Dynamika zmian temperatury ręki reumatoidalnej po wybranych zabiegach z zakresu termoterapii

Wstęp

Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest przewlekłą autoimmunologiczną, układową chorobą tkanki łącznej o nieznanej etiologii. Charakteryzuje się występowaniem niespecyficznych stanów zapalnych błony maziowej stawów, obecnością układowego zapalenia oraz powikłań narządowych [1, 2].

Uważa się, że u ok. 90% osób z RZS występują dolegliwości w obrębie stawów rąk i nadgarstka [3, 4]. Ból i postępująca deformacja rąk prowadzą do zmniejszenia ich zdolności manipulacyjnych, co pozostaje w ścisłej zależności z ograniczoną możliwością wykonywania czynności dnia codziennego i wpływa na obniżenie jakości życia tych chorych.

Leczenie RZS stanowi działanie kompleksowe [2], w którym obok farmakoterapii, jako leczenia podstawowego, ważną rolę odgrywają ćwiczenia ruchowe. W procesie usprawniania pacjentów z chorobami reumatycznymi wykorzystuje się wiele zabiegów z zakresu ciepłolecznictwa i krioterapii [5].

Fizjologiczne pożądane zmiany wywoływane w organizmie przez bodźce termiczne związane są ze zmianami zachodzącymi w obrębie mikrokrążenia [6]. Do korzystnych skutków leczenia ciepłem i zimnem zalicza się m.in. działanie przeciwbólowe [7] i zmniejszające napięcie mięśni [8, 9].

Z praktycznego punktu widzenia zabiegi krioterapeutyczne, ze względu na działanie przeciwzapalne, stosuje się przede wszystkim w ostrym okresie choroby [5]. Jeżeli poprzedzają one ćwiczenia kinezyterapeutyczne, należy brać pod uwagę działania niepożądane, takie jak indukowane lokalnym schładzaniem zmniejszenie sprawności ręki występujące w pierwszych minutach po zabiegu, które może prowadzić do jej urazów [10].

Stosowanie ciepła w okresie ostrym choroby jest obarczone ryzykiem nasilenia procesu zapalnego [6], dlatego wskazane jest ono tylko w okresie wolnym od zaostrzeń. Zabiegi ciepłolecznicze powodują zmniejszenie sztywności stawów towarzyszącej RZS [6] oraz wzrost rozciągliwości włókien kolagenowych [11], co ułatwia wykonywanie ćwiczeń. W okresie choroby wolnym od zaostrzeń stosuje się zabiegi zarówno z zakresu ciepłolecznictwa, jak i krioterapii, uwzględniając nie tylko przeciwwskazania do ich stosowania, ale także preferencje pacjenta.

W dostępnym piśmiennictwie niewiele jest opisów badań dotyczących efektów termicznych (uzyskane zmiany temperatury oraz czas utrzymywania się korzystnych zmian w mikrokrążeniu) występujących w tkankach pod wpływem działania zabiegów zarówno ciepłoleczniczych, jak i krioterapeutycznych w obrębie ręki reumatoidalnej. Podjęto więc badania w celu określenia przebiegu dynamiki zmian temperatury po zastosowaniu powszechnie stosowanych u pacjentów z RZS zabiegów z zakresu termoterapii, w aspekcie zmian zachodzących w mikrokrążeniu podczas 120-minutowej obserwacji.

Materiał i metody

Badaniami objęto 27 osób, w wieku 57 ±7,9 roku, leczonych na oddziale reumatologicznym z rozpoznaniem RZS (wg kryteriów American College of Rheumatology z 1987 r. [12], obowiązujących w trakcie prowadzenia badań). Zakwalifikowano wyłącznie osoby, które po zapoznaniu się z procedurą badawczą wyraziły pisemną zgodę na uczestnictwo w badaniu, nie zakwalifikowano natomiast osób, u których występowały przeciwwskazania do zabiegów z zakresu termoterapii, oraz tych, które przyjmowały leki o znanym wpływie na mikrokrążenie. Na prowadzenie badań uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej przy Uniwersytecie Medycznym im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu.

Pacjenci zostali podzieleni na dwie grupy. W grupie I, liczącej 14 osób, wszyscy badani byli poddani naświetlaniu jednej ręki lampą podczerwieni. Obszar naświetlany stanowiła grzbietowa strona ręki. Do zabiegu, trwającego 15 minut, wykorzystano konwencjonalny promiennik podczerwieni Lumina (Astar – Polska), emitujący IR-A, -B, -C, z filtrem koloru czerwonego, ustawiony prostopadle w odległości 30 cm od powierzchni zabiegowej.

W grupie II, liczącej 13 osób, badani byli poddani zabiegowi nadmuchu zimnym powietrzem (–30°C) jednej ręki z odległości 4–6 cm. Czas trwania zabiegu wynosił 3 minuty. Do zabiegu wykorzystano urządzenie Cryo 5 (Zimmer Elektromedizin – Niemcy). W obu grupach o wyborze ręki poddawanej zabiegowi decydował pacjent.

W dniu poprzedzającym badania poinstruowano wszystkich pacjentów o konieczności przestrzegania następującej procedury – w dniu badań, do chwili ich ukończenia, pacjentom nie wolno było: palić tytoniu, pić kawy ani stosować innych używek; nakładać jakichkolwiek maści na dłonie (ręce powinny być umyte i odtłuszczone); podejmować intensywnego wysiłku fizycznego; korzystać z innych zabiegów fizykalnych; w ciągu 15 minut przed badaniem i pomiędzy kolejnymi pomiarami zaciskać pięści, rozcierać dłoni, trzymać rąk w kieszeni; w momencie przejścia z gabinetu zabiegowego do pomieszczenia diagnostycznego dotykać rękami jakichkolwiek przedmiotów (ręce powinny być zwieszone swobodnie wzdłuż ciała, palce rozłączone).

Analizy rozkładu temperatury dokonano na podstawie obserwacji zmian temperatury powierzchniowej obu rąk, do zapisu której użyto kamery termowizyjnej SC 640 firmy Flir (Szwecja). Obrazy termowizyjne rejestrowano, opierając się na wytycznych European Association of Thermology [13].

U każdej badanej osoby wykonano 8 zdjęć termowizyjnych w określonych odstępach czasu: przed zabiegiem (pomiar 0), bezpośrednio po zabiegu (pomiar 1.), 5 minut (pomiar 2.), 15 minut (pomiar 3.), 30 minut (pomiar 4.), 45 minut (pomiar 5.), 60 minut (pomiar 6.) i 120 minut po zabiegu (pomiar 7.).

Wyniki przedstawiono w postaci wartości średnich i odchyleń standardowych. Do oceny istotności różnic pomiędzy kolejnymi przyrostami wykorzystano test Friedmana. Jako istotne statystycznie przyjęto wartości p < 0,05.

Wyniki

Zmiany temperatury w grupie poddanej zabiegowi z zakresu ciepłolecznictwa rejestrowane w kolejnych przedziałach czasu względem pomiaru poprzedniego przedstawiono na rycinie 1.

W przypadku grupy poddawanej zabiegowi lampą IR średnia temperatura przed zabiegiem wynosiła 32,1 ±1,2°C. Istotny wzrost temperatury wykazano zaraz po zabiegu (pomiar 1.) (ryc. 1). W tym też punkcie pomiarowym uzyskano najwyższą temperaturę średnią 35,3 ±0,6°C. Istotne obniżenie temperatury nastąpiło w pierwszych 5 minutach po zabiegu (pomiar 2.). W kolejnych przedziałach czasu od 5. do 120. minuty po zabiegu (pomiary 2.–7.) nie wykazano istotnych różnic w przyrostach temperatur.

Zmiany temperatury w grupie poddanej zabiegowi krioterapii rejestrowane w kolejnych przedziałach czasu względem pomiaru poprzedniego przedstawiono na rycinie 2. W przypadku grupy poddawanej zabiegowi kriostymulacji średnia temperatura przed zabiegiem (pomiar 0) wynosiła 30,4 ±2,2°C. Istotne obniżenie temperatury wykazano zaraz po zabiegu (pomiar 1.) (ryc. 2). W tym też punkcie pomiarowym uzyskano najniższą temperaturę średnią 24 ±3°C. Znaczący wzrost temperatury nastąpił w pierwszych 5 minutach po zabiegu (pomiar 2.). W kolejnych przedziałach czasu od 5. do 120. minuty po zabiegu (pomiary 2.–7.) nie wykazano istotnych różnic w przyrostach temperatur.

Dyskusja

W badaniach analizowano rozkład temperatury powierzchniowej rąk jako wykładnika zmian w mikrokrążeniu po wybranych zabiegach z zakresu ciepłolecznictwa i krioterapii. Prowadzone przez różnych badaczy obserwacje dotyczące mechanizmu i dynamiki zmian zachodzących w lokalnym mikrokrążeniu potwierdzają, że korelują one z temperaturą powierzchniową skóry [14, 15].

W badaniach własnych wykazano, iż zarówno po zabiegu ciepłoleczniczym (naświetlanie promieniowaniem IR-A, -B, -C), jak i krioterapeutycznym (nadmuch zimnym powietrzem o temperaturze ok. –30°C) istotne zmiany temperatury rąk występowały tylko w pierwszych 5 minutach po zabiegu.

W przypadku ciepłolecznictwa temperatura powierzchniowa skóry po zabiegu wzrastała ponad wartości wyjściowe, prawdopodobnie jako skutek działania bodźca fizykalnego (wzbudzenie powstawania ciepła w tkankach) oraz wtórnego zwiększonego przepływu krwi przez rozszerzone naczynia krwionośne. Zmiany średnicy naczyń krwionośnych są zależne od aktywności autonomicznego układu nerwowego, który poprzez włókna nerwowe zaopatrujące pola receptorowe odpowiedzialne za odbieranie i rozpoznawanie impulsów termicznych informowany jest o zmianach temperatury skóry [16, 17]. Według Charkoudiana [18] w wyniku miejscowego podwyższenia temperatury dochodzi do rozszerzenia naczyń spowodowanego uwolnieniem przez nerwy czuciowe wielu neuropeptydów, które zwiększają produkcję tlenku azotu (NO) wydzielanego przez komórki śródbłonka.

Z dostępnego piśmiennictwa wynika, że zabieg z użyciem promieniowania podczerwonego należy do procedur łagodnie obciążających termicznie tkanki w porównaniu z innymi zabiegami ciepłoleczniczymi [19, 20], co potwierdzono w badaniach własnych, uzyskując maksymalny wzrost temperatury o 3,5°C.

Efekt biologiczny IR jest związany z jego absorpcją w różnych warstwach skóry i tkanki podskórnej zależną od długości fali użytego promieniowania. Zastosowanie promieniowania IR-A, -B, -C należy do zabiegów działających powierzchownie, głębokość wnikania wynosi ok. 1 mm [21] z uwagi na obecność pasma długofalowego (IR-C, a także IR-B), które absorbowane są w naskórku, co nierzadko powoduje uczucie nadmiernego ciepła, natomiast tylko pasmo IR-A (krótkofalowe) wnika głębiej, do tkanki podskórnej [22]. Zabiegi IR są polecane szczególnie w terapii przewlekłych procesów chorobowych, w tym chorób stawów [8], w których nie jest pożądane zwiększanie temperatury wewnątrzstawowej ze względu na wzrost aktywności enzymów powodujących degradację chrząstki stawowej [23].

Powyższe obserwacje mają istotne znaczenie praktyczne, szczególnie gdy zabieg wykonywany jest w celu dalszego ułatwienia wykonywania ćwiczeń kinezyterapeutycznych. W przypadku ciepłolecznictwa, jak wskazuje wielu autorów, ćwiczenia ruchowe rąk o małej intensywności powinno się wykonywać bezpośrednio po zabiegu, gdyż w tym czasie możliwe jest wykonywanie precyzyjnych ćwiczeń manualnych [6, 24], m.in. dzięki zwiększeniu elastyczności tkanek [11]. W praktyce klinicznej wzrost temperatury o 3–4°C, utrzymujący się co najmniej przez 5 minut, wydaje się bezpieczny i wystarczający do uzyskania tego efektu [11].

W przypadku krótkiego intensywnego nadmuchu powietrzem o temperaturze –30°C obserwowano początkowo obniżenie temperatury skóry ręki (średnio o 6,4°C) prawdopodobnie jako skutek działania bodźca fizykalnego (odebranie ciepła z tkanek) oraz wtórnie w wyniku zwężenia naczyń krwionośnych w odpowiedzi na zimno. Za lokalne zmiany przepływu krwi odpowiedzialne są – podobnie jak w przypadku ciepła – złożone mechanizmy zachodzące w części współczulnej autonomicznego układu nerwowego, w śródbłonku naczyń i w termoreceptorach [25]. Pomimo pewnych różnic w wartościach temperatur, wyniki badań własnych stanowią potwierdzenie obserwacji innych badaczy, którzy stwierdzali intensywne obniżenie się temperatury po zabiegu chłodzącym [26, 27]. W czasie pierwszych 5 minut po oziębianiu widoczny jest natomiast maksymalny wzrost temperatury (średnio o 3,1°C), co sugeruje, iż reakcja mikrokrążenia mająca na celu podwyższenie temperatury tkanek jest uruchamiana bezpośrednio po zakończeniu działania bodźca termicznego i, co pokazały badania własne, w tym czasie prawdopodobnie przebiega najbardziej intensywnie.

Biorąc powyższe pod uwagę, wydawałoby się, że jest to optymalny moment do rozpoczęcia ćwiczeń, jednak – pamiętając, iż temperatura tkanek rąk pozostaje w tym czasie niższa od temperatury przed zabiegiem – należy uwzględnić możliwość wystąpienia wielu działań niepożądanych, skutkujących zmniejszeniem wydajności ćwiczeń ruchowych i zręczności ręki, które mogą doprowadzić do urazów [10]. Zmiany te, występujące wraz z obniżaniem się temperatury tkanek, prawdopodobnie związane są ze zwężeniem naczyń i zmniejszeniem przepływu krwi w odpowiedzi na zimny bodziec [10], zmianą progu wrażliwości receptorów czuciowych [28, 29], zmniejszeniem szybkości przewodnictwa we włóknach nerwowych [10], zmianą temperatury mięśni [30] oraz wzrostem lepkości mazi stawowej [29].

Wnioski

1. Istotne zmiany temperatury powierzchniowej rąk obserwowano w ciągu pierwszych 5 minut po zabiegu, zarówno po naświetlaniu promieniowaniem IR-A, -B, -C, jak i nadmuchu zimnym powietrzem o temperaturze ok. –30°C, co może sugerować, iż w tym czasie następują największe zmiany związane z lokalnym przepływem krwi.

2. Prowadząc ćwiczenia ruchowe, należy brać pod uwagę, że w przypadku działania zabiegu cieplnego wartości temperatury powierzchniowej ręki utrzymują się w tym czasie powyżej jej temperatury wyjściowej, natomiast po zabiegu krioterapeutycznym temperatura ręki jest niższa od temperatury spoczynkowej.

Piśmiennictwo

 1. Klareskog L, Catrina AI, Paget S. Rheumatoid arthritis. Lancet 2009; 373: 659-672.

 2. Scott DL, Wolfe F, Huizinga TW. Rheumatoid arthritis. Lancet 2010; 376: 1094-1108.  

3. McKenna F, Wright V. Pain and rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis 1985; 44: 805.

 4. Stewart M. Researches into the effectiveness of physiotherapy in rheumatoid arthritis of the hand. Physiotherapy 1996; 82: 666-672.

 5. Stucki G, Kroeling P. Physical therapy and rehabilitation in the management of rheumatic disorders. Baillieres Best Pract Res Clin Rheumatol 2000; 14: 751-771.

 6. Bissell JH. Clinical perspectives therapeutic modalities in hand surgery. J Hand Surg 1999; 24A: 435-448.  

7. Tepperman PS, Devlin M. The therapeutic use of local heat and cold. Can Fam Physician 1986; 32: 1110-1114.

 8. Lehmann JF, Warren CG, Scham SM. Therapeutic heat and cold. Clin Orthop Relat Res 1974; 99: 207-245.

 9. Nadler SF, Weingand K, Kruse RJ. The physiologic basis and clinical applications of cryotherapy and thermotherapy for the pain practitioner. Pain Physician 2004; 7: 395-399.

10. Havenith G, Heus R, Daanen HA. The hand in the cold, performance and risk. Arctic Med Res 1995; 54: 37-47.

11. Robertson VJ, Ward AR, Jung P. The effect of heat on tissue extensibility: a comparison of deep and superficial heating. Arch Phys Med Rehabil 2005; 86: 819-825.

12. Arnett FC, Edworthy SM, Bloch DA, et al. The American Rheumatism Association 1987 revised criteria for the classification of rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 1988; 31: 315-324.

13. Ammer K. The Glamorgan Protocol for recording and evaluation of thermal images of the human body. Thermology Int 2008; 18: 125-144.

14. Hirata K, Nagasaka T, Noda Y. Partitional measurement of capillary and arteriovenous anastomotic blood flow in the human finger by laser-Doppler-flowmeter. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1988; 57: 616-621.

15. Fagrell B. Dynamics of skin microcirculation in humans. J Cardiovasc Pharmacol 1985; 7: 53-58.

16. Bonelli RM, Költringer P. Autonomic nervous function assessment using thermal reactivity of microcirculation. Clin Neurophysiol 2000; 111: 1880-1888.

17. Nomoto S, Shibata M, Iriki M, Riedel W. Role of afferent pathways of heat and cold in body temperature regulation. Int J Biometeorol 2004; 49: 67-85.

18. Charkoudian N. Skin blood flow in adult human thermoregulation: how it works, when it does not, and why. Mayo Clin Proc 2003; 78: 603-612.

19. Oosterveld FG, Rasker JJ. Treating arthritis with locally applied heat or cold. Semin Arthritis Rheum 1994; 24: 82-90.

20. Lehmann JF, Silverman DR, Baum BA, et al. Temperature distributions in the human thigh, produced by infrared, hot pack and microwave applications. Arch Phys Med Rehabil 1966; 47: 291-299.

21. Siems W, Bresgen N, Brenke R, et al. Pain and mobility improvement and MDA plasma levels in degenerative osteoarthritis, low-back pain, and rheumatoid arthritis after infrared A-irradiation. Acta Biochim Pol 2010; 57: 313-319.

22. Schieke SM, Schroeder P, Krutmann J. Cutaneous effects infrared radiation: from clinical observations to molecular response mechanism. Photodermatol Photoimmunol Photomed 2003; 19: 228-234.

23. Harris ED Jr, McCroskery PA. The influence of temperature and fibril stability on degradation of cartilage collagen by rheumatoid synovial collagenase. N Engl J Med 1974; 290: 1-6.

24. Buljina AI, Taljanovic MS, Avdic DM, Hunter TB. Physical and exercise therapy for treatment of the rheumatoid hand. Arthritis Rheum 2001; 45: 392-397.

25. Johnson JM, Kellogg DL Jr. Local thermal control of the human cutaneous circulation. J Appl Physiol 2010; 109: 1229-1238.

26. Chesterton LS, Foster NE, Ross L. Skin temperature response to cryotherapy. Arch Phys Med Rehabil 2002; 83: 543-549.

27. Mourot L, Cluzeau C, Regnard J. Hyperbaric gaseous cryotherapy: effects on skin temperature and systemic vasoconstriction. Arch Phys Med Rehabil 2007; 88: 1339-1343.

28. Morton R, Provins KA. Finger numbness after acute local exposure to cold. J Appl Physiol 1960; 15: 149-154.

29. Heus R, Daanen HA, Havenith G. Physiological criteria for functioning of hands in the cold: a review. Appl Ergon 1995; 26: 5-13.

30. Davies CT, Mecrow IK, White MJ. Contractile properties of the human triceps surae with some observations on the effects of temperature and exercise. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1982; 49: 255-269.