Besteht ein Zusammenhang zwischen Rückenschmerz und der Stabilität der lumbalen Wirbelsäule während einer Schwangerschaft? - eine modellbasierte Hypothese

Liebetrau Anne, Puta Christian, Schinowski David, Wulf Thomas, Wagner Heiko

Research article (journal)

Abstract

Deutsch Während der Schwangerschaft leidet die Hälfte aller Frauen unter Rückenschmerzen. Hierfür werden in der Literatur verschiedene Gründe diskutiert. Es wird zum Beispiel angenommen, dass durch die Gewichtszunahme sowie die Vergrößerung des Uterus veränderte Kräfte und Momente auf die Wirbelsäule wirken, welche eine verringerte spinale Stabilität zur Folge haben können. Es ist bekannt, dass diese Veränderungen zu Rückenschmerzen führen. Ziel dieser Studie war es, die anatomischen Veränderungen während einer Schwangerschaft anhand der wirkenden Momente auf die lumbalen Segmente abzuschätzen und ihre möglichen Auswirkungen auf die Stabilität der Lendenwirbelsäule (LWS) zu beschreiben. Mit Hilfe eines zweidimensionalen Muskel-Skelett-Modells wurden die Veränderungen der Anatomie vor und während einer Schwangerschaft simuliert. Die Simulationen ergeben ein Optimum bei einer Vergrößerung der Lordose in Sagittalebene, welche zur Reduktion der lumbal wirkenden Drehmomente führt. Darüber hinaus wird die lumbale Stabilität in Abhängigkeit von der Aktivität der im Modell simulierten oberflächigen paraspinalen Muskulatur bestimmt. Eine Verringerung der Aktivität der modellierten Muskeln hat lumbale segmentale Instabilität zur Folge. Die Ergebnisse zeigen, dass die sich während der Schwangerschaft ausbildende vergrößerte Lordose sowie kräftige lumbale paraspinale Muskeln die segmentale Stabilität der LWS garantiert. Insbesondere die Wirkung der lumbalen segmentalen Muskulatur scheint hier eine besondere Bedeutung für die Funktion der Wirbelsäule zu haben, da sie die notwendigen Drehmomente erzeugen muss. Eine schlecht ausgebildete segmentale Muskulatur kann somit dazu führen, dass die Aktivität der paraspinalen Muskulatur reduziert werden muss, was eine Instabilität der Wirbelsäule zur Folge hat. Es wird dementsprechend angenommen, dass durch ein gezieltes Training der lumbalen segmentalen Muskulatur eine höhere Stabilität der LWS erzeugt werden kann und dies möglicherweise dem lumbalen Rückenschmerz während der Schwangerschaft vorbeugt. English During pregnancy, approximately 50% of all women suffer from low back pain (lbp), which significantly affects their everyday life. The pain could result in chronic insomnia, limit the pregnant women in their ability to work and produce a reduction of their physical activity. The aetiology of the pain is still critically discussed and not entirely understood. In literature, different explanations for lbp are given. One of the most common reasons is the anatomical changes of the female body during pregnancy; for instance there is an increase in the sagittal moments because of the enlarged uterus and fetus, and the occurrence of hyperlordosis. The aim of our study was to describe with the help of a simplified musculoskeletal model, how the anatomical changes in pregnant women appear on the stability and the acting moments of the lumbar spine. We developed a two-dimensional musculoskeletal model of the lumbar spine in the sagittal plane consisting of five lumbar vertebrae. The model includes five centres of rotation and three antagonistic pairs of paraspinal muscles. The concept of altered acting torques during pregnancy is explored by varying geometrical arrangements. The situations non-pregnant, pregnant and pregnant with hyperlordosiswereconsidered for the model-based approach. These simulations were done in dependence on stability of the erect posture and local counter torques of every lumbar segment. In spite of the simplicity of our model and the musculoskeletal arrangement it was possible to maintain equilibrium of the erect posture at every lumbar spinal segment with one minimum physiological cross sectional area of all paraspinal muscles. The stability of the musculoskeletal system depends on the muscular activity of the paraspinal muscles. Diminishing the muscular activity causes unstable lumbar segments. The relation between the non-pregnant and the pregnant simulations demonstrates a considerable increase of acting segmental counter torques. Simulating an increased lordosis for the pregnant situation in the sagittal plane substantially reduces these acting counter torques, and so the demand on the segmental muscles. We assume that the hyperlordosis during pregnancy is a physiological adaptation on the anatomical changes during pregnancy to minimize the segmental counter torques and therefore the demand on the segmental muscles. Further, we expect that an enhanced muscle activity caused by selective activity of lumbar muscles increases the stability of lumbar spine and may improve the situation with lbp during pregnancy.

Details zur Publikation

Pages: 10
Release year: 2012
Language in which the publication is written: German
Link to the full text: http://www.springerlink.com/content/p732718264060366/