Polven turvotus on muutakin kuin nestettä nivelessä
Polvinivelen effuusiolla – kansanomaisemmin polven turvotuksella tarkoitetaan tavanomaista suurempaa nesteen kertymistä polviniveleen, joka on yleinen havainto nivelrikon ja -tulehduksen, loukkaantumisen sekä leikkauksen yhteydessä. Polven turvotuksen yhteydessä on myös samanaikaisesti huomattu esiintyvän reiden etuosan lihasten aktivaation ja voimantuoton heikkenemistä sekä vastavuoroista toimintakyvyn alenemista.
Kokeelliset tutkimusasetelmat kertovat puhtaasti turvotuksen vaikutuksista
Jo 1980-luvulta saakka on tutkittu polvinivelen turvotuksen vaikutusta reiden etuosan lihasten toimintaan. Näissä kokeellisissa tutkimuksissa koehenkilöille tehtiin simuloitu turvotus injektoimalla polviniveliin erilaisia määriä suola- tai sokeriliuosta vaihdellen 5-110 millilitran välillä, jonka jälkeen tutkijat mittasivat reiden etuosan lihasten aktivaatiota, voimantuottoa tai toiminta- ja suorituskykyä erilaisissa toiminnallisissa tehtävissä kuten kävellessä, juostessa, portaita laskeutuessa sekä hyppiessä.
Keskeisimpiä havaintoja kokeellisissa tutkimuksissa oli, että reiden etuosan lihasten aktivaatio ja voimantuotto heikkeni välittömästi nesteen injektoinnin jälkeen, kun näitä mitattiin istuma-asennossa polven ojennusliikkeen aikana. Toiminnallisissa suorituksissa puolestaan tulokset olivat ristiriitaisia, sillä kävellessä toiminnan heikkeneminen oli selkeämpää, kun taas juostessa muutokset olivat pieniä. Vaihtelevat tulokset saattavat kuitenkin selittyä simuloidun turvotuksen koolla eli injektoidun nesteen määrällä, koska suurempi injektoitu nestemäärä puolestaan oli yhteydessä hieman suurempiin muutoksiin. Lisäksi on mahdollista, että polven turvotuksen yhteydessä liikkuminen muuttuu niin ettei polvi kuormitu tavanomaiseen tapaan ja siten tutkimuksissa havaittavat toiminnalliset muutokset ovat jääneet vaatimattomiksi.
Turvotus luo painetta
Useammassa tutkimuksessa on mitattu simuloidun turvotuksen yhteydessä myös nivelkapselin sisäistä painetta. Nivelkapseli verhoaa sisäänsä nivelen muodostavien luiden päät ja niiden rustopinnat sekä näiden pintojen välissä olevan nivelnesteen. Nivelkapseli on myös aistimuksen kannalta keskeinen rakenne, sillä sen seinämien hermopäätteet ovat herkkiä aistimaan venytystä, puristusta, asentoa sekä liikettä.
Tutkimuksissa on havaittu, että mitä enemmän nivelkapseliin injektoitiin nestettä, sitä enemmän sen sisäinen paine kasvoi. Nivelkapselin sisäinen paineen kasvu oli toistuvasti yhteydessä reiden etuosan lihasten aktivaation sekä voimantuoton heikkenemiseen. Ainoastaan yhdessä tutkimuksessa simuloitu turvotus toteutettiin siten, että koehenkilöiden nivelkapselin sisäinen paine vakioitiin eli niveleen injektoitiin nestettä niin kauan kunnes tavoiteltu paine saavutettiin. Tässä havaittiin, että yhtä suuren paineen saavuttamiseksi koehenkilöiden polviniveliin täytyi injektoida hyvinkin vaihtelevia määriä nestettä vaihdellen 17-110 millilitran välillä. Yhdessä tutkimuksessa simuloitu polven turvotus toteutettiin injektoimalla 60 millilitraa nestettä polveen. Tässä huomattiin, että kaikki koehenkilöt eivät sietäneet näin suurta nestemäärää vaan kahdelle koehenkilölle pystyttiin injektoimaan vain noin 55 millilitraa nestettä kunnes he eivät polven kireyden tunteen vuoksi halunneet enempää injektoitavan.
Nämä havainnot saattavat selittää toisten tutkimusten vaihtelevia tuloksia. Kokeellisissa tutkimuksissa simuloitu turvotus on pääasiassa luotu vakiomäärällä nestettä, joka näiden havaintojen valossa saattaa olla johtanut hyvin vaihteleviin paineen muutoksiin nivelkapselin sisällä ja vastaavasti erilaisiin muutoksiin reiden etuosan lihasten toiminnassa.
Nivelkapselin sisäisen paineen roolia on pystytty todentamaan vaikuttamalla nivelkapselin kykyyn aistia sen sisäistä painetta. Osassa simuloidun turvotuksen tutkimuksista on nesteen injektion sekä sitä seuraavan reiden etuosan lihasten aktivaation ja voimantuoton mittauksen jälkeen injektoitu vielä lisäksi paikallispuudutetta nivelkapselin sisälle. Paikallispuudutteella on pyritty vaimentamaan nivelkapselin seinämien hermopäätteiden kykyä aistia simuloidusta turvotuksesta johtuvaa paineen kasvua eli sen seinämiin kohdistuvaa venytystä. Näissä on pääasiassa havaittu, että paikallispuudutteen jälkeen reiden etuosan lihasten aktivaatio ja voimantuotto ovat palautuneet lähelle lähtötasoa. Nivelkapselin sisäisen paineen merkitystä tukevat myös tutkimukset, joiden lopussa simuloitu turvotus on poistettu, joka on johtanut pääasiassa reiden etuosan lihasten toiminnan palautumiseen lähelle lähtötasoa.
Turvotus laboratorion ulkopuolella
Simuloitua turvotusta hyödyntävät kokeelliset tutkimukset eivät kuitenkaan pysty täysin jäljittelemään polven nivelrikkoa, -sairautta tai -tulehdusta eikä vammaa, jotka saattavat eri mekanismein vaikuttaa reiden etuosan lihasten toimintaan. Pidempikestoisissa polven turvotuksissa tutkimustulokset ovatkin osoittautuneet ristiriitaisiksi.
Kokeellisesti on kuitenkin pystytty osoittamaan, että polven kipu ja turvotus vaikuttavat molemmat itsenäisesti reiden etuosan lihasten aktivaatioon ja voimantuottoon. Tämä tarkoittaa, että pelkkä polven kipu ja turvotus ovat yksistään yhteydessä reiden etuosan lihasten toiminnan heikentymiseen eivätkä niiden yhteisvaikutukset näytä korostavan näitä muutoksia.
Varhaiset tutkimukset 1980-luvulta ovat saaneet hyvin vaihtelevia tuloksia. Pitkäaikaisen tai toistuvan polven turvotuksen ei havaittu olevan yhteydessä reiden etuosan lihasten voimantuottoon, vaikka lihasten aktivaatio osoittautui hieman heikentyneeksi. Tutkimuksessa, jossa puolestaan verrattiin reiden etuosan lihasten toimintaa turvonneen ja terveen polven välillä osoitti kuitenkin, että reiden etuosan lihasten voimantuotto ja aktivaatio olivat heikentyneet verrattuna terveeseen jalkaan. Samassa tutkimuksessa nesteen poistaminen polvesta edisti voimantuottoa sekä lihasten aktivaatiota, ja tulokset paranivat vielä enemmän paikallispuuduteinjektion jälkeen.
Vaihtelevia tuloksia on saatu vielä 2000-luvulla. Polven nivelrikkopotilailla, joilla ei havaittu polven turvotusta, simuloitu turvotus 20 millilitran injektiolla ei ollut yhteydessä muutoksiin reiden etuosan lihasten toiminnassa. Toisaalta polven nivelrikkopotilailla on havaittu kävelyn aikaisia muutoksia verrattaessa potilaita, joilla esiintyy turvotusta niihin, joilla turvotusta ei ole. Eturistisidevammapotilaita tarkastelevissa tutkimuksissa mitattiin reiden etuosan lihasten aktivaatiota sekä voimantuottoa ja näitä verrattiin polven turvotuksen määrään keskimäärin 5–6 viikkoa vamman jälkeen. Näissä tutkimuksissa polven turvotuksen määrän ja reiden etuosan lihasten voimantuoton välillä ei havaittu olevan yhteyttä ja lihasten aktivaation osalta tulokset ovat vaatimattomia.
Paineeseen saattaa tottua
Ristiriitaiset tulokset lyhytkestoisten simuloitujen turvotusten sekä pitkäkestoisten ja toistuvien turvotusten välillä hämärtävät johtopäätösten tekoa. On mahdollista, että polven turvotuksen jatkuessa tai toistuessa nivelkapselin seinämät venyvät ja sopeutuvat korkeampaan paineeseen.
Simuloitua turvotusta tarkastelevat kokeelliset tutkimukset eivät kuitenkaan tarjoa tietoa turvotuksen pitkäkestoisista vaikutuksista, koska seurantajaksot ovat olleet korkeimmillaan noin tunnin mittaisia. Nivelkapselin sisäinen paine vaikuttaa alenevan polven toistuvan liikuttamisen myötä simuloidusta turvotuksesta huolimatta, ja vastaavasti siihen liittyvien haitallisten vaikutusten reiden etuosan lihaksiin on havaittu lieventyvän. Tämä saattaa selittyä sillä, että polveen injektoitu neste pääsee levittäytymään tasaisemmin nivelkapselin sisälle tai kasvaneen nestemäärän ja liikuttamisen johdosta nivelkapselin seinämien joustavuus paranee, jolloin nivelkapselin sisäinen paine puolestaan laskee. Simuloidun turvotuksen vaikutukset näyttävätkin säilyvän pidempään – ainakin 45 minuuttia, kun polvea pidetään testikertojen välillä paikallaan.
Tosielämän tietoa tarvitaan
Polven turvotus yksistään vaikuttaa heikentävän reiden etuosan lihasten aktivaatiota ja voimantuottoa ainakin lyhytaikaisesti, mutta sen pidempikestoiset vaikutukset tosielämässä ovat vielä epäselviä. On myös todennäköistä, että turvotuksen yhteydessä tavallisesti havaittavat muutokset kuten tulehdus, rappeuma ja rakennepoikkeavuudet osaltaan vaikuttavat reiden etuosan lihasten toimintaan eikä siten turvotuksen vaikutuksia voida suoraan yleistää näihin tilanteisiin.
Koska polven turvotuksen sekä reiden etuosan lihasten aktivaation ja voimantuoton välinen yhteys on tosielämän tutkimuksissa epäselvä, ja koska näitä tekijöitä on ilman asianmukaisia mittalaitteita erittäin vaikea arvioida luotettavasti, on kannattavaa lähtökohtaisesti olettaa lihasten toiminnan heikentyneen turvotuksen yhteydessä. Reiden etuosan lihasten lihaskunnon edistäminen ja ylläpitäminen on suositeltavaa polven turvotuksen jälkitiloissa. Polven liikuttamisen on todettu lieventävän turvotukseen liittyviä haitallisia vaikutuksia reiden etuosan lihasten toimintaan, todennäköisesti nivelkapselin sisäisen paineen vähenemisen kautta, joten liikunta on hyvä valinta lihaskunnon edistämisen sekä turvotuksen hoidon näkökulmasta.
Lähteet:
Kuva: Freepik