöotoksesta ja avoimella kysymyksellä selvitettiin selkätestin keskeyttämisen syitä. Vastaukset ryhmiteltiin 11 ryhmään. Tulokset. Yleisin syy (63 %) oli lihasten väsyminen, 13 % ilmoitti keskeyttämisen syyksi kivun alaraajoissa, 3 % selkäkivun, 3 % motivaation loppumisen. Kaksi tutkituista piti asennon 240 sekunnin ajan, jolloin testi oli sovittu keskeytettäväksi. Muita syitä olivat tukiremmien aiheuttama kipu tai tunne niiden löystymisestä, hengästyminen, päänsärky tai pelko. Pohdinta. Tulokset auttavat johtopäätösten teossa käytettäessä tätä selän toimintakykytestiä. Miesväestössä isometrinen kestävyystesti mittaa kahdessa kolmasosassa lihaskuntoa. Kivulla on vaikutusta pienessä osassa miehistä lyhentäen suoritusta etenkin niillä, joilla oli ollut aikaisemmin selkävaivoja. Julkaisut 1. Videman T, Battié MC, Ripatti S, Gill K, Manninen H, Kaprio J Determinants of the Progression in Lumbar Degeneration: A 5-year Follow-up Study of Adult Male Monozygotic Twins. Spine 31 (6): ; Videman T, Battié MC, Parent E, Gibbons LE, Vainio P, Kaprio J. Progression in Quantitative MRI Measures of Lumbar Disc Degeneration - A 5-year Follow-up of Adult Male Monozygotic Twins. Submitted to Spine.

5 3. T Videman, E Levälahti, MC Battié. The Effects of Anthropometrics, Lifting Strength and Physical Activities in Disc Degeneration. Submitted to Spine. 4. Videman T, Battié MC, Ripatti S, Jurvelin J,Vanninen E, Kaprio J. Determinants of Changes in Bone Density - A 5-year Follow-up Study of Adult Male Monozygotic Twins. Submitted for publication 5. Videman T, Battié MC, Gibbons LE, Maravilla K, Manninen H, Kaprio J. Associations Between Back Pain History and Lumbar MRI Findings. Spine 28(6):582-8, Ropponen A, Gibbons LE, Videman T, Battié MC. Isometric back extension endurance testing: reasons for test termination. J Orthop & Sports Phys Ther 35(7): ; 2005 Oheisjulkaisu (Osana Smaranda Donescun väitöskirjatyötä hän selvitti plasmasta luun aineenvaihdunnan mekanismeja meidän kaksosainestossa) Donescu OS,. Battié MC, Videman T, Risteli J, Eyre D. Anthropometrics and Biochemical Markers in Men. J Clin Densitometry 8(2): , Jul 2005 Tässä tutkimuksessa havaittiin, että rasvattomalla kehonpainolla on tärkeä merkitys luuntiheydelle selittyen siten että korkeampi rasvaton paino vähentää luun resorptiota.