Introduction
Amyotrofinen lateraaliskleroosi (ALS) on etenevä sairaus, jolle on ominaista sekä ylempien että alempien motoneuronien osallistuminen (UMN ja LMN). ALS:ssa lihasten tuhoutuminen vaikuttaa ensisijaisesti abductor pollicis brevis -lihakseen (APB) ja ensimmäiseen dorsaaliseen interosseuslihakseen, ja abductor digiti minimi (ADM) säilyy suhteellisen hyvin. Tätä ALS:n erityispiirrettä on kutsuttu “split-hand”-merkiksi (Wilbourn, 2000). Yleisesti ottaen motoristen yksiköiden menetys on ALS-potilailla huomattavasti suurempi APB:ssä kuin ADM:ssä (Kuwabara ym., 1999). Sekä kortikaalisten että perifeeristen mekanismien on ehdotettu olevan ALS:n pienten käden lihasten eritasoisen atrofian taustalla (Weber ym., 2000; Shibuya ym., 2013). Transkraniaalisten magneettistimulaatiotutkimusten tulokset ovat osoittaneet, että kortikomotoneuronaalinen tulo thenar-kompleksia innervoiviin selkäydinmotoneuroneihin on laajempi normaaleilla osallistujilla (Macdonell ym., 1999; Menon ym., 2014). Tällainen ero tuloissa saattaa aiheuttaa sen, että nämä selkärangan motoneuronit rappeutuvat ensisijaisesti ALS: ssä transsynaptisen anterogradisen eksitotoksisen mekanismin kautta. Kortikomotoneuronaaliset projisoinnit thenar-kompleksiin vaikuttavat ensisijaisesti ALS:ssa, mikä viittaa siihen, että kortikomotoneuronaalinen toimintahäiriö vaikuttaa osaltaan ALS:ssä esiintyvään halkaistun käden merkkiin (Weber ym., 2000). Perifeeristen hermojen herätettävyyttä koskevissa tutkimuksissa on esitetty, että APB:tä hermottavat motoneuronien aksonit ovat yliherkistyviä ja alttiita rappeutumiselle ALS:ssa (Vucic ja Kiernan, 2010; Shibuya ym., 2013). Tähän mennessä on kuitenkin vain vähän tutkimuksia, joissa on suoraan verrattu APB:tä ja ADM:ää innervoivien motoneuronien toimintahäiriöitä tai herätettävyyttä. F-aalto on myöhäinen ja matalaamplitudinen vaste, joka heijastaa motoneuronien antidromista aktivaatiota (Pastore-Olmedo et ai., 2009). F-aallot voivat tarjota riippumattoman mittarin segmentaalisen motoneuronin herätettävyydelle (Fisher, 1992; Milanov, 1992; Hachisuka et al., 2015). Tämän tutkimuksen ensisijaisena tarkoituksena oli tutkia APB:tä ja ADM:ää innervoivien selkärangan motoneuronien toimintahäiriöiden eroja ALS:ssa F-aaltojen avulla.
Materiaalit ja menetelmät
Osallistujat
Tutkimuksessamme tutkittiin 40 potilasta, joilla oli sporadinen ALS, ja 20 iältään ja sukupuoleltaan vastaavaa normaalia osallistujaa. Kaikki potilaat nähtiin Peking Union Medical College Hospitalin neurologian osastolla elokuun 2013 ja kesäkuun 2014 välisenä aikana. ALS-potilaat, jotka täyttivät modifioidut El Escorialin kriteerit varmalle, todennäköiselle tai todennäköiselle laboratoriotuen ALS:lle (Brooks et al., 2000), otettiin peräkkäin mukaan tutkimukseen. Näiltä potilailta analysoitiin erilaisia elektrofysiologisia tutkimuksia ja kliinisiä ominaisuuksia, kuten ikä ilmoittautumishetkellä ja aika oireiden alkamisesta. Yhdelläkään ALS-potilaalla ei ollut todettu geneettistä mutaatiota. Yläraajojen UMN:n osallisuuteen viittasivat klonus, lisääntynyt tonus, reippaat jännerefleksit ja positiiviset Hoffmanin merkit. ALS-potilaat jaettiin fyysisten oireiden perusteella kahteen ryhmään. Ryhmän 1 potilailla (20 ALS-potilasta) oli käden sisäisten lihasten rappeutumista ja heikkoutta. Ryhmän 2 potilailla (20 ALS-potilasta) ei ollut käden sisäisten lihasten hukkaa tai heikkoutta, ja heillä ei ollut lainkaan tai oli lievää heikentymistä erillisissä sormien liikkeissä. Vaurioituneemman käden tiedot analysoitiin ryhmän 1 ALS-potilaiden osalta, kun taas ehjemmän käden tiedot analysoitiin ryhmän 2 ALS-potilaiden osalta. Vasemman käden tiedot analysoitiin normaalien kontrolliryhmien osalta. ALS-potilaat luokiteltiin kliinisesti ALS:n toiminnallisen luokitusasteikon (ALSFRS-R; Cedarbaum ym., 1999) avulla ja luokiteltiin taudin puhkeamispaikan mukaan. Kaikkien ALS-potilaiden elektrodiagnostiset piirteet vastasivat etusarven solujen diffuusia ja etenevää rappeutumista. Tutkimushetkellä yksikään potilaista ei käyttänyt rilutsolia tai muita spastisuutta vähentäviä lääkkeitä. Osallistujat, joilla oli kliinisen tutkimuksen ja hermojohtumistutkimusten perusteella samanaikainen karpaali- tai kubitaalitunnelin oireyhtymä, jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle. Kaikki tutkittavat antoivat tietoon perustuvan kirjallisen suostumuksen tutkimukseen osallistumisesta. Tutkimus hyväksyttiin Peking Union Medical College Hospitalin (Peking, Kiina) kliinisen tutkimuksen eettisessä komiteassa, ja kaikki toimenpiteet suoritettiin Helsingin julistuksen mukaisesti.
Hermon johtumistutkimus
Elektrofysiologiset testit suoritettiin Viking IV -elektromyografia (EEG) -järjestelmällä (Nicolet Biomedical, Madison, WI, USA). Yhdistetyt lihasten toimintapotentiaalit (CMAP) rekisteröitiin APB- ja ADM-lihaksista mediaani- tai ulnaarihermon stimulaation jälkeen ranteessa. Tutkittujen raajojen ihon lämpötila pidettiin >32 °C:ssa. Distaalinen motorinen latenssi (DML), huipusta huippuun CMAP-amplitudi, motorinen johtumisnopeus (MCV) ja ADM/APB CMAP-amplitudin suhde mitattiin.
F-aaltotutkimus
Kaikki koehenkilöt olivat selinmakuulla ja rentoutuneina koko kokeiden ajan. Keskihermon ja kyynärhermon F-aallot rekisteröitiin pintaelektrodeilla, jotka oli kiinnitetty ihoon APB- ja ADM-lihasten yläpuolelle. Tutkittavia hermoja stimuloitiin antamalla 100 supramaximaalista ärsykettä, joiden taajuus oli 1 Hz, kohtaan, joka oli 7 cm proksimaalisesti aktiivisesta rekisteröintielektrodista siten, että katodi oli proksimaalisesti anodista. Yhteensä 100 ärsykettä katsottiin sopivaksi F-aaltojen koko potentiaalin tutkimiseksi (Fisher ym., 1994). Suodatinasetukset olivat 20 Hz-10 kHz, pyyhkäisynopeus oli 5 ms jakoa kohti ja vahvistimen vahvistus oli 0,5 mV jakoa kohti. A-aallot, jotka määriteltiin identtisiksi myöhäisiksi vasteiksi, joiden latenssi oli vakio ja jotka esiintyivät vähintään 8:ssa 20:stä jäljestä, jätettiin F-aaltotutkimuksen ulkopuolelle (Puksa et al., 2003). Seuraavat F-aaltoparametrit analysoitiin: minimaalinen latenssi, keskimääräinen latenssi, maksimaalinen latenssi, F-aallon pysyvyys, keskimääräinen amplitudi, keskimääräinen F/M-amplitudisuhde ja toistuvien F-aaltojen lukumäärä. F-aallon huippuamplitudi mitattiin, jos amplitudi oli vähintään 40 μV. Keskimääräinen F/M-amplitudisuhde laskettiin jakamalla keskimääräinen F-aallon amplitudi vastaavalla maksimaalisella CMAP-amplitudilla. Toistuva neuroni (RN) oli neuroni, joka synnytti sarjan F-aaltoja, joilla oli samanlaiset latenssit, amplitudit ja muodot, ja nämä F-aallot määriteltiin toistuviksi F-aalloiksi. RN:t ja toistuvat F-aallot havaittiin visuaalisen tarkastelun avulla, ja ne asetettiin manuaalisesti muiden toistuvien F-aaltojen päälle. Toistuvat F-aallot mitattiin käyttämällä seuraavia indeksejä: indeksi RN = 100 × RN:n määrä / 100 ärsykkeen sarjassa erimuotoisia F-aaltoja sisältävien jälkien määrä; indeksi toistuvat F-aallot (Freps) = 100 × toistuvien F-aaltojen määrä / niiden jälkien kokonaismäärä, joissa on F-aaltoja samassa hermossa (Chroni ym., 2012).
Statistiset analyysit
Aineiston normaalisuuden arvioimiseksi käytettiin Shapiro-Wilkin testiä. Kun varianssianalyysin P-arvo saavutti merkitsevyyden, suoritettiin Student-Newman-Keulsin testi. Kahden ryhmän välisten erojen arviointiin käytettiin riippumattoman otoksen t-testiä. Ei-parametristen tietojen osalta ryhmien väliset vertailut tehtiin Kruskal-Wallisin H-testillä. Kun nollahypoteesi oli hylätty, ryhmien parittaiset vertailut testattiin Mann-Whitneyn U-testillä ja Bonferroni-korjauksella merkitsevyystason ollessa P < 0,017. Kategoristen muuttujien eroja tutkittiin Khiin neliö -testillä. Tilastollinen merkitsevyys asetettiin tasolle P < 0,05. SPSS for Windows, versio 21.0 (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA), käytettiin tilastollisten analyysien suorittamiseen.
Tulokset
ALS-potilaiden ja NC-osallistujien kliiniset profiilit on esitetty yhteenvetona taulukossa 1. Kaikki ALS-potilaat olivat kliinisesti LMN-painotteisia. Tutkimusikä, sukupuolisuhde ja pituus olivat vertailukelpoisia kaikissa kolmessa ryhmässä. ALS-potilaista 70 %:lla ryhmän 1 potilaista ja 25 %:lla ryhmän 2 potilaista oli yläraajojen tauti. 11:llä ALS-potilaalla ryhmässä 1 ja 10:llä ryhmässä 2 oli kaksi sairastunutta kehon aluetta, ja 9:llä potilaalla ryhmässä 1 ja 10:llä ryhmässä 2 oli yleistynyt tauti. Taudin kesto ja ALSFRS-R-pisteet eivät eronneet merkitsevästi ryhmien 1 ja 2 ALS-potilaiden välillä.
TAULUKKO 1. Osallistujien kliiniset profiilit.
Taulukossa 2 esitetään ALS-potilaiden ja NC-potilaiden hermojohtumistutkimuksen tulokset. ADM/APB CMAP-amplitudisuhde oli merkittävästi suurentunut ALS-potilailla ryhmässä 1 verrattuna NC-ryhmään, mikä havaittiin johdonmukaisesti ALS-potilaiden jaetun käden merkin kanssa (Kuwabara ym., 2008). ALS-potilaiden ja NC-potilaiden F-aaltotutkimuksen tulokset esitetään taulukossa 3. APB:n keskimääräinen F-aallon amplitudi oli merkittävästi pienempi ryhmässä 1 kuin ryhmässä 2, jotka olivat vertailukelpoisia ryhmän 2 ja NC:n välillä. ADM:n keskimääräiset F-aaltojen amplitudit ryhmissä 1 ja 2 olivat merkittävästi suuremmat kuin NC:llä. APB:n ja ADM:n F/M-amplitudisuhteet olivat ryhmässä 1 merkittävästi korkeammat kuin ryhmässä 2 ja NC:ssä, kun taas ryhmässä 2 ja NC:ssä F/M-amplitudisuhteet olivat samanlaiset. APB:n F-aallon pysyvyys, joka oli ALS-potilailla huomattavasti alhaisempi kuin NC-potilailla, oli vertailukelpoinen ryhmien 1 ja 2 välillä. ADM:n F-aallon pysyvyys oli merkittävästi pienempi ryhmässä 1 kuin ryhmässä 2 ja NC:ssä, kun taas ADM:n F-aallon pysyvyys oli samanlainen ryhmän 2 ja NC:n välillä. APB:n indeksi RN ja indeksi Freps kasvoivat merkittävästi ryhmissä 1 ja 2 verrattuna NC:hen, mutta nämä indeksit olivat vertailukelpoisia ryhmien 1 ja 2 välillä. ADM:n indeksi RN ja indeksi Freps olivat merkitsevästi korkeammat ryhmässä 1 kuin ryhmässä 2 ja NC:ssä, kun taas ryhmässä 2 ja NC:ssä näiden indeksien arvot olivat samanlaiset. Kuvassa 1 esitetään edustavia esimerkkejä F-aaltojäljistä mediaani- ja ulnaarihermon osalta, jotka on tallennettu ALS-potilailta ryhmissä 1, 2 ja NCs.
Taulukko 2. ALS-potilaiden F-aaltojäljet. Hermojohtumistutkimuksen tulokset.
TAULUKKO 3. F-aaltotutkimus ALS-potilailla ja normaaleilla kontrolleilla.
Kuva 1. Edustavia esimerkkejä amyotrofista lateraaliskleroosia (ALS) sairastavilta potilailta ja normaaleilta kontrolleilta (NC) tallennetuista F-aalloista. (A) F-aallot, jotka on tallennettu ALS-potilaan kädestä, jossa esiintyy kuihtumista ja heikkoutta. Sekä keskihermosta että kyynärhermosta tallennetuissa F-aalloissa havaittiin F-aaltojen pysyvyyden vähenemistä ja toistuvien F-aaltojen määrän lisääntymistä. (B) F-aallot, jotka on tallennettu ALS-potilaan kädestä, jossa ei ole havaittavissa kuihtumista tai heikkoutta. F-aaltojen pysyvyys väheni ja toistuvien F-aaltojen määrä lisääntyi keskihermossa, kun taas kyynärhermosta tallennettujen F-aaltojen parametrit olivat suhteellisen normaalit. (C) Terveeltä koehenkilöltä vasemmasta yläraajasta tallennetut F-aallot. F-aaltojen amplitudit, latenssit ja aaltomuodot vaihtelivat, ja F-aaltojen pysyvyys oli normaali sekä keski- että kyynärhermossa. Kirjaimet tallenteen oikealla puolella kuvaavat toistuvia F-aaltoja amplitudin, latenssin ja aaltomuodon perusteella. Kalibroinnit ovat 0,5 mV ja 5 ms F-aallon tallentamisessa.
Taulukossa 4 esitetään F-aallon diagnostinen suorituskyky ALS:n ja NC:n välillä. F-aaltoa voitaisiin käyttää apuna ALS-potilaiden erottamisessa NC:stä. APB:n indeksi RN ja indeksi Freps näyttivät olevan luotettavia muuttujia ALS-potilaiden erottamisessa NC:stä, sillä indeksi RN:n (0,998, 95 %:n luottamusväli (CI) 0,937-1,000) ja indeksi Freps:n (1,000, 95 %:n CI 0,940-1,000) käyrän alle jäävä pinta-ala (AUC, area under the curve, AUC) osoitti, että niiden diagnostinen hyöty oli “erittäin hyvä”. Muiden F-aaltomuuttujien AUC-arvot olivat alhaisemmat kuin APB:n indeksi RN:n ja indeksi Frepsin AUC-arvot, joten niiden diagnostinen hyödyllisyys oli pienempi. ADM/APB CMAP-amplitudisuhteen AUC-arvo oli 0,766 (95 % CI 0,638-0,865, P < 0,001), ja sillä voitiin kohtalaisesti erottaa ALS-potilaat NC-potilaista. Käyttämällä raja-arvoa ADM/APB > 1,7 (Kim ym., 2015) ALS:n diagnosoimiseksi saatiin kohtalainen herkkyys (52,5 %) ja korkea spesifisyys (85,0 %) verrattuna kontrolleihin. APB:n F-aallon pysyvyys (P = 0,002), indeksi RN (P < 0,001) ja indeksi Freps (P < 0,001) näyttivät erottavan ALS-potilaat NC:stä vankemmin kuin ADM/APB CMAP-amplitudisuhde.
Taulukko 4. ALS-potilaat ja NC:t. F-aallon diagnostinen suorituskyky amyotrofisella lateraaliskleroosilla (ALS) verrattuna normaaleihin kontrolleihin (NC).
Keskustelu
Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli käyttää F-aaltomittauksia APB- ja ADM-motoneuronien toimintahäiriöiden erojen selvittämiseksi ALS-potilailla. Ehdotetun ALS:n porrastusjärjestelmän (Roche ym., 2012) mukaan taudin vaiheet olivat vertailukelpoisia ryhmien 1 ja 2 välillä. Ryhmien 1 ja 2 välinen ero yläraajojen puhkeamisprosentissa saattaa olla taustalla erilainen taudin etenemismalli näiden kahden ryhmän välillä. Arvioitu motoristen yksiköiden lukumäärä ja CMAP-amplitudit ovat hyödyllisiä parametreja motoneuronikadon arvioimiseksi, kun taas F-aalto voi olla suora anturi etusarven solujen toimintahäiriöstä tai epävakaudesta (Hachisuka ym., 2015). F-aallon pysyvyys on yhteydessä LMN:ien lukumäärään ja motoneuronien herätettävyyteen (Schiller ja Stalberg, 1978; de Carvalho ym., 2002; Argyriou ym., 2006). Toistuvien F-aaltojen taustalla oleviksi mekanismeiksi on ehdotettu lisääntynyttä herätettävyyttä tietyissä etusarvisoluissa, vähentynyttä herätettävyyttä joissakin motoneuroneissa tai motoneuronien häviämistä (Schiller ja Stalberg, 1978; Petajan, 1985; Peioglou-Harmoussi ym., 1987; Hachisuka ym., 2015). Kun motoneuroneita menetetään, yksittäisten motoneuronien toistuvat F-aallot voidaan tunnistaa helpommin; on kuitenkin väitetty, että yksittäisten motoneuronien takaisinkytkentöjen alhainen taajuus tekee mekanismista melko epätodennäköisen (Chroni et al., 2012). Fysiologisesti F-aaltojen pysyvyydessä ja toistuvien F-aaltojen määrässä oli merkittäviä eroja APB:n ja ADM:n välillä. Nämä havainnot voivat liittyä APB:tä innervoivien toiminnallisten motoneuronien vähäisempään määrään (Gooch ym., 2014) tai APB:n lisääntyneeseen kortikaaliseen inhibitoriseen modulaatioon (Menon ym., 2014).
ALS:ssä selkärangan motoneuronien toimintahäiriöt kehittyvät vähitellen ennen avoimien oireiden alkamista (Bradley, 1987). Tässä tutkimuksessa ALS-potilailla, joilla ei ollut havaittavissa olevaa hukkaa tai heikkoutta käsissä, havaittiin merkittävästi vähentynyt F-aallon pysyvyys ja korkeammat indeksi RN- ja indeksi Freps-arvot APB:lle verrattuna NC-potilaisiin. Lisäksi näillä ALS-potilailla oli suhteellisen normaalit F-aaltojen arvot ADM:ssä. Nämä tiedot ovat sopusoinnussa APB:tä hermottavien selkärangan motoneuronien ensisijaisen toimintahäiriön kanssa ALS:ssa (Baumann ym., 2012). ALS:ssa APB:tä innervoivat selkärangan motoneuronit voivat kuitenkin olla aktiivisempia kuin ADM:ää innervoivat, eikä CMAP-amplitudi välttämättä ole riittävän herkkä motoneuronien häviämisen havaitsemiseksi, koska jäljelle jäävät motoneuronit voivat tarjota kompensoivaa kollateraalista reinnervaatiota denervoituneille lihassyille (van Dijk ym., 2010). F-aaltojen, erityisesti keskihermon F-aaltojen, analysointi voisi auttaa havaitsemaan etusarvisolujen hienovaraisia muutoksia jopa ALS-potilailla, joilla ei ole kliinisiä oireita, ja näin ollen se voi tarjota hyödyllisen lähestymistavan taudin etenemisen arviointiin.
LMN-vaurion on osoitettu vähentävän F-aaltojen amplitudia (Fisher, 1992). Lihasten surkastuminen voi johtaa heikompaan lihasvasteeseen neutralisoimalla osittain motoneuronipoolin yliherkistyvyyttä (Drory ym., 1993). Tässä tutkimuksessa ALS-potilailla, joilla esiintyi jaetun käden merkki, F-aaltojen amplitudit pienenivät merkittävästi, F-aaltojen pysyvyys väheni ja toistuvien F-aaltojen määrä lisääntyi APB:ssä verrattuna ADM:ään, mikä todennäköisesti heijastaa APB:tä hermottavien selkäydinmotoneuronien vakavampaa vaurioitumista. Suurten reinnervaation jälkeisten motoristen yksiköiden muodostuminen voi osaltaan lisätä F-aaltojen amplitudia (Drory ym., 2001). Merkittävästi lisääntynyt F-aallon amplitudi ADM:ssä verrattuna APB:hen ALS-potilailla on johdonmukainen ADM:n motoneuronipoolin hitaamman motoneuronikadon kanssa (Baumann ym., 2012). F/M-amplitudisuhde kvantifioi sen osuuden motoneuronipoolista, joka aktivoituu F-aaltosarjan aikana (Drory et al., 2001). Merkittävästi lisääntynyt F/M-amplitudisuhde APB:ssä verrattuna ALS-potilaiden ADM:n amplitudisuhteeseen heijastaa APB:tä innervoivien motoneuronien lisääntynyttä taipumusta tuottaa F-aaltoja. Sitä vastoin APB:n pienentyneen keskimääräisen F-aaltojen amplitudin ja suurentuneen F/M-amplitudisuhteen yhdistelmä korostaa APB:n ensisijaista osallisuutta ALS:ssa. Toistuvat F-aallot osoittavat patologisia muutoksia motorisissa yksiköissä (Hachisuka ym., 2015). Toistuvien F-aaltojen määrän merkittävä lisääntyminen APB:ssä voi merkitä suurempaa yliherkistävyyttä APB:tä innervoivissa selkäydinmotoneuroneissa (Fang ym., 2015).
Huomiota herättävää on, että ALS-potilailla, joilla ei ollut havaittavissa olevaa käden lihasten atrofiaa, APB:n keskimääräinen F-aaltojen amplitudin keskiarvo APB:ssä oli merkittävästi korkeampi kuin niillä ALS-potilailla, joilla esiintyi halkaistun käden merkki. ADM:n keskimääräinen F-aallon amplitudi oli kuitenkin vertailukelpoinen näiden kahden ALS-potilasryhmän välillä riippumatta käden lihasten surkastumisesta, mutta se oli huomattavasti suurempi ALS-potilailla kuin NC-potilailla. Erot F-aallon ominaisuuksissa APB:n ja ADM:n välillä voivat johtua degeneraation ja regeneraation kilpailevista vaikutuksista motorisessa yksikössä. Motoneuronien rappeutuessa elossa olevat motoneuronit kompensoivat sitä hermottamalla denervoituneita lihassyitä uudelleen aksonaalisen itämisen kautta (Ibrahim ja el-Abd, 1997). ALS:ssa denervoitumisprosessi voi alkaa aikaisemmin ja edetä nopeammin thenarin alueella. Degeneraationopeus oli hitaampi ADM:ää hermottavissa motoneuroneissa kuin APB:tä hermottavissa motoneuroneissa. Lisätutkimukset ovat tarpeen niiden ALS:n mekanismien selvittämiseksi, jotka vaikuttavat motoneuronien toimintahäiriöiden eroihin APB:tä ja ADM:ää hermottavien motoneuronien välillä. Epäilimme, että kortikaaliset mekanismit, perifeeriset aksonaaliset mekanismit tai selkärangan segmentaalinen toimintahäiriö, erityisesti selkärangan inhibitorisissa piireissä, voisivat vaikuttaa APB:tä innervoivien selkärangan motoneuronien etusijalla olevaan degeneraatioon (Turner ja Kiernan, 2012; Ramírez-Jarquín ym., 2014).
Varhemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että jaetun käden merkkiä havaitaan yleisemmin ALS:ssä, ja suurentunut ADM:n ja APB:n välisen CMAP:n amplitudin suhdelukujen suhde ADM/APB:n amplitudin suhteen osalta on miltei spesifisesti tyypillinen ALS:lle. Tässä tutkimuksessa osoitettiin, että ADM/APB:n neurofysiologisella kriteerillä CMAP-amplitudisuhde >1,7 (Kuwabara ym., 2008) on kohtalainen herkkyys ja korkea spesifisyys ALS:n erottamisessa NC:stä, mikä vastaa aiempia tutkimuksia (Kim ym., 2015). Tässä tutkimuksessa F-aaltoparametrit voisivat auttaa erottamaan ALS-potilaat luotettavasti normaaleista osallistujista. Lisäksi F-aallon pysyvyys, indeksi RN ja indeksi Freps APB:ssä saattoivat luotettavasti erottaa ALS-potilaat NC:stä, sillä nämä toimenpiteet osoittivat suurempia AUC-arvoja kuin ADM/APB CMAP-amplitudisuhde.
Analyysissämme on useita rajoituksia. Tämä oli poikkileikkaustutkimus, ja mukana oli suhteellisen pieni määrä osallistujia. Seurantatutkimus suuremmalla populaatiolla on tarpeen, jotta voidaan erityisesti määrittää selkärangan toimintahäiriön laajuus, joka liittyy jaetun käden merkkiin ALS:ssa. Toinen mahdollinen rajoitus on se, että tutkimuksessa ei ollut potilaskontrolliryhmää, joka koostui potilaista, joilla on ALS:ää jäljitteleviä oireyhtymiä. Tällainen ryhmä olisi hyödyllinen arvioitaessa F-aallon kliinistä arvoa ALS:n erottamisessa ALS:ää jäljittelevistä sairauksista. Lisäksi samoilla potilasryhmillä olisi tehtävä lisää elektrofysiologisia tutkimuksia, joissa käytetään menetelmiä UMN:n toimintahäiriön sekä motoristen aksonien herätettävyyden arvioimiseksi, jotta tämän ilmiön patofysiologiaa voitaisiin valottaa paremmin.
Johtopäätöksenä havaintomme osoittavat eroja F-aallon ominaisuuksissa APB:n ja ADM:n välillä ALS-potilailla. Nämä muutokset F-aalloissa ovat tyypillisiä ALS-potilaille, ja niistä voi olla apua ALS:n erottamisessa tietyistä ALS:ää jäljittelevistä sairauksista. Pienten käsien lihasten erilaisten atrofiatasojen taustalla olevien patofysiologisten mekanismien selvittäminen valaisisi ALS:n patogeneesiä.
Tekijän myötävaikutukset
JF ja LC: ideoivat, suorittivat ja suunnittelivat kokeet. JF, LC, ML ja YG: analysoivat tiedot. ML, YG, XL, DL, BC, DS ja QD: osallistuivat reagensseihin/materiaaleihin/analyysivälineisiin. JF ja LC: osallistuivat käsikirjoituksen kirjoittamiseen.
Kiinnostuksenrajoitusilmoitus
Tekijät ilmoittavat, että tutkimus suoritettiin ilman kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdolliseksi eturistiriidaksi.
Kiitokset
Haluamme kiittää tähän tutkimukseen osallistuneita ALS-potilaita ja terveitä vapaaehtoisia.
Argyriou, A. A., Polychronopoulos, P., Talelli, P. ja Chroni, E. (2006). F-aaltotutkimus amyotrofisessa lateraaliskleroosissa: ylemmän ja alemman motoneuronin osallistumisen välisen tasapainon arviointi. Clin. Neurophysiol. 117, 1260-1265. doi: 10.1016/j.clinph.2006.03.002
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Baumann, F., Henderson, R. D., Gareth Ridall, P., Pettitt, A. N. ja McCombe, P. A. (2012). Kvantitatiiviset tutkimukset alempien motoneuronien rappeutumisesta amyotrofisessa lateraaliskleroosissa: todisteet motoristen yksiköiden lukumäärän eksponentiaalisesta rappeutumisesta ja suurimmasta häviämisnopeudesta alkamispaikassa. Clin. Neurophysiol. 123, 2092-2098. doi: 10.1016/j.clinph.2012.03.007
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Bradley, W. G. (1987). Viimeaikaisia näkemyksiä amyotrofisesta lateraaliskleroosista painottaen elektrofysiologisia tutkimuksia. Muscle Nerve 10, 490-502. doi: 10.1002/mus.880100603
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Brooks, B. R., Miller, R. G., Swash, M., ja Munsat, T. L. (2000). El escorial revisited revised criteria for the diagnosis of amyotrophic lateral sclerosis. Amyotroph. Lateral Scler. Other Motor Neuron Disord. 1, 293-299. doi: 10.1080/146608200300079536
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Cedarbaum, J. M., Stambler, N., Malta, E., Fuller, C., Hilt, D., Thurmond, B., et al. (1999). ALSFRS-R on tarkistettu ALS-toimintojen arviointiasteikko, joka sisältää hengitystoiminnan arvioinnin. J. Neurol. Sci. 169, 13-21. doi: 10.1016/s0022-510x(99)00210-5
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Chroni, E., Tendero, I. S., Punga, A. R. ja Stålberg, E. (2012). Toistuvien F-aaltojen arvioinnin hyödyllisyys rutiinitutkimuksissa. Muscle Nerve 45, 477-485. doi: 10.1002/mus.22333
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
de Carvalho, M., Scotto, M., Lopes, A., ja Swash, M. (2002). F-aallot ja kortikospinaalinen vaurio amyotrofisessa lateraaliskleroosissa. Amyotroph. Lateral Scler. Other Motor Neuron Disord. 3, 131-136. doi: 10.1080/146608202760834139
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Drory, V. E., Kovach, I., and Groozman, G. B. (2001). Ylempien motoneuronien osallistumisen elektrofysiologinen arviointi amyotrofisessa lateraaliskleroosissa. Amyotroph. Lateral Scler. Other Motor Neuron Disord. 2, 147-152. doi: 10.1080/146608201753275616
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Drory, V. E., Neufeld, M. Y., and Korczyn, A. D. (1993). F-aaltojen ominaisuudet akuuttien ja kroonisten ylemmän motoneuronin leesioiden jälkeen. Electromyogr. Clin. Neurophysiol. 33, 441-446.
PubMed Abstract | Google Scholar
Fang, J., Cui, L.-Y., Liu, M.-S., Guan, Y.-Z., Li, X.-G., Cui, B., et al. (2015). F-aaltotutkimus amyotrofisessa lateraaliskleroosissa: segmentaalisen motoneuronihäiriön arviointi. Chin. Med. J. 128, 1738-1742. doi: 10.4103/0366-6999.159346
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Fisher, M. A. (1992). H-refleksit ja F-aallot: fysiologia ja kliiniset indikaatiot. Muscle Nerve 15, 1223-1233. doi: 10.1002/mus.880151102
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Fisher, M. A., Hoffen, B., and Hultman, C. (1994). Normatiiviset F-aaltojen arvot ja tallennettujen F-aaltojen määrä. Muscle Nerve 17, 1185-1189. doi: 10.1002/mus.880171009
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Gooch, C. L., Doherty, T. J., Chan, K. M., Bromberg, M. B., Lewis, R. A., Stashuk, D. W., et al. (2014). Motoristen yksiköiden lukumäärän arviointi: teknologia- ja kirjallisuuskatsaus. Muscle Nerve 50, 884-893. doi: 10.1002/mus.24442
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Hachisuka, A., Komori, T., Abe, T., and Hachisuka, K. (2015). Toistuvat F-aallot ovat merkkejä motorisen yksikön patologiasta poliosta selvinneillä. Muscle Nerve 51, 680-685. doi: 10.1002/mus.24428
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Ibrahim, I. K., and el-Abd, M. A. (1997). Jättimäinen toistuva F-aalto potilailla, joilla on etusarvisolujen sairauksia. Motoristen yksiköiden koon merkitys. Am. J. Phys. Med. Rehabil. 76, 281-287. doi: 10.1097/00002060-199707000-00006
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Kim, J.-E., Hong, Y.-H., Lee, J.-H., Ahn, S.-W., Kim, S.-M., Park, K.-S., ym. et al. (2015). Dissosioituneen käden lihasatrofian malliero amyotrofisessa lateraaliskleroosissa ja muunnoksissa. Muscle Nerve 51, 333-337. doi: 10.1002/mus.24323
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Kuwabara, S., Mizobuchi, K., Ogawara, K. ja Hattori, T. (1999). Dissosioitunut pienten käsien lihasten osallistuminen amyotrofisessa lateraaliskleroosissa, joka havaitaan motoristen yksiköiden lukumäärän arvioinnilla. Muscle Nerve 22, 870-873. doi: 10.1002/(sici)1097-4598(199907)22:7<870::aid-mus9>3.0.co;2-o
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Kuwabara, S., Sonoo, M., Komori, T., Shimizu, T., Hirashima, F., Inaba, A., et al. (2008). Dissosioitunut pienten käsien lihasatrofia amyotrofisessa lateraaliskleroosissa: yleisyys, laajuus ja spesifisyys. Muscle Nerve 37, 426-430. doi: 10.1002/mus.20949
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Macdonell, R. A. L., Jackson, G. D., Curatolo, J. M., Abbott, D. F., Berkovic, S. F., Carey, L. M., et al. (1999). Motorisen aivokuoren lokalisointi funktionaalisen magneettikuvauksen ja transkraniaalisen magneettistimulaation avulla. Neurology 53, 1462-1467. doi: 10.1212/wnl.53.7.1462
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Menon, P., Kiernan, M. C., and Vucic, S. (2014). Kortikaaliset herätettävyyserot käden lihaksissa noudattavat jaetun käden mallia terveillä kontrolleilla. Muscle Nerve 49, 836-844. doi: 10.1002/mus.24072
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Milanov, I. G. (1992). F-aalto segmentaalisen motoneuronien herätettävyyden arvioinnissa. Electromyogr. Clin. Neurophysiol. 32, 11-15.
PubMed Abstract | Google Scholar
Pastore-Olmedo, C., Gonzáez, O., and Geijo-Barrientosc, E. (2009). F-aaltojen tutkimus potilailla, joilla on yksipuolinen lumbosakraalinen radikulopatia. Eur. J. Neurol. 16, 1233-1239. doi: 10.1111/j.1468-1331.2009.02764.x
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Peioglou-Harmoussi, S., Fawcett, P. R. W., Howel, D., ja Barwick, D. D. (1987). F-vasteen taajuus motoneuronisairaudessa ja kaularangan spondyloosissa. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 50, 593-599. doi: 10.1136/jnnp.50.5.593
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Petajan, J. H. (1985). F-aallot neurogeenisessä atrofiassa. Muscle Nerve 8, 690-696. doi: 10.1002/mus.880080811
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Puksa, L., Stålberg, E., and Falck, B. (2003). A-aaltojen esiintyminen terveiden hermojen F-aaltotutkimuksissa. Muscle Nerve 28, 626-629. doi: 10.1002/mus.10448
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Ramírez-Jarquín, U. N., Lazo-Gómez, R., Tovar-y-Romo, L. B. ja Tapia, R. (2014). Spinaaliset inhibitoriset piirit ja niiden rooli motoneuronien rappeutumisessa. Neuropharmacology 82, 101-107. doi: 10.1016/j.neuropharm.2013.10.003
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Roche, J. C., Rojas-Garcia, R., Scott, K. M., Scotton, W., Ellis, C. E., Burman, R., ym. et al. (2012). Ehdotettu amyotrofisen lateraaliskleroosin porrastusjärjestelmä. Brain 135, 847-852. doi: 10.1093/brain/awr351
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Schiller, H. H., and Stalberg, E. (1978). Yhden kuidun EMG:llä tutkitut F-vasteet normaaleilla koehenkilöillä ja spastisilla potilailla. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 41, 45-53. doi: 10.1136/jnnp.41.1.45
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Shibuya, K., Misawa, S., Nasu, S., Sekiguchi, Y., Mitsuma, S., Beppu, M., et al. (2013). Split hand -oireyhtymä amyotrofisessa lateraaliskleroosissa: erilaiset herätettävyysmuutokset thenar- ja hypothenar-motorisissa aksoneissa. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 84, 969-972. doi: 10.1136/jnnp-2012-304109
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Turner, M. R., and Kiernan, M. C. (2012). Vaikuttaako interneuronaalinen toimintahäiriö neurodegeneraatioon amyotrofisessa lateraaliskleroosissa. Amyotroph. Lateral Scler. 13, 245-250. doi: 10.3109/17482968.2011.636050
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
van Dijk, J. P., Schelhaas, H. J., Van Schaik, I. N., Janssen, H. M. H. A., Stegeman, D. F., and Zwarts, M. J. (2010). Taudin etenemisen seuraaminen amyotrofisen lateraaliskleroosin motoristen yksiköiden lukumäärän arvioinnin avulla. Muscle Nerve 42, 239-244. doi: 10.1002/mus.21680
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Vucic, S., and Kiernan, M. C. (2010). Persistenttien natriumkonduktanssien esiinnousu familiaalisessa ALS:ssä. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 81, 222-227. doi: 10.1136/jnnp.2009.183079
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Weber, M., Eisen, A., Stewart, H. ja Hirota, N. (2000). ALS:n halkaistulla kädellä on kortikaalinen perusta. J. Neurol. Sci. 180, 66-70. doi: 10.1016/s0022-510x(00)00430-5
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Wilbourn, A. J. (2000). Jaetun käden oireyhtymä. Muscle Nerve 23:138. doi: 10.1002/(sici)1097-4598(200001)23:1<138::aid-mus22>3.0.co;2-7
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar