Efficacia della manipolazione vertebrale

E’ aperta la discussione sull’efficacia della manipolazione vertebrale in pazienti affetti da dolore muscolo-scheletrico.

La manipolazione vertebrale sembrerebbe modificare l’eccitabilità del riflesso spinale [1], la temperatura cutanea paraspinale [2], l’attività viscerale (es. funzione cardiovascolare) e l’attività elettromiografica dei muscoli paraspinali [3-4].

E’ stato ipotizzato che la manipolazione vertebrale alteri l’eccitabilità del motoneurone [5], aumenti la forza muscolare [6-7], modifichi l’integrazione sensomotoria [8] ed influenzi la regolazione del dolore nella corna dorsali del midollo spinale e nella sostanza grigia periacqueduttale [9].

Tuttavia non è del tutto chiaro come tutti questi meccanismi portino a un effetto biomeccanico come l’aumento del Range Of Motion (ROM) [10].

La terapia manuale mostra un effetto positivo in persone affette da dolore muscolo-scheletrico anche se esiste una “discussione” scientifica sulla forza delle evidenze degli effetti indotti dalla manipolazione [11-12].

Efficacia della manipolazione vertebrale: il ruolo dei processi neuro-fisiologici

Classicamente gli effetti della manipolazione venivano spiegati con un paradigma biomeccanico mentre oggi la ricerca punta sull’importante ruolo dei processi neuro-fisiologici sia a livello spinale e sopra-spinale nella modulazione dell’informazione nocicettiva [13].

Ad esempio sono stati usati per supportare queste proposizioni due modelli generali sul dolore al rachide lombare [14]:

• modello di adattamento del dolore
• dolore-spasmo-dolore

Il modello di adattamento del dolore postula una diminuzione dell’attività dei muscoli agonisti del tronco e un aumento dell’attività dei muscoli antagonisti durante il movimento con funzione protettiva [14]. Questo modello non prevede alcuna differenza nell’attività di riposo dei muscoli del tronco [14].

Al contrario, il modello dolore-spasmo-dolore suggerisce che il dolore porta a iperattività muscolare (spasmo), che a sua volta provoca dolore [14].

Due percorsi neuronali suggeriscono la base del ciclo dolore-spasmo-dolore.

• Lato sinistro: le afferenze nocicettive (N) trasmettono il feedback tramite gli interneuroni eccitatori (E) ai motoneuroni alfa (α) che causano un aumento dell’attivazione muscolare (spasmo).
• Lato destro: le afferenze nocicettive (N) forniscono un input eccitatorio sui motoneuroni gamma (γ) che aumentano la sensibilità dei fusi muscolari (s), che attivano i motoneuroni alfa attraverso gli interneuroni eccitatori (E) aumentando ulteriormente l’attivazione e il dolore muscolare [14].

Nello specifico la terapia manipolativa della colonna modula la soglia del dolore (PTs) sia nei soggetti sani modulando la soglia del dolore alla pressione in loco [15], sia nei soggetti sottoposti sperimentalmente a dolore indotto e sia nei pazienti con dolore muscolo-scheletrico [10-16].

In una review di Voogt del 2015 [17], è stata selezionata la soglia del dolore (PTs) come criterio di outcome; la PTs è definita come il minimo aumento di pressione, temperatura o stimolo chimico che la persona percepisce come doloroso.

La PTs è una misura affidabile e valida e largamente usata nella clinica e nella ricerca scientifica per valutare sia differenti interventi terapeutici sia il sistema modulatore del dolore.

Le evidenze trovate in questa review mostrano un moderato effetto analgesico della terapia manuale vertebrale sulla soglia del dolore da pressione (PPTs) in pazienti con differenti forme di dolore muscolo-scheletrico; non sono stati trovati cambi significativi nella soglia da dolore termico (la rilevanza clinica non è a tuttoggi chiara) [17].

Il risultato delle review inoltre mostra una non chiara relazione tra l’intensità, la tecnica di manipolazione usata (manipolazione contro forme di mobilizzazione) e il lato di applicazione dello stimolo manuale sul PPTs; perciò non può essere presa una decisione assoluta riguardo il tipo di tecniche di terapia manuale da utilizzare [17].

Uno studio pubblicato su Neuroscience nel 2017 [18], ha dimostrato un’inibizione transitoria ma specifica (non a lungo termine cosa che richiede ulteriori studi) della sommazione temporale degli inputs nocicettivi nella lombalgia grazie alla manipolazione vertebrale.

Lo studio è stato condotto dando una stimolazione elettrica nocicettiva a livello di T4 e dividendo i soggetti in tre gruppi:

1. Gruppo di controllo
2. Gruppo che ha ricevuto uno stimolo meccanico per 2 secondi di 25 Newton con un dinamometro (ripetibile ma non uguale a una vera mobilizzazione con alto livello di forza, questo è un limite dello studio)
3. Gruppo che ha ricevuto una manipolazione HVLA del segmento toracico comprendente T4 (quest’ultimo gruppo è quello che ha avuto il risultato positivo).

Tre meccanismi potrebbero contribuire all’effetto ipoalgesico dato dalla manipolazione vertebrale:

1. i processi spinali segmentali possono diminuire la percezione del dolore attraverso l’inibizione dei neuroni delle corna dorsali.
2. le vie discendenti derivanti da varie strutture del cervello incluso il tronco cerebrale possono essere attivate dalla manipolazione e modulare l’attività dei neuroni spinali.
3. i processi cerebrali non-specifici che modulano la percezione del dolore senza un coinvolgimento spinale potrebbero diminuire l’attività nocicettiva e la percezione del dolore [16].

Efficacia della manipolazione vertebrale: modulazione del dolore

Studiando il ruolo della modulazione del dolore dato dalla terapia manuale sono da osservare alcuni studi.

Melzack e Wall sono stati i primi a spiegare i meccanismi potenziali di un sistema centrale di modulazione del dolore definendo la “Teoria del gate control del dolore”.

Secondo la teoria del gate control un input non doloroso sopprime l’output doloroso attraverso l’inibizione dei nocicettori delle radici dorsali.

Il sistema gate control è spesso attivato dal tocco o da input sensoriali non dolorosi i quali attivano le fibre a bassa soglia Aβ che inibiscono gli input nocicettivi dalle fibre afferenti Aδ e C [19-20].

Esiste oltre questo un altro meccanismo che induce analgesia attraverso i circuiti discendenti modulatori che utilizza neurotrasmettitori incluso la serotonina (5-HT), la vasopressina, l’ossitocina, l’adenosina, gli endocannabinoidi, e gli oppioidi endogeni (Eos come le β endorfine) essi agiscono su e tramite strutture come il midollo rostrale ventromediale (RVM) e la sostanza grigia periacqueduttale (PAG) al fine di modulare i circuiti nocicettivi e gli output dolorosi a livello spinale [21-22].

Quello che è più importante da considerare è che anche la risposta analgesica suscitata dal tocco è mediata da meccanismi Eos e endocannabinoidi (meccanismi top-down) [23].

Altro sistema da considerare è il controllo inibitorio nocicettivo diffuso (DNIC) cioè il processo attraverso il quale i segnali nocicettivi afferenti sono inibiti dal sistema nervoso periferico (PNS) tramite l’induzione di stimoli dolorosi. Le terapia manuali dolorose sono mediate dal sistema DNIC [24-25].

Dall’analisi di questi meccanismi e da studi collegati ad essi sembra che alcune terapie come la manipolazione possa necessitare di un una quantità di forza utile ad avere un effetto analgesico [26], di contro sembra però che anche il solo tocco possa innescare una risposta inibitoria discendente.

In uno studio di Pagé et al sulla relazione dose-risposta della manipolazione vertebrale (effettuato tramite un simulatore servo-assistito che simulava la manipolazione) è stato osservato come risultato principale che mentre diminuisce la durata dell’impulso delle manipolazione la risposta elettromiografia dei muscoli paraspinali toracici (T6-T8) aumenta linearmente durante e in seguito alla manipolazione, l’importanza clinica rimane comunque da determinare [27].

In uno studio Nougarou et al [28], legato allo studio precedente è invece stato investigato il rapporto tra la risposta elettromiografica dei muscoli toracici e il picco di forza.

Il risultato principale è stato che la risposta elettromiografica dei muscoli paraspinali aumenta linearmente con l’aumento del picco di forza della manipolazione vertebrale, l’importanza clinica rimane comunque da determinare [28].

Inoltre per la Gate Control Theory gli stimoli non nocivi inibiscono gli stimoli nocivi, terapie però più aggressive potrebbero essere troppo nocicettive per innescare una risposta del gate control ma essere non sufficientemente nocicettive da produrre una risposta del sistema DNIC, quindi questi meccanismi sono terapia dipendente e possono aiutare alla scelta della terapia più idonea in base allo stato del paziente [29].

Efficacia della manipolazione vertebrale sui disordini viscerali

Nonostante esistano alcune evidenze che certi disordini viscerali beneficiano della manipolazione vertebrale tuttavia i meccanismi attraverso i quali la manipolazione vertebrale possa influenzare la funzione viscerale e agire sulla disfunzione viscerale rimane non chiaro [30].

Nonostante il notevole interesse da parte di professionisti della medicina manuale nei disturbi somato-viscerali ci sono poco studi che possono guidare chiaramente la pratica clinica, la maggior parte degli studi sono stati incentrati sulla funzione cardiovascolare ad esempio dopo manipolazione cervicale e toracica risultano cambi seppur modesti nella frequenza cardiaca e nella pressione sanguigna [31-32].

References:

1. Dishman JD, Burke J: Spinal reflex excitability changes after cervical and lumbar spinal manipulation: a comparative study. Spine J 2003,3(3):204–212.
2. Roy RA, Boucher JP, Comtois AS: Paraspinal cutaneous temperature modification after spinal manipulation at L5. J Manipulative Physiol Ther 2010, 33(4):308–314.
3. DeVocht JW, Pickar JG, Wilder DG. Spinal manipulation alters electromyographic activity of paraspinal muscles: a descriptive study. J Manipulative Physiol Ther. 2005;28(7):465–471.
4. Lehman G. Kinesiological research: the use of surface electromyography for assessing the effects of spinal manipulation. J Electromyogr Kinesiol. 0.
5. Pickar JG. Neurophysiological effects of spinal manipulation. Spine J. 2002;2(5):357–371.
6. Botelho MB, Andrade BB. Effect of cervical spine manipulative therapy on judo athletes’ grip strength. J Manipulative Physiol Ther. 2012;35(1):38–44.
7. Grindstaff TL, Hertel J, Beazell JR, Magrum EM, Ingersoll CD. Effects of lumbopelvic joint manipulation on quadriceps activation and strength in healthy individuals. Man Ther. 2009;14(4):415–420.
8. Taylor HH, Murphy B. Altered sensorimotor integration with cervical spine manipulation. J Manipulative Physiol Ther. 2008;31(2):115–126.
9. Bialosky JE, Bishop MD, Robinson ME, Zeppieri G Jr, George SZ. Spinal manipulative therapy has an immediate effect on thermal pain sensitivity in people with low back pain: a randomized controlled trial. Phys Ther. 2009;89(12):1292–1303.
10. Millan M, Leboeuf-Yde C, Budgell B, Descarreaux M, Amorim M. The effect of spinal manipulative therapy on spinal range of motion: a systematic literature review. Chiropr Man Therap. 2012; 20: 23.
11. Miller J, Gross A, D’Sylva J, Burnie SJ, Goldsmith CH, Graham N, Haines T, Bronfort G, Hoving JL. Manual therapy and exercise for neck pain: a systematic review. Man Ther 2010;15:334-354.
12. Slater SL, Ford JJ, Richards MC, Taylor NF, Surkitt LD, Hahne AJ. The effectiveness of sub-group specific manual therapy for low back pain: a systematic review. Man Ther 2012;17:201-12.
13. Bialosky JE, Bishop MD, Price DD, Robinson ME, George SZ. The mechanisms of manual therapy in the treatment of musculoskeletal pain: a comprehensive model. Man Ther 2009;14:531-538.
14. Clark BC, Russ DW, Nakazawa M, France CR, Walkowski S, Law TD, Applegate M, Mahato N, Lietkam S, Odenthal J, Corcos D, Hain S, Sindelar B, Ploutz-Snyder RJ, Thomas JS. A randomized control trial to determine the effectiveness and physiological effects of spinal manipulation and spinal mobilization compared to each other and a sham condition in patients with chronic low back pain: Study protocol for The RELIEF Study. Contemp Clin Trials. 2018 Jul;70:41-52.
15. Honoré M, Leboeuf-Yde C, Gagey O. The regional effect of spinal manipulation on the pressure pain threshold in asymptomatic subjects: a systematic literature review. Chiropr Man Therap. 2018; 26: 11.
16. Coronado RA, Gay CW, Bialosky JE, Carnaby GD, Bishop MD, George SZ. Changes in pain sensitivity following spinal manipulation: a systematic review and metaanalysis. J Electromyogr Kinesiol 2012;22:752-767.
17. Voogt L, de Vries J, Meeus M, Struyf F, Meuffels D, Nijs J. Analgesic effects of manual therapy in patients with musculoskeletal pain: a systematic review. Man Ther. 2015 Apr;20(2):250-6.
18. Randoll C, Gagnon-Normandin V, Tessier J1, Bois S, Rustamov N, O’Shaughnessy J, Descarreaux M, Piché M. The mechanism of back pain relief by spinal manipulation relies on decreased temporal summation of pain. Neuroscience. 2017 May 4;349:220-228.
19. Melzack R, Wall PD, “Pain mechanisms: a new theory,” Science, vol. 150, no. 3699, pp. 971–979, 1965.
20. Abraira VE, Ginty DD, “The sensory neurons of touch,” Neuron, vol. 79, no. 4, pp. 618–639, 2013.
21. M. L. Adams, D. A. Brase, S. P. Welch, and W. L. Dewey, “The role of endogenous peptides in the action of opioid analgesics,” Annals of EmergencyMedicine, vol. 15,no. 9, pp. 1030–1035, 1986.
22. J. Sawynok, “Adenosine receptor targets for pain,” Neuroscience, 2015.
23. L. Lindgren,G.Westling, C. Brulin, S. Lehtipalo, M. Andersson, and L. Nyberg, “Pleasant human touch is represented in pregenual anterior cingulate cortex,” NeuroImage, vol. 59, no. 4, pp. 3427–3432, 2012.
24. D. Yarnitsky, “Conditioned pain modulation (the diffuse noxious inhibitory control-like effect): its relevance for acute and chronic pain states,” CurrentOpinion in Anaesthesiology, vol. 23, no. 5, pp. 611–615, 2010.
25. S. Mense, “Neurobiological concepts of fibromyalgia—the possible role of descending spinal tracts,” Scandinavian Journal of Rheumatology. Supplement, vol. 29, no. 113, pp. 24–29, 2000.
26. S. McLean, R. Naish, L. Reed, S. Urry, and B. Vicenzino, “A pilot study of the manual force levels required to produce manipulation induced hypoalgesia,” Clinical Biomechanics, vol. 17, no. 4, pp. 304–308, 2002.
27. Pagé I, Nougarou F, Dugas C, Descarreaux M. The effect of spinal manipulation impulse duration on spine neuromechanical responses. J Can Chiropr Assoc. 2014 Jun;58(2):141-8.
28. Nougarou F, Dugas C, Deslauriers C, Pagé I, Descarreaux M. Physiological responses to spinal manipulation therapy: investigation of the relationship between electromyographic responses and peak force. J Manipulative Physiol Ther. 2013 Nov-Dec;36(9):557-63.
29. Vigotsky AD, Bruhns RP. The Role of Descending Modulation in Manual Therapy and Its Analgesic Implications: A Narrative Review. Pain Research and Treatment, 2015, 1–11.
30. Bakris G, Dickholtz M, Meyer PM, Kravitz G, Avery E, Miller M, et al. Atlas vertebra realignment and achievement of arterial pressure goal in hypertensive patients: a pilot study. J Hum Hypertens 2007;21:347–52.
31. Koch LE, Koch H, Graumann-Brunt S, Stolle D, Ramirez JM, Saternus KS. Heart rate changes in response to mild mechanical irritation of the high cervical spinal cord region in infants. Forensic Sci Int 2002;128:168–76.
32. Bolton PS, Budgell B. Visceral responses to spinal manipulation. J Electromyogr Kinesiol. 2012 Oct;22(5):777-84.