ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ Н-РЕФЛЕКСОМЕТРІЇ ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ РУХОВОЇ ФУНКЦІЇ ЛЮДИНИ

Автор(и)

  • О. З. Іванченко Запорізький державний медико-фармацевтичний університет
  • О. З. Мельнікова Запорізький державний медико-фармацевтичний університет
  • Г. М. Лукіна Запорізький державний медико-фармацевтичний університет
  • Г. Р. Мікаєлян Запорізький державний медико-фармацевтичний університет

DOI:

https://doi.org/10.11603/1811-2471.2024.v.i1.14522

Ключові слова:

Н-рефлекс, Н-рефлексометрія, м’яз

Анотація

РЕЗЮМЕ. У статті продемонстровано застосування Н-рефлексометрії у вивченні центральних механізмів довільних рухів людини, яке переважно проводиться на здорових суб’єктах. Показано, що результати клінічних випробувань H-рефлексометрії за участю постраждалих або людей з неврологічними розладами дають додаткову інформацію про ці механізми, виявляють причини порушення рухової функції людини, сприяють удосконаленню методів їх лікування, вивченню та забезпеченню можливостей реалізації реабілітаційних заходів.

Мета – оцінити перспективність використання Н-рефлексометрії у вивченні центральних механізмів рухів і засобів відновлення та максимізації рухових можливостей людини.

Матеріал і методи. Аналіз проводився за допомогою системи пошуку наукової біологічної та медичної інформації PubMed.

Результати. Н-рефлексометрію використовували для дослідження рухових функцій як здорових людей, так і хворих із травмами та неврологічними розладами. Автори вивчали переважно Н-рефлекси m. soleus, m. flexor carpi radialis, m. квадрицепс. Загальна кількість публікацій з результатами досліджень, проведених на інших м’язах, свідчить про можливість ширшого використання H-рефлексометрії у вивченні рухових функцій людини, ніж це загальноприйнято і реалізовано в даний час. Установлено, що Н-рефлексометрія найбільшою мірою застосовувалася при дослідженні механізмів рухових розладів, які виникають унаслідок інсульту та травм спинного мозку.

Висновки. Результати огляду свідчать про те, що H-рефлексометрія надає широкі можливості для вивчення рухової функції людини в нормі та при патології, і особливо перспективним на даний час може бути обстеження постраждалих цим методом, проведення та контроль їх реабілітаційних заходів.

Посилання

Burke, D. (2016). Clinical uses of H reflexes of upper and lower limb muscles. Clinical neurophysiology practice, 1, 9-17. DOI: 10.1016/j.cnp.2016.02.003.

Theodosiadou, A., Henry, M., Duchateau, J., & Baudry, S. (2023). Revisiting the use of Hoffmann reflex in motor control research on humans. European journal of applied physiology, 123(4), 695-710. DOI: 10.1007/s00421-022-05119-7.

Stålberg, E., van Dijk, H., Falck, B., Kimura, J., Neuwirth, C., Pitt, M., Podnar, S., Rubin, D. I., Rutkove, S., Sanders, D. B., Sonoo, M., Tankisi, H., & Zwarts, M. (2019). Standards for quantification of EMG and neurography. Clinical neurophysiology: official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 130(9), 1688-1729. DOI: 10.1016/j.clinph.2019.05.008.

Norton, J.J.S., & Wolpaw, J.R. (2018). Acquisition, Maintenance, and Therapeutic Use of a Simple Motor Skill. Current opinion in behavioral sciences, 20, 138-144. DOI: 10.1016/j.cobeha.2017.12.021.

Pearcey, G.E.P., & Zehr, E.P. (2019). Exploiting cervicolumbar connections enhances short-term spinal cord plasticity induced by rhythmic movement. Experimental brain research, 237(9), 2319-2329. DOI: 10.1007/ s00221-019-05598-9.

Wecht, J.R., Savage, W.M., Famodimu, G.O., Mendez, G., Levine, J.M., Maher, M.T., Weir, J.P., Wecht, J.M., Carmel, J.B., Wu, Y.K., & Harel, N.Y. (2021). Posteroanterior Cervical Transcutaneous Spinal Cord Stimulation: Interactions with Cortical and Peripheral Nerve Stimulation. Journal of clinical medicine, 10(22), 5304. DOI: 10.3390/jcm10225304.

Khosrawi, S., Vahdatpour, B., & Ahmadi, M. (2018). Evaluation of Relationship between Extensor Digitorum Communis Hoffmann-reflex Latency and Upper Limb Length and Age. Advanced biomedical research, 7, 65. DOI: 10.4103/abr.abr_106_17.

Krüger, M., & Lux, V. (2023). Failure of motor function-A Developmental Embodiment Research perspective on the systemic effects of stress. Frontiers in human neuroscience, 17, 1083200. DOI: 10.3389/fnhum.2023.1083200.

Aagaard, P. (2018). Spinal and supraspinal control of motor function during maximal eccentric muscle contraction: Effects of resistance training. Journal of sport and health science, 7(3), 282-293. DOI: 10.1016/j.jshs.2018. 06.003.

Song, Q., Sun, M., Lewis, K., Choi, J. H., Manor, B., & Li, L. (2022). Hoffmann Reflex Measured From Lateral Gastrocnemius Is More Reliable Than From Soleus Among Elderly With Peripheral Neuropathy. Frontiers in aging neuroscience, 14, 800698. DOI: 10.3389/fnagi.2022. 800698.

Sun, M., Lewis, K., Choi, J.H., Zhang, F., Qu, F., & Li, L. (2022). The Reduced Adaptability of H-Reflex Parameters to Postural Change With Deficiency of Foot Plantar Sensitivity. Frontiers in physiology, 13, 890414. DOI: 10.3389/ fphys.2022.890414.

Sun, M., Zhang, F., Lewis, K., Song, Q., & Li, L. (2022). The Impact of Hoffmann Reflex on Standing Postural Control Complexity in the Elderly with Impaired Plantar Sensation. Entropy (Basel, Switzerland), 25(1), 64. DOI: 10.3390/e25010064.

Ghasemi, E., Khademi-Kalantari, K., Khalkhali-Zavieh, M., Rezasoltani, A., Ghasemi, M., Akbarzadeh Baghban, A., & Ghasemi, M. (2018). The Effect of Functional Stretching Exercises on Neural and Mechanical Properties of the Spastic Medial Gastrocnemius Muscle in Patients with Chronic Stroke: A Randomized Controlled Trial. Journal of stroke and cerebrovascular diseases : the official journal of National Stroke Association, 27(7), 1733-1742. DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2018.01.024.

Huang, T.H., Chou, L.W., Huang, C.Y., Wei, S.W., Tsai, Y.J., & Chen, Y.J. (2019). H-reflex in abductor hallucis and postural performance between flexible flatfoot and normal foot. Physical therapy in sport: official journal of the Association of Chartered Physiotherapists in Sports Medicine, 37, 27-33. DOI: 10.1016/j.ptsp.2019.02.004.

Unger, J., Andrushko, J.W., Oates, A.R., Renshaw, D.W., Barss, T.S., Zehr, E.P., & Farthing, J.P. (2019). Modulation of the Hoffmann reflex in the tibialis anterior with a change in posture. Physiological reports, 7(14), e14179. DOI: 10.14814/phy2.14179.

Melo, A.S.C., Taylor, J.L., Ferreira, R., Cunha, B., Ascenção, M., Fernandes, M., Sousa, V., Cruz, E.B., Vilas-Boas, J.P., & Sousa, A.S.P. (2023). Differences in Trapezius Muscle H-Reflex between Asymptomatic Subjects and Symptomatic Shoulder Pain Subjects. Sensors (Basel, Switzerland), 23(9), 4217. DOI: 10.3390/s23094217.

Libonati, L., Barone, T. F., Ceccanti, M., Cambieri, C., Tartaglia, G., Onesti, E., Petrucci, A., Frasca, V., & Inghilleri, M. (2019). Heteronymous H reflex in temporal muscle as sign of hyperexcitability in ALS patients. Clinical neurophysiology: official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 130(8), 1455-1459. DOI: 0.1016/j.clinph. 2019.05.010.

Barss, T.S., Parhizi, B., Porter, J., & Mushahwar, V.K. (2022). Neural Substrates of Transcutaneous Spinal Cord Stimulation: Neuromodulation across Multiple Segments of the Spinal Cord. Journal of clinical medicine, 11(3), 639. DOI: 10.3390/jcm11030639.

Shen, H.Y., Lin, J.Y., Chen, C.C., Lee, H.F., Chao, H., Lieu, F.K., & Chen, S.F. (2022). Evaluation of post-stroke spasticity from the subacute to chronic stages: A clinical and neurophysiologic study of motoneuron pool excitability. The Chinese journal of physiology, 65(3), 109-116. DOI: 10.4103/0304-4920.348359.

Zhou, R., Parhizi, B., Assh, J., Alvarado, L., Ogilvie, R., Chong, S.L., & Mushahwar, V.K. (2018). Effect of cervicolumbar coupling on spinal reflexes during cycling after incomplete spinal cord injury. Journal of neurophysiology, 120(6), 3172-3186. DOI: 10.1152/jn.00509.2017.

Tøien, T., Unhjem, R., Øren, T.S., Kvellestad, A.C.G., Hoff, J., & Wang, E. (2018). Neural Plasticity with Age: Unilateral Maximal Strength Training Augments Efferent Neural Drive to the Contralateral Limb in Older Adults. The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, 73(5), 596-602. DOI: 10.1093/gerona/glx218.

Hortobágyi, T., van de Waardt, L.E., Tokuno, C.D., Taube, W., & Papegaaij, S. (2018). Age-related reversal of spinal excitability during anticipatory postural control. European journal of applied physiology, 118(12), 2577-2585.

Johannsson, J., Duchateau, J., & Baudry, S. (2019). Modulation of the Hoffmann reflex in soleus and medial gastrocnemius during stair ascent and descent in young and older adults. Gait & posture, 68, 115-121. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2018.11.018.

Škarabot, J., Ansdell, P., Brownstein, C.G., Hicks, K.M., Howatson, G., Goodall, S., & Durbaba, R. (2019). Reduced corticospinal responses in older compared with younger adults during submaximal isometric, shortening, and lengthening contractions. Journal of applied physiology (Bethesda, Md.: 1985), 126(4), 1015-1031. DOI: 10.1152/japplphysiol.00987.2018.

Lavender, A.P., Balkozak, S., Özyurt , M.G., Topkara, B., Karacan, İ., Bilici, İ., Hill, A.M., & Türker, K.S. (2020). Effect of aging on H-reflex response to fatigue.Exp Brain Res., 238(2), 273-282. DOI: 10.1007/s00221-019-05708-7.

Papavasileiou, A., Hatzitaki, V., Mademli, L., & Patikas, D.A. (2022). Temporal modulation of H-reflex in young and older people: Acute effects during Achilles tendon vibration while standing. Experimental gerontology, 165, 111844. DOI: 10.1016/j.exger.2022.111844.

Batista-Ferreira, L., Rabelo, N.F., da Cruz, G.M., Costa, J.N.A., Elias, L.A., & Mezzarane, R.A. (2022). Effects of voluntary contraction on the soleus H-reflex of different amplitudes in healthy young adults and in the elderly. Frontiers in human neuroscience, 16, 1039242. DOI: 10.3389/fnhum.2022.1039242.

Filho, S.S., Coelho, D.B., Ugrinowitsch, C., de Souza, C.R., Magalhães, F.H., de Lima-Pardini, A.C., de Oliveira, É.M.B., Mattos, E., Teixeira, L.A., & Silva-Batista, C. (2021). Age-Related Changes in Presynaptic Inhibition During Gait Initiation. The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, 76(4), 568-575. DOI: 10.1093/gerona/glab010.

Mendonca, G.V., Pezarat-Correia, P., Gonçalves, A.D., Gomes, M., Correia, J.M., & Vila-Chã, C. (2020). Sex differences in soleus muscle H-reflex and V-wave excitability. Experimental physiology, 105(11), 1928-1938. DOI: 10.1113/EP088820.

Kinnunen, J.V., Piitulainen, H., & Piirainen, J.M. (2019). Neuromuscular Adaptations to Short-Term High-Intensity Interval Training in Female Ice-Hockey Players. Journal of strength and conditioning research, 33(2), 479-485. DOI: 10.1519/JSC.0000000000001881.

Stevanovic, V.B., Jelic, M.B., Milanovic, S.D., Filipovic, S.R., Mikic, M.J., & Stojanovic, M.D.M. (2019). Sport-Specific Warm-Up Attenuates Static Stretching- Induced Negative Effects on Vertical Jump But Not Neuromuscular Excitability in Basketball Players. Journal of sports science & medicine, 18(2), 282-289.

Tomazin, K., Almeida, F., Stirn, I., Padial, P., Bonitch-Góngora, J., Morales-Artacho, A.J., Strojnik, V., & Feriche, B. (2021). Neuromuscular Adaptations after an Altitude Training Camp in Elite Judo Athletes. International journal of environmental research and public health, 18(13), 6777. DOI: 10.3390/ijerph18136777.

Tomazin, K., Strojnik, V., Feriche, B., Garcia Ramos, A., Štrumbelj, B., & Stirn, I. (2022). Neuromuscular Adaptations in Elite Swimmers During Concurrent Strength and Endurance Training at Low and Moderate Altitudes. Journal of strength and conditioning research, 36(4), 1111-1119. DOI: 10.1519/JSC.0000000000003566.

Cecen, S., Niazi, I.K., Nedergaard, R.W., Cade, A., Allen, K., Holt, K., Haavik, H., & Türker, K.S. (2018). Posture modulates the sensitivity of the H-reflex. Experimental brain research, 236(3), 829-835. DOI: 10.1007/s00221-018-5182-x.

Hoque, M.M., Ardizzone, M.A., Sabatier, M., Borich, M.R., & Kesar, T.M. (2018). Longer Duration of Downslope Treadmill Walking Induces Depression of H-Reflexes Measured during Standing and Walking. Neurology (E-Cronicon), 10(8), 761-770. PMID: 31032493, PMCID: PMC6483108.

Lyle, M.A., McLeod, M.M., Pouliot, B.A., & Thompson, A.K. (2022). Soleus H-reflex modulation during a double-legged drop landing task. Experimental brain research, 240(4), 1093-1103. DOI: 10.1007/s00221-022-06316-8.

Ritzmann, R., Lee, K., Krause, A., Gollhofer, A., & Freyler, K. (2018). Stimulus Prediction and Postural Reaction: Phase-Specific Modulation of Soleus H-Reflexes Is Related to Changes in Joint Kinematics and Segmental Strategy in Perturbed Upright Stance. Frontiers in integrative neuroscience, 12, 62. DOI: 10.3389/fnint.2018.00062.

Miranda, Z., Pham, A., Elgbeili, G., &Barthélemy, D. (2019). H-reflex modulation preceding changes in soleus EMG activity during balance perturbation. Experimental brain research, 237(3), 777-791. DOI: 10.1007/s00221-018-5459-0.

Alizadehsaravi, L., Koster, R.A.J., Muijres, W., Maas, H., Bruijn, S.M., & van Dieën, J.H. (2022). The underlying mechanisms of improved balance after one and ten sessions of balance training in older adults. Human movement science, 81, 102910. DOI: 10.1016/j.humov.2021. 102910.

Matsuda, T., Kurayama, T., Tagami, M., Fujino, Y., Manji, A., Kusumoto, Y., & Amimoto, K. (2018). Influence of peripheral magnetic stimulation of soleus muscle on H and M waves. Journal of physical the rapyscience, 30(5), 716-718. DOI: 10.1589/jpts.30.716.

Alizadehsaravi, L., Bruijn, S.M., Maas, H., & van Dieën, J.H. (2020). Modulation of soleus muscle H-reflexes and ankle muscle co-contraction with surface compliance during unipedal balancing in young and older adults. Experimental brain research, 238(6), 1371-1383. DOI: 10.1007/s00221-020-05784-0.

Eftekhar, A., Norton, J.J.S., McDonough, C.M., & Wolpaw, J.R. (2018). Retraining Reflexes: Clinical Translation of Spinal Reflex Operant Conditioning. Neurotherapeutics: the journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics, 15(3), 669-683. DOI: 10.1007/s13311-018-0643-2.

Phadke, C.P., Vierira, L., Mathur, S., Cipriano, G.Jr, Ismail, F., & Boulias, C. (2019). Impact of Passive Leg Cycling in Persons With Spinal Cord Injury: A Systematic Review. Topics in spinal cord injury rehabilitation, 25(1), 83-96. DOI: 10.1310/sci18-00020.

Fernandes, S.R., Pereira, M., Salvador, R., Miranda, P.C., & de Carvalho, M. (2019). Cervical trans-spinal direct current stimulation: a modelling-experimental approach. Journal of neuroengineering and rehabilitation, 16(1), 123. DOI: 10.1186/s12984-019-0589-6.

Yamaguchi, T., Beck, M.M., Therkildsen, E.R., Svane, C., Forman, C., Lorentzen, J., Conway, B.A., Lundbye-Jensen, J., Geertsen, S.S., & Nielsen, J.B. (2020). Transcutaneous spinal direct current stimulation increases corticospinal transmission and enhances voluntary motor output in humans. Physiological reports, 8(16), e14531. DOI: 10.14814/phy2.14531.

Traverse, E., Lebon, F., & Martin, A. (2018). Corticospinal and Spinal Excitabilities Are Modulated during Motor Imagery Associated with Somatosensory Electrical Nerve Stimulation. Neuralplasticity, 2018, 8265427. DOI: 10.1155/2018/8265427.

Kaneko, N., Masugi, Y., Usuda, N., Yokoyama, H., & Nakazawa, K. (2018). Modulation of Hoffmann reflex excitability during action observation of walking with and without motor imagery. Neuroscience letters, 684, 218-222. DOI: 10.1016/j.neulet.2018.07.041.

Keller, M., Taube, W., & Lauber, B. (2018). Task-dependent activation of distinct fast and slow(er) motor pathways during motor imagery. Brainstimulation, 11(4), 782–788. DOI: 10.1016/j.brs.2018.02.010.

Grosprêtre, S., Lebon, F., Papaxanthis, C., & Martin, A. (2019). Spinal plasticity with motor imagery practice. The Journal of physiology, 597(3), 921-934. DOI: 10.1113/JP276694.

Cattagni, T., Merlet, A.N., Cornu, C., & Jubeau, M. (2018). H-reflex and M-wave recordings: effect of pressure application to the stimulation electrode on the assessment of evoked potentials and subject’s discomfort. Clinical physiology and functional imaging, 38(3), 416-424. DOI: 10.1111/cpf.12431.

Piponnier, E., Ratel, S., François, B., Garcia-Vicencio, S., & Martin, V. (2018). Assessment of the H-reflex using two synchronized magnetic stimulators in order to increase stimulus durations: A comparison with electrical stimulation. Neuroscience letters, 675, 89-94. DOI: 10.1016/j.neulet.2018.03.039.

Özyurt, M.G., Shabsog, M., Dursun, M., & Türker, K.S. (2018). Optimal location for eliciting the tibial H-reflex and motor response. Muscle & nerve, 58(6), 828-833. DOI: 10.1002/mus.26308.

Lewis, M.J., Laber, E., & Olby, N.J. (2019). Predictors of Response to 4-Aminopyridine in Chronic Canine Spinal Cord Injury. Journal of neurotrauma, 36(9), 1428-1434. DOI: 10.1089/neu.2018.5975.

Synowiec, S., Lu, J., Yu, L., Goussakov, I., Lieber, R., & Drobyshevsky, A. (2019). Spinal Hyper-Excitability and Altered Muscle Structure Contribute to Muscle Hypertonia in Newborns After Antenatal Hypoxia-Ischemia in a Rabbit Cerebral Palsy Model. Frontiers in neurology, 9, 1183. DOI: 10.3389/fneur.2018.01183.

Nielsen, J.B., Morita, H., Wenzelburger, R., Deuschl, G., Gossard, J.P., & Hultborn, H. (2019). Recruitment gain of spinal motor neuron pools in cat and human. Experimental brain research, 237(11), 2897-2909. DOI: 10.1007/s00221-019-05628-6.

Jeffrey-Gauthier, R., Piché, M., &Leblond, H. (2019). H-reflex disinhibition by lumbar muscle inflammation in a mouse model of spinal cord injury. Neuroscience letters, 690, 36-41. DOI: 10.1016/j.neulet.2018.10.005.

Gong, C., Zheng, X., Guo, F., Wang, Y., Zhang, S., Chen, J., Sun, X., …, & Chen, H. (2021). Human spinal GABA neurons alleviate spasticity and improve locomotion in rats with spinal cord injury. Cell reports, 34(12), 108889. DOI: 10.1016/j.celrep.2021.108889.

Wieters, F., Weiss Lucas, C., Gruhn, M., Büschges, A., Fink, G.R., & Aswendt, M. (2021). Introduction to spasticity and related mouse models. Experimental neurology, 335, 113491. DOI: 10.1016/j.expneurol.2020.113491.

Benson, C.A., Olson, K.L., Patwa, S., Reimer, M.L., Bangalore, L., Hill, M., Waxman, S.G., & Tan, A.M. (2021). Conditional RAC1 knockout in motor neurons restores H-reflex rate-dependent depression after spinal cord injury. Scientific reports, 11(1), 7838. DOI: 10.1038/s41598-021-87476-5.

Cordero, K., Coronel, G.G., Serrano-Illán, M., Cruz-Bracero, J., Figueroa, J.D., & De León, M. (2018). Effects of Dietary Vitamin E Supplementation in Bladder Function and Spasticity during Spinal Cord Injury. Brain sciences, 8(3), 38. DOI: 10.3390/brainsci8030038.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-03-28

Як цитувати

Іванченко, О. З., Мельнікова, О. З., Лукіна, Г. М., & Мікаєлян, Г. Р. (2024). ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ Н-РЕФЛЕКСОМЕТРІЇ ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ РУХОВОЇ ФУНКЦІЇ ЛЮДИНИ. Здобутки клінічної і експериментальної медицини, (1), 6–16. https://doi.org/10.11603/1811-2471.2024.v.i1.14522

Номер

Розділ

Огляд літератури