Instabilität was ist das eigentlich?

Der Begriff Instabilität wird oft zu diagnostischen Zwecken missbraucht wobei der Bewegungsschmerz als Hauptkriterium gesehen wird. Dieses ist falsch, denn der Bewegungsschmerz sollte nicht das Hauptkriterium bei einer Instabilität sein. Da nicht jeder Schmerz der sich bei Bewegung verschlimmert auf eine Instabilität zurückzuführen ist. Als Beispiel sei die Arthritis genannt auch bei ihr verschlimmert sich der Schmerz bei Bewegung, eine Instabilität liegt dabei aber noch lange nicht vor. Noch viel weniger ist der Begriff Instabilität eine Alternative für Schmerzzustände, die durch Immobilisation verbessert werden. Aus einem positiven Immobilisationstest kann nur geschlossen werden, dass eine Immobilisierung Schmerzen mindert. Dies gilt außerhalb der Wirbelsäule jedoch auch für athrotische und entzündete Gelenke, nicht nur für instabile.

Es gibt in der Medizin bislang noch keinen wirklichen Konsens über den Begriff Instabilität. Man hat jedoch den Eindruck das Wort beschreibt einen Zustand, welcher in diesem Moment stabil und beständig ist aber bei der kleinsten Störung in sich zusammenfällt und seine Stabilität verliert. Übertragen wir diesen Begriff auf die menschliche Wirbelsäule, so können wir sagen solange sich das System der Wirbelsäule nicht in Bewegung setzt oder genügend Stabilisierende Faktoren zur Verfügung hat, ist alles in Ordnung. Doch die kleinste Bewegung könnte das ganze System zum versagen bringen, ein koordinatives Zusammenspiel hier nicht mehr gegeben. Die Strukturen die eigentlich für Stabilität sorgen sollten sind nicht in der Lage ihre Aufgabe nachzukommen. Andere Strukturen müssen, wenn möglich die Funktion übernehmen. Ob es ihnen gelingt ist eine andere Frage?

Eine Instabilität hat somit etwas zu tun mit:

• Bewegung
• Koordination von Bewegung
• Aufhalten oder begrenzen von Bewegung
• Krafteinwirkung
• Stabilisation und am Ende mit dem teilweise Versagen des stabilisierenden Systems

Definitionen:
Es gibt viele Ansatzmöglichkeiten die Instabilität mit einer Definition zu versehen, hier sollen einige Definitionen näher beschrieben werden:

In früheren Definitionen wurde die Instabilität als ein Verlust von Steifigkeit (Pope u. Panjabi 1985) beschrieben. Dieses alleine genügte jedoch nicht.

In der darauf folgenden Definition wurde ein klinischer Aspekt hinzugefügt:
" Die Instabilität ist der Verlust der Steifigkeit eines Bewegungssegments der Wirbelsäule, sodass eine Krafteinwirkung auf diese Strukturen eine größere Verschiebung verursacht, als bei normalen Strukturen zu erwarten wäre. Ein schmerzhafter Zustand, die Gefahr einer progressiven Deformation und die Möglichkeit, dass neurologische Strukturen in Gefahr geraten, sind die Folgen. " (Frymoyer et al. 1979)

Doch auch diese Definition ist nicht wirklich zufriedenstellend, denn sie lässt wiederum Kritiken laut werden, über den Begriff "Steifigkeit" an sich. Mit der Begründung dass der Begriff "Steifigkeit" unzureichend wäre, da er nicht genau erkennen ließe wie viel "Steife" ein Gelenk verlieren muss, um instabil zu werden.

Eine neuere Definition von Panjabi 1992 beschäftigt sich mit der "Neutralen Zone" eines Gelenkes.

Sie lautet wie folgt:
" ... einer signifikanten Abnahme in der Möglichkeit des stabilisierenden Systems der Wirbelsäule, die neutralen Zonen der Bewegungssegmente in ihren physiologischen Bereichen zuhalten, sodass es zu keiner neurologischen Dysfunktion, keiner größeren Deformation und keinen behindernden Schmerzen kommt.“

Aber auch diese Definition ist nicht wirklich befriedigend. Denn sie beinhaltet nur das Versagen eines Bewegungsablaufes in der Anfangsphase einer Bewegung. Sie verschweigt jedoch das Bewegungsverhalten in der Endphase. Auch gibt es keine Angaben darüber wie sich die Grenzen der „neutralen Zone“ festzulegen haben. Allerdings ist die neutrale Zone bei älteren Wirbelsäulensegmenten vergrößert.

Darüber hinaus sagt sie nichts über das eigentliche Versagen der Gelenkmechanik und deren evtl. katastrophalen Folgen aus.

Was uns diese Definition jedoch beschreibt ist ein Gelenk, welches sobald es durch eine ausgedehnte neutrale Zone bewegt wird, an der Anfangsphase der Bewegung eine übermäßige unphysiologische Verschiebung zeigt.

Noch eine weitere Definition beschreibt die Instabilität innerhalb einer bestimmten Bewegung.

Beurteilen wir die Qualität der Bewegung, so können wir sagen das Bewegungsverhalten bei gesunden Gelenken unter genauerer Betrachtung harmonisch erscheint. Nehmen wir die Flexion und Extension der Lendenwirbelsäule als Beispiel, so stellt diese Bewegung keine einzelne Bewegung dar, sondern setzt sich aus einer Kombination von Rotation und Translation zusammen. Die Bewegungsqualität wird nun beurteilt durch das Verhältnis zwischen der Amplitude der Translation und der Rotation. Liegt ein Missverhältnis zwischen diesen beiden Bewegungskomponenten vor, so wird die eigentliche Bewegung unphysiologisch und man kann eine Instabilität annehmen. Die Untersuchungen von Weiler et al. 1990 haben uns gezeigt, dass die Translation gegenüber der Rotation bei einer Flexion-Extension der Lendenwirbelsäule gleichmäßig fortschreitet.

Kirkaldy-Willis hat die primäre Instabilitätsphase als einen physiologischen Degenerationsprozess angesehen:

1. Phase der Dysfunktion oder Funktionsstörung

Mit akuten Schmerzen in den ersten Lebensdekaden ohne Nachweis in bildgebenden Verfahren, welche durch eine Manipulationstherapie häufig geheilt werden. Oft verursacht durch eine Verletzung oder Überlastung. Hierdurch wird die normale Funktion unterbrochen. Ein reaktiver Muskelspasmus und entstehende Synovitis der Kapseln der Wirbelgelenke führen zu einer Dysfunktion im Sinne einer Hypermobilität.

2. Phase der Instabilität

Mit belastungsabhängigen Schmerzen in den mittleren Lebensdekaden mit radiologischen Zeichen der Instabilität oder Degeneration. Durch die fortschreitende Degeneration der Bandscheibe und durch die entstandene Laxität der Kapseln der Wirbelgelenke entsteht eine Hypermobilität. Dieser Zustand mit seinen typischen Beschwerden kann sehr lange andauern.

3. Phase der Stabilisierung

Mit zunehmender Einsteifung bei abnehmenden Schmerzen in den höheren Lebensdekaden, gelegentlich verbunden mit Vertebralstenosen durch reaktive knöcherne Stabilisierung (Osteophyten und Vergrößerung der Gelenkfortsätze).

Veränderte Bewegungszentren
Gertzbein und Cosette untersuchten die ICR ( Instantineous Center of Rotation) von Wirbelsäulensegmenten. Hierbei wird errechnet, wo sich das Zentrum der Rotationsachse, innerhalb einer Bewegung befindet wenn keine gleichzeitige Translationsbewegung erfolgt. Hierbei fand man heraus, dass das Zentrum der Rotationsachse bei zunehmender Degeneration immer weiter außerhalb der Strukturen liegt, in der normalerweise eine Bewegung erfolgt. Bedingt durch eine vermehrte Translationskomponente innerhalb der Bewegung. In meinen Augen ist dies ein glaubwürdiger Nachweis für eine Instabilität, nur leider ist diese Methode der Untersuchung schwierig durchzuführen und führt zu erhöhter Röntgenbelastung.

Auf den Grafiken zeigt sich eine Vergrößerung des Instabilitätsfaktors von A nach D.

Diskus

Die stabilisierende Funktion eines Diskus hängt stark von dem Innendruck des Nucleus ab, welcher dieAnnulusfasern des Diskus ausspannt. Der Diskus verliert an Stabilität wenn z.B. durch Immobilisation Grundsubstanz verloren geht und somit der Diskus an Höhe verliert. Die Deckplatten nähern sich dabei an und die Annulusfasern werden gelockert, die Bewegung verliert an Stabilität.

Die Annulusfasern selbst wurden von Krismer untersucht, hierbei fand er heraus, dass bei physiologischen Belastungen bis 10 Nm zumindest die axiale Rotation deutlicher durch die Annulusfasern begrenzt wird als durch die Facettgelenke.

Das beruht darauf, dass die Annulusfasern kollagene Bänder sind die in beiden Richtungen verlaufen und nur soweit dehnbar sind bis der jeweilig wellige Verlauf ausgespannt ist.

a) Es sind zwei gegensinnig verlaufende Anullusfasern und zwei Wirbelkörber abgebildet mit verminderter Grundsubstanz. Die Deckplatten nähern sich an und die Annulusfasern verlieren an Spannung.

b) Bei axialer Rotation oder Translation kommt es zur asymetrischen Spannung der Annulusfasern. Bei Seitneigung oder Flexion werden solche Fasern gleichzeitig angespannt welche in gleiche Richtung verlaufen.

c) Optimale Spannung aller Annulusfasern

Durch radiäre vorwiegend ventral gelegene Risse kann der Annulus seine stabilisierende Funktion verlieren. Es ist noch nicht eindeutig bewiesen, wodurch diese Radiärrisse entstehen. Es wird jedoch vermutet, dass sich periphere Risse zu Radiärrisse ausweiten und durch axiale Rotation forciert werden. Durch die Radiärrisse verliert der Nucleus an Höhe und die übrigen Fasern verlieren dadurch an Vorspannung.

a) Kleiner peripherer Riss

b) Großer horizontaler Radiärriss

Die Bewegungen an sich sind durch intradiskale Masseverlagerungen und wesentlich durch Ausgleichsbewegungen der Deckplatten möglich.

Wirbelgelenke

Die Wirbelgelenke geben Stabilität durch ihre Stellung im Raum und ihrer Bauweise. Als Beispiel werden die Lumbalsegmente näher betrachtet. Sie bestehen aus einem ventralem eher in der Frontalebene ausgerichteten Anteil und einen dorsalen sagittal ausgerichteten Anteil. Der anatomische Verlauf der Gelenke lässt vermuten, dass der ventrale Anteil eher einer a.-p.-Translation Widerstand leistet und der dorsale Anteil eher eine axiale Rotation limitiert. Die Studien von Sato haben gezeigt das Wirbelgelenke mit schlecht ausgebildetem ventralen Anteil eher zu degenerativen Spondylolisthesen neigen als solche mit einem gut ausgebildeten. Andere Studien (Noren) zeigten, dass ein übermäßiger Gelenktropismus (über 5° diff.  Ausrichtung beider Gelenke in der sagittalen Ausrichtung) mit einer vermehrten Degeneration korreliert. Mit zunehmender Degeneration des Annulus werden die Wirbelgelenke zum Ausgleich von Stabilisationsdefiziten bei Rotation immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Bänder

Sharma et al.fanden in einer Finite-Elemente-Analyse, dass die supra- und interspinalen Bänder eine wichtige Rolle bei der Begrenzung der Flexion und Translation nach ventral spielen. Panjabi et al. fanden heraus, dass die interspinalen Ligamente in Flexion belastet werden, gefolgt von den Kapselbändern und dem Lig. flavum. Dagegen wird das Lig. longitudinale anterius in Extension am meisten belastet. Bei Seitneigung werden dagegen die kontralateralen Transversalbänder belastet. Darüber hinaus zeigte sich, dass bei nicht degenerierten Segmenten die Bänder weniger gedehnt wurden als bei degenerierten.
Crow konnte nachweisen, dass die iliolumbalen Bänder zur Rotationsstabilität beitragen.

Muskulatur

Es ist sehr schwierig genaue Angaben über die stabilisierende Funktion der Muskulatur zu machen. Da die mechanische Rolle der Muskeln nur simuliert oder errechnet werden kann. Dennoch fand man heraus das die Rolle der Muskeln in bezug auf Stabilität bei der Flexion zunimmt. Dagegen nehmen die passiven Strukturen an Bedeutung ab. Somit hat eine Abschwächung des aktiven Systems eine Mehrbelastung von Diskus und Ligamenten zur Folge. Während die Wirbelgelenke dadurch entlastet werden (Kong).

In Bezug auf Stabilität soll der lumbosakrale Übergang etwas genauer betrachtet werden

Beckentypen

Essentiell an der Stabilität des sakralen Überganges beteiligt, ist unteranderem der Beckentyp, welcher nach Erdmann und Gutmann beschrieben ist.

Hierbei werden unterschieden:

ein hohes Assimmilationsbecken,
ein horizontales oder Überlastungsbecken und ein
Normal- oder Blockierungsbecken

Segment L5-S1
Das Segment L5-S1 erfährt durch die Kippung vom Sakrums nach ventral, eine Tendenz nach ventral abzugleiten. Doch ein Abgleiten ist durch eine frontale Ausrichtung der Facettgelenke kaum möglich. Zusätzlich verbreitern sich die Facettgelenke während des Wachstums nach lateral und gewährleisten viel Stabilität.

Disci
Zusätzliche Stabilität erfährt der lumbosakrale Übergang durch die beiden Disci intervertebrales L4-L5 und L5-S1. Wobei der Diskus L4-L5, durch seine transversalere Ausrichtung der Deckplatten und der größeren Menge an Kollagenfasern, bedingt durch seine dicke, eine bedeutendere Rolle zukommt als dem Diskus L5-S1.

Aber auch der Diskus L5-S1, sorgt mit seiner Keilform und den sehr widerstandsfähigen anulären Fasern an der ventralen Seite für Stabilität.

Ligamente und Faszien
Weitere Stabilität wird durch Ligamente und Faszien gewährleistet:

1. Ligg. sakrotuberale und sakrospinale sie sind so angeordnet, dass sie eine Nutation unterbinden.
2. Lig. sacroiliacum es fixiert das Ilium fest an das Sakrum.
3. Lig. iliolumbale verbindet auf beiden Seiten den Proc. transversus des LWK 5 mit dem Ilium.

Faszia thorocolumbalis
Stabilisierende Funktion der Lendenwirbelsäule beim Heben und Beugen, in Zusammenarbeit mit dem Mm. obliquus abdominis internus und externus. Durch den Muskelzug wird die Faszie nach lateral gezogen und die spinosi der lumbalen Segmente werden zueinander hingezogen. Dieses Phänomen wird durch den unterschiedlichen Faserverlauf der verschiedenen Schichten der Faszie gewährleistet.

Muskulatur
Die Muskulatur ist für viele ein Hauptkriterium bei der Stabilisation. Somit ist nicht nur die unmittelbar umgebene Muskulatur relevant um der lumbalen Wirbelsäule Stabilität zu verleihen sondern auch die Bein-, Becken- und Rumpfmuskulatur. Verlaufen Bewegungen ohne ein ausreichendes Muskelkorsett ab, geraten die Bewegungen schnell außer Kontrolle und wirken unkoordiniert und grobmotorisch. Eine koordinative Bewegung ist somit nicht mehr möglich.

Radiologische Zeichen der Instabilität

Unphysiologische Begleitrotation bei Seitneigung

Beispiel:
Linksseitneigung führt zu einer Rechtsrotation, die Dornfortsätze wandern dabei nach links. Zeigt sich nun eine axiale Begleitrotation so nahm man eine Gefügelockerung an. Dieses konnte aber durch nachfolgende Untersuchungen nicht eindeutig bewiesen werden.

Symptome

Die Stabilität der Wirbelsäule ist von vielen in sich greifenden Faktoren abhängig. Die Degeneration bildet dabei zur Aufrechterhaltung der Stabilität die größte Gefahr. Somit ist es nicht verwunderlich das die segmentale Instabilität fast ausschließlich bei Patienten über 45 Jahren festgestellt wird.

Deutlich degenerative Veränderungen des Diskus finden sich in der 3.Dekade dagegen finden sich Degenerationen der Wirbelgelenke schon in der 2. Dekade.

Die Erkrankung betrifft Frauen etwas häufiger als Männer und der Patient hat bereits eine etwas längere Bandscheibenanamnese hinter sich.

Anomalien wie Flachwirbel haben oft eine Instabilität als Folge und sind prädestiniert für Bandscheibenläsionen.

Die Patienten klagen meist über Rückenschmerzen die unter anderem auch in die Beckengegend und an die Rückseite eines oder beider Oberschenkel ausstrahlen können.

Die Beschwerden verschlimmern sich bei langen statischen Belastungen wie z.B. langsames Schlendern (Einkaufsbummel) oder langes Stehen. Auch zusätzliche Belastungen wie Übergewicht oder Schwangerschaft wirken sich negativ auf das Beschwerdebild aus. Jedoch verschwinden die Symptome beim Liegen.

Porter 1968 beschreibt das „climbing up the legs“ Phänomen, welches Patienten beim Aufrichten aus einer länger eingenommenen Bückhaltung beschreibt. Die Patienten stützen sich dabei auf den Oberschenkeln ab um sich aufzurichten.

Bei der körperlichen Funktionsuntersuchung fällt eine übermäßige Beugungsmobilität auf. Dagegen ist die Extension die am meisten eingeschränkte Bewegung und die Seitneigung ist symmetrisch eingeschränkt und öfters mit Schmerzen verbunden.

Von der Häufigkeit ist das Segment L4/5 mehr betroffen als das Segment L5/S1.

Deutlich ist auch, dass Patienten mit einer aktiv-passiven Instabilität die Nacht nicht durchschlafen können. Da der Muskeltonus während des Schlafens abfällt, wird das Segment nicht mehr aktiv stabilisiert und der Patient erwacht mit Schmerzen oder Paraesthesien. Es gibt für dieses Phänomen auch andere Erklärungen.

Klinische Unterschiede bei Diskusproblematiken mit der Segmenthöhe L4/L5 und L5/S1 sind häufig, dabei zeigt sich das der Diskus L4/L5 eher Probleme beim langen stehen und bei Flexionsbewegungen aufweist, wogegen der Diskus L5/S1 eher beim längeren sitzen Symptome zeigt.

Klassifikationen

Eine Klassifikation dieser Kategorien der lumbalen Instabilität wurde von Frymoyer et al. 1979, Hazlett u. Kinnard vorgeschlagen.

Eine weitere Möglichkeit die Instabilität zu unterscheiden, ist, sie in Kategorien und Ursachen einzuteilen.