ELEKTROMİYOGRAFİ
Yazan: M. Barış Baslo
“Elektromiyografi” terimi, iskelet kaslarının biyoelektriksel aktivitesinin kaydedilmesi anlamına gelir. Bununla birlikte tanıya yardımcı bu yöntemde sadece kasların aktivitesini incelenmez, periferik sinirlerin de iletimini ölçülür. Yirminci yüzyılın ikinci yarısında yaşanan teknolojik gelişmeler sayesinde çizgili kasların yanısıra periferik sinirlerin de elektriksel aktivitesi kaydedilebilir, hastalık tanısı ve takibi amacıyla kullanılabilir olmuştur. O halde bu yardımcı laboratuvar yöntemi, “Sinir İleti İncelemeleri ve İğne Elektromiyografisi” şeklinde tanımlanmalıdır. Bu bölümde sinir ileti incelemeleri, iğne elektromiyografisi ve nöromüsküler kavşak iletimini test eden yöntemler anlatılmaktadır.
SİNİR İLETİ İNCELEMELERİ
“Elektrik” hayali bir kavramdır. İletken metaller üzerinde elektron akımı şeklinde taşınır ve ancak başka bir enerji formuna değiştiğinde farkına varılabilir. Oysaki elektrofizyolojik incelemelerde muhatabı olunan bu elektrik akımı değil, biyoelektriktir. Biyoelektrik kavramı, çözelti prensibine dayanır; başka bir deyişle, birbirinden yalıtkan bir malzeme ile (hücre membranı) ayrılmış iki farklı kompartıman (hücre içi ve hücre dışı) arasında yüklü iyonların (başlıca sodyum, potasyum ve klor) farklı konsantrasyonlarda paylaştırılmış olması (istirahat membran potansiyeli) ve ihtiyaca göre bu iyonların kompartıman değiştirmesi (aksiyon potansiyeli oluşumu ve iletimi) ile bağdaşır. Gerçekten de hem sinir, hem de kas lifi silindirik yapılar olup, istirahat halinde hücre içi ve dışı arasında bir potansiyel farkı bulundururlar. Bu iki doku da elektriksel olarak uyartılabilir, böylelikle aksiyon potansiyeli üretebilir karakterdedir. Fakat sinir ve kas lifi, üzerlerinde oluşan aksiyon potansiyelini farklı amaçlara hizmet etmek üzere kullanır. Sinir lifi üzerinde oluşan aksiyon potansiyeli iki nokta arasında bilgi iletimini sağlarken, kas lifi, aksiyon potansiyelini kontraksiyonu tetikletmek için kullanır. İşte bu nedenle sinir ve kas lifi birbirlerinden farklı yapısal özellikler gösterirler: sinir lifi bilgi iletimini hızlandırmak için (derin duyu afferentleri ve motor lifler gibi) miyelin kılıf ile sarılmıştır, kas lifi de kasılıp boyunu kısaltarak kuvvet üretecek, sarkomer adı verilen esnek yapısal elemanlara sahiptir (Şekil 1).
Şekil 1. Sinir ve kas lifi. Şematik gösterim.
Sinir ileti incelemeleri ve iğne elektromiyografisi ile sinir ve kas lifleri üzerinde oluşmuş ve iletilmekte olan aksiyon potansiyelleri yakın alan prensipleri uyarınca kayıtlanır. Başka bir deyişle, sinir ve kas sistemini etkileyen hastalıkların biyoelektriksel aktivite kaydı ile tespiti için söz konusu patofizyolojik süreçlerin sinir ve kasın elektriksel aktivitesini kalıcı olarak değiştirmiş olması şartı vardır. Bu türlü bir ölçüm, kas gücü hakkında dosdoğru bir tespitte bulunmaktan uzaktır. Daha da ötesi, birçok hastalık modelinde söz konusu olan patofizyolojik süreçlerin doğru ve eksiksiz tespiti, ancak yeterli süre geçtikten sonra mümkündür. Erken dönemde yapılacak elektrofizyolojik incelemelerin tanısal değeri düşük kalabilir. Her ne kadar elektrofizyolojik inceleme şikâyet başladığı andan itibaren yapılabilir ve miyozit, ileti bloğu, miyasteni gravis gibi bazı hastalık modelleri için bilgi verici olabilirse de aksonal dejenerasyon tespiti için tetkikin uygun zamanlama ile tekrarı gerekebilmektedir.
Elektrofizyolojik tetkikin zamanlaması kadar uygulanan yöntem, lezyon modeli ve inceleme altındaki dokunun anatomo-fizyolojik öz nitelikleri de önemlidir (Şekil 2). Söz konusu patolojinin kas veya sinir lifini ya da nöromüsküler kavşağı tutmuş olması, eğer ki etkilenme sinirde ise aksonal dejenerasyona mı yoksa miyelin kılıf kusuruna mı yol açtığı, olası lezyonun sinir hücre gövdesine göre yerleşimi ve bilhassa sinir iletimleri için, uyarı ve kayıt noktalarının lezyona göre konumları belirleyicidir. Teknik olarak duysal ve motor sinir ileti incelemelerinin ekstremiteler üzerinde ve özellikle de distalde yapılabilir olması bu türlü bir sınırlamaya yol açmaktadır.
Şekil 2. Elektrofizyolojik incelemeye konu olan dokular: Alt motor nöron, aksonu, nöromüsküler kavşaklar, kas lifleri ve duysal afferentler. Şematik gösterim.
Elektrofizyolojik incelemelerde tetkik edilen başlıca duysal ve motor iletimler ile kas liflerinin aktivitesi olmaktadır. Rutin incelemeler ile sınanan motor iletim, alt motor nöron ve aksonunun bir fonksiyonudur. Motor nöronun hücre gövdesi omurilik ön boynuzunda, yani merkezi sinir sisteminin içinde, aksonu ise periferik sinir sistemindedir. Nitekim motor akson, ön boynuzu terk ettikten sonra radiks, pleksus ve periferik sinirler içinde seyreder, en nihayetinde hareket emri götürdüğü kas liflerine ulaşır ve nöromüsküler kavşaklar aracılığı ile onları uyartır. Bu itibarla, motor nöronun hayatiyetini kaybetmesi veya aksonunun radiks, pleksus veya periferik sinir düzeyinde dejenere olması hedef kası denerve bırakacak, sinir iletim incelemesi ve iğne elektromiyografisindeki bulgular buna göre şekillenecektir.
Duysal iletim ise duyu sisteminin birinci nöronunun fonksiyonunu gösterir. Bu nöron merkezi sinir sisteminin dışında, arka kök gangliyonunda yerleşmiş yalancı bipolar yapıda bir nörondur. Hücre gövdesini terk eden tek bir akson, birisi proksimale diğeri distale uzanan iki dala bölünür. Proksimale uzanan akson, sinir kökü içinde omuriliğe girer ve arka boynuza duysal bilgiyi taşır. Distale uzanan akson ise pleksus ve periferik sinirler içinde seyreder, en uçta da taşımakta olduğu duysal modaliteye uygun periferik reseptörler ile bağlantı kurar. Bu duysal nöronun hücre gövdesini veya distale uzanan aksonunu dejenere eden herhangi bir patoloji sinir iletim incelemeleri ile gösterilebilir. Ancak sinir kökünde, başka bir deyişle proksimale uzanan akson bacağı üzerindeki bir lezyon, duyu kusuru ve duysal şikâyete yol açtığı halde, duysal sinir iletimi distale uzanan akson parçası üzerinde yapıldığından incelemeye yansımayacaktır. Bu nedenle duysal iletimler; gayet ağrılı, parestezili ve duyu kusurlu bir klinik tablo olabilen radikülopatilerde (arka kök gangliyonu etkilenmedikçe) normal bulunur.
Duysal ve motor sinir ileti incelemeleri tanımlanmış, standart yöntemler uyarınca gerçekleştirilir. Bu yöntemler siniri belirli seviyelerde uyarmak ve oluşan yanıtı kaydetmekten ibarettir. Mamafih unutulmamalıdır ki hiçbir sinir ileti yöntemi herhangi bir siniri oluşturan tüm motor veya duysal aksonların iletimini ölçmez. Motor sinir ileti incelemelerinde kayıt için tercih edilen kas, ölçümü o kası innerve eden aksonlar ile sınırlı kılar. Duysal sinir incelemelerinde de uyarı veya kayıt için seçilen parmak, iletisi ölçülecek duysal aksonları belirleyecektir. Bunun gibi uyarı ve kayıt montajının sinir üzerinde ne kadar proksimal veya distal yerleşmiş olması da tetkik edilecek aksonları belirler.
Rutin sinir ileti incelemeleri, dışardan doğru akım tatbiki ile kolayca uyartılabilen, oluşturdukları aksiyon potansiyeli de yüzeyel elektrotlar ile kaydedilebilen miyelinli sinir liflerini ölçer. Miyelin kılıf, aksonu, “Ranvier düğümü” denilen kısa segmentlerde çıplak bırakacak şekilde boğum boğum sarmıştır (Şekil 3). Aksiyon potansiyeli miyelinli sinir liflerinde Ranvier düğümünde oluşur, bu akım, iletim yönü doğrultusunda bir sonraki Ranvier düğümünde yeni bir aksiyon potansiyeli tetikletir. Böylelikle aksiyon potansiyeli sıçrayıcı – saltatuvar şekilde iletilir. Bu iletimde mesnet noktası olarak Ranvier düğümleri alınmıştır. Adım aralığını ise miyelin kılıf ile sarılı internodal segment oluşturur.
Şekil 3. Miyelinli sinir lifi. Periferik sinirlerde aksonun etrafını saran miyelin kılıf (internodal bölge), Ranvier düğümü ve Schwann hücresi şematik olarak gösterilmiştir.
Sinir ileti incelemeleri periferik sinirleri kolay ulaşılabilir oldukları anatomik noktalarda uyartmak, böylelikle tetiklenen aksiyon potansiyellerinin toplamını da standart mesafeler gözetilerek yerleştirilmiş kayıt elektrotları aracılığıyla kaydetmek esasına dayanır. Mümkün olduğunda sadece inceleme altındaki sinir uyartılmalı ve sadece o sinirin oluşturduğu yanıt kaydedilmelidir (selektivite kavramı). Periferik sinirler, sinir etrafında manyetik alan yaratılarak da uyartılabilir fakat rutin tetkikte uyarım için elektrik akımı tercih edilmektedir. Elektrik akımı ile uyarım, iki kutuplu bir stimülatör kullanılarak yapılır. Katot ve anottan oluşan bu stimülatör sinire doğru akım gönderir, başka bir deyişle akım, akmaya devam ettiği müddet boyunca kutup değiştirmez. Stimülatör olarak iğne veya yüzeyel elektrotlar kullanılmaktadır. Yüzeyel elektrotlar, kolay uygulanabilir olmaları, noninvazif olmaları ve bulaş riskinin bulunmaması nedeniyle tercih edilmektedir. Parmaklardaki dijital sinirleri uyartmak için de yüzük şeklinde özel elektrotlar tasarlanmıştır. Stimülatörlerin büyüklüğü, katot – anot arası mesafe ölçüm altındaki sinire ve hastanın yaşına göre değişebilmektedir. Siniri uyartmak demek, araştırıcı tarafından belirlenen süre boyunca, tayin edilen şiddetteki akımı sinirden geçirmek demektir. Sinir iletimleri için genellikle 0,1 – 0,5 ms süreli akım yeterlidir, pek çok zaman 0,2 milisaniyenin üzerine çıkmak gerekmez. Uyarının şiddetini arttırmak veya azaltmak da araştırıcının tasarrufundadır. Verilebilecek uyarının şiddeti maksimum 100 miliamper veya 300 Volt olabilir. “Uyarı ver” tuşuna basıldığında cihaz, önceden belirlenen şiddette bir akımı, araştırıcının belirlediği süre boyunca sinire gönderir. Bu işlem boyunca sinirin maruz kaldığı toplam akım, kenarlarını uyarı şiddeti ve uyarı süresinin belirlediği bir dörtgenin alanı (kare dalga uyarımı) kadardır (Şekil 4).
Şekil 4. “Kare Dalga” Uyarımı.
Periferik sinire doğru akım vermek ile uyartılan nedir? İstirahat halindeki bir periferik sinirin içindeki aksonlar istirahat membran potansiyeli düzeyinde bir transmembran potansiyel farkına sahiptirler. Bu sinir lifleri üzerinde aksiyon potansiyelinin tetiklenebilmesi, başka bir deyişle voltaj kapılı sodyum kanallarının açılabilmesi için istirahat membran potansiyelinin eşik voltaj değerine yükselmesi gerekir. Fizyolojik iletim sırasında, istirahat membran potansiyeline sahip Ranvier düğümünü, aksiyon potansiyeli tetikleyecek düzeye yükselten voltaj değişimi, bir önceki Ranvier düğümünden aksona giren sodyum akımı ile sağlanır. İstirahat halinde yapılan sinir iletim incelemelerinde ise bu görevi araştırıcının dışardan uyguladığı stimülasyon üstlenmiştir. Yani bizim verdiğimiz uyarıcı akım, istirahat membran potansiyelini Ranvier düğümünde voltaj kapılı sodyum kanallarının açılacağı eşik değere taşımak için kullanılır (Şekil 5).
Şekil 5. Transmembran potansiyelinin üç hali: İstirahat, elektrotonik – lokal potansiyel değişimleri ve yayılan aksiyon potansiyeli. Uyarı, istirahat potansiyelini eşiğe taşıyan lokal bir depolarizasyon yaratır.
Sinir ileti incelemelerinde uyarımın şiddeti “supramaksimal” olmalıdır (Şekil 6). Eşik altı şiddetteki uyaranlar periferik siniri uyartamaz ve aksiyon potansiyeli yaratamaz. Eşik üstü uyarımlar ile aksonlar teker teker uyartılabilir olur. Maksimal uyarım, tüm aksonların uyartılabildiği şiddetteki akımı nitelendirir. Araştırıcı, uyarı verip, adım adım şiddetini arttırırken bir yandan da ekranda kaydettiği potansiyelin genlik değişimini izler. Uyarı arttıkça kaydedilen yanıtın genliği de artar. Kaydedilen yanıtın genliğinin daha da fazla büyümediği, başka bir deyişle sinir içindeki tüm aksonların uyartıldığı uyarı şiddetti, maksimum şiddettir. Teknik olarak ölçümü güvence altına almak ve tekrarlanabilir kılmak için araştırıcı o sinirin o uyarı noktası için tespit ettiği maksimum şiddetin üzerine %10 – 15’lik bir değer daha ekleyip siniri uyarmalıdır. Ulaşılan bu uyarı şiddeti de “supramaksimal uyarım” olarak adlandırılır.
Şekil 6. İleti incelemelerinde uyarı şiddetinin ölçeklendirilmesi.
Her bir hastanın her bir siniri ve her bir sinirin de farklı uyarım noktaları için, her defasında düşükten başlanarak uyarı şiddeti arttırılır ve supramaksimal uyaran düzeyine çıkılır. Böylelikle hasta konforu ve iş birliği korunmuş olur, kaydedilen yanıtın genlik ve şeklinin de uyarı şiddetinin artmasına paralel nasıl değiştiği izlenir. Özellikle yüksek uyarı şiddetlerine çıkıldığında ileti incelemelerindeki selektivitenin kaybolabileceği akılda tutulmalıdır. Bu nedenle araştırıcı, uyarım sırasında başka bir sinirin veya kasın kendisinin doğrudan uyartılıp uyartılmadığını, akımın sinir üzerinde daha öte bir noktaya sıçrayıp sıçramadığını hem ölçüm yaptığı ekstremiteyi göz ucuyla izleyerek hem de ekrandaki yanıtı kontrol ederek anlamaya çalışmalıdır.
Uyarım kadar, uyarı ile oluşturulan aksiyon potansiyellerinin sinir veya kas üzerinden kaydedilmesi de önemlidir. Kayıtlama için iğne veya yüzeyel elektrotlar kullanılabilir. Yüzeyel elektrotlar tatbiki kolay, bulaş riski olmayan, noninvazif gereçlerdir ve bu nedenle iğne elektrotlara tercih edilirler. Sadece bazı özel sinirler için ya da yüzeyel elektrotlar ile kaydedilemeyecek yanıtların elde edilmesi için iğne elektrotlar kullanılabilir. Kayıtlama için kullanılacak yüzeyel elektrodun da katot ve anot olmak üzere iki kutbu vardır. Duysal ileti incelemelerinde kayıt elektrodunun katot ve anot kutupları, aralarındaki mesafe gözetilerek cilde, sinir trasesinin üzerine yerleştirilir. Motor ileti incelemelerinde ise kayıt elektrodunun katot kutbu kasın göbeğine (son plak kuşağı üzerine), anodu ise elektriksel olarak görece sessiz olan tendon üzerine yerleştirilir. Böyle bir montaj “kasın göbeği – tendon (belly – tendon)” kayıtlaması olarak bilinir. Kayıt elektrodunun aktif kutbu yani katot, kasın göbeği üzerine konuşlandırıldığında kas lifi aksiyon potansiyellerinin oluştuğu motor son plak üzerine yerleşmiş demektir. Bu türlü doğru bir yerleşim, kaydedilen motor yanıtın temel çizgiden yukarı defleksiyon yani elektronegatif tarafa sapma ile başlamasını sağlar. Kayıt elektrodu kas üzerinde motor son plak konumuna göre yanlış konuşlandırılmışsa motor yanıtın başında bir çukur, yani pozitif defleksiyon belirir.
Katot ve anot arası mesafenin sabit tutulduğu, eyer şeklindeki elektrotlar el ve ayak kaslarından motor yanıtların kayıtlanması için idealdir. Bu elektrotların yetişkin ve çocuk hasta popülasyonu için tasarlanmış olanları mevcuttur. Ancak, mutat dışı bir kas motor iletim için kullanılacak ise, disk elektrotlar seçilmeli ve katot – anot mesafesi kasın göbeği – tendonu arası mesafeye göre ayarlanmalıdır.
Sinir ileti incelemelerinin gayet aktif bir bileşeni “toprak” elektrottur. Bu elektrot, fark amplifikasyonu için şarttır. Kayıt sisteminin amplifikatörü kayıt elektrodunun katot ve anot kutupları arasındaki potansiyel farkını doğrudan amplifiye etmez. Böyle bir amplifikasyon ortamda bulunan ve istenmeyen voltajları da büyüterek yanıta katacaktır. Bu kirletici sinyallerden kurtulmanın yolu fark amplifikasyonundan geçer. Elektromiyografi cihazının iki amplifikatörü bulunmaktadır. Birinci amplifikatör kayıt elektrodunun katodu ile toprak elektrot arasındaki potansiyel farkını alır, ikincisi ise kayıt elektrodunun anodu ile toprak arasındaki potansiyel farkını alır. Birinci amplifikatör hem kirletici sinyalleri ve hem de kaydetmek istediğimiz sinyali görürken aynı anda ikinci amplifikatör sadece kirletici sinyali almaktadır. Birincinin sinyalinden ikincinin sinyali çıkartıldığında aradaki fark sadece kaydedilmek istenen sinyal olur ve bu sinyal amplifiye edilir. Bu türlü bir fark alma ile kirletici sinyalin sıfırlanması ancak ve ancak her iki montajda da kirletici sinyalin aynı genlikte olmasına bağlıdır. İşte toprak elektrodun mükemmel konumlandırılması sayesinde bu sağlanabilir. Genellikle önerilen en iyi konum, toprak elektrodun uyarı ve kayıt elektrodları arasında, her birisi bir üçgenin köşelerini oluşturuyormuşçasına yerleştirilmesidir (Şekil 7). Kayıtlama için kullanılacak tüm elektrodların aynı materyalden yapılmış olması, cilt ile olan temaslarının iyi ve elektrodlar arasında benzer olması artefaktı azaltacak diğer belirleyicilerdir.
Şekil 7. Toprak elektrodun konumlandırılması. Şematik.
Duysal ileti incelemesinde, sinir uyartılır ve yanıt yine sinirin üzerinden kaydedilir. Bu itibarla duysal ileti incelemeleri fizyolojik ileti yönünde yani siniri distalden uyarıp, yanıtı proksimalden kaydetmek şeklinde (ortodromik) veya fizyolojik ileti yönünün aksine yani siniri proksimalden uyarıp, yanıtı distalden kaydetmek şeklinde (antidromik) yapılabilir (Şekil 8). Bu şekilde kaydedilen yanıt, duysal aksiyon potansiyelidir.
Duysal aksiyon potansiyeli, uyarı elektrodunun katodu altında oluşan ve kayıt elektroduna görece biraz farklı zamanlarda oluşan trifazik aksiyon potansiyellerinin bir toplamı, yani sumasyonudur. Sinir lifleri üzerinde oluşmuş aksiyon potansiyellerinin iletim hızını akson çapı ve miyelin kılıfın genişliği belirlemektedir. Çapı kalın, miyelin kılıfı geniş aksonlar, üzerlerinde oluşan ve her bir Ranvier düğümünde rejenere edilerek iletilen aksiyon potansiyelini daha hızlı taşırlar (Şekil 9). Çapı görece ince, miyelin kılıfı da dar olan aksonlar ise aksiyon potansiyelini daha yavaş iletirler. Sinir lifleri arasındaki normal fizyolojide de olan bu ileti hızı farkı, kayıt elektrodu altında aksiyon potansiyellerinin sumasyon dinamiğine doğrudan etki eder.
Şekil 8. İkinci parmak uyarımlı, ortodromik medyan sinir duysal ileti incelemesi. Duysal aksiyon potansiyeli bilek ve dirsek düzeyinde kaydedilmiştir. Dirsekte kaydedilen yanıtın daha düşük genlikli ve yayvan şekilli olduğuna dikkat edin.
Şekil 9. Ortodromik duysal iletim. Şematik. Farklı çaptaki aksonlar, aksiyon potansiyellerini farklı hızlarda iletmektedir. Kaydedilen duysal aksiyon potansiyelini bu aksiyon potansiyellerinin bir toplamı (sumasyonu) oluşturur.
Başka bir deyişle, sinir liflerinin ileti hızları arasındaki fark arttıkça kayıt elektroduna aksiyon potansiyellerinin eş zamanlı ulaşması güçleşir, bu aksiyon potansiyelleri kayıt noktasına saçaklanarak gelir, kaydedilen duysal aksiyon potansiyeli yayvanlaşır ve hatta faz iptalleri ile genlik kaybına uğrar. Kayıt ve uyarı noktaları arasındaki mesafe arttıkça bu yayvanlaşma / genlik kaybı (dispersiyon) giderek daha belirgin olur. Bu nedenle duysal iletimler ekstremite distallerinde ve kayıt – uyarı elektrodları arasındaki mesafe görece kısa ve sabit olacak şekilde yapılır.
Kaydedilen duysal aksiyon potansiyelinin bir takım ölçülebilir parametreleri vardır (Şekil 10). Başlangıç latansı, uyarı artefaktından potansiyelin ilk elektropozitif çukuruna kadar geçen süreyi milisaniye cinsinden ifade eder. Tepe latansı, uyarı artefaktından potansiyelin elektronegatif tepesine kadar geçen süreyi milisaniye cinsinden ifade eder. Amplitüt ise, duysal aksiyon potansiyelinin elektronegatif tepesi ile ikinci elektropozitif çukuru arasındaki salınımın genliğidir ve mikrovolt cinsinden ifade edilir. Duysal ileti hızı ise uyarı ve kayıt elektrodları arasındaki mesafenin başlangıç latansına bölünmesiyle hesaplanır.
Şekil 10. Duysal aksiyon potansiyeli. İkinci parmak uyarımlı medyan duysal yanıt. Ölçülebilir parametreler: Başlangıç latansı, tepe latansı ve amplitüt. Uyarı – kayıt noktaları arasındaki mesafe 12 cm, başlangıç latansı 1,9 ms, tepe latansı 2,3 ms, amplitüt 57 µV, duysal ileti hızı 65 m/s.
Motor ileti incelemesinde, sinir uyartılır ancak bu kez yanıt hedef kasın üzerinden kaydedilir (Şekil 11). Siniri uyartıp kas üzerinden kayıtlama yapıldığı için bu inceleme sadece fizyolojik iletim yönünde gerçekleştirilebilir. Kas üzerinden kaydedilen motor yanıt, kas liflerinin üzerinde oluşan aksiyon potansiyellerinin bir toplamı yani sumasyonudur. O nedenle bu motor yanıta bileşik kas aksiyon potansiyeli (BKAP) veya kas yanıtı, M-yanıtı (Motor / “Muscle”) da denilmektedir. Kaydedilen bu motor yanıt hem motor aksonların, hem nöromüsküler kavşakların ve hem de kas liflerinin biyoelektriksel durumu hakkında bilgi vermektedir.
Şekil 11. Tenar kayıtlı, bilek, dirsek, aksilla uyarımlı medyan motor iletim. Şematik.
Bir motor akson yüzlerce kas lifini innerve etmektedir (Şekil 12) ve bu nedenle motor yanıtların genliği duysal yanıtlardan oldukça büyüktür. Motor aksonların birbirlerine göre ileti hızları arasındaki fark da duysal lifler arasındakinden azdır. Bunun yanısıra motor aksiyon potansiyelleri kasa intikal etmeden önce nöromüsküler kavşaklarda az çok senkronize olurlar. Bu nedenlerden dolayı, motor sinir ileti incelemelerinde kayıt kası olarak el veya ayak yerleşimli en distal kaslar kullanılırken çok proksimal noktalara kadar çıkılıp sinir uyartılabilir ve motor yanıt kaydedilip ölçülebilir.
Şekil 12. Motor yanıt (BKAP). Motor aksonlar üzerinde uyartılmış aksiyon potansiyelleri nöromüsküler kavşakları geçip her bir kas lifi üzerinde aksiyon potansiyeli tetiklerler. Bu kas lifi aksiyon potansiyelleri “kasın göbeği – tendonu” prensibine göre kaydedilir. Sumasyonları ile elde edilen “Motor Yanıt” veya bileşik kas aksiyon potansiyelidir.
Kaydedilen motor yanıtın bir takım ölçülebilir parametreleri vardır (Şekil 13). Distal latans, motor yanıtın temel çizgiden elektronegatif tarafa yükselmeye başladığı köşenin uyarı artefaktına olan süresini milisaniye cinsinden ifade eder. Amplitüt, elektronegatif tepe ile temel çizgi arasındaki salınımın genliğidir ve birimi milivolttur. Motor ileti hızı ise birisi distal, diğeri proksimal yerleşimli olmak üzere verilen iki uyarıya cevaben kaydedilen motor yanıtların distal latansları arasındaki farkı bu iki uyarı noktası arasındaki mesafe ile işleme sokmak (mesafe / latans farkı) suretiyle hesaplanır.
Şekil 13. Ayak taban kaslarından kayıtlama ile elde edilen tibial sinir motor yanıtları. Ayak bileği ve diz ardı düzeylerinde sinirin supramaksimal şiddette uyarımına cevaben kaydedilmişlerdir. Her iki yanıtın da distal latansları, amplitüt değerleri ve iki uyarı noktası arasında hesaplanan motor ileti hızı sunulmuştur.
Duysal yanıtların genliği elektronegatif tepe ile ikinci elektropozitif çukur arasındaki salınım üzerinden hesaplanırken, motor yanıtların genliği temel çizgiden elektronegatif tepeye olan salınımın genliği şeklinde belirlenir. Burada hesaplanan negatif pikin genliğidir. Motor yanıtın negatif piki depolarizasyon fazını, bunu takip eden elektropozitif piki de repolarizasyon fazını yansıtır (Şekil 14). Yakın alan kayıtlama prensibine göre motor yanıtın negatif piki, akım kuyucuklarının bir yansıması olup, motor yanıtın hızlı, senkronize ve iyi sumasyon gösteren bölümünü temsil eder. Oysaki pozitif piki uzaklaşan akım kaynakları oluşturmaktadır. Bunların senkronizasyonu zayıftır, faz iptalleri ile genliği düşük olur ve daha fazla uzak alan bileşeni barındırmaktadır.
Duysal ileti hızı hesaplanırken uyarı ve kayıt elektrotları arasındaki mesafenin başlangıç latansına bölünmesi kâfi gelir. Ancak böyle bir yöntem motor ileti incelemeleri için sağlıklı olmaz. Bunun nedeni, siniri uyardıktan sonra kaydedilen motor yanıtın başlaması için geçen sürenin tamamının motor sinir lifleri üzerinde geçmiyor olmasıdır (Şekil 15).
Şekil 14. Motor yanıtın elektronegatif ve elektropozitif pikleri. Kasın son plak zonunda oluşan ve kas lifleri üzerinde her iki yöne, tendona doğru ilerlemekte olan aksiyon potansiyellerinin hızlı depolarizasyon fazları negatif piki, yavaş ve az senkronize repolarizasyon fazları ile tendonda sönümlenmek suretiyle oluşan uzak alan bileşenleri pozitif piki çizer.
Şekil 15. Motor yanıtın distal latansına katkısı olan parametreler ve motor ileti hızı hesabı (NMK:Nöromüsküler kavşak)
Motor yanıtın distal latansını, sinir üzerinde harcanan zamanın yanı sıra uyarı süresi ve nöromüsküler kavşaklardaki intikal mühleti belirler. Bu etkilerden kurtulmak için daha proksimal bir noktadan aynı sinirin ikinci kere uyartılması sonucu kaydedilecek ikinci motor yanıtın başlangıç latansından ilkininki çıkartılıp aradaki latans farkı bulunur ve iki uyarı noktası arasındaki mesafe bu latans farkına bölünerek iki uyarı noktası arasında kalan sinirin iletim hızı hesaplanır. Distal uyarım ile elde edilen motor yanıtın distal latansı ise hıza dönüştürülmeksizin, kayıt kası ve uyarı noktası arasındaki mesafe hastalar arasında sabit tutularak değerlendirmeye katılır. Bu hesaplama siniri oluşturan motor aksonların ekstremite boyunca proksimalden distale seyirleri sırasında aynı çapı koruduklarını varsayar. Fakat bu gerçek değildir. Aksonların çapı proksimale gitmekle kalınlaşır (Şekil 16). Çapı kalınlaşan aksonun iç direnci düşer ve iletisi hızlanır. Bu nedenle sağlıklı durumda sinirin daha proksimal segmentleri üzerinde hesaplanacak ileti hızları, distal eşdeğerlerine kıyasla daha süratli olmak zorundadır.
Şekil 16. Akson çapı proksimale gittikçe kalınlaşır, ileti hızı da süratlenir. İki uyarı noktası arasında tek bir ileti hızı hesaplamak, bu iki nokta arasında akson çapının aynı olduğunu varsaymak demektir. Oysaki aynı sinirin daha distal kesimleri, proksimaline göre daha yavaş iletecektir.
Bulguların değerlendirilmesi için sinir ileti incelemelerinde hesaplanan parametreler “normal” değerler ile kıyaslanır. O halde normal nedir? En sık başvurulan, “istatistiksel normal” kavramı olup bu tanım, herhangi bir hastalığı olmayan, belirli yaş grupları üzerinde yapılmış standart ölçümler üzerinden hesaplanan değerleri ifade eder. Yapılan ölçüm ile elde edilen değer, o yaş için normal değerin alt veya üst limitini geçiyor ise patolojinin varlığını göstermektedir. Ancak kimi kez istatistiksel normal kavramı patolojiyi tanıtmaya yetmez. Bu gibi durumlarda, “bireysel normal” kavramı ön plana çıkar. Tek taraflı patolojilerde, etkilenen sinirin hesaplanan değerleri istatistiksel olarak normal sınırlardayken bile, sağlam ekstremitedeki eş değerine göre bozuk bulunabilir. Örneğin tek yanlı siyatik sinir lezyonu düşünülen bir hastada, önce etkilenmenin olmadığı tarafta siyatik sinirin ileti parametrelerini hesaplamak ve bu değerler ile hasta tarafı kıyaslamak daha doğru bilgi verebilir. Kimi patolojiler iki yanlı tutuluma yol açtığından böyle bir kıyaslamaya izin vermez. O durumda, söz konusu patofizyolojik süreçte en erken ve en ağır etkilenen sinirin iletim parametrelerini en geç ve en az etkilenen sinirinkilerle kıyaslamak akla yakındır. Örneğin diyabetik nöropati erken tanısında sural sinirin duysal yanıt genliğini süperfisyel radyal sinirin duysal yanıt genliği ile kıyaslamak gibi. İstatistiksel ve bireysel normal kavramları ile patoloji gösterilemediğinde ise araya zaman koyup ölçümü tekrarlamak ve iki ölçüm arasındaki değişime göre yorum yapmak gerekir.
Lezyon Modelleri
Sinir ileti incelemeleri ile mevcut patolojinin sinirde yol açtığı süreç tanınabilir. Bu tanıma, sinirin biyoelektriksel özelliklerine dayanan bir çıkarsamadır. Lezyon varlığını, tipini ve şiddetini gösterir. Periferik sinir travmaları için tedaviye yönelik cerrahi müdahale gerekliliğini ortaya koyacak “sinir kılıflarının bütünlüğünün korunup korunmadığı” bilgisini ise vermez. Hekim, elektrofizyolojik incelemenin sonucunu bilmeli, bunun yanısıra yaralanmanın tipini, mekanizmasını (kompresif, delici – batıcı, yakıcı) ve eşlikçi patolojileri (vasküler yaralanma, kompartıman sendromu) tedavi yaklaşımına karar verirken göz önünde bulundurmalıdır.
Periferik sinirlerdeki lezyon modelleri iki ana gruba ayrılır: Aksonal dejenerasyon ve demiyelinizasyon. Gerçekte tam aksonal dejenerasyon hariç, kısmi lezyonların tümünde iki lezyon modeli bir aradadır. Elektrofizyolojik inceleme hangi lezyon tipinin daha baskın olduğunu ortaya koymayı amaçlar. Buna göre hastalığın dönemi, şiddeti, tedavi yönlendirmesi ve prognoz hakkında yorum yapılabilir.
Aksonal dejenerasyon için tipik model sinir kesisi ve kesi distalinde kalan aksonun dejenere olduğu süreçtir. Waller tarafından 1852’de tanımlanmıştır (Şekil 17). Kesiyi takip eden saatler içinde dejeneratif değişiklikler başlar, 3 hafta içinde tamamlanır.
Şekil 17. Kesi sonrası aksonal dejenerasyonun gelişimi. Kesi distalinde kalan güdüğün dejenerasyon aşamaları şematik olarak gösterilmiştir.
Aksonal dejenerasyonun elektrofizyolojik belirteçleri dejenerasyon süreci boyunca zamanla şekillenir. Şüphe yoktur ki monofazik travmalara bağlı gelişen klinik tablolarda, periferik sinir iletiminin lezyon seviyesinde olay olduğu andan itibaren aksadığı ortaya konulabilir. Ancak bu erken dönemde, kendisini iletim bloğu olarak gösteren lezyonun sinirde yol açtığı patofizyolojinin baskın olan tipi (demiyelinizan ileti bloğu, aksonal dejenerasyona gidecek erken dönem yalancı iletim bloğu) ve mikst lezyonlarda da her iki patolojinin oranı tespit edilemez. Erken inceleme lezyon varlığını göstermiş ve lezyonu etkilenen sinire, sinirin iletim kusuru saptanan segmentine lokalize etmiştir. Takip edecek elektrofizyolojik incelemeler ile de diğer soruların cevapları bulunur: lezyonun tipi, kısmi ya da tam olup olmadığı, etkilenme oranı, vs. Tedavi uygulamasını takiben iyileşme sürecini izlemek de yine elektrofizyolojik yöntemler ile mümkündür.
Sinir ileti incelemeleri ile lezyon lokalizasyonu iki şekilde yapılabilir (Şekil 18). Bunlardan birincisi lezyonun distalinde kalan sinir parçasının elektrofizyolojik olarak incelenmesidir. Bu şekilde hem motor, hem de duysal sinir iletimleri incelenebilir fakat lezyon distalinde çalışıldığı için, ancak ve ancak lezyonun yol açtığı aksonal dejenerasyon tespit edilebilir. İkinci inceleme yöntemi ise olası lezyonun iki uyarı noktası arasına alındığı, “lezyon geçişli” incelemedir. Lezyon geçişli inceleme lezyonu lokalize eder, uygun zamanlama ile de lezyonun tipi ve şiddeti hakkında kesin bilgi verir. Yukarıda izah edilen nedenlerden ötürü lezyon geçişli inceleme çoğu kez sadece motor iletiler için mümkün olmaktadır.
Şekil 18. Periferik sinir üzerindeki lezyona yönelik elektrofizyolojik inceleme stratejileri. Lezyon distalinde kalan sinir bölümünün duysal ve motor iletimi çalışılabilir. Böylelikle lezyonun yol açtığı aksonal dejenerasyon, uygun zamanlama ile tespit edilir. Alternatif olarak, lezyon geçişli motor iletim çalışılabilir. Lezyon geçişli ölçüm erken dönemde lezyonu lokalize eder, takip eden ölçümler ile de lezyonun tipi ve şiddeti hakkında bilgi sahibi olunabilir.
Waller dejenerasyonu sırasında, lezyon distalinde kalan sinir parçasını uyartıp, oluşan yanıtı kaydetmek suretiyle yapılacak distal parça incelemesi, günler içinde motor ve duysal yanıtların genlik kaybına uğradığını gösterir (Şekil 19). Lezyon olduğu anda sinir lezyon segmentinde iletmez olmuştur fakat lezyon distalinden siniri uyarmak ve yanıtı yine lezyon distalinden kaydetmekle normal genlikte duysal ve motor yanıtlar alınır. Duysal yanıt lezyon sonrası beşinci günde ilk genlik değerinden %20 kaybeder, yedinci günde ise bu kayıp oranı %60’a ulaşır. Nitekim lezyon sonrası on birinci günde duysal yanıt alınmaz olur. Motor yanıtlar için de benzer bir seyir söz konusudur. Motor yanıt lezyon sonrası üçüncü günde ilk genlik değerinden %20 kaybetmiştir. Beşinci günde bu kayıp %80’e ulaşır ve yaklaşık dokuzuncu günde motor yanıt kaydedilemez olur. Bu genlik kaybı sürecinde dikkate alınması gereken iki durum söz konusudur. Bunlardan birincisi motor yanıtların duysal yanıtlara göre daha erken alınmaz olmasıdır. Bu farkın sebebi, motor iletimde rol oynayan motor son plakların daha erken dejenere olmasıdır. İkinci önemli husus da aksonal dejenerasyona yol açacak lezyonun kayıt noktasına olan uzaklığıdır. Başka bir deyişle lezyon distalinde kalan akson güdüğü ne kadar kısa ise duysal ve motor yanıtlar o kadar erken genlik kaybına uğrayarak kaydedilemez olur. Lezyon ne kadar kayıt kasından uzak ise de motor yanıt o denli geç alınmaz olacaktır. Örneğin, kasa en yakın yerleşimli dejenerasyon modeli olan botulizmde motor yanıtlar hızla kaydedilemez hale gelir. Fakat disk hernisine bağlı aksonal dejenerasyona yol açmakta olan bir L5 radikülopatisinde ayak kaslarından motor yanıtın genlik kaybına uğraması ve alınmaz hale gelmesi daha uzun sürecektir. Lezyonun sinirde yol açtığı aksonal dejenerasyonun ileti incelemeleriyle tespitine yönelik elektrofizyolojik tetkik planlanırken ve/veya yapılmış olan incelemenin sonucu yorumlanırken, tanımlanan bu zamanlama öz nitelikleri göz önünde bulundurulmalıdır.
Şekil 19. Aksonal dejenerasyona yol açmakta olan bir lezyonun distalinden uyarıp yine distalinden kaydetmekle alınan motor ve duysal yanıtların günler içinde gösterdiği genlik kaybı şematik olarak gösterilmiştir. Bileşik kas aksiyon potansiyeli, duysal sinir aksiyon potansiyeline göre daha erken kaybolmaktadır.
Aksonal dejenerasyon, ister duysal, isterse motor iletim olsun, yanıta katılan biyoelektriksel aktivitenin azalması nedeniyle kendini ileti incelemelerinde genlik kaybı şeklinde gösterir. Tam aksonal dejenerasyon varlığında motor ve duysal yanıt alınmaz (Şekil 20). Kısmi aksonal dejenerasyon söz konusu ise motor ve duysal yanıt genlik kaybına uğrar. Genlik kaybı oranı (karşı taraf yanıtı ile kıyaslanarak hesaplanan) aksonal dejenerasyonun oranını verir. Yine kısmi lezyonlarda, dejenerasyona uğramamış ve iletkenliği korumuş aksonlar görece normal ya da normale yakın bir hız ile aksiyon potansiyeli iletimini sürdürürler. Bu nedenle çok ağır genlik kaybı olmadıkça aksonal dejenerasyon ileti hızlarında ciddi yavaşlama veya distal latanslarda uzamaya yol açmaz.
Şekil 20. Sağ medyan sinirde, ön kol segmentinde tam aksonal dejenerasyona yol açmış lezyon ve tenar kayıtlı medyan motor iletim şematik olarak gösterilmiştir. İnceleme aksonal dejenerasyon tamamlandıktan sonra yapılmıştır. Gerek lezyon distalinden, gerekse lezyon proksimalinden uyartmakla medyan sinir motor yanıtı tenar kabartı üzerinden kaydedilememiştir. Kayıt kası olarak lezyon proksimalinden kalan medyan sinir innervasyonlu bir kas kullanılsaydı (örneğin pronator teres gibi) motor yanıtın kaydedilebileceğine dikkat ediniz.
Periferik sinir üzerine akut ve monofazik kompresif bir lezyon uygulandığını varsayalım. Bu lezyondan dolayı sinir iş görmez hale gelmiş olsun. Klinik olarak zaaf tespit edilen, lezyon distalinde yerleşmiş bir kası kayıt kası olarak kullanıp, lezyon geçişli motor ileti incelemesi yaptığımızda hangi bilgileri edinebiliriz? Erken dönemde örneğin birinci günde yapılan incelemede, lezyonun distalinden uyartmakla normal motor yanıtı alırız. Fakat lezyon proksimalinden uyartmakla aynı motor yanıtı kaydedemiyorsak bu gözlem sinirin lezyon mevkiinde hiç iletmediği anlamına gelir. Bu iletim kaybı demiyelinizan karakterdeki tam iletim bloğundan olabilir veya süreç aksonal dejenerasyona gidecektir ama inceleme erken yapılmış olduğundan lezyon distalinde uyarmakla kayıtlanan motor yanıt henüz genlik kaybına uğramamıştır (Şekil 21). Birinci gündeki inceleme ile lezyon lokalizasyonu yapıldıktan sonra onuncu günde aynı ölçüm tekrarlanırsa, lezyona bağlı ileti kusuru yine tespit edilir fakat bu kez lezyon distalinden uyartmakla kaydedilen motor yanıtın genliği (Waller dejenerasyonu için geçmesi gereken süre tamamlanmış olduğundan) lezyonun yol açtığı aksonal dejenerasyonu araştırıcıya tanıtacaktır. Eğer lezyon distalinden uyarmakla hiç motor yanıt kaydedilemiyor ise lezyon tam aksonal dejenerasyona yol açmış demektir. Lezyon distalinden uyarmakla karşı tarafa göre düşük genlikli bir motor yanıt kaydediliyor ise lezyon kısmi aksonal dejenerasyona yol açmıştır. On gün sonraki incelemede de ilk günkü incelemede olduğu gibi lezyon distalinden uyarmakla normal genlikte bir bileşik kas aksiyon potansiyeli kaydedilebiliyorsa lezyon demiyelinizan tam ileti bloğudur ve prognoz iyi olacak demektir.
Demiyelinizasyon periferik sinirleri etkileyen diğer majör lezyon modelidir. Miyelin kılıf sinir iletimini hızlandırmak üzere tesis edilmiştir ve unutulmamalıdır ki miyelinli sinir lifleri, üzerlerinde miyelin kılıf varken aksiyon potansiyelini gereği gibi oluşturup süratle iletebilirler. Miyelinli bir sinir lifi demiyelinizasyona uğradığında aksiyon potansiyeli oluşturma ve iletme dinamikleri tastamam miyelinsiz bir sinirinki gibi olmaz.
Şekil 21. Lezyon geçişli motor ileti incelemesinde aksonal dejenerasyon ve demiyelinizan iletim bloğu tespiti. Lezyon varlığı birinci günde lezyon proksimalinden siniri uyarmakla gösterilebilir fakat tipi ve oranı bilinemez. Onuncu günde yapılacak kontrol incelemesinde, lezyon distalinden siniri uyarmakla kaydedilen bileşik kas aksiyon potansiyelinin genliğine göre karar vermek mümkündür.
Sinir lifi ister miyelinli isterse miyelinsiz olsun, aksiyon potansiyeli voltaj kapılı sodyum kanallarından sodyum iyonunun akson içine girmesi ile tetiklenmektedir. Miyelinsiz sinir liflerinde sodyum kanalları aksolemma boyunca yayılmış olup, aksiyon potansiyeli bu kanallar üzerinden kısa aralıklarla rejenere edilerek taşınır (Şekil 22). İstirahat halinde aksolemmanın iç ve dış yüzleri arasında yaklaşık -60 mV’luk bir potansiyel farkı bulunur. Aksiyon potansiyelinin tetiklenebilmesi için bu değerin voltaj kapılı sodyum kanallarının açılacağı eşik potansiyel değeri olan -40 mV’a yükselmesi gerekir. Membran potansiyeli bu eşik değere ulaştığında sodyum kanalları açılır ve akson içine bol miktarda sodyum iyonu kimliğinde (+) yük girer. Bu durum depolarizasyon olarak adlandırılır ve aksiyon potansiyelinin hızlı, yükselen fazını oluşturur. İçeri giren sodyum iyonları, etraflarında bulundurdukları elektrik alan sayesinde bir ötedeki membranın istirahat potansiyelini -60 mV’tan sodyum kanallarının açılacağı eşik değer olan -40 mV’a taşır ve bu kez buradaki sodyum kanalları açılarak içeri (+) yük girişi olur, böylelikle yeni aksiyon potansiyeli ilkinden biraz daha ötede tekrar tetiklenmiş olur. Voltaj kapılı iyon kanallarından akson içine giren sodyum iyonunun o halde iki görevi vardır: birincisi aksona girdiği mevkide aksiyon potansiyeli tetikletmek, ikincisi ise biraz ötedeki akson membranının istirahat potansiyelini sodyum kanallarının açılacağı eşik değere yükseltmek.
Fizyolojik iletim sırasında bir noktadan akson içine giren sodyumun, membran potansiyelini eşik değere taşıyacağı mevki her zaman daha ötede olmaktadır. Başka bir deyişle aksiyon potansiyeli fizyolojik yönde iletilmekte iken gerisin geri dönemez, bunun nedeni bir önceki zaman diliminde aksiyon potansiyeli tetiklemiş olan bu bölgenin refrakter dönemde olması yani sodyum kanallarının geçici bir süre için inaktif moda geçmiş olmalarıdır. İşte bu öz nitelik sayesinde motor iletim merkezden çevreye, duysal iletim çevreden merkeze olacak şekilde tek yönlüdür. Bununla karşın sinir iletim incelemelerinde olduğu gibi istirahat halindeki bir siniri herhangi bir bölgesinden akım tatbik ederek uyarmak, uyarıcı elektrodun katodu altındaki membranı eşik potansiyele taşıyarak aksiyon potansiyeli tetikletecek ve fakat bu kez oluşan aksiyon potansiyeli hem distale hem de proksimale yayılacaktır.
Şekil 22. Miyelinsiz sinirde aksiyon potansiyeli iletiminin şematik gösterimi. İstirahat halinde (A) akson membranının iki yüzü arasında -60 mV’luk bir potansiyel farkı mevcuttur ve sodyum kanalları açılmaya hazır beklemektedir (kırmızı). Membran potansiyelinin eşik değere yükselmesi ile (B) sodyum kanalı açılır (pembe), hücre içine bol sodyum girişi olur ve aksiyon potansiyeli tetiklenir (+40 mV). Bu sodyum bir sonraki membran parçasını eşik potansiyele (- 40 mV) taşır ve bu kez sodyum girişi bir ötedeki kanaldan olur (C) ve aksiyon potansiyeli yeniden tetiklenir. Bu kez içeri giren sodyum, bir önceki sodyum kanalını yeniden aktive edemez çünkü kanal inaktif periyoda geçmiştir (siyah). Böyle bir düzenek ile aksiyon potansiyeli akson membranı üzerinde tek yönlü, gayet sık rejenere edilerek fakat yavaş, “gıdım gıdım” iletilir.
Akson üzerine sarılan miyelin kılıf aksiyon potansiyeli iletimini hızlandırır. Miyelinli sinir liflerinde voltaj kapılı sodyum kanalları Ranvier düğümlerinde yoğunlaşmış şekilde bulunur. İki Ranvier düğümü arası mesafe internod olarak adlandırılır ve izolatör gibi çalışan miyelin kılıf ile sarılmıştır. Miyelinli sinir liflerinde aksiyon potansiyeli Ranvier düğümündeki voltaj kapılı sodyum kanallarının açılması ile tetiklenir. Bir Ranvier düğümünden akson içine giren sodyum iyonu kimliğindeki (+) yük burada aksiyon potansiyeli oluşturur. Yanısıra, içeri giren bu sodyum iyonlarının etrafındaki elektrik alan, dışarıdan miyelin kılıf ile sarılı internodal segment boyunca akson içinde yayılıp bir sonraki Ranvier düğümüne karşılık gelen akson membranını istirahat potansiyeli değerinden sodyum kanallarının açılacağı eşik potansiyel değerine yükseltir. Böylelikle aksiyon potansiyeli bu kez bir sonraki Ranvier düğümünde tetiklenmiş olur (Şekil 23). Bu türlü bir iletim, tabanlarını Ranvier düğümlerine basıp, internodal miyelin kılıf genişliğince adım aralığını açarak “zıplaya zıplaya” koşmaya benzer (saltatuvar – sıçrayıcı iletim). Sıçrayıcı iletimde aksiyon potansiyeli tetiklenebilmesi için Ranvier düğümündeki nodal membran istirahat potansiyelinden eşik potansiyel değere yükselmelidir (ihtiyaç duyulan akım). Bu potansiyel değişikliğini ise bir önceki Ranvier düğümünden girmiş ve aksiyon potansiyeli tetikletmiş olan sodyum iyonlarının elektrik yükü yapar (var olan akım). Sağlıklı fizyolojide her bir Ranvier nodu için var olan akım, ihtiyaç duyulan akımdan birkaç kat fazladır (sinir iletiminin güvenlik faktörü). Böylelikle miyelinli sinirlerde iletim güvence altına alınmış olur, ardışık birkaç internodal miyelin soyulsa bile iletim biraz yavaşlar fakat bloğa uğramaz.
Tabi ki miyelinli sinir liflerinde de miyelinsizlerde olduğu gibi fizyolojik iletim tek yönlüdür çünkü bir önceki zaman diliminde aksiyon potansiyelini tetiklemiş olan sodyum kanalları inaktif moda geçmişlerdir.
Şekil 23. Miyelinli sinir lifinde aksiyon potansiyeli oluşum ve iletiminin şematik gösterimi. Ranvier düğümünden giren sodyum iyonları aksiyon potansiyelini tetikler, bu iyonların pozitif elektrik alanı bir sonraki Ranvier düğümünü sodyum kanallarının açılacağı eşik potansiyele taşır. Bir sonraki Ranvier düğümündeki sodyum kanallarının açılması (pembe) ile bu kez aksiyon potansiyel bir sonraki düğümde tetiklenmiş olur. Bir önceki Ranvier düğümünde bulunan sodyum kanalları inaktivasyon döneminde (siyah) olduğu için ileti yön değiştirip geri dönmez.
Sonuç olarak miyelin kılıf, akson boyunca aksiyon potansiyeli oluşum sayısını azaltarak iki nokta arasındaki iletimi hızlandırmaktadır (Şekil 24).
Sinir iletimini hızlandırmak için gelişmiş olan bu çözüm limitsiz değildir. Teorik olarak internodal mesafenin genişliği en fazla bir önceki Ranvier düğümünden giren sodyum iyonlarının bir sonraki Ranvier düğümü üzerine elektropozitif etki gösterebileceği kadar olabilir. Bu etki mesafesini uzatabilmek için miyelin kılıfı geniş – uzun sararken, aksonun çapını da büyütmek gerekir. Çapı geniş aksonun iç direnci düşük olacak ve sodyum, daha uzak membran bölgelerini eşik potansiyel değerine taşıyabilecektir. Bununla birlikte sinir dokusunun sınırlı anatomik hacimlere sığdırılma mecburiyeti ve sinir iletiminde korunması gereken güvenlik faktörü (ihtiyaç duyulan akım/var olan akım>1) başlıca kısıtlamalar olarak karşımıza çıkmaktadır.
Demiyelinizasyon sinir ileti incelemelerine nasıl yansır? Bu sorunun cevabını vermek için ilk olarak tek bir miyelinli sinir lifi üzerindeki iletim ve demiyelinizasyonun etkisi tartışılmalıdır (Şekil 25). Miyelin kılıfın kısa segment boyunca soyulması aksiyon potansiyeli iletimini mevcut güvenlik faktörü nedeniyle bloğa uğratmaz fakat demiyelinize segment nedeniyle genişlemiş membran bölgesi artmış kapasitansı nedeniyle ileti süresini uzatır. O halde kısa segment boyunca demiyelinizasyon o aksonun iletisini biraz yavaşlatacaktır. Miyelin kılıf o sinir lifi için kritik değerin üzerinde genişçe bir segment boyunca soyulur ise sinir iletiminin güvenlik faktörü 1’in altına inecek ve ileti bloğa uğrayacaktır.
Şekil 24. Miyelin kılıfın aksiyon potansiyeli iletimini hızlandırıcı etkisi.
Şekil 26. Miyelinli sinir lifinin demiyelinizasyon halindeki iletimi şematik olarak gösterilmiştir. [A] Miyelinli sinir lifi uyartılmış ve aksiyon potansiyeli sinir üzerinden kaydedilmiştir. [B] Aynı sinir lifinin ardışık iki internodal miyelini soyulmuştur. Bu segmente aksolemma çıplak kalmış olup, membranın kapasitif fonksiyonu artmıştır. Bu segment boyunca akson dışına iyon sızması da söz konusudur. Yine de sinir iletiminin güvenlik faktörü 1’in üzerindedir ve aynı aksiyon potansiyeli daha geç latanslı da olsa kaydedilebilmiştir. [C] Ardışık soyulan miyelin kılıf segmentlerinin sayısı arttığında aksiyon potansiyeli bu sinir lifi üzerinde iletilmez olmuş ve yanıt kaydedilememiştir.
Demiyelinize segment nedeniyle aksiyon potansiyeli iletiminin yavaşlamasını anlamak için basit bir örnek, pompa ile su çektiğimiz su damacanası (5 Galon ≈ 19 L) olabilir. Damacana tam dolu iken (miyelin kılıf tastamam, demiyelinize segment yok) pompaya hafif basmakla bile su çıkışı sağlanır (az bir akım ile aksiyon potansiyeli tetiklenir). Damacanadaki su azaldıkça, su çıkışını sağlamak için daha çok kereler pompaya basmak gerekir (aksiyon potansiyeli tetikletmek için gereken süre uzar). Damacanadaki su belli bir seviyenin altına indiğinde ise pompaya ne kadar basılırsa basılsın su çıkışı sağlanamaz (aksiyon potansiyeli bloğa uğramıştır).
Demiyelinizasyonun günlük pratikte çalışılan sinir iletileri üzerine etkisi sadece tek bir sinir lifindeki iletim özellikleri ile izah edilemez. Periferik sinirler içinde çap ve miyelin kılıf genişlikleri birbirinden farklı olan birçok miyelinli akson bulunur. Bu siniri supramaksimal şiddette uyarmakla her bir akson üzerinde aksiyon potansiyeli tetiklenir. Her bir sinir lifi üzerinde oluşan aksiyon potansiyelleri lifin iletme hızı yeteneği uyarınca kayıt elektroduna farklı zamanlarda varır (fizyolojik temporal dispersiyon). Kaydedilen yanıt bu aksiyon potansiyellerinin bir toplamıdır. Kaydedilen toplam yanıtı en hızlı gelen aksiyon potansiyeli başlatır, bitiren de kayıt elektroduna en geç varan yani en yavaş iletilen olacaktır (Şekil 27). Periferik siniri oluşturan miyelinli aksonlar farklı derecelerde demiyelinize olmuşlar ancak halen iletmeye devam ediyorlar ise bu kez kaydedilecek toplam yanıt daha geç başlangıçlı, daha yayvan ve daha düşük genlikli olacaktır (artmış temporal dispersiyon). Miyelinli aksonların her biri kritik değerin üzerinde demiyelinize olmuşlar ise bu kez aksiyon potansiyelini iletemeyecekler, başka bir deyişle iletim bloğa uğrayacak ve hiçbir yanıt kaydedilemeyecektir. Kimi kez de lifler arası demiyelinizasyon ve sonrasında gelişen remiyelinizasyon o derecede farklı şiddetlerdedir ki bir aksonun iletimi diğerine göre çok yavaşlamıştır ve kayıt elektroduna varışları çok saçaklanmıştır. Bu durumda yaşanacak faz iptalleri nedeniyle – aksiyon potansiyelleri iletiliyor olsa da – herhangi bir toplam yanıt elde edilemeyecektir.
Şekil 27. Demiyelinizasyonun sinir iletimi üzerine etkisi. [A] Çapı ve miyelin kılıf genişliği birbirinden az çok farklı olan sağlıklı sinir lifleri üzerlerinde oluşan aksiyon potansiyellerini birbirlerine göre farklı hızlarda ileterek kayıt elektroduna ulaştırırlar. [B] Sinir lifleri demiyelinize olduğunda her bir sinir lifi için ileti süresi uzar, kaydedilen toplam yanıt gecikir ve yayvanlaşır. [C] Sinir lifleri kritik değerin üzerinde demiyelinize olmuşsa ileti bloğa uğrar ve hiçbir yanıt kaydedilemez. [D] Demiyelinizasyon ve ardından gelişmiş kısa segmentli remiyelinizasyondan ötürü aralarındaki ileti hızı farkı belirginleşmiş aksonların yavaş da olsa iletmeye devam ettikleri aksiyon potansiyelleri kayıt elektroduna çok saçaklanarak varır. Bu nedenle toplamları faz iptalleri nedeniyle sıfıra yaklaşır, biyolojik olarak iletim az çok sağlansa da dışarıdan uyarmakla toplamda hiçbir sinir yanıtı kaydedilemez.
Siniri uyarıp sinir üzerinden kayıt yapılan duysal ileti incelemeleri demiyelinizasyonu göstermede yetersiz kalabilir. Bunun nedeni artmış temporal dispersiyon nedeni ile sahne alacak faz iptali sonucu duysal yanıtların kolaylıkla kaydedilemez oluşu ve uzun segmentler boyunca duysal ileti çalışmasının yapılamıyor olmasıdır. Bu nedenle demiyelinizan – remiyelinizan patolojiler çoklukla motor ileti incelemeleri ile araştırılır. Siniri uyarıp kastan kayıt yapılan motor ileti incelemelerinde, sağlıklı fizyolojide, distal ve proksimal uyarımlar ile aynı motor yanıt distal latansları farklı olacak şekilde kaydedilir (Şekil 28). Motor sinir liflerinin değişik oran ve şiddetlerde demiyelinizasyonu, proksimal uyarımlı yanıtı daha geç ve daha düşük genlikli kılacaktır (kısmi ileti bloğu). Hatta kritik değerin üzerinde demiyelinizasyon gerçekleşmiş ise proksimal uyarıma cevap olarak bileşik aksiyon potansiyeli hiç kaydedilemeyecektir (tam ileti bloğu). Demiyelinize segmentlerin daha dar / kısa miyelin kılıflar ile yeniden miyelinize olması sonucu başlangıçta iletmez olmuş bu aksonlar tekrar iletir hale gelecek fakat ileti hızları çok yavaş ve birbirlerine kıyasla pek farklı olacaktır. Bu durum, proksimal uyarımlı yanıtı çok daha dispers kılar.
Şekil 28. Motor iletim üzerine demiyelinizasyonun etkisi. [A] Sağlıklı sinirde distal ve proksimal uyarım ile benzer şekilli bileşik kas aksiyon potansiyelleri kaydedilir. [B] Demiyelinizasyon nedeniyle bazı motor lifler iletmez olmuştur, bir kısmı da yavaş iletmektedir. Bu nedenle proksimal uyarıma cevaben kaydedilen motor yanıt geç latanslı ve düşük amplitüdlü olur (kısmi ileti bloğu). [C] Kritik düzeyin özerinde demiyelinizasyon iletimi bloğa uğratır ve proksimal uyarıma cevaben motor yanıt kaydedilemez (tam ileti bloğu). [D] Demiyelinizasyon ve gelişmekte olan remiyelinizasyon, aksiyon potansiyeli iletebilen aksonların ileti hızını yavaşlatır ve birbirlerine göre hız farkını belirginleştirir. Sonuç olarak proksimal uyarımla kaydedilen motor yanıt çok dispers şekilli olur.
Özetle; aksonal dejenerasyon ileti süre ve hızını pek değiştirmeksizin distal uyarımdan itibaren genlik kaybına yol açar (Şekil 29). Buna karşın miyelin kılıf soyulması ileti hızını yavaşlatır, eşik değerin üzerinde bir demiyelinizasyon iletiyi bloğa uğratarak yanıtın genliğini düşürür. Demiyelinizasyon + remiyelinizasyon varlığı kaydedilen yanıtların şeklini yayvanlaştırır (negatif pik süresi uzar), özellikle motor iletimlerde bu süreç kendisini artmış temporal dispersiyon olarak gösterir.
Şekil 29a. Aksonal dejenerasyon ve demiyelinizasyon + remiyelinizasyonun motor sinir iletimi üzerine etkisi. Şematik gösterim.
Şekil 29b. Demiyelinizan ileti bloğu ve ileti yavaşlaması. Abdüktor digiti minimi kası kayıtlı ulnar iletim. Motor yanıtın distal latansı ve genliği normal iken, dirsek uyarımı ile yanıt kısmi ileti bloğuna uğramış, genliği düşmüş, negatif pik süresi uzamış ve ileti hızı yavaşlamıştır.
Periferik sinir iletimini bozan aksonal dejenerasyon ve demiyelinizasyon modellerinin yanı sıra nodal ve paranodal bölgenin yapısını değiştiren, bu bölgelerde yerleşmiş ve aksiyon potansiyeli oluşumuna katkıda bulunan iyon kanallarının iletkenliğini etkileyen başka bir patofizyoloji “nodo-paranodopati” adı altında ifade edilmektedir (Şekil 30). Bu model, edinsel inflamatuvar demiyelinizasyona benzemektedir fakat ondan farklı olarak patofizyolojik sürecin hedef aldığı, nodal – paranodal bölgede yerleşmiş ve akson ile glia arası ilişkiyi kuran proteinlerdir (Caspr, Kontaktin, Nörofasin 155 ve 186, NrCam, Gliomedin gibi). Bu ilişkinin bozulması paranodal miyelin kılıfın terminal kıvrımlarının aksondan çözülmesine (detaşman) yol açar. Nodal bölgenin alanı genişler, sodyum kanallarının iletkenliği ve yapısı bozulur. Nodo-paronodopati kendisini ileti bloğu olarak gösterir. Bu iletim bloğu ilerleyen süreçte aksonal dejenerasyona değişebilir ya da nodal – paranodal bölgenin orijinal mimarisini yeniden kazanması ile birlikte hızla çözülüp kaybolabilir. Bu son durum “geri dönüşümlü ileti bloğu” olarak adlandırılmakta olup, edinsel disimmün nöropatilerin bir kısmında patofizyolojiden sorumlu tutulmaktadır.
Şekil 30. Nodo-paranodopati. Miyelin kılıf ve nodal bölgesi normal olan sinir lifi membranı (B) ve nodo-paranodopati gelişmiş eşdeğeri (B’) gösterilmiştir. Miyelin kılıf terminal lamelleri aksondan ayrılmış, nodal bölge alanı genişlemiş, sodyum kanalları sayıca azalmış ve iletkenlikleri bozulmuştur. Bu patoloji erken dönemde ileti bloğuna yol açar. Sürecin devamı halinde akson dejenere olur, ileti incelemeleri aksonal dejenerasyon bulguları gösterir. Başka bir deyişle, lezyon distalinden uyarmakla kaydedilen motor yanıt da ufalır. Kimi kez ileti bloğu klinik iyileşmeye paralel olarak hızla çözülür, lezyon proksimalinden uyarmakla kaydedilen motor yanıtlar dispersiyon göstermeksizin orijinal genliğini geri kazanır (geri dönüşümlü ileti bloğu).
GEÇ YANITLAR
Sinir ileti incelemeleri ekstremite üzerinde sinirlerin görece kolay ulaşılabilir segmentleri boyunca uygulanır. Daha proksimalde kalan segmentlerin test edilmesi geç yanıtların kaydedilmesi ile mümkündür. “Geç yanıtlar” adı altında “F yanıtları” ve “H refleksi” çalışılmaktadır. Geç yanıtlar, bir takım özel klinik tablolarda tanısal önem arz eder ve işaret ettikleri patofizyolojik süreçler, duysal – motor ileti incelemeleri ile iğne elektromiyografisi bulguları ışığında anlam kazanır.
F yanıtları, ilk defa ayak kaslarından kaydedilmiş olmalarına atfen bu harf ile anılmaktadırlar. Motor sinir lifi barındıran bir periferik siniri distal noktasından supramaksimal şiddette uyartmak suretiyle tetiklenir ve hedef kastan kaydedilirler. Periferik sinirler üzerinde fizyolojik iletim tek yönlü olmakla beraber, istirahat halindeki bir sinir dışardan doğru akımla uyartıldığında tetiklenen aksiyon potansiyeli oluştuğu noktadan motor akson üzerinde hem distale, hem de proksimale doğru seyahat eder (Şekil 31). Distale giden aksiyon potansiyeli kısa sürede kasa ulaşır ve tipik motor yanıtı, bileşik kas aksiyon potansiyelini oluşturur. Proksimale giden aksiyon potansiyeli ise alt motor nöronun hücre gövdesini invaze eder, bir anlamda dendritlerinden sekip hücre gövdesinin aksona bağlandığı yerde yeni bir aksiyon potansiyeli oluşturur. Böylelikle oluşan aksiyon potansiyeli fizyolojik ileti yönünde motor akson boyunca distale doğru seyahat ederek en nihayetinde kasa ulaşır, motor yanıttan daha geç latanslı bir potansiyel olarak kaydedilir.
F yanıtları tanımı itibariyle uyarıdan uyarıya latans ve şekil değiştiren biyoelektriksel aktivitelerdir. Ön boynuzda yerleşmiş alt motor nöronların hepsi F yanıtı oluşturacak şekilde geri ateşleme yapamaz. Geri ateşleyebilen alt motor nöron havuzundan sadece birkaç tanesi tek bir supramaksimal uyarı ile bunu gerçekleştirir. Bu biyoelektriksel özellik F yanıtının motor yanıttan çok daha düşük genlikli ve geç latanslı olmasına yol açar. Takip eden uyarılar ile F yanıtına katılan alt motor nöron kombinasyonu değişir. Bu öz nitelik de F yanıtının uyarıdan uyarıya şekil ve latans değişikliği göstermesinin nedenidir (Şekil 32).
Şekil 31. F yanıtı oluşumu. Periferik sinir distal bir noktasından supramaksimal şiddette uyartılır. Distale giden aksiyon potansiyeli motor yanıta katılır, proksimale gidip motor nöronun hücre gövdesini invaze eden aksiyon potansiyeli ise F yanıtını oluşturacak şekilde nöronun geri ateşlemesini sağlar, akson boyunca distale seyahat eder ve kasa ulaşır.
Şekil 32. F yanıtlarının özellikleri. Az sayıda alt motor nöron F yanıtına katıldığı için genliği motor yanıtınkinden düşüktür. Uyarıyı takiben daha uzun bir yol kat ettiğinden latansı geçtir, motor yanıttan sonra çıkar. Sağlıklı fizyolojide, periferik sinirin her bir uyarımında F yanıtına katılan akson kombinasyonu değiştiği için, ardışık uyarılar ile kayıtlanan F yanıtlarının latansları ve şekilleri birbirinden farklı olacaktır. Şeklin üst bölümünde, ön boynuza geri giden aksiyon potansiyellerinden sadece 3 tanesi geri ateşleme ile kasa iade olmuş ve kırmızı ile belirtilen F yanıtını oluşturmuştur. Şeklin alt bölümünde ise bu kez iki alt motor nöron geri ateşleme yapabilmiş ve latansıyla şekli kırmızınınkinden farklı olan mavi F yanıtını kaydedilmiştir.
F yanıtlarının değişken öz niteliği, sadece tek bir uyarı ile oluşanın değil, ardışık en az 10 – 20 farklı uyarıya cevaben kayıtlanan F yanıtlarının oluşturduğu havuzun değerlendirilmesini mecbur kılar. Bu veri havuzunda yaygın olarak değerlendirilen parametreler, toplam uyarı sayısının yüzde kaçında F yanıtı kaydedilebildiği (persistans) ve kaydedilen F yanıtları arasında en erken gelenin latansının (minimal latans) ne olduğudur. Rutin inceleme protokollerinde F yanıtı değerlendirilen sinirler medyan, ulnar ve tibial sinirlerdir. Bu sinirlerde F yanıtı persistansı sağlıklı koşullar altında %80 ve üzerindedir. Minimal latansın her bir sinir ve ekstremite boyu için tanımlanmış normal değerleri mevcuttur (Şekil 33).
Şekil 33. Normal F yanıtları. Ardışık 20 supramaksimal uyarıya cevap olarak her trasede F yanıtları kaydedilebilmiştir (persistans %100). Hesaplanan minimal latans 40 ms olup, tibial sinirin iç malleol hizasında uyartılıp, ayak taban kasından F yanıtlarının kaydedildiği bu montaj için normal sınırlardadır.
Akut sahne almış yaygın kas güçsüzlüğü olan, bu zaafın periferik sinir hastalığından kaynaklanmış olması kuvvetle muhtemel hastalarda, ekstremite boyunca yapılan motor iletimler normale yakınken kuvveti zayıf kas kayıtlı F yanıtlarının düşük persistanslı olması veya hiç kaydedilememesi, kök düzeyinde motor iletim kusuru varlığına işaret eder. Bu tespit “Guillain-Barre” sendromunun erken dönem elektrofizyolojik bulguları arasında en tipik olanlarındandır. Bu hasta grubunda F yanıtlarının çıkmaması kadar onların yerine, latansı ve şekli sabit, her uyarıda aynı yerde ve aynı konfigürasyona tekrarlayan, çoklu sayıda A dalgalarının tespiti de elektrofizyolojik tanıya katkıda bulunur (Şekil 34).
Şekil 34. Bir “Guillain-Barre” sendromu hastasında tibyal F yanıtı incelemesi. Ardışık verilen 20 supramaksimal uyarıya cevaben F yanıtı kabul kriterlerini karşılayan hiçbir biyoelektriksel aktivite kaydedilememiş, buna karşın latans ve şekilleri sabit olan potansiyeller elde edilmiştir (A dalgaları).
Periferik sinirleri etkileyen durum, sinirin kısa bir segmentini (fokal patoloji) veya boylu boyunca sinirin tümünü (diffüz patoloji) tutmuş olabilir. Elektrofizyolojik tetkiki yapan hekim, peşine düştüğü patolojinin fokal veya diffüz niteliğine göre ileti incelemelerini planlar. Sinir üzerinde yerleşmiş fokal bir patolojiyi göstermek için lezyon geçişli, kısa segment motor iletimleri tercih eder. Oysaki diffüz patolojilerin gösterilebilmesi için, sinir uyarımı ile tetiklenen aksiyon potansiyellerin sinir üzerinde daha uzun mesafe boyunca koşturulması gerekir. Bu itibarla, bir takım metabolik ve toksik polinöropatilerin erken tanısına yönelik olarak standart duysal ve motor ileti incelemelerine ilave F yanıtlarının da analiz edilmesi gerekir. Bu tür diffüz ancak hafif şiddetteki periferik sinir hastalıklarında F yanıtlarının persistansı ve minimal latansının yanısıra kaydedilen tüm F yanıtlarının latans değerleri, en geç ve en erken latans farkları dikkate alınmalıdır.
F yanıtını oluşturan alt motor nöronun hücre gövdesi, geri ateşleme ile oluşan aksiyon potansiyelini iletip kasa ulaştıran ve kaydedilebilmesini sağlayan da onun aksonudur. Her ne kadar F yanıtları sinir kökü ve akson iletkenliğini yansıtıyor olsa da akılda tutulmalıdır ki alt motor nöronun eksitabilitesini değiştiren her durum F yanıtı incelemesini etkiler. Başka bir deyişle, akut ve gevşek kuadripleji ile başvuran hastada, erken dönemde kaydedilemeyen F yanıtları “Guillain-Barre” sendromu lehine yorumlanabileceği gibi ön boynuzu tutmuş, uzun segment – asendan miyelit tablosunun da işaretçisi olabilir.
H refleksi, tendon refleksinin bir analoğu olmakla birlikte daha sınırlı kullanım alanına sahiptir. Piramidal traktüs miyelinizasyonu tamamlanıp fizyolojik matürasyon sağlandıktan sonraki yaşlarda H refleksi fleksör karpi radyalis kası kayıtlı olmak üzere medyan sinir uyarımına cevaben ve soleus kası kayıtlı olmak üzere tibial sinir uyarımı sonucu elde edilebilmektedir. Elektrofizyolojik incelemeyi yapan araştırıcı rutin motor ileti incelemeleri sırasında el ve ayak kaslarından kolaylıkla H refleksini kaydedebiliyor ise üst motor nöron tipi bir tutulumun varlığından şüphelenmelidir.
H refleksi duysal ve motor bileşenleri olan, monosinaptik bir reflekstir. Periferik sinir uyarımına yanıt olarak efektör organ kastan kaydedilir (Şekil 35). H refleksini kaydedebilmek için periferik sinir içinde seyahat etmekte olan ve kas boy değişimini takip eden Ia derin duyu afferentleri selektif olarak uyartılmalıdır. Bu uyarım şiddeti düşük geniş süreli doğru akım tatbiki ile sağlanır. Bu tür bir uyarım ile geç latanslı ve düşük genlikli bir motor yanıt (H refleksi) kaydedilebilir olur. Uyarı şiddeti arttırıldıkça H refleksinin de genliği büyür, belirli bir şiddetin üstüne çıkıldığında ise periferik sinir içindeki motor aksonlar da uyartılmaya başlar ve ekranda erken latanslı motor yanıt, bileşik kas aksiyon potansiyeli belirir. Uyarı şiddeti arttırılmaya devam edildiğinde M yanıtı büyür, H refleksi ise giderek ufalır. Bu pattern H refleksini tanıtan en önemli öz niteliktir.
Şekil 35. Soleus kası kayıtlı H refleksi. Tibial sinir diz ardında uyarılmıştır. Düşük şiddet, geniş süreli akımla ilk olarak sinir içindeki derin duyu afferentleri uyartıldığından geç latanslı ancak latansı ve şekli sabit, artan uyarı şiddeti ile genliği artan H refleksi kaydedilmiştir (sarı üçgen). Belirli bir uyarı şiddetinin üstünde motor aksonlar da uyartılır ve motor yanıt kaydedilmeye başlar (mavi üçgen). Artan uyarı şiddeti ile H küçülür, M büyür. [AMN: Alt motor nöron, DN: Duysal nöron, S: Stimulus, R: Kayıt]
Soleus kası kayıtlı H refleksi tibial sinir patolojisi olmayan hastada S1 köküne dair bir tutuluma, fleksör karpi radyalis kası kayıtlı H refleksi de proksimal medyan sinir patolojisi olmayan hastada C7 köküne ait bir etkilenmeye işaret eder. H refleksinin varlığı veya yokluğu, eğer kaydedilebilmiş ise latansı (tek yanlı patolojilerde sağlam taraf ile kıyaslanarak) periferik patolojilerin tespitinde dikkate alınır. Soleus kası kayıtlı H refleksinin iki yanlı patolojik bulunması, diğer ileti bulgularına ek olarak polinöropati tanısını destekler niteliktedir. H refleksinin ileri analizi üst motor nöron tipi tutulumun da bir belirteci olarak kullanılmaktadır.
İĞNE ELEKTROMİYOGRAFİSİ
Elektrofizyolojik değerlendirme anamnez ve klinik muayenenin bir devamıdır. Oluşturulan ön tanı listesi uyarınca inceleme planı şekillendirilir. Nöromüsküler sistemin etkilenmiş olduğuna anamnez ve klinik muayene ile vakıf olunan hemen her durumda, sinir ileti incelemelerini takiben iğne elektromiyografisi ile kasın biyoelektriksel aktivitesi de incelenmektedir. İstisnaları olmakla birlikte, iğne elektromiyografisi uygulanmamış bir elektrodiyagnostik inceleme, yüklemsiz bir cümleye benzer.
Hastanın Hazırlanması ve Teknik
İğne elektromiyografisi birçok hastada güvenli olarak uygulanabilen bir inceleme yöntemidir. Antikoagülan tedavi altındaki hastalarda, kanama olasılığı dikkate alınarak uygulanmalıdır. Hemorajik diyatezi olan hastalarda (trombosit agregasyon ve pıhtılaşma kusurları), diğer girişimsel yöntemlerin tatbiki için alınacak tedbirler iğne elektromiyografisi için de geçerlidir. Her halükarda, kontrol edilemeyecek (komprese edilmesi mümkün olmayan ve yakınından arter geçen) kanamaya yol açması muhtemel derin yerleşimli kaslar hemorajik diyatezi olan hastalarda dikkatli incelenmelidir. Yüzey anatomisine ve derinlik bilgisine dikkat edilerek yerleştirilen iğne elektrot herhangi bir komplikasyona yol açmaz ancak toraks, batın, servikal bölge ve orbita boşluğuna yakın yerleşimli kasların incelendiği durumlarda ayrıca özen göstermek, iş birliği kuramayan kişilerde bu kasları örneklemekten kaçınmak doğru olabilir.
İncelemeye geçmeden önce hastayı yapılacak tetkik konusunda bilgilendirmek önemlidir. “İğne” terimi yerine “elektrot” veya “ince bir tel” tanımlamaları tercih edilmeli, çocuk hastalara elektrot kasa gösterilmeden batırılmalıdır. Rutin iğne elektromiyografisi için kullanılacak iğne elektrot tek kullanımlık olmalıdır. İğne hastanın önünde açılmalı ve inceleme bitiminde tetkiki yapan hekim tarafından iğne tutucu kablodan çıkartılarak tıbbi atık kutusuna kapağı takılmaksızın atılmalıdır. İğne elektrot yaralanmaları en sık iğne elden ele geçirilirken veya kapağı geri takılmaya çalışılırken gerçekleştiğinden buna özellikle dikkat etmek gerekir. İncelenecek kasın üzerindeki cilt temiz olmalıdır. Alkol ile cilt silindikten sonra alkolün buharlaşması beklenip, elektrot kasa cilt ve cilt altını tek hamlede hızlıca geçecek şekilde batırılır. Bu insersiyon sırasında elektrot – cilt yüzeyi açısı kasına göre değişmekle birlikte dik açı veya dar açı olabilir. İğne elektrot incelenecek kasa yüzey anatomisince tarif edilmiş nirengi noktaları dikkate alınarak, genellikle kasın motor son plak kuşağına 1 – 1,5 cm uzaktan batırılır, ne kadar derine gidilmesi gerektiği de akılda tutularak kasın farklı bölümleri örneklenir. İğne elektrodu uzaktan gelen aktivitenin yakınına gitmek motivasyonu ile sürekli derine, olmayacak mesafeler boyunca ilerletmek ya komplikasyona ya da istenen değil de daha derin yerleşimli başka bir kasın aktivitesinin kaydedilmesiyle sonuçlanır.
Tek bir giriş noktasından kasa sevk edilen iğne elektrot, kas içinde bir kare piramidin tepesinden taban köşelerini hedeflercesine dört farklı noktaya doğru ilerletilir, aktivite incelenir ve ardından elektrot yarı mesafe geri çekilip yine aktivite kaydedilir. Ilımlı bir değişikliği veya kası fokal tutan patolojileri ortaya koymak için ya da kasın tümüyle normal biyoelektriksel aktiviteye sahip olduğunu göstermek maksadıyla inceleme, ilk giriş noktasından elektrodu çıkartıp, kas lifi yönüne dik doğrultuda ve ilkine 1 – 1,5 cm mesafede başka iki cilt insersiyonu daha yapılarak genişletilebilir.
Kayıt sisteminin doğru çalıştığını görmek, yanısıra hastayı tetkik ile tanıştırmak için incelemeye normal olması muhtemel ve görece az ağrılı bir kastan başlamak uygundur. Kasın biyoelektriksel aktivitesi istirahat halinde ve istemli kası sırasında kaydedilmelidir. Kas insersiyonu yapıldıktan sonra hastadan söz konusu kası aktive eden özgün hareketi yapması istenerek iğne elektrodun doğru yerleşimde olduğu kanıtlanır. Ardından kas istirahat halindeyken minik iğne hareketleri ile spontan biyoelektriksel faaliyet incelenir. Sonraki aşamada, hastanın inceleme altındaki kasına istemli kası yaptırılır ve bu sırada araştırıcı bir yandan hastanın eklem hareketine karşı gelerek kası şiddetini ölçeklendirir bir yandan da ekranda görünen, sesi hoparlörden duyulan motor ünite potansiyellerinin şekil, ateşlenme ve kasıya katılım özelliklerini değerlendirir. Kası sırasında iğne elektrodun yerini değiştirerek farklı motor ünite potansiyelleri örneklenmelidir. Kuvvetli – tam kası ile interferens patterni kaydedilip kas gevşetilir. İğne elektrot kasılmakta olan kasın içinde ve derindeyken kası tümüyle gevşetmeye sevk etmek kimi kez mümkün olmayabilir, hastanın canı yanabilir, iğne kas içinde dönüp bükülebilir. Bu istenmeyen durumdan kaçınmak için iğne cilt altına kadar çekilip yüzeyelleştirilir ve ardından kas gevşetilir. Kası sonrası gevşemiş kasta spontan faaliyetin yeniden değerlendirilmesi hekime ilave bilgi sağlar. Ardından iğne kastan çıkartılır ve bir sonraki kas incelenir. İnceleme boyunca kaç kasın örnekleneceği az çok belli olmakla beraber tespit edilen bulgulara göre değişebilmektedir. Bu nedenle hastayı incelenecek kasların kesin sayısı söylenmemeli, “gereği kadar, ne eksik ne fazla” şeklinde ifade edilmelidir. İğne elektromiyografisi sırasında hasta ile iletişimi sürdürmek, konuşmasını sağlamak, olası bir presenkop – senkop atağını hekime erken tanıtır ve tedbir almak mümkün olur.
Elektromiyografi incelemesi kasın biyoelektriksel aktivitesini ortaya koyar. İstirahat halindeki aktivite ayrı tutulursa, iskelet kaslarının istemli kası sırasındaki aktivitesini oluşturan temel birim, başka bir deyişle yapı taşı “motor ünite” olarak adlandırılmıştır. Motor ünite İngiliz fizyoloji profesörü Sherrington tarafından 19. yüzyılın ikinci yarısında tanımlanmıştır. Bu tanıma göre bir alt motor nöron, onun aksonu ve hareket emri götürdüğü kas liflerinin tümü bir motor ünitedir. Motor ünite fonksiyonel bir ünitedir. Farklı anatomik ve histolojik yapılardan oluşan ancak aynı amaca hizmet eden bileşenleri vardır. Bu tanımı ile motor ünite her türlü hareketin (istemli hareket, ritmik motor pattern ve refleks) son ortak yolunu oluşturur.
İskelet kaslarının biyoelektriksel aktivitesini analiz eden türlü çeşitli yöntemler Şekil 36’da özetlenmiştir. Bu yöntemlerden en yaygın uygulananı rutin iğne elektromiyografisidir. Bu yöntemde kayıtlama için konsantrik elektrot kullanılmaktadır. Bu kayıtlamada iğne her zaman kas lifinin dışında fakat yakınında yer alır.
Rutin konsantrik iğne elektromiyografisi incelemesinde istirahat halinde fizyolojik ve patolojik spontan faaliyet değerlendirilir. İstemli kası sırasında da motor ünite potansiyelleri kaydedilir ve bu motor ünite potansiyellerinin konfigürasyonu, kasıya katılım ve interferens özellikleri incelenir (Şekil 37).
İstemli Kası Sırasında Motor Ünite Potansiyellerinin Değerlendirilmesi
Motor ünite bir alt motor nöron, aksonu ve hareket emri götürdüğü kas liflerinden oluşmaktadır. Kas içine batırılan konsantrik iğne elektrot, motor üniteye ait kas liflerinden iğnenin görüş alanı içinde kalanları üzerinde oluşmuş aksiyon potansiyellerinin bir toplamını kaydeder. Kaydedilen bu sumasyon aktivitesi “motor ünite potansiyeli” olarak adlandırılır (Şekil 38). Motor üniteyi etkileyen hastalıklarda motor ünite potansiyelinin ölçülebilir parametreleri ve kasıya katılım özellikleri değişir, nörojen veya miyojen tutulum yönünde yeniden şekillenir. Klinik muayene ve sinir iletim incelemelerini takiben elektromiyografide saptanan patolojinin tipi ve anatomik dağılım özellikleri hekimi tanıya yaklaştırır.
Bir motor ünitenin kas içinde kapladığı alan sıklıkla 4 – 6 mm çapında bir daire kadardır (2 – 10 mm). Motor ünite başına düşen kas lifi sayısı motor ünitenin tipine ve innervasyon oranına göre değişiklik göstermekle birlikte çoğu kez 200 – 300 arasındadır. Tek bir kas lifi de 40 µ çapındadır. Kas içinde motor üniteler, kas lifleri birbirine komşu olacak şekilde iç içe yerleşmişlerdir (Şekil 39). Bir motor ünite sahası içinde en fazla 10 farklı motor üniteye ait kas lifi bulunabilir, bu saha içinde tümüyle örtüşen motor ünite sayısı da en fazla 3’tür.
Şekil 36. Elektromiyografi yöntemleri.
Şekil 37. Rutin konsantrik iğne elektromiyografisinde incelenen parametreler.
Şekil 38. Motor ünite ve motor ünite potansiyelinin oluşumu – kayıtlanması.
Şekil 39. Motor ünitelerin anatomik yapısı. Dört farklı motor ünite farklı renk kodları verilerek resmedilmiştir. Farklı motor ünitelere ait kas lifleri yan yana uzanmaktadır. Motor ünitenin enine kesitinde de bu özellik dikkati çeker. Her bir motor ünite kapladığı alanın bir kısmını başka motor üniteler ile paylaşacak şekilde kesişim kümelerine sahiptir.
İstemli kası sırasında, kas lifleri üzerinde aksiyon potansiyelleri nöromüsküler kavşaklar hizasında oluşur ve her iki yöne, tendona doğru seyahat eder (Şekil 40). Kası devam ettiği müddetçe, motor ünitenin çakma frekansı sıklığına bağlı olarak her bir kas lifi üzerinde yeni aksiyon potansiyelleri oluşur ve iletilmeye devam eder. İstemli kası sırasında kaydedilmek istenen aktivite işte bu aksiyon potansiyellerinin toplamı yani motor ünite potansiyelidir.
Kas içine yerleştirilen konsantrik iğne elektrot, bir motor üniteye ait tüm kas liflerinin oluşturduğu aksiyon potansiyellerinin toplamını kaydetmez. Ancak ve ancak kendi görüş alanı içinde kalan kas liflerinin aksiyon potansiyellerinin bir toplamını gösterir (Şekil 41).
Şekil 40. Farklı motor ünitelere ait kas lifleri, üzerlerinde iletilmekte olan aksiyon potansiyelleri ve kayıt elektroduna göre konumları.
Şekil 41. Konsantrik iğne elektrot görüş alanı içinde kalan kas lifleri üzerinde oluşmuş aksiyon potansiyellerinin bir toplamını kaydeder.
Kaydedilen motor ünite potansiyelinin ölçülebilir bir takım öz nitelikleri vardır (Şekil 42). Motor ünite potansiyelinin süresi, potansiyelin temel çizgiyi terk ettiği noktadan tekrar temel çizgiye döndüğü noktaya kadar geçen süreyi ifade eder. Motor ünite potansiyelinin amplitüdü, en yüksek elektronegatif pikten en derin elektropozitif çukura olan salınımın genliğidir. Motor ünite potansiyelinin faz sayısı, temel çizginin iki tarafında kalan üçgenlerin toplam sayısıdır. Faz sayısını bulmak için diğer bir yöntem, motor ünite potansiyelinin temel çizgiyi kestiği nokta sayısına “1” eklemektir. Motor ünite potansiyelinin temel çizginin bir tarafında gösterdiği polarite değişimleri ise “dönüş” olarak adlandırılır. Bazı motor ünite potansiyellerinin ana kitlesine eklemlenmiş satellit potansiyeller olabilir. Bu satellit potansiyelin de katılması ile hesaplanan süre “pik süresi” olarak ifade edilir.
Şekil 42. Motor ünite potansiyelinin ölçülebilir parametreleri.
Motor ünite potansiyelinin ölçülebilir parametrelerini patolojik süreçler değiştirir. Bu değişim, hekim tarafından fark edilir ve tanı için kullanılır. Ancak, motor ünite potansiyelinin ölçülebilir parametrelerini etkileyen başka faktörler de söz konusudur. Kayıt için kullanılan iğne elektrodun tipi ve boyutları, elektromiyografi cihazının amplifikatör filtre ayarları değiştikçe aynı biyoelektriksel aktivite farklı genlik, süre ve faz sayısı ile kaydedilebilir. Bundan başka inceleme altındaki motor ünitenin tipi, innervasyon oranı, terminal aksonların iletim özellikleri, nöromüsküler kavşakların kas içinde dizilimi ve iletkenliği motor ünite potansiyeline katılacak aksiyon potansiyellerinin senkronizasyonunu etkileyerek motor ünite potansiyelinin şeklini belirler. İğne elektrodun kası sırasında aktiflenmiş motor üniteye göre olan konumu (doğru kas, doğru insersiyon noktası, ateşlenen motor ünite sahası içinde olmak, ateşlenen motor ünitenin kas lifine yakın olmak, tendona değil de görece motor son plağa yakın olmak) da ölçümü etkiler. Tüm bu teknik detayların optimize edildiği koşulda bile, konsantrik iğne elektrot motor ünite sahası içinde yer değiştikçe farklı aksiyon potansiyeli kombinasyonları algılayacağından kaydedilen motor ünite potansiyelinin ölçülen değerleri değişir. İğnenin yer değişiminden en az etkilenen parametre motor ünite potansiyelinin süresidir (Şekil 43). Amplitüt ve faz sayısı bu değişimden daha fazla etkilenir. Bu nedenle süre parametresi patolojiyi ayırt etmede daha güvenilirdir.
Şekil 43. İğnenin farklı konumlarında hesaplanmış motor ünite potansiyel simülasyonu. Konum değiştikçe özellikle süre parametresinin aynı kaldığına dikkat edin.
Konsantrik iğne elektrot paslanmaz çelik bir kanül ve bunun merkezine yerleştirilmiş, iğne boyunca kanülden izole edilmiş, yaklaşık 0,1 mm çapında krom-nikel-gümüş telden oluşmaktadır. İğnenin ucu 15 – 20 derecelik bir eğimle kesiktir. Bu nedenle aktif kayıt yüzeyi elips şekilli olup (150 – 180 µ) alanı 0.07 mm2 kadardır. Kaydedilen motor ünite potansiyelinin amplitüdünü iğneye en yakın 0,5 mm çapındaki yarım daire içinde kalan kas lifleri belirler. Motor ünite potansiyelinin süresi ise 2,5 mm çaplı bir yarım daire içinde kalan kas lifleri tarafından belirlenir (Şekil 44). Bu teknik özellikler nedeniyle konsantrik iğne elektrodun yeri değiştirildiğinde motor ünite potansiyeline katılan kas lifi aksiyon potansiyeli kombinasyonu değişmekte, zamansal ve uzamsal boyuttaki bu değişim kaydedilen motor ünite potansiyelinin ölçülebilir öz niteliklerini değiştirmektedir.
Motor ünite potansiyelinin ayırt ettirici öz nitelikleri, inceleme altındaki kas hafif – orta şiddette kasılırken tanınabilir. Normal motor ünite potansiyellerinin süresi 5 – 15 ms, amplitüdü 0,2 – 2 mV arasında olup, faz sayısı da 4 veya daha azdır. Bu normal değerlerin kasa, kası şiddetine ve teknik faktörlere bağlı olarak değişebileceği göz önünde bulundurulmalıdır.
Şekil 44. Konsantrik iğne elektrot ve kaydedilen motor ünite potansiyelinin ölçülebilir parametrelerini belirleyen teknik – fizyolojik özellikler.
Miyopatik tutulumda motor ünite potansiyelinin süresi kısalır, genlik değeri düşer, şekli polifazik olur. Nörojen tutulum halinde ise beklenen, motor ünite potansiyelinin süresinin uzaması, amplitüdünün ve faz sayısının artmasıdır. İstemli kası sırasında ateşlenmeye devam eden motor ünitelerin ekranda izlenen potansiyelleri kimi kez üst üste, kimi kez de yan yana gelerek karmaşık, aynı şekilde tekrarlamayan sinyaller oluşturabilir (Şekil 45). Bu nedenle kalitatif analiz yapan araştırıcı, hastanın kası şiddetini hafif – orta derecelerde tutmalı, ekranı uzun süre izleyip teker teker motor ünite potansiyellerini gözüyle ayırt etmeli, bu potansiyellerin süre ve genlik değerlerini de ekrandaki ölçekten hesaplamalıdır (100 ms’lik bir süpürmede bir kutucuk genişliği 10 ms, 2 mV‘luk bir duyarlıkta bir kutucuk yüksekliği 0.2 mV).
Şekil 45. Aynı anda ateşlenen 4 farklı motor ünite potansiyelinin ekranda izlenen şematik görüntüsü. Tek kas lifi aksiyon potansiyellerinin (TKLAP) sumasyonu olarak kaydedilen motor ünite potansiyeli söz konusu motor ünitenin çakma frekansı uyarınca ekranda farklı kereler belirir. Aynı anda bu 4 motor ünite aktif ise ekranda izlenecek faaliyet en alt satırda çizildiği gibi olur. Araştırıcı kası şiddetini ve iğnenin konumunu optimize edip, ekranı daha uzun süre izleyerek aynı şekilde tekrar eden aktiviteleri gözüyle seçmeli ve değerlendirmelidir.
Miyopatik Motor Ünite Potansiyeli
Kas hastalıklarında motor üniteler rasgele kas lifi kaybeder. Sağ kalan ve sayıca azalmış kas liflerinin çapları arasında da belirgin fark olur (Şekil 46). Hipertrofik, normal, atrofik kas lifleri ile yer yer rejenere olan kas lifleri motor ünite sahası boyunca yayılır. Kas lifi kaybı belirginleştikçe tıpkı dişleri kırılmış tarak misali motor ünite sahası içinde elektriksel sessiz alanlar belirir. İğne elektromiyografisi ile kaydedilen motor ünite potansiyelinin şeklini bu yapısal özellikler belirlemektedir. Önemli bir özellik, miyopatik süreçlerde kas gücünde azalma olduğu andan itibaren motor ünite potansiyelinin ölçülebilir parametreleri değişmiş olmasıdır. Bunun nedeni, miyopatide motor ünite potansiyelinin şeklini değiştiren faktörün, patofizyolojik sürecin yol açtığı kayıp olmasıdır.
Şekil 46. Miyopatik motor ünite. Motor ünite başına düşen kas lifi sayısı azalmıştır. Mevcut kas lifleri arasında artmış çap farkı dikkati çeker.
Miyopatik motor üniteye ait potansiyel konsantrik iğne elektrot ile kaydedildiğinde kısa süreli, düşük amplitüdlü ve polifazik olarak izlenir (Şekil 47). İğnenin görüş alanı içinde kalan aynı motor üniteye ait kas lifi sayısı azaldığından ve kas lifleri arasındaki artmış çap farkı nedeniyle kas lifi aksiyon potansiyelleri iğnenin kayıt ucuna zaman ekseninde saçaklanarak varırlar. Bu nedenle motor ünite potansiyeli genlik ve süre kaybına uğrar, faz sayısı artar. Kimi kez kayıt iğnesinin ucu hipertrofik bir kas lifinin yakınına denk düşer ve etrafında iğnenin görüş alanı içinde kalan o motor üniteye ait başka da bir kas lifi yoktur. O halükarda kaydedilen motor ünite potansiyeli çok kısa süreli ve fakat normal, hatta yüksek amplitüdlü olacaktır.
Şekil 47. Miyopatik motor ünite. Kısa süreli, polifazik düşük amplitüdlü motor ünite potansiyeli ve hipertrofik kas lifine ait motor ünite potansiyeli şematik olarak gösterilmiştir.
Yukarıda tanımlanan tipik miyopatik değişiklikler her kas hastasında ve hastaların her kasında benzer şiddette bulunmaz. Kimi miyopati hastalarının rutin iğne elektromiyografisi normal bile olabilir. Spektrumun diğer ucunda eski ve ağır tutulum gösteren hastalar ve/veya kaslar yer alır. Başka bir deyişle miyopati hastalarında tanı koydurtucu iğne elektromiyografisi bulguları gösteren kasın seçimi bir anlamda biyopsi yapılacak kasın seçimine benzer. Süreç içinde orta şiddette tutulmuş olan bir kas en doğru bilgiyi verecektir. Eski ve ağır tutulum gösteren miyopatik kasta motor ünite mimarisi çok değişmiş olduğundan tanı koydurtucu miyopatik motor ünite potansiyel değişiklikleri izlenemeyebilir ve daha da ötesi görüntü nörojenik tutuluma benzeyebilir (Şekil 48). Kas lifinin fokal lezyonları, yarılması, reinnervasyon, satellit kas liflerinin innerve edilmesi, kas içi terminal motor aksonların süreçte lezyona uğramış olması ve kas lifleri arasında lokal hipereksitabilite nedeniyle gelişen efapsis motor ünite potansiyellerini geniş ve satellitli kılabilir. Bu tür bir motor ünite aktivitesinin kronik miyopatik tutulumdan kaynaklandığını göstermek için makro elektromiyografi gibi ileri yöntemlere başvurmak veya süreç içinde görece daha az tutulmuş kasları rutin iğne elektromiyografisi ile değerlendirmek gerekebilir.
Şekil 48. Miyopatik tutulumda uzun süreli, polifazik ve satellitli motor ünite potansiyeli türeten değişikliklerin şematik gösterimi (Stalberg ve Trontelj’den değiştirilerek alınmıştır).
Nörojenik Motor Ünite Potansiyeli
Nörojenik tutulumda motor ünite potansiyelinin şeklini değiştiren aksonal dejenerasyon olmalıdır. Aksonal dejenerasyon, aksonun kendisinin dejenerasyonu veya ön boynuz hücresinin kaybı sonucu gelişir. Alt motor nöron sahneden inmiş veya aksonu dejenere olmuşsa, bu motor ünite istemli kasıya katılmayacak ve tabi ki motor ünite potansiyeli de üretemeyecektir. Başka bir deyişle nörojenik tutulumda söz konusu olan kayıp, ilk elden motor ünite potansiyelinin şeklini değiştirmez. Nörojenik tutulumda motor ünite potansiyelinin konfigürasyonunu değiştiren, tanı koydurtucu uzun süre, yüksek genlik ve polifazi artışı niteliklerini şekillendiren, söz konusu kaybı telafi çabası, yani, reinnervasyon olacaktır. Bu özelliği ile nörojenik tutulum, miyopatik tutulumdan farklıdır ve nörojen tutulumun tipik motor ünite potansiyel değişikliklerinin gelişmesi için zaman geçmesi gerekir.
Şimdi bir ön boynuz hastalığı nedeniyle bir alt motor nöronun dejenere olduğunu düşünelim (Şekil 49). Bu alt motor nöron tarafından innerve edilmekte olan kas lifleri de artık uyartılamaz olacak ve istemli kasıya katılmayacaklardır.
Şekil 49. Nörojenik tutulum. Alt motor nöron dejenerasyonu. Pembe motor nöron hayatiyetini kaybetmiş, aksonu dejenere olmuş, bu motor üniteye ait kas lifleri istemli kasıya katılmaz hale gelmiştir.
Diğer alt motor nöronlar sağlam olduğundan, bu alt motor nöronlarca innerve edilen kas lifleri mükemmelen uyartılacak ve normal şekilli motor ünite potansiyelleri üreteceklerdir. Bununla birlikte, sahneden inen alt motor nöronun denerve bıraktığı kas lifleri yeniden innerve edilmek durumundadır. Zaafı telafi çabası olarak da düşünülebilecek bu gayret, alt motor nöron hastalıklarında “kollateral filizlenme” mekanizması ile gerçekleşir. Süreç içinde etkilenmemiş alt motor nöronların kas içindeki terminal aksonları, kollateral filizler uzatarak, kendi motor ünite sahaları içinde bulunan ve bir önceki zaman diliminde denerve kalmış olan kas liflerini reinnerve ederler (Şekil 50).
Kollateral filizlenme yaparak tabiiyetine yeni kas lifleri katan motor ünitenin potansiyeli tipik nörojenik öz nitelikler gösterecektir (Şekil 51). Reinnervasyonun erken döneminde satellitli motor ünite potansiyelleri, ilerleyen evrelerde polifazik – uzun süreli motor ünite potansiyelleri ve reinnervasyon iyice matürasyon kazandıkça yüksek amplitüdlü, şekli normal motor ünite potansiyelleri izlenecektir. Zamana bağlı tanımlanan bu özellikler monofazik süreçler veya ilerleyici ise de çok yavaş progresif olanlar için söz konusudur. Hızlı ilerleyen ön boynuz hücre hastalıklarında reinnervasyona pek zaman kalmayabilir.
Şekil 50. Kollateral filizlenme ile reinnervasyon. Şekil 49 ile kıyaslayın. Denerve kas lifleri komşu motor ünitelerin filizlenmesi ile reinnerve edilmiştir. Motor ünite sayısı azalmış, reinnervasyon yapan motor ünitelerin toplam kas lifi sayısı artmış, yan yana duran kas liflerinin aynı motor üniteye ait olma olasılığı yükselmiş, başka bir deyişle sağ kalıp reinnervasyon yapan motor ünitelerin kendi sahaları içinde kas lifi yoğunluğu yüksek alanlar şekillenmiştir.
Kollateral filizlenme ile gelişen reinnervasyon sadece ön boynuz hastalıklarına özgü değildir. Birçok kısmi nörojen tutulumda reinnervasyon bu mekanizma ile sağlanır. Bununla birlikte nörojenik tutulum için tek reinnervasyon mekanizması da kollateral filizlenme değildir. Alt motor nöronun sağlam, periferik sinir kılıflarının korunduğu veya cerrahi olarak onarıldığı lezyon modellerinde aksonal rejenerasyon ile de reinnervasyon sağlanır. Rejenerasyon ile reinnervasyon sıklıkla tam sinir kesisi ve onarımını takiben gelişir. Kısmi lezyonlarda ise aksonal rejenerasyon ile reinnervasyona fırsat kalmadan, kollateral filizler denerve kas liflerini yeniden innerve ederler. Ancak lezyona yakın yerleşimli kaslarda kollateral filizlenmenin yanısıra aksonal rejenerasyon ile reinnervasyonun elektrofizyolojik bulguları tespit edilebilir.
Nörojenik lezyon modeli olarak tam sinir kesisini düşünelim (Şekil 52). Hücre gövdeleri sağlam olduğu halde aksonların bütünlüğü bozulmuş olup, hedef kasta hiçbir motor ünite aktivitesi kaydedilmemektedir.
Uygun cerrahi müdahale sonrası gelişecek aksonal rejenerasyon ile lezyona en yakın kastan başlamak üzere kas lifleri teker teker reinnerve edilecek, yeni motor ünite potansiyelleri doğacaktır (Şekil 53). Yeni şekillenen bu motor üniteler az sayıda kas lifi bulundurur, oluşturdukları motor ünite potansiyeli de kısa süreli ve düşük amplitüdlü olacaktır. Buna rejenerasyon motor ünite potansiyeli veya “yeni doğmuş” anlamında “nascent” motor ünite potansiyeli denilir. Zamanla rejenerasyon güçlenip reinnervasyon matürasyon kazandıkça motor ünite potansiyeli de büyüyerek normale yaklaşır (Şekil 55).
Şekil 51. Kollateral filizlenme ile oluşmuş reinnervasyon motor ünite potansiyeli. Yeşil motor ünite potansiyeli alt motor nöronunun dejenere olması nedeniyle kaydedilemez olmuştur. Bu motor üniteye ait olan ve mavi motor ünitenin sahası içinde kalan kas lifleri teker teker kollateral filizler aracılı reinnerve edilir. İlk olarak satellitli bir motor ünite potansiyeli belirir, takip eden süre içinde polifazik uzun süreli, ardından da yüksek amplitüdlü bir motor ünite potansiyeli oluşur. Zaman eksenindeki bu değişimin mekânda da karşılığı vardır. Lezyona en yakın kas en erken denerve kalacak ve reinnervasyon en erken bu kasta başlayacaktır.
Şekil 52. Tam sinir kesisi. Tam aksonal dejenerasyon gelişmiştir. Hedef kasta hiçbir motor ünite potansiyeli kaydedilemez.
Şekil 54. Aksonal rejenerasyon ile kas liflerinin tek tek reinnerve edilmesi.
Şekil 55. Tam aksonal dejenerasyon sonrası gelişen rejenerasyon ile reinnervasyon. İlk oluşan motor ünite potansiyelleri kısa süreli ve düşük amplitüdlüdür (yeni doğmuş motor ünite potansiyeli). Rejenerasyon ile reinnervasyon sürüp güçlendirdikçe motor üniteye ait kas lifleri sayıca artar, potansiyelin süresi uzar ve polifazik olur.
O halde nörojen tutulumda iğne elektromiyografisine yansıyan motor ünite potansiyel bulguları 3 modelde özetlenebilir:
1. Alt motor nöronların dejenere olduğu, aksonal rejenerasyon ile reinnervasyonun mümkün olmayacağı, yegâne reinnervasyon mekanizması olarak kollateral filizlenmenin işlediği model. Bu modelde uzun süreli ve yüksek amplitüdlü, hatta dev motor ünite potansiyelleri kaydedilir. Örneğin, polyomiyelit sekeli, yavaş seyirli spinal müsküler atrofi vakaları gibi.
2. Tam sinir kesisi: Hücre gövdeleri sağlam, aksonların tümü dejenere olmuş, kollateral filizlenme yapacak akson yok, uygun sinir onarımı gerçekleştirilmiş, yegane reinnervasyon mekanizması olarak aksonal rejenerasyonun işlediği model. İlk oluşan motor ünite potansiyelleri kısa süreli, düşük amplitüdlü olacaktır (“nascent” motor ünite potansiyeli).
3. Kısmi aksonal dejenerasyon modeli. Hücre gövdeleri sağlamdır. Bazılarının aksonları dejenere olmuştur. Hem kollateral filizlenme, hem de aksonal rejenerasyon ile reinnervasyon sağlanabilir. Bu hastaların kaslarında normal motor ünite potansiyelleri (süreçten etkilenmemiş motor üniteler), uzun süreli – polifazik – satellitli (kollateral filizlenme ile oluşmuş) motor ünite potansiyelleri ve kısa süreli düşük amplitüdlü – normal / polifazik şekilli (aksonal rejenerasyon ile oluşmuş) motor ünite potansiyelleri birlikte izlenebilir. Lezyona en yakın kasta rejenerasyon motor ünite potansiyeli görme olasılığı daha yüksektir.
Motor Ünitelerin Kasıya Katılım (Rekrütman) Özelliklerinin Değerlendirilmesi
İskelet kasları değişik şiddetlerde kuvvet üretebilir. Kuvveti ölçeklendiren altına girilen yükün büyüklüğüdür. Ateşlenen motor ünite sayısı ve ateşlenme frekansı ölçeklendirilerek kasın ürettiği kuvvet tam da ihtiyaç duyulan seviyede tutulur. Kasın kuvvetini arttırmak için zaten ateşlenmekte olan motor ünitelerin yanına yeni yeni motor ünitelerin katılması terim olarak “rekrütman” kavramı ile bağdaşmaktadır. Rekrütman, kelime anlamı itibariyle orduya asker kaydetmek demektir. Ne kadar asker kaydedileceğini o memleketin ihtiyacı belirler. Motor üniteler de kasıya ihtiyaç duyulan kuvveti üretecek kadar katılmalıdır. Eksik kalırsa işi göremez, fazla kaçarsa da üretilen güç yüke göre orantısız olur.
Motor üniteler istemli kasıya üst motor nöronun etkisi ile katılır. Bu katılımda “büyüklük prensibi” esası teşkil eder. Henneman tarafından tanımlanan bu prensibe göre “(size principle”) kasıya önce küçük (tip 1) ardından büyük (tip 2) motor üniteler katılmaktadır. Küçük motor ünitelerin alt motor nöron hücre gövdesi de ufaktır. Bu nöronların yüzey alanı dar olduğundan giriş direnci yüksektir. Bu nedenle üst motor nörondan gelen az bir eksitatör akım bile bu küçük alt motor nöronu hızla aksiyon potansiyeli tetikletecek membran potansiyeline taşır [V = I x R]. Daha büyük gövdeli, yüzeyi geniş, giriş direnci düşük tip 2 motor ünitelerin kasıya katılması için üst motor nöron düzeyinden daha çok uyarı gelmelidir.
Hafif şiddette bir istemli kası sırasında tek bir motor ünite 3 – 5 Hz frekansında çakmaya başlar. Kası şiddeti arttırıldığında bu motor ünite çakma frekansını 10 Hz’e yükseltir ve yanına 5 Hz frekansında çakan yeni bir motor ünite eklenir. Kası şiddeti daha da arttırılmak gerekiyorsa ilk ateşlenen motor ünite çakma frekansını 15 Hz’e, ikinci ateşlenen motor ünite çakma frekansını 10 Hz’e yükseltir ve yanlarına 5 Hz frekansında çakan üçüncü bir motor ünite katılır. Kasıya katılımda izlenen bu pattern “5’ler kuralı” olarak bilinir (Şekil 56). Bir sonraki motor ünite kasıya katıldığı sırada bir önceki motor ünitenin gösterdiği çakma frekansı “rekrütman frekansı”dır. Sabit kası sürdürülürken, ekranda izlenen en yüksek çakma frekansının, ateşlenen farklı motor ünitelerin sayısına bölünmesi ile elde edilen parametre de “rekrütman oranı” olarak bilinir [RO = En hızlı ateşlenen MUP frekansı / Motor ünite sayısı].
Şekil 56. Motor ünitelerin kasıya katılımı. “5’ler kuralı”. Siyah motor ünite 3 Hz ile ateşlenmeye başlamıştır. Ardından frekansını 5 Hz’e yükseltmiştir. Kası şiddeti arttırılmak istendiğinde siyah motor ünite 10 Hz’e çıkmış ve yanına kırmızı motor ünite 5 Hz çakma frekansı ile eklenmiştir. Kuvvet daha da arttırıldığında siyah motor ünite 15 Hz’e, kırmızı motor ünite 10 Hz’e yükselmiş ve yanlarına mavi motor ünite 5 Hz frekansında çakmaya başlayarak katılmıştır. Rekrütman oranı = 15 / 3 = 5.
Sağlıklı kasta rekrütman oranı 3 – 8 arasında olup, genellikle 5’e yakındır. Nörojen ve miyojen tutulumda rekrütman oranı değişir. Daha da önemlisi rekrütman oranındaki bu değişim, başka bir deyişle kasıya katılımdaki bozukluk, patoloji ister nörojen isterse miyojen olsun, hemen ortaya çıkar. Nörojen tutulumda ateşlenecek motor ünite sayısı azalmıştır ve sağ kalan motor üniteler daha yüksek frekansta çakmaktadır (pay↑, payda↓). Bu durum nörojenik kasta rekrütman oranını arttırır (Şekil 57).
Şekil 57. Nörojenik rekrütman. Motor ünite sayısı az, ateşlenenlerin çakma frekansı yüksek olduğundan rekrütman oranı artar. Siyah motor ünite 3 Hz frekansı ile çakmaya başlamış, çakma frekansını 5 Hz’e yükseltmiş, kası şiddetini arttırmak gayesi ile 10 Hz ve ardından 15 Hz’e çıkmış fakat bu basamaklarda yanına yeni motor ünite katılmamıştır. Ancak siyah motor ünite 20 Hz çakma frekansına yükseldiğinde yeşil motor ünite 5 Hz ile ateşlenmeye başlamıştır. Bu durum kasıya katılımda boşluk, rekrütmanda azalma ve rekrütman oranında artış şeklinde özetlenebilir.
Rekrütman oranının arttığı bu nörojenik durum, aslında motor ünitelerin kasıya katılımının azaldığı, ateşlenmekte olan motor ünitelerin ise çakma frekanslarını oldukça hızlandırdıkları bir seyrelmeyi ifade eder (yüksek çakma frekanslı seyrelme).
Miyopatik süreçlerde ise temel patoloji kas lifi sayısında azalma olduğundan bir motor ünitenin ürettiği kuvvet azalacaktır. Bu nedenle aynı kuvveti yaratabilmek için miyopatik kas aynı anda çok sayıda motor üniteyi kasıya erkenden katmalıdır. Aynı anda çok sayıda motor ünite ateşlendiği için (payda↑) miyopatilerde rekrütman oranı düşer (Şekil 58). Kasıya erken katılımın olduğu bu pattern miyopati için oldukça tipiktir ve en erken dönemden itibaren tespit edilebilir. Bu hastalar kaslarını istemli olarak ne kadar hafif kasarlarsa kassınlar hiçbir zaman tek bir motor ünite ateşletemezler.
Şekil 58. Miyopatik rekrütman. Hafif kası ile ateşlenen motor ünite sayısı çok, fakat çakma frekansı yüksek değildir. Bu yüzden rekrütman oranı düşük bulunur. Motor ünite başına üretilen kuvvet normalden az olduğu için istemli kası ile aynı anda 5 motor ünite hafif – orta hızda çakmaya başlamıştır. 10 Hz frekansında ateşlenen bu 5 motor ünite, düşük bir rekrütman oranı vermektedir. Bu kas için kasıya erken katılım söz konusudur.
İnterferens (Girişim) Patterni
Motor ünitelerin istemli kasıya arttırılan kası şiddeti uyarınca ardışık katılmaları ve çakma frekanslarını yükseltmeleri sonucu en nihayetinde ulaşılan tam kası sırasında kaydedilen biyoelektriksel aktivite interferens patternidir. İnterferens patterni hem motor ünite potansiyellerinin konfigürasyon özelliklerinden, hem ateşlenen motor ünitelerin sayısından ve hem de motor ünitelerin ateşlenme özelliklerinden ip uçları barındırır.
Sağlıklı kasta tam kası sırasında kaydedilen interferens patterni normal zarf amplitüdüne sahiptir. Bu patternde temel çizgi seçilmez, arada sessiz boşluklar yoktur. Nörojenik tutulumda, kollateral filizlenme ile olan reinnervasyon motor ünite potansiyellerinin genliğini büyüteceği için interferens patterninin de zarf amplitüdü büyür. Motor ünite sayısı azaldığından interferens patterninde arada temel çizginin kolaylıkla seçilebildiği boşluklar belirir. Miyopatik tutuluşta ise, motor ünite potansiyellerinin genliği düştüğünden interferens patterninin zarf amplitüdü ufalır, kasıya erken katılım olduğundan temel çizginin seçilebildiği boşluklar yoktur (Şekil 59).
Şekil 59. Tam kası sırasında kaydedilen interferens patterni. Miyopatik interferens düşük genliklidir (duyarlık 0,2 mV), temel çizgi seçilmez. Nörojenik interferens büyük genliklidir (duyarlık 2 mV) ve arada temel çizginin seçilebildiği boşluklar bulunur (seyrelme).
İstirahat Halindeki Aktivitenin Değerlendirilmesi
Spontan faaliyet fizyolojik veya patolojik olabilir. Fizyolojik spontan faaliyet giriş aktivitesi ve motor son plak faaliyetinden ibarettir.
Giriş aktivitesi, iğne elektrodun ucunun elektriksel olarak uyartılabilir bir dokunun içinde seyahat ettiğini gösterir. Yağ veya bağ dokusunda iğne hareketi ile bu aktivite alınmaz. Sağlıklı kasta iğne hareketi ile başlar, iğne hareketi bittiğinde sonlanır, toplam süresi 100 - 150 ms’yi geçmez. Kas membranında eksitabilite artışına yol açan durumlarda giriş aktivitesi artar. Bu durumlar arasında denervasyonun erken dönemi, miyotoni ile seyreden süreçler sayılabilir. İnceleme altındaki kasın giriş aktivitesinin azalmış hatta kaybolmuş olması da ayrıca önemlidir. Eğer kuvvetsiz, palpasyonda kıvamı sert bulunan bir kastan iğne elektromiyografisinde giriş aktivitesi alınamıyor ise o kasın bağ dokusuna değiştiği söylenebilir. Böyle bir tespit altta yatan patolojinin geldiği aşama (kronik dönem ve sekel nitelik) hakkında bilgi verir ve kimi kez hastayı gereksiz tıbbi – cerrahi müdahalelerden korur.
Motor son plak gürültüsü, presinaptik uçtan depolarizasyon olmaksızın da salınan asetilkolin moleküllerinin postsinaptik membrandaki reseptörleri ile etkileşimi sonucu tetiklenen end-plate (son plak) potansiyellerini ifade eder. Düşük genlikli, monofazik salınımlardır. İğne elektrodun ucu nöromüsküler kavşağa ancak çok yakın yerleştiğinde kaydedilebilir. Eğer ki iğnenin ucu presinaptik sinir terminalini depolarize ederse, bu kez kaydedilecek son plak faaliyeti fibrilasyona benzeyen, kısa süreli, elektronegatif başlangıçlı “son plak dikeni” olacaktır. Son plak dikenleri şeklen fibrilasyona benzemekle birlikte rastgele ateşlenirler ve bu dikenlerin izlendiği iğne konumunda son plak gürültüsünü de kaydetmek mümkündür. Son plak aktivitelerinin kaydedildiği iğne lokalizasyonu hasta için ağrılıdır, hastanın gösterdiği tepki de dikkate alınarak bu aktiviteler kolaylıkla tanınabilir.
Patolojik Spontan Faaliyet
İğne elektromiyografisi sırasında, kas lifleri üzerinden kaydedilen ve “patolojik” addedilen bu biyoelektriksel aktivite ya sinir lifi tarafından ya da birincil olarak kas lifince üretilmektedir.
Doğrudan kas lifi tarafından üretilen patolojik spontan faaliyet denervasyon (pozitif diken ve fibrilasyon) potansiyelleri, miyotonik ve kompleks repetitif boşalımlardır. Sinir tarafından üretilip, nöromüsküler kavşakları geçip kas lifini uyartan ve kas lifi üzerinde oluşan aksiyon potansiyellerinin toplamı şeklinde kaydedilen patolojik spontan faaliyet ise fasikülasyon potansiyelleri, miyokimi, nöromiyotoni ve kramp boşalımlarıdır.
Denervasyon potansiyelleri, şekil olarak birbirinden farklı olan pozitif diken ve fibrilasyon potansiyelleridir. Kas lifinin innervasyonunu kaybetmesi sonucu ortaya çıkarlar. Her bir pozitif diken ve fibrilasyon potansiyelini teker teker kas lifleri oluşturur. Ritmik ateşlenen, ekranda sabit aralıklarla beliren potansiyellerdir. Pozitif diken potansiyeli fibrilasyona göre biraz daha tok seslidir.
Denervasyon potansiyelleri kas lifini denerve bırakan süreç sahne aldığı anda hemen ortaya çıkmazlar. Lezyon ve hedef kas arasındaki mesafe ile doğru orantılı olacak şekilde bir süre geçmesi gerekir. Bu süre maksimum 3 hafta kadardır. Lezyonun kas lifine en yakın yerleşimli olduğu modellerde, örneğin botulizmde, hedef kasta denervasyon çok daha erken belirir. Radikülopati gibi çok proksimal yerleşimli lezyonlarda denervasyonun “zaman – mekân” dağılımı oldukça tipiktir. Örneğin aksonal dejenerasyon ile seyreden L5 radikülopatisinde lezyona en yakın yerleşimli lomber paraspinal kaslar en erken, lezyona en uzak yerleşimli ekstensör digitorum brevis kası ise en geç denervasyon potansiyeli çıkartan kaslar olacaktır. Denervasyonu takip eden reinnervasyon süreci de bu “zaman – mekân” sırası ile gelişecektir.
Denerve kalan kas lifinin denervasyon potansiyeli üretmesi için neden zaman geçmesi gerekir? Denervasyon tanımı sadece sinir ile kas lifi arasındaki elektriksel mukavelenin feshedilmesi demek değildir, trofik – yapısal mukavele de yürürlükten kalkmıştır. Denervasyon sürecinde yeniden şekillenen bir takım yapısal öz nitelikler kas lifinin biyoelektriksel özelliklerini değiştirir ve spontan, ritmik deşarj oluşturmasına neden olur (Şekil 60). Bu değişiklikler:
1. Sağlıklı durumda asetilkolin reseptörleri sadece motor son plakta, kristaların tepesinde konuşlanmıştır. Kas lifi denerve kaldığında yeni sentezlenen asetilkolin reseptörleri tüm kas lifi boyunca dağılarak yerleşir. Asetilkolin reseptörleri 7 – 10 günde bir yıkılıp yeniden yapılır ve işlev göreceği yere taşınır. Bu işlemi sinir – kas lifi arasında karşılıklı iletişim halinde çalışan protein aracılı sinyalizasyon mekanizması sağlamaktadır.
2. Kas lifinin innervasyonunu kaybetmesi ile birlikte iyon geçişini kontrol eden kanalların sayıları, iletkenlikleri, açılıp kapanma dinamikleri de değişir. Bu nedenle kas lifinin istirahat membran potansiyeli sağlıklı durumdakinden daha az elektronegatif olur, başka bir deyişle voltaj kapılı sodyum kanallarının açılacağı eşik değere yaklaşır. Bununla birlikte voltaj kapılı sodyum kanallarının açılacağı eşik potansiyel değeri düşer, o da kas lifi membranının istirahat potansiyeli değerlerine yaklaşır.
3. Biyoelektriksel öz nitelikleri değişmiş kas lifi membranı sabit bir istirahat potansiyelini koruyamaz, dalgalanmalar gösterir. Bu dalgalanmalar eşiği yakaladığında da kas lifi denervasyon potansiyeli ateşletmiş olur.
Lezyon sonrası yeterli zaman geçmiş ve kas lifi denervasyon potansiyeli üretmeye başlamıştır. Ancak bu patolojik aktivite kimi kez pozitif diken, kimi kez de fibrilasyon şeklinde izlenir. Bu şekil farkını, kas lifi üzerinde oluşmuş ve iletilmeye çalışılan aksiyon potansiyeli kimliğindeki denervasyon faaliyetinin, yakın alan potansiyeli prensipleri uyarınca kaydedilirken, iğne elektroda göre aldığı konum yaratmaktadır. Denervasyon potansiyelinin gösterdiği şekli izah etmeye yönelik bu yaklaşım, aslında, sinir ve kas lifi üzerinde oluşup iletilmekte olan tüm aksiyon potansiyeli formları için de geçerlidir (Şekil 61). Aksiyon potansiyeli, biyolojik membranlar üzerinde öncü ve artçı dipolden oluşan bir kuadripol olarak seyahat eder. Kayıt elektrodu kendisine yaklaşan bu kuadripolün ilk olarak öncü dipolüne ait pozitif kutbunu görür ve pozitif faz çizilir. Ardından kuadripol kayıt elektrodunun tam altına ulaşır ve bu kez potansiyelin negatif fazı çizilir çünkü elektrot öncü ve artçı dipollerin negatif kutuplarını görmüştür. Kuadripol kayıt elektrodunu geçip uzaklaşırken de artçı dipolün pozitif kutbunu algılayan elektrot son fazı pozitif defleksiyon olarak çizer. Sonuç, başlangıç fazı pozitif olan trifazik bir dalgadır.
Başlangıç fazı pozitif olan trifazik dalga şeklen fibrilasyon potansiyeli ile bağdaşır: Denervasyon aktivitesi kas lifi üzerinde ve kayıt elektrodundan uzakta oluşmuş, kayıt elektrodu altına gelmiş, onu geçip uzaklaşarak kas lifi üzerinde yoluna devam etmiştir. Eğer ki aksiyon potansiyeli kayıt elektrodundan biraz uzakta oluşur, elektroda yaklaşır ancak tüm hacmi ile elektrodun altına gelemez ve dolayısıyla onu geçip gidemez ise de bu kez pozitif diken potansiyeli çizilmiş olur (Şekil 62).
Şekil 60. İnnervasyonunu kaybetmiş kas lifinin membran potansiyelinde izlenen değişim. Eşik düşmüş, istirahat membran potansiyeli eşiğe yaklaşmış olup spontan dalgalanmalar göstermektedir. Eşiği yakalayan her bir tepe denervasyon potansiyeli tetikler.
Şekil 61. Uyartılabilir biyolojik membran üzerinde seyahat eden kuadripolün yakın alan potansiyeli prensipleri uyarınca kaydedilmesi ve çizilen trifazik aksiyon potansiyeli.
Kas lifi denerve kaldığında ilk ortaya çıkan denervasyon potansiyeli özellikle iğne hareketi ile tetiklenen pozitif diken geçişleridir. Artmış giriş aktivitesi gibi izlenen bu faaliyet kas lifinde denervasyona bağlı gelişmekte olan ancak henüz belirli membran bölgelerine sınırlı kalmış bir hipereksitabilitenin göstergesidir. Denervasyon faaliyeti iğnenin biraz ötesinde oluşmuş, ona yaklaşmış, ancak tümüyle altına girip, onu geçip gidememiştir. Denervasyon matüre oldukça kas lifi daha uzun segmentler boyunca kolay uyartılabilir hale gelir. Bu kez denervasyon faaliyeti kas lifinde iğneden ötede oluşur, elektrodun altına gelir, onu geçip gider ve kas lifi üzerinde seyahatini sürdürür. Başka bir deyişle membran eksitabilite artışı lif boyunca yaygınlaştıkça fibrilasyon potansiyeli kaydedilebilir olur. Kaydedilen denervasyon potansiyelinin şekline iğne ucunun kas lifini ezip ezmemesi de katkıda bulunmaktadır.
Şekil 62. Fibrilasyon ve pozitif diken potansiyelleri. Fibrilasyon, başlangıcı pozitif trifazik potansiyel olarak, pozitif diken ise başlangıcı pozitif, bitiş fazı yayvan elektronegatif olmak üzere bifazik potansiyel şeklinde izlenmektedir (fibrilasyon mavi, pozitif diken kırmızı çemberler ile işaretlenmiştir).
İstemli kası sırasında yapılan konsantrik iğne elektromiyografisi sırasında, kimi kez iğne ucu kas liflerini sıkıştırdığından, büktüğünden veya parçaladığından dolayı kaydedilmekte olan kas lifi aksiyon potansiyelleri elektronegatif fazlarını kaybedip pozitif diken potansiyeli şeklini alırlar ve en nihayetinde ekrandan kaybolurlar (Şekil 63). Bu potansiyel “hasarlanma” potansiyeli olarak bilinir ve ekrandan tamamen kaybolmadan evvel şekli pozitif diken potansiyeline benzer. Ancak denervasyonun pozitif diken potansiyelinden farklı olarak bu yaralanma (injury) potansiyeli birkaç kez çakıp susan, sönümlenirken de ekranın sağına yaklaşıp (yavaşlayıp) genlik kaybeden karakterdedir. Pozitif diken potansiyelinin hakiki denervasyon aktivitesi olduğuna karar vermek için şeklinin sabit olması, ateşlenme frekansını koruması ve beraberinde ritmik çakan fibrilasyon potansiyellerinin de bulunması önemlidir.
Şekil 63. “Hasarlanma” potansiyeli.
Denervasyon potansiyellerinin varlığı her zaman patolojiktir. Söz konusu patoloji nörojenik tutulum veya miyopati olabilir. Nörojenik tutulumda gerçekleşen aksonal dejenerasyon, hedef kas içinde o motor üniteye ait olan kas liflerinin istemli kası ile uyartılamaması sonucunu doğurur. Lezyon olur olmaz tespit edilebilen bu elektrofizyolojik bulgu kendini kasıya katılımda boşluk, rekrütman oranında artış ve interferens patterninde seyrelme ile ortaya koyar (Şekil 64). Takip eden haftalar içinde, lezyona en yakın kastan başlamak üzere istirahat halinde önce pozitif diken, sonra fibrilasyon potansiyelleri bulgular arasına eklenir (Şekil 65). Ardından kollateral filizlenme ile reinnervasyon sahne alır ve motor ünite potansiyelleri, satellitli, polifazik şekle bürünür (Şekil 66). Reinnervasyon tamamlanınca pozitif diken ve fibrilasyon potansiyelleri kaybolur, nörojenik motor ünite potansiyel değişiklikleri belirginleşir, interferens patternindeki seyrelme ise baki kalır (Şekil 67).
İnterferens patterni seyrelmiş, yüksek amplitüdlü fakat şekli normal, süresi normalin üst sınırında veya uzun motor ünite potansiyelleri ateşleyen bir kasta pozitif diken ve fibrilasyon potansiyellerinin hatırı sayılır yoğunlukta kaydedilmesi, eski ve tamamlanmış bir denervasyon – reinnervasyon sürecine yeni tutulumun eklendiği bilgisini araştırıcıya sunar. Örneğin: 8 yıl önce sağ L5 radikülopatisi yaşayıp iyileşen, fakat 2 aydır şikâyetleri tekrar eden bir hastada olduğu gibi.
Şekil 64. Nörojenik tutulum. Hiperakut dönem. Tek elektrofizyolojik bulgu kasıya katılımda boşluk ve interferens patternindeki seyrelmedir.
Şekil 65. Nörojenik tutulum. Akut dönem. Seyrelmenin yanısıra denervasyon potansiyelleri kaydedilmektedir.
Şekil 66. Nörojenik tutulum. Subakut dönem. Denervasyon potansiyelleri, uzun süreli polifazik, satellitli motor ünite potansiyelleri ve seyrelme mevcuttur.
Şekil 67. Nörojenik tutulum. Kronik döneme geçiş. Denervasyon potansiyelleri kaybolmuştur. Motor ünite potansiyelleri yüksek amplitüdlüdür, satellitli ve çok polifazik olanlar giderek azalmaktadır (terminal aksonlar ve nöromüsküler iletim olgunlaşmaktadır). İnterferens patternindeki seyrelme kalıcı bulgu olarak tespit edilir.
Denervasyon faaliyetinin eski veya yeni olması hekim için önemlidir. Tabi ki anamnez, muayene, eski incelemelerin yorumu bilgi vericidir ancak elektrofizyolojik açıdan bakıldığında, denervasyonun zamanlamasına karar vermek için eşlikçi bulgu olarak motor ünite potansiyellerinin konfigürasyonu yardımcıdır. Her ne kadar iğnenin kas lifine olan yakınlığına göre değişiyor olsa da denervasyon potansiyellerinin genliği de yeni – eski denervasyon ayırımı yapmak için kullanılabilir (Şekil 68). Bir kasta tespit edilen denervasyon potansiyelleri iki şekilde kaybolur: ya o denervasyonu türeten kas lifleri reinnerve edilir ve motor ünite potansiyeline katılır, ya da o kas lifleri reinnerve edilemeden atrofiye uğrar ve sahneden iner. Başka bir deyişle çok eski denervasyon, atrofiye uğramakta olan görece ince çaplı kas liflerinden kaynaklanıyor olmalıdır. Kas lifinin çapı ince ise yüzey alanı dar, bu nedenle üzerinde barındırdığı elektriksel yük az, ateşleteceği denervasyon potansiyeli de düşük genlikli olacaktır. Oysaki taze denervasyon, hele ki kronik nörojen veya miyojen bir süreç içinde hipertrofiye uğramış, ardından sürecin ilerlemesi ile kendisi de denerve kalmış hipertrofik – kalın çaplı bir kas lifinin ateşleyeceği denervasyon yüksek genlikli olacaktır.
Şekil 68. Kas lifi çapı ile fibrilasyon potansiyeli arasındaki genlik ilişkisi. Çapı ince kas lifi genliği düşük, çapı kalın olan ise genliği yüksek fibrilasyon potansiyeli tetikler. Kas lifinin çapı, lifin iç direnci ile ters orantılı olduğundan ince çaplı lifin fibrilasyonu yavaş, kalın çaplı olanınki hızlı iletilecektir.
Kas lifi dejenerasyonu ile seyreden miyopatik tutulumda da denervasyon potansiyelleri kaydedilir. Miyopatik tutulum, motor ünitelerde rastgele kas lifi kaybı yapar, sağ kalan kas lifleri arasında da çap farkı belirginleşir. Bu durum kendisini iğne elektromiyografisinde kasıya erken katılım, rekrütman oranında azalma, erken ve tam interferens olarak gösterir. Kaydedilen motor ünite potansiyelleri de kısa süreli normal veya düşük amplitüdlü, normal veya polifazik – çok dönüşlü olabilir. Kası hastalandıran patofizyolojik sürecin tipi uyarınca kimi kez kas içi motor aksonların da hasarlanması ve / veya kas lifindeki fokal segmenter nekroz, asıl olarak miyopatik tutulum sergileyen kastan denervasyon potansiyeli kaydedilmesine yol açar (Şekil 69). Kas lifinin bir bölümünü etkileyen fokal nekroz, örneğin son plak hizasını tutmuş, bunun distal ve proksimalindeki kas parçalarını etkilememişse, innervasyondan mahrum kalan bu kas lifi parçaları denervasyon aktivitesi çıkartacaklardır. Fokal lezyon ile kas lifinin bir parçası son plaktan ayrılmışsa da benzer şekilde denervasyon türetebilir.
Şekil 69. Miyopatik tutulum. Motor ünite başına düşen kas lifi sayısı azalmış, var olan kas lifleri arasındaki çap farkı belirginleşmiştir. Kas lifindeki fokal segmenter nekroz, son plak innervasyonundan mahrum bıraktığı kas lifi parçasında denervasyona neden olmuştur. Motor ünite potansiyelleri kısa sürelidir. Motor ünite başına üretilen kuvvet azaldığından kasıya erken katılım (rekrütman oranında azalma) ve tam interferens tespit edilir.
Miyotonik boşalım, kas lifi membranındaki eksitabilite artışı nedeniyle ortaya çıkan başka bir patolojik spontan faaliyettir. Miyotoni ile seyreden kas hastalıklarında klor veya sodyum kanalları sorunludur (Şekil 70). Voltaj kapılı sodyum kanalları aksiyon potansiyelinin hızlı yükselen fazını – depolarizasyonu şekillendiren iyon girişini sağlar. Klor kanalları ise özellikle kas lifinin repolarizasyonu için önemlidirler ve kas lifi istirahat membran potansiyelinin tekrar orijinal elektronegatif değerlere hızla inmesini kolaylaştırırlar. Sodyum kanallarının kolay açılabilir olması, herhangi bir zaman diliminde inaktif durumdaki sodyum kanal oranının düşük olması kas lifinin aksiyon potansiyeli tetikletmesini kolaylaştırır. Klor kanal iletkenliğinin bozulduğu durumda ise kas lifi membranı olması gereken istirahat potansiyeline inemez ve kolaylıkla tekrar tekrar depolarize olur.
Şekil 70. Kas lifi aksiyon potansiyelini oluşturan, depolarizasyon – repolarizasyon aşamalarında rol alan iyon değişimleri.
Miyotonik boşalımın sesi, İkinci Dünya Savaşında, cephe bombardımanı yapmak üzere dalış yapan, hedefe yaklaştığında bombasını bırakıp keskin bir “V” dönüşü ile yükselip hızla uzaklaşan uçak sesine benzetilmektedir (Doppler etkisi / pike yapan uçak sesi). Bu tanıma göre miyotonik boşalımın sesi azdan çoğa ve tekrar aza doğru şiddet, bastan tize ve sonra tekrar basa doğru ton değiştirir. Bu ses, gazı açılıp kapatılan bir motosiklet sesine de benzer. Bu sese eşlikçi olarak kaydedilen miyotonik boşalımın ekrandaki görüntüsünden genlik, frekans ve şekil değiştirdiği izlenir (Şekil 71).
Şekil 71. Miyotonik boşalım.
İğnenin yeri sabit olmak kaydıyla, miyotonik boşalımın genlik değişimi ardışık üretilen kas lifi aksiyon potansiyellerine ne kadar sodyum kanalının katıldığına, frekans değişimi membran potansiyelinin eşik düzeyle ne sıklıkta buluştuğuna, şekil değişimi ise tetiklenen aksiyon potansiyellerinin her seferinde kayıt iğnesinden uzakta oluşup, yaklaşıp, altına gelip, geçip gidebilmesine bağlıdır.
Kompleks repetitif boşalım, istirahat halinde kas lifi gruplarının oluşturduğu bir diğer patolojik spontan faaliyettir. Ani başlar, sabit sürer, ani sonlanır (Şekil 72). Tanımı itibari ile muntazam çalışan bir motor sesini andırır. Deşarj, tekrarlayan komplekslerden oluşur. Kompleksler arası interval ve kompleks içi bileşenlerin aralarındaki süre sabittir.
Şekil 72. Kompleks repetitif boşalım.
Nörojenik ve miyopatik tutulumlarda kompleks repetitif boşalım kayıtlanabilir. Kompleks repetitif boşalım çoklukla mevcut patofizyolojik sürecin eskimiş olduğuna işaret eder. Bu tespit özellikle nörojenik tutulum için geçerlidir. Bir takım inflamatuvar kas hastalıklarında, hastalığın aktif döneminde ve görece erken safhalarında da kompleks repetitif boşalım izlenebilir.
Kompleks repetitif boşalım eksitabilitesi artmış kas lifi havuzunda bir lifin spontan aksiyon potansiyeli üretmesi ile tetiklenir. Bu lif üzerindeki depolarizasyon komşu liflere efaptik transmisyon ile iletilir, döngü tamamlandığında bir kompleks oluşmuştur (Şekil 73). Başlangıç noktasına geri dönen aktivite eğer bu noktayı tekrar uyartılabilir bulursa aynı döngü bir daha yaşanır ve birinci ile aynı olan ikinci kompleks çizilir. Bu tekrar, döngüyü oluşturan zincir bir noktada kopana kadar sürer. Deşarjın ani başlamasını, ani sonlanmasını, komplekslerden oluşmasını, kompleks içi ve kompleksler arası intervalin sabit olmasını bu yapısal – biyoelektriksel öz nitelikler belirlemektedir.
Fasikülasyon potansiyelleri alt motor nöron veya aksonundan kaynaklanan istemsiz ve rastgele motor ünite deşarjlarıdır. Her ne kadar ön boynuz hastalıkları için şüphe uyandırıcı olsalar da, sağlıklı kişilerde görülebildikleri gibi periferik sinirlerin diğer bazı hastalıklarında da kaydedilebilirler. Basit veya kompleks şekilli olabilen fasikülasyon potansiyelleri tek tek (soliter) ya da gruplar halinde (kombine) ateşlenebilmektedir (Şekil 74).
Basit fasikülasyon normal bir motor ünitenin istemsiz ve rastgele deşarjı olmalıdır. Kompleks fasikülasyon, reinnervasyon yapmış bir motor ünitenin deşarjı ile ortaya çıkar. Kombine ateşlenmeleri ise supranükleer bir jeneratörü düşündürmektedir.
Şekil 73. Kompleks repetitif boşalım. Kas liflerinden [A] deşarjı başlatır. [A], komşu bulunduğu [C] ve [B]’yi uyartır, [C] lifi de [D]’yi tetikler. Bir kompleks çizilir. [A]’ya komşu liflerden birisinin üzerindeki aktivite (bu örnekte [B]) geri dönüp [A]’yı yeniden uyartabilir ise döngü sürer, ikinci kompleks çizilir.
Şekil 74. Fasikülasyon potansiyelleri. Kompleks, kombine ve basit olanlar mavi, kırmızı, yeşil çember içine alınmıştır.
Motor nöron hastalıkları arasında en sık karşılaşılan, ölümcül alt tip amiyotrofik lateral skleroz’dur. Amiyotrofik lateral skleroz hastalarında hem üst ve hem de alt motor nöron dejenerasyonu söz konusudur. Alt motor nöron dejenerasyonun elektrofizyolojik belirteçleri iğne elektromiyografisinde süregelen denervasyon – reinnervasyon bulguları şeklinde izlenir. Hastalık tanısı, bu bulguların ekstremite ve beden kaslarındaki yaygınlığına göre konur. Kesin tanıyı hastalığın erken dönemine çekmek iyi niyetiyle tanımlanan yeni teşhis kriterleri, fasikülasyon potansiyellerini nörojenik motor ünite potansiyel değişikliklerinin varlığında denervasyon aktivitesine eş değer tutmaktadır. Bu nedenle incelemeyi yapan araştırıcı her bir kasta yeterli süre fasikülasyon potansiyeli aramalıdır (≈2’). Kimi kez gözle fasikülasyon aktivitesi görüldüğü halde bu potansiyel iğne elektrot ile kaydedilemeyebilir. Bunun nedeni, iğnenin görüş alanı içinde kalan motor ünite ve / veya motor ünite parçasının fasiküle etmiyor olmasıdır. Ancak unutulmamalıdır ki fasikülasyon potansiyelinin mevcudiyeti her zaman hastalık olduğu anlamına gelmez. Anamnez, klinik muayene ve diğer elektrofizyolojik bulguların tümüyle birlikte yapılacak değerlendirme tıbbi yaklaşım için esastır.
Miyokimik boşalımlar periferik sinir kaynaklı patolojik spontan faaliyetin bir diğer örneğidir. Periferik sinir eksitabilitesinin arttığı durumlarda ve santral – periferik demiyelinizasyon modellerinde izlenebilir. Radyoterapiye bağlı gelişen pleksopatiyi malign invazyondan ayırmakta kullanılan önemli bir belirteçtir. Radyasyon pleksopatileri görece ağrısız olup miyokimik boşalımların varlığı ile karakterizedir.
Miyokimik boşalımlar, spontan, tek birim (motor ünite) deşarjlarıdır. Ritmik veya neredeyse ritmik olan bu boşalımlarda boşalım içi frekans 5 – 70 Hz arasında, çoğu kez 150 Hz’den düşüktür. İkili, üçlü, çoklu boşalımlar şeklinde belirebilir (Şekil 75).
Şekil 75. Miyokimik boşalım. Bir saniyelik ekranda 3 kez tekrarlayan boşalımlar.
Bu şekli ile kaydedilen miyokimik boşalım uygun adım yürümekte olan bir asker kıtasının çıkarttığı ayak sesine benzetilir. Miyokimik boşalımlar saniyede birkaç kez tekrar edebilir. Uzun süren boşalımlar 5 – 10 saniyede bir yinelemektedir (Şekil 76).
Şekil 76. Uzun süren, seyrek tekrarlayan miyokimik boşalım.
Nöromiyotonik boşalım, tipik şekli ile miyokimik deşarjdan daha uzun süren, boşalım sırasında amplitüdünün değişebildiği patolojik spontan faaliyettir (Şekil 77). Çok daha hızlıdır, sesi mermi sesini andırır (yanından hızla Formula-1 yarış arabası geçmiş gibi). Her bir boşalımı yapan motor üniteler 40 – 300 Hz frekansında ateşlenmektedirler. Bu frekans genellikle 150 Hz’den büyüktür. Amplitüt değişimi 100 Hz’ten hızlı frekanslarda dikkati çeker. Nöromiyotonik boşalım, değişken intervaller ile irregüler ateşlenir, bu özelliği de miyokimik boşalımdan farklıdır (Şekil 78).
Şekil 77. Nöromiyotonik boşalım. Yüksek frekanslı ve genlik değişimi gösteriyor.
Şekil 78. Değişken intervaller ile yineleyen nöromiyotonik boşalım.
NÖROMÜSKÜLER KAVŞAK İŞLEVLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ
Nöromüsküler kavşak, sinir ucundan kas lifine biyoelektriksel aktivitenin iletilmesi için özelleşmiş bir yapıdır. Sıcakkanlı memelilerde postnatal dönemde tek bir kas lifini tek bir nöromüsküler kavşak uyartır. Bu kavşak bölgesinde oluşan aksiyon potansiyeli kas lifi boyunca her iki yöne 3 – 5 m/s hızla iletilir, eksitasyon – kontraksiyon eşlemesi ile kasılmayı tetikler ve tendonda sönümlenir.
Nöromüsküler kavşakta iletim 0,5 – 1 ms kadar sürer. Bu süre sinir ucundaki biyoelektriksel aktivitenin kas lifi üzerinde aksiyon potansiyeli oluşturması için harcanmaktadır. Sağlıklı durumda bile bu intikal mühleti değişkendir, başka bir deyişle kas lifi üzerinde aksiyon potansiyeli kimi kez daha kısa sürede, kimi kez de daha geç oluşur. Bununla birlikte değişmez kural, sinir ucuna varan her depolarizasyonun kas lifi üzerinde her seferinde aksiyon potansiyeli oluşturabilmesidir. Nöromüsküler iletimi sağlıklı durumda aksamaz kılan bu güvence hem presinaptik, hem de postsinaptik unsurlarca sağlanır (nöromüsküler iletimin güvenlik faktörü).
Nöromüsküler kavşak, presinaptik sinir sonlanması, postsinaptik kas membranı ve aralarındaki sinaptik yarıktan oluşmuştur (Şekil 79). Gerek presinaptik, gerekse postsinaptik taraf bir takım yapısal özelleşmeler gösterir: Presinaptik sinir ucunda asetilkolin vezikülleri ile asetilkolin molekülünü sentezleyip veziküllere yerleştirecek, depolanmasını sağlayacak enzim – protein mekanizmaları bulunur. Asetilkolin veziküllerin bir kısmı, hemen salınıma hazır olacak şekilde presinaptik membranın ekzositoz ile görevli aktif zon proteinlerine bağlı haldedir. Primer vezikül adını alan bu veziküller tekrarlayan uyarımlarla tükendikçe sekonder veziküller ve mobilizasyon havuzu vezikülleri tarafından desteklenirler. Presinaptik uçta, asetilkolin salınımını depolarizasyon ile tetiklemek için voltaj kapılı kalsiyum kanalları da yerleşmiştir. Postsinaptik kas membranı kavşak hizasında girinti ve çıkıntılar yapıp yüzey alanını arttırmıştır. Bu çıkıntı – kristaların tepesinde ligand kapılı bir iyon kanalı olan asetilkolin reseptörleri, çukurunda ise voltaj kapılı sodyum kanalları bulunur. Sinaptik aralıkta ise asetilkolin kimyasalını asetil ve kolin moleküllerine parçalayan asetilkolin esteraz enzimi yer almıştır.
Şekil 79. Nöromüsküler kavşak.
Presinaptik ucun depolarizasyonu ile voltaj kapılı kalsiyum kanalları açılır ve sinir terminaline kalsiyum iyonu girer. Bu kalsiyum, aktif zonlara demirlemiş bulunan primer veziküllerdeki asetilkolin molekülünün sinaptik aralığa serbestlemesini tetikler. Sinaptik aralığa salınan asetilkolin molekülleri sinaptik aralığı geçerek postsinaptik membranda bulunan reseptörlerine bağlanır. Böylelikle asetilkolin reseptörleri açılır ve kristaların tepesinden içeri sodyum girişi olur. Tetiklenen lokal depolarizasyon kristaların tepesinden çukuruna doğru iner ve bu kez voltaj kapılı sodyum kanallarının açılması sağlanır. Voltaj kapılı sodyum kanallarının açılması ile kas lifi membranı üzerinde aksiyon potansiyeli tetiklenmiş olur. Bir asetilkolin vezikülü içinde 5000 – 10000 asetilkolin molekülü bulunur. Bu miktar “1 kuanta” olarak adlandırılır. Depolarizasyon ile birlikte presinaptik uçtan 50 – 100 asetilkolin vezikülü içeriğini sinaptik aralığa serbestler. Bu toplam salınan asetilkolin miktarı da “kuantal içerik” olarak bilinir. Kuantal içeriğin %50 – 75 kadarı postsinaptik membrandaki asetilkolin reseptörlerine bağlanır. Bir asetilkolin vezikülünden salının asetilkolin moleküllerinin postsinaptik membranda gösterdiği lokal depolarizan etki 1 mV genliğindedir. Postsinaptik reseptörlere bağlanan kuantal içeriğin oluşturacağı lokal depolarizasyon en az 50 – 60 mV büyüklüğünde olur ve son plak (end-plate) potansiyeli olarak adlandırılır.
Özetle nöromüsküler kavşak bir enerji transformatörü gibi çalışır. Sinir terminalindeki depolarizasyon, önce asetilkolin kimliğinde kimyasal enerjiye ve ardından kas lifi üzerinde yeniden biyoelektriksel aktiviteye değiştirilmiştir. Bu tür bir iletimde presinaptik ucun görevi tek aşamalıdır: Depolarizasyona yanıt olarak sinaptik aralığa asetilkolin salmak. Buna karşın postsinaptik membrandaki biyoelektriksel dönüşüm iki basamaklıdır: İlk basamakta asetilkolin + asetilkolin reseptörü ilişkisi sonucu kristaların tepesinden başlayıp dibine inen, uzaklara yayılmayan lokal bir depolarizasyon oluşur (son plak potansiyeli). Bu lokal depolarizasyon kas lifi membranını istirahat potansiyeli değerinden aksiyon potansiyeli tetikletecek eşik değere yükseltir. İkinci basamakta da voltaj kapılı sodyum kanalları açılarak kas lifi içine bol miktarda ve eş zamanlı sodyum girişi sağlanır. Böylelikle kas lifi üzerinde yayılıp kontraksiyonu tetikletecek olan aksiyon potansiyeli oluşturulur (Şekil 80). Yeterli miktarda asetilkolin, yeterli sayıda asetilkolin reseptörüne bağlanır ise kas lifinin istirahat membran potansiyeli tam da voltaj kapılı sodyum kanallarının açılacağı eşik değere yükselir ve aksiyon potansiyeli tetiklenir. Eğer presinaptik uçtan salınan, başka bir deyişle postsinaptik membrana varabilen asetilkolin miktarı yeterli değilse ve / veya postsinaptik membranda ulaşılabilir, bağlanılabilir kafi miktarda asetilkolin reseptörü yoksa, asetilkolinin reseptörü ile bağlanması sonucu oluşacak lokal depolarizasyonun genliği düşük olacak ve kas lifi istirahat membran potansiyelini eşik değere yükseltemeyecektir. Bu durumda kas lifi aksiyon potansiyeli üretemez, sinirden kasa olan iletim bloğa uğrar. Nöromüsküler iletimin kesintisiz, bloğa uğramaksızın sağlanması güvence altına alınmıştır. Başka bir deyişle asetilkolinin postsinaptik reseptörleri ile bağlanması sonucu her seferinde oluşan lokal depolarizasyon, kas lifi membranı istirahat potansiyelini ihtiyaç duyulan eşik potansiyel değerinin çok daha üstü bir seviyeye yükseltir. Bu ekstra voltaj, presinaptik uçtan ihtiyaç duyulundan daha çok asetilkolin molekülü salınmasına ve postsinaptik membranda da ihtiyaç duyulandan daha fazla sayıda asetilkolin reseptörü bulunmasına bağlıdır. Eşik üstü kalan bu ekstra voltaj ve bunu sağlayan presinaptik + postsinaptik özellikler (bol asetilkolin salınması + çok sayıda asetilkolin reseptörü bulunması) nöromüsküler iletimin “güvenlik faktörü” olarak tanımlanmıştır.
Şekil 80. Kas lifi üzerinde aksiyon potansiyeli oluşumu. Kas lifinin aksiyon potansiyeli tetikletebilmesi için -70/-80 mV düzeyindeki istirahat membran potansiyelinin voltaj kapılı sodyum kanallarının açılacağı eşik değer olan -60/-65 mV’a yükselmesi gerekir. Bu voltaj değişimini asetilkolin molekülünün postsinaptik membrandaki reseptörlerine bağlanarak oluşturduğu lokal depolarizasyon yani son plak potansiyeli sağlar. Lokal depolarizasyon düşük genlikli ise (asetilkolin salınımı veya reseptörleri yetersiz) eşik altı kalır, aksiyon potansiyeli oluşmaz, nöromüsküler iletim bloğa uğrar. Kritik miktarda salınan asetilkolinin ancak yetecek sayıdaki reseptörleri ile bağlanması ise istirahat membran potansiyelini tam eşik değere yükseltir (kırmızıyla belirtilmiş) ve kas lifinde aksiyon potansiyeli oluşur. Fakat gerçekte, kavşak iletimini güvence altına almak için ihtiyaç duyulandan daha çok asetilkolin salınır ve ihtiyaç duyulandan daha fazla sayıda asetilkolin reseptörü vardır (güvenlik faktörü). Sonuçta oluşan lokal depolarizasyon (son plak potansiyeli) 50 – 60 mV büyüklüktedir ve her zaman eşik üstü seviyeleri görür (mor ile belirtilmiş). Basit bir hesapla, asetilkolinin reseptörleri ile bağlanması sonucu oluşan lokal depolarizasyon – son plak potansiyelinin genliği, istirahat membran potansiyelini eşik değere yükseltmek için ihtiyaç duyulan minimum voltaj değerinden 40 – 45 mV daha fazladır. Aradaki bu fark nöromüsküler iletimi güvence altına alan ekstra voltajdır.
İnsanoğlunun hareketi zaman içinde süreklilik gösterir. Bu itibarla harekete katılan kaslardaki motor üniteler, ihtiyaç duyulan kası şiddeti ve süresince ardı ardına uyartılmalı, kas lifleri elektrik üretmeli ve kasılmalıdır. Presinaptik ucun ardı ardına (<10 Hz) depolarizasyonu, presinaptik uçtaki primer asetilkolin vezikül deposunu boşaltır, bu durum salınan asetilkolin molekülü miktarını ardışık 4 – 5 uyarı boyunca azaltır. Zaten asetilkolin ihtiyaç duyulandan fazla miktarda salınmakta olduğu için bu azalma kavşak iletimini aksatmaz. Dört – beşinci uyarıdan sonra sekonder veziküller ve mobilizasyon havuzu devreye girer, salınan asetilkolin miktarı yeniden arttırılır. Kuvvetli kası sırasında ise motor üniteler yüksek frekansta ateşlenmektedir (30 – 50 Hz). Bu frekans değerlerinde presinaptik uca voltaj kapılı kalsiyum kanallarından bol miktarda kalsiyum girer, hücre içi organellerden de sitoplazmaya kalsiyum serbestler. Kalsiyumu saniyede 5 – 10 kez hücre dışına atan pompa bu hıza yetişemez ve satüre olur. Net etki presinaptik uçtaki kalsiyum iyon konsantrasyonunun yükselmesi (kalsiyum sekestrasyonu) ve asetilkolin salınımının artması şeklindedir. Sağlıklı fizyolojiye dair bu öz nitelikler insanoğlunun değişik motor aktiviteleri sırasında nöromüsküler iletimi kesintisiz kılmaktadır. Başrol, güvenlik faktörünündür.
Nöromüsküler kavşak hastalıklarında güvenlik faktörü yetersizdir. Kavşak hastalıklarının tanısı için kullanılan elektrofizyolojik yöntemler bir anlamda güvenlik faktörünü değerlendirmektedir. Nöromüsküler kavşağı etkileyen hastalıklar arasında otoimmün (miyasteni gravis, Lambert-Eaton miyastenik sendromu), genetik (konjenital miyastenik sendromlar) ve toksik (botulizm, organofosfat zehirlenmesi) olanlar sayılabilir. Tanıya yönelik olarak da ardışık sinir uyarımı veya tek-lif elektromiyografisi kullanılmaktadır. Ardışık sinir uyarımı, tek-lif elektromiyografisine göre daha özgün fakat daha az duyarlıdır. Tek-lif elektromiyografisi ise patolojiyi göstermede daha sensitif olmakla birlikte spesifik değildir.
Ardışık Sinir Uyarımı
Kolay ulaşılır periferik veya kranyal sinirleri supramaksimal şiddette ve değişik frekanslarda uyartıp, oluşan motor yanıtı hedef kas üzerinden yüzeyel elektrotlarla kaydetme prensibine dayanır. Sağlıklı durumda ve fizyolojik uyartım frekanslarında (1 – 60 Hz) kaydedilen motor yanıtın şeklinde, genlik ve alan değerlerinde anlamlı bir değişiklik olmaz. Nöromüsküler kavşak iletimi aksamış ise ardı ardına kaydedilen motor yanıtların genlik değişimi gösterdiği izlenir. Motor yanıtın genliğindeki bu değişim, kaydedilen ilk motor yanıtın genliği ile oranlanarak hesaplanır. Belirli bir oranın üzerindeki genlik değişimi hastalık teşhisine yarar. Tetkike geçmeden önce incelemenin yapılacağı ekstremite ve üzerine yerleştirilen elektrotlar hareket artefaktını azaltmak maksatlı iyice tespit edilmiş olmalıdır. Hastalar, incelemenin ne olduğunu, nasıl yapılacağını, ne hissedeceklerini bilmelidir. Mümkün olduğunca test öncesi ve uyarılar arasında iyi bir istirahat sağlanmış olmalıdır.
Miyasteni gravis otoimmün bir hastalıktır. Bağışıklık sisteminin hedefindeki protein asetilkolin reseptörü veya asetilkolin reseptörünün alt birimlerine ait proteinleri sentezleyen, kavşak hizasına taşıyıp buraya yerleştiren proteinlerdir (Şekil 81, Bakınız: Kas ve Nöromüsküler kavşak Hastalıkları). Asetilkolin reseptörünün hedef alındığı miyasteni hastalarında antikorun reseptöre bağlanması ile reseptörün yıkım süreci hızlandırılmış olur. Söz konusu antikor, reseptöre bağlanmak için asetilkolin ile yarışan, reseptöre bağlandığında da onu bloke eden tipte değildir. Bu antikorun reseptöre bağlanması, komplemanın da katılımı sonucu reseptörü tahrip etmektedir. Asetilkolin reseptörlerinin sağlıklı durumda yarı ömrü 7 – 10 gün kadardır. Başka bir deyişle, sağlıklı durumda asetilkolin reseptörleri 7 – 10 günde bir yıkılıp yerlerine yeni sentezlenmiş olanlar getirilir. Otoimmün, asetilkolin reseptör antikoru pozitif miyasteni graviste bu süre 2 – 3 güne kadar kısalır. Sonuç olarak herhangi bir zaman anında, postsinaptik membranda asetilkolin molekülünün bağlanabileceği reseptör sayısı azalmış olur. Bağışıklık reaksiyonu sadece reseptör sayısını azaltmakla kalmaz, kristaların tepesini de tahrip ederek normalde 100 nm’lik bir mesafe olan sinaptik aralığı da genişletir. Sinaptik aralık genişlediği için, presinaptik uçtan salınan asetilkolin moleküllerinin kat etmesi gereken mesafe uzar, bu nedenle henüz reseptörüne bağlanıp etki etmeden asetilkolin esteraz enzimi tarafından parçalanan asetilkolin molekülü oranı artar. Sağlıklı durumda presinaptik uçtan salınan tüm asetilkolin moleküllerinin 1/3’ü, ya da en fazla yarısı kadarı asetilkolin esteraz enzimi tarafından henüz bu moleküller postsinaptik membrana ulaşmadan parçalanmaktadır. Tanımlanan fizyolojik durum, asetilkolin için asetilkolin esteraz ve asetilkolin reseptörünün yarışma halinde olduğu modele uyar. Sinaptik aralığın dar olduğu sağlıklı kavşaklarda 1 asetilkolin enzim molekülüne karşın 5 asetilkolin reseptörü bulunduğundan bu yarışı reseptör tarafı kazanır ve iletim hiçbir zaman aksamaz. Miyasteni graviste presinaptik uçtan salınan asetilkolin molekülü miktarı normal, etki etmeden parçalananların oranı yüksek ve kullanılabilir reseptör sayısı düşüktür. Bu öz niteliklerin hepsi güvenlik faktörünü azaltır, lokal depolarizasyonun eşik altında kalması ile de kas lifi bloğa uğrar, aksiyon potansiyeli üretemez ve motor yanıta katılmaz. Bu durum kendini ardışık uyarım testinde “dekrement” olarak gösterir.
Miyastenik dekrementi ortaya koymak için planlanan ardışık sinir uyarımı testinde 2, 3 veya 5 Hz frekansında 9 veya 10 supramaksimal uyarım tatbik edilir. Her bir uyarıma cevaben kaydedilen motor yanıtlar incelenir. Temel çizginin düz olmasına, motor yanıtların şekillerinin benzer olmasına, genlik veya alan değişimi gösteriyorlarsa da bu değişimin bilinen bir patterne uymasına dikkat edilir.
Şekil 81. Miyasteni gravis hastasında nöromüsküler kavşağın durumu. İmmün reaksiyon ile tahrip olan asetilkolin reseptörleri sayıca azalmış, sinaps aralığı genişlemiştir. Salınan asetilkolin molekül miktarı normaldir fakat postsinaptik membrana daha az bir kısmi ulaşır, burada etki edecek reseptör bulmakta güçlük çeker. Sonuç olarak nöromüsküler iletim artık güvence altında değildir. [Formül, asetilkolin molekülünün reseptörü ile bağlanması sonucu oluşacak lokal depolarizasyona etki eden faktörleri göstermektedir: asetilkolin reseptörlerinin sayısı, açılma olasılığı, kondüktansları ve istirahat membran potansiyeli].
Ardışık uyarım ile tespit edilen dekrement eğer %10’dan fazla ise patolojiktir. Kimi araştırıcılar %7 – 8’in üzerindeki bir dekrement oranını anlamlı kabul eder. Bir kası innerve eden siniri ardışık uyarmak suretiyle anlamlı derecede ve tekrarlanabilir dekrement bulmak, iletmeyen, bloğa uğramakta olan nöromüsküler kavşakları tespit etmek demektir. Yüzde 8 – 10’dan daha düşük bir dekrement oranı teknik nedenlere, kas lifi aksiyon potansiyellerinin kayıt elektrodu altındaki sumasyon dinamiklerinden kaynaklanan faz iptallerine bağlı olabilir. Yüzde 8 – 10’a kadar bir dekrementin normal sayılması, sağlıklı bünyelerde de ardışık uyarımla birtakım kavşakların bloğa uğrayabileceği anlamına gelmez. Anlamlı derecede bir dekrementin varlığı durumunda aynı veya başka kayıt kasında yeniden ardışık uyarım testi uygulamakla bu bulgunun sabit ve tekrarlanabilir olduğunun ispatını yapmak şarttır.
Miyastenik dekrementin patterni ilk defa 1970’li yılların başında Özdemir ve Young tarafından gösterilmiştir (Şekil 82). Buna göre düşük frekanslı ardışık uyarım miyasteni gravis hastalarında 4. motor yanıta dek genlik kaybına yol açar. Takip eden uyarılar ile kaydedilen motor yanıtları genliği ya sabit kalır [“L” şekilli dekrement], ya da sekonder + mobilizasyon havuzundan gelen asetilkolin moleküllerinin etkisi ile bir miktar yükselir [“U” şekilli dekrement]. Araştırıcılar miyasteni gravis için tanı koydurtucu dekrement yanıtının hangi kaslardan ve ne frekansta ardışık uyarım ile elde edilebileceğini de göstermişlerdir.
Miyasteni gravis için tanı koydurtucu dekrement daha ziyade proksimal kaslardan yapılacak kayıtlamalar ile saptanır. Bunlar arasında mimik kasları (nazal kas ve orbikülaris oküli), trapez, deltoid ve ankoneus bulunur (Şekil 83).
Miyasteni gravis tanısına yönelik ardışık uyarım testi yapılırken bu ön tanıya uygun seçilmiş kasın siniri 2 – 5 Hz, çoğunlukla 3 Hz frekansında 9 – 10 kez uyartılır. İlk uyarım dizisi istirahat halinde verilir. Anlamlı dekrement bulunur ise tekrarlanabilir olduğu gösterilir. Ardından kayıt kasına maksimal kontraksiyon yaptırılıp (presinaptik uçta kalsiyumu sekestre edip salınan asetilkolin miktarını arttırarak kavşak iletimini iyileştirme niyetiyle) hemen ardından sinir yeniden ardışık uyartılır ve bu kez motor yanıtların genliğinde iyileşme olup olmadığı incelenir (postegzersiz fasilitasyon). Akabinde 1 – 2’şer dakika aralar ile sinir yeniden ardışık uyartılır ve tükenme fenomeni uyarınca dekrementin tekrar sahne aldığı gösterilir (Şekil 84 ve 85).
Şekil 82. Miyastenik dekrement patterni (Özdemir ve Young, Ann NY Acad Sci 1971 – 1976).
Şekil 83. Nazal kas kayıtlı dekrement. Motor yanıtın genliği 4-5. yanıta kadar azalmaya devam etmiş, ardından görece sabit kalmıştır.
Şekil 84. Miyasteni gravis hastasında ardışık sinir uyarımı. Abdüktor digiti minimi (ADM) ve trapez kası kayıtlı olmak üzere ulnar ve aksesuar sinirlerin 3 Hz frekansında 9’ar kez ardışık uyarımı sonucu kaydedilen motor yanıtlar gösterilmiştir. İstirahatte her iki kasta da “U” patterni çizen dekrement saptanmış, egzersiz ile bu dekrement kısmen gerilemiş ve fakat egzersiz sonrası birinci dakikada yeniden sahne almıştır.
Şekil 85. Miyastenik dekrement. Ağır jeneralize miyasteni gravis hastasında, hipotenar üzerinden kayıtlanmış motor yanıtların genliğinde, istirahatte ulnar sinirin 3 Hz frekansında ardışık uyarımına cevaben anlamlı derecede (%74) dekrement tespit edilmiştir. Genlik kaybı dördüncü yanıta kadar sürmüş, takip eden uyarılar ile motor yanıtın genliğinde kısmi artış izlenmiştir [“U” şekilli dekrement]. On saniye maksimal kasıyı takiben yine anlamlı ve “U” şekilli dekrement kaydedilmiştir ancak bu kez oranı daha düşüktür (%55). Egzersiz sonrası 1, 2 ve 3. dakikalarda “tükenme fenomeni” uyarınca başlangıçtaki kadar bir dekrement (%70 ve ↑) yeniden sahne almıştır.
İstirahat halinde anlamlı dekrement bulunmayan hastalarda kayıt kasına egzersiz yaptırılıp ardından tükenmeye girip girmediği araştırılabilir (Şekil 86). Miyastenik dekrement, tespit edildiğinde tanı koydurtucudur. Bu nedenle ardışık uyarım testleri titizlikle uygulanmalıdır. Testin negatif olduğu durumda nöromüsküler kavşak işlevleri daha duyarlı olan tek-lif elektromiyografisi ile incelenebilir. Eğer test pozitif ise, bu tespitin teknik nedenli olmadığından ve kayıt kasının denervasyon – reinnervasyon sürecinde bulunmadığından emin olunmalıdır.
Jeneralize miyasteni gravis hastalarının %70’inden fazlasında ardışık uyarım testi ile anlamlı dekrement tespit edilir ve tanı konur. Oküler miyasteni vakalarında ise bu oran daha düşüktür (<%50). Miyasteni gravis şüphesi çok kuvvetli, olan ancak ardışık sinir uyarımında tanı koydurtucu dekrement saptanmayan hastalarda özgünlüğü düşük fakat çok duyarlı olan tek-lif elektromiyografisi ile kavşak iletimi incelenmelidir.
Lambert-Eaton miyastenik sendromu, hedef olarak presinaptik voltaj kapılı kalsiyum kanallarının alındığı bir immün sistem patolojisidir. Depolarizasyon ile tetiklenen asetilkolin salınımı presinaptik uca voltaj kapılı kalsiyum kanallarından kalsiyum girişi ile sağlandığından Lambert-Eaton miyastenik sendromunda presinaptik uçtan asetilkolin salınımı güçleşir (Şekil 87). Az salınan asetilkolin postsinaptik membranın kristalarında yeteri genlikte bir lokal depolarizasyon yapamaz yani aksiyon potansiyeli tetikletecek eşiği yakalayamaz. Böylelikle kavşak iletimi bloğa uğrar ve ardışık uyarım testleri ile saptanabilir bir takım elektrofizyolojik bulgular ortaya çıkar.
Şekil 86. Miyasteni gravis ön tanısına yönelik ardışık sinir uyarımı algoritması.
Şekil 87. Lambert-Eaton miyastenik sendromunda nöromüsküler kavşağın durumu. Antikor aracılı immün yanıt presinaptik voltaj kapılı kalsiyum kanallarını çalışmaz hale getirir. Bu nedenle depolarizasyon bağımlı asetilkolin salınımı sekteye uğrar. Nöromüsküler kavşakta blok gelişir. Asetilkolin vezikülleri ve içlerindeki asetilkolin miktarı yeterli olduğu halde salınma olasılığı (p) azalmıştır. Bu nedenle kuantal içerik (m) azalır.
Lambert-Eaton miyastenik sendromunda tipik elektrofizyolojik bulgular, istirahatte kaydedilen motor yanıtların düşük genlikli olması ile başlar. Araştırıcı, anamnez ve muayene bulgularının ışığında (kalıcı bir zaaf yok, kas atrofisi yok) motor yanıt genliklerini en baştan itibaren düşük buluyor ve bunu teknik bir neden ile izah edemiyorsa, Lambert-Eaton miyastenik sendromunu ön tanı olarak mutlaka düşünülmelidir.
Lambert-Eaton miyastenik sendromu için tanı koydurtucu tipik elektrofizyolojik bulgu, ardışık sinir uyarımında tespit edilen inkrementtir. Miyasteni gravisten farklı olarak Lambert-Eaton miyastenik sendromunda ardışık sinir uyarımı için distal yerleşimli kaslar ve özellikle el intrensek kasları tercih edilir. İnkrement tespitine yönelik olarak ardışık uyarım yüksek frekanslı (30, 50 – 60 Hz) verilmelidir. Kaydedilen motor yanıt genliğinin başlangıç değerinin iki katına veya üzerine çıkması (>%100 inkrement) tanı koydurtucudur. Ağrılı olan bu uyarım tekniği yerine, istirahatte ve 10 saniye maksimal kasıyı takiben iki kez aynı kas üzerinden motor yanıtların kaydedilmesi de kimi hastada yeterli bilgiyi verir (Şekil 88). Maksimal kası motor üniteleri 30 Hz ve üzerinde ateşletmek anlamına geldiğinden Lambert-Eaton miyastenik sendromu için tipik olan %100’den fazla genlik ve alan artışını sağlar. Yüksek frekanslı ardışık uyarım veya maksimum kontraksiyon kalsiyum iyonunu presinaptik uca yığar. Böylelikle asetilkolin salınma olasılığı artar ve kavşak iletimi sağlanır. Sonuç, uyarıdan uyarıya giderek motor yanıtın genlik ve alanının büyümesidir.
Şekil 88. Solda: Lambert-Eaton miyastenik sendromlu hastada anlamlı inkrement. 50 ve 60 Hz frekansında ardışık uyarım ile başlangıçtaki motor yanıt genliğini kat be kat arttırmış, hatta ekranın dışına taşmıştır (A. Baslo’nun arşivinden). Sağda: Başka bir hastanın abdüktor digiti minimi ve abdüktor pollisis brevis kaslarından istirahatte ve 10 sn. maksimal kasıyı takiben kaydedilen motor yanıtlar gösterilmektedir. Kası sonrası oldukça anlamlı inkrement tespit edilmiştir.
Lambert-Eaton miyastenik sendromu tanısını koydurtan inkrement, fizyolojik inkrement kavramından farklıdır. Fizyolojik inkrement, pek çok durumda %30’dan düşüktür. Fizyolojik inkrement, sağlıklı kaslarda, ardışık uyarım ile tetiklenen kas lifi aksiyon potansiyellerinin zaman ekseninde daha iyi senkronize olmaları sonucu motor yanıtların giderek genliğinin artması fakat negatif pik süresinin kısalması ile karakterizedir. Başka bir deyişle motor yanıtın temel çizgi üzerinde kalan üçgeninin yüksekliği artmış fakat tabanı kısalmıştır: alanı değişmez. Oysaki Lambert-Eaton miyastenik sendromunda sık ardışık uyarım ile her defasında motor yanıta daha fazla kas lifi aksiyon potansiyeli katılır olduğundan motor yanıtın hem genliği ve hem de alanı büyür.
Her ne kadar Lambert-Eaton miyastenik sendromu için tanı koydurtucu olan yüksek frekanslı uyarımda (veya maksimal kası sonrası) tespit edilen inkrement olsa da bu hastalar düşük frekanslı ardışık uyarımda dekrement çıkartırlar. Bu dekrement, miyastenik dekrementten farklı olarak çoğu kez ilk yanıttan son yanıta kadar devam eden, başka bir deyişle motor yanıtın sürekli genlik kaybettiği bir pattern çizer (Şekil 89).
Şekil 89. Lambert-Eaton miyastenik sendromlu hastada dekrement. Abdüktor digiti minimi ve abdüktor pollisis brevis kaslarından kayıtlı olmak üzere medyan ve ulnar sinirlerin düşük frekanslı ardışık uyarımı anlamlı derecede dekremente yol açmıştır. Motor yanıtın genliğinin ilkinden sonuncusuna kadar düşmeye devam ettiğine (progresif dekrement patterni) dikkat ediniz.
Düşük frekanslı ardışık uyarımda miyasteni gravis hastalarının progresif değil de “U” veya “L” tipi dekrement patterni gösteriyor olması, primer vezikül havuzunun sekonder asetilkolin vezikülleri tarafından doldurulması ve böylelikle presinaptik uçtan asetilkolin salınımının artmasına bağlıdır. Bu tür bir destek Lambert-Eaton miyastenik sendromunda kurtarıcı olmaz çünkü sorun depolarizasyona bağlı asetilkolin salınımındadır ve bu sorunun üstesinden ancak yüksek frekanslı ardışık uyarım ile gelinebilir.
Dalgalanan kas güçsüzlüğü ile başvuran, oküler bulguları silik, daha çok alt taraf proksimal yerleşimli kas gruplarından yakınan hastalarda, incelemeye ardışık sinir uyarımı ile başlanmış ve anlamlı dekrement tespit edilmiş ise, hastaya hemen miyasteni gravis tanısı koymazdan önce dekrementin patternine bakıp, eğer ki progresif tipte ise Lambert-Eaton miyastenik sendromu ön tanısıyla inkrement araştırmasına geçilmelidir.
Botulizm, bir intoksikasyondur. Clostridium botulinum bakterisinin aneorop ortamda çoğalıp ürettiği toksinlerin vücuda girmesi ile oluşur. Toksinin asıl hedefi, asetilkolin vezikülünün presinaptik uçtan ekzositozunu sağlayan proteinlerdir Bu proteinlerin bir kısmı asetilkolin vezikülüne, bir kısmı da presinaptik membrandaki aktif zona aittir (Şekil 90).
Şekil 90. Botulinum toksinlerinin etki gösterdiği proteinler şematik olarak gösterilmiştir.
Şekil 91. Botulizm hastasında abdüktor digiti minimi kası kayıtlı motor yanıtlar. İstirahat halinde kaydedilen motor yanıt genliği düşük (2,2 mV) bulunmuş, 10 saniye kuvvetli kasıyı takiben genlik 5,9 mV’a yükselmiştir. Bu, anlamlı derecede bir inkrement olup, fizyolojik inkrementten farklıdır çünkü motor yanıtın alanı da benzer şekilde büyümüştür. Düşük frekanslı 9 ardışık uyarım ise motor yanıtta %12 dekremente yol açmıştır.
Botulizm presinaptik bir nöromüsküler kavşak etkilenmesidir. Nörolojik tablonun oturması bile birlikte motor yanıtlarda genlik kaybı izlenir. Yüksek frekanslı ardışık uyarımda inkrement, düşük frekanslı ardışık uyarımda ise dekrement saptanması tanıyı destekler (Şekil 91).
Bu özellikleri ile botulizm, ardışık sinir uyarımı testlerinde Lambert-Eaton miyastenik sendromu gibi davranmaktadır. Ancak arada farklar bulunur. Botulizm bir anlamda kimyasal denervasyon nedenidir. Presinaptik uçtan asetilkolin salınımını bloke ederek kavşak iletimini sekteye uğratır fakat süreç presinaptik sinir ucunun dejenerasyonu ile sonuçlanır. Hedef kas lifleri denerve kalır ve bu durum aylarca sürer. Nitekim düzelme de reinnervasyon ile olmaktadır. Klinik tablonun ağırlığına ve dönemine göre araştırıcı her botulizm vakasında bulmak istediği anlamlı inkrement yanıtını gösteremeyebilir. Patofizyolojik süreç kas liflerine en yakın yerleşimli bir denervasyon – reinnervasyon dinamiğine sahip olduğundan botuluzmin iğne elektromiyografisi bulguları da pek zengindir (Şekil 92). Toksinden etkilenmemiş sahalar tümüyle normal izlenir. Kayıt iğnesi denerve kalmış kas liflerinin yakınına isabet ettiğinde pozitif diken ve fibrilasyon potansiyelleri kaydedilir, iğnenin bu konumunda ve erken dönemde motor ünite potansiyeli ateşlemeyebilir. Subakut dönemde çok polifazik – uzun süreli reinnervasyon, kısa süreli ve düşük amplitüdlü, normal veya polifazik rejenerasyon motor ünite potansiyelleri saptanır. Reinnervasyon olgunlaşınca motor ünite potansiyelleri uzun süreli ve yüksek amplitüdlü olur.
Şekil 92. Botulizmde iğne elektromiyografisi bulguları. Uygun zamanda yapılan iğne elektromiyografisi kas içinde normal alanlar, denerve alanlar, rejenerasyon motor ünite potansiyelleri, kollateral filizlenme ile oluşmuş uzun süreli – polifazik motor ünite potansiyelleri gösterir.
Nöromüsküler kavşağın yapısal elemanları genetik nedenli bozulduğunda konjenital miyastenik sendromlar sahne alır. Bunlar arasında en sık görüleni asetilkolin reseptörünün subünitelerine ait bozukluklardır ve elektrofizyolojik özellikleri otoimmün miyasteni gravise benzer. Bu grup hastalıklardan ikisi, elektrofizyolojik yönden ilginçtir: Yavaş kanal sendromu ve asetilkolin esteraz enzim eksikliği. Yavaş kanal sendromunda asetilkolin reseptörü olması gerekenden daha uzun süre açık kalmakta, başka bir deyişle yavaş kapanmaktadır. Asetilkolin esteraz enzim eksikliğinde de postsinaptik membran daha çok ve daha uzun süre asetilkoline maruz kalır. Her iki halde de postsinaptik membranın depolarizasyonu uzar. Bu öz nitelik kendini motor ileti incelemelerinde tek uyarıya rağmen tekrarlayan motor yanıtlar ile gösterir. Düşük frekanslı ardışık uyarım testlerinde tipik miyastenik dekrement saptanır. Motor yanıtın tekrarlayan bölümünün ardışık sinir uyarımı ile depolarizasyon blokajına girerek hızla sönümlenmesi dikkat çekicidir (Şekil 93).
Şekil 93. Yavaş kanal sendromlu bir hastadan kaydedilen motor yanıtlar. El ve ayak kaslarından kaydedilen motor yanıtların ilk elektronegatif piklerinden sonra repolarize olmayıp, tekrar tekrar depolarizan salınımlar çizdiklerine dikkat edin. Bu hastanın abdüktor digiti minimi kası kayıtlı 3 Hz frekansında ardışık sinir uyarımı anlamlı derecede (%37) dekremente yol açmıştır. Dekrement, tipik miyastenik patternde olup, “U” şeklindedir. Motor yanıtın tekrarlayan bileşeni ardışık uyarımla hemen kaybolmuştur.
Nöromüsküler kavşak iletimini aksatan tek intoksikasyon botulizm değildir. Organofosfat zehirlenmeleri de asetilkolin esteraz enzimini geri dönüşümsüz olarak inhibe edip çok ağır, ölümcül tablolara yol açabilir. Bu durumda gastrointestinal semptomlar ve merkezi sinir sistemi tutulumunun klinik bulguları tabloya hâkimdir. Ancak bu hastalara motor ileti incelemesi yapılırsa tekrarlayan motor yanıtlar saptanabilir (Şekil 94). Bu bulgu, F yanıtı incelemelerinde (ekranın geç latanslı bölümü yüksek duyarlıkta olduğundan) daha kolay ortaya konur. Sağ kalan hastalar geç dönemde duysal + motor polinöropati sendromu geliştirebilir.
Şekil 94. Organofosfat intoksikasyonlu bir hastanın tibial motor yanıtı.
Tek-Lif Elektromiyografisi
Tek kas lifi aksiyon potansiyellerinin özel tasarlanmış bir iğne elektrot ile kaydedildiği yöntemdir. Ekstedt ve Stalberg tarafından geliştirilmiştir.
Bu çalışmacıların İlk motivasyonları, kas lifi aksiyon potansiyellerinin teker teker, birbirlerinden izole kaydedilebileceğini göstermek olan bu araştırıcılar, tasarladıkları kayıt – analiz sisteminin performansını miyasteni gravis hastasında sınamışlardır (Şekil 95). Tek kas lifi aksiyon potansiyeli olarak işaretledikleri aktivitenin ekranda çok değişken zamanlarda belirdiğini, şeklinin sabit olduğunu, antikolinesteraz ilaç uygulamasını takiben bu oynaklığın kaybolduğunu ve 5 dakika sonra bu potansiyelin zaman ekseninde yeniden çok değişken halde belirdiğini göstermişlerdir. Sağlıklı fizyolojide de izlenen, fakat nöromüsküler kavşak hastalıklarında artan bu zaman eksenindeki oynaklığa “jitter” ismini vermişlerdir. Jitter, tanımı itibariyle bir dalga formundaki hızlı değişimler, voltaj kaynağındaki dalgalanmalar veya periyodik bir sinyalin gerçek frekansından sapması anlamına gelmektedir.
Şekil 95. Aynı motor üniteye ait iki farklı kas lifinin aksiyon potansiyelleri, motor ünitenin sabit ateşlendiği kası sırasında, orijinal tek-lif elektromiyografi elektrodu ile kaydedilmiştir. İlk potansiyel osiloskobu tetiklemektedir (“delay-line” o yıllarda kullanıma girmediği için tetik potansiyelinin başlangıç / yükselme fazı görünmemektedir). İkinci potansiyel ise yüksek jitter gösteren köle potansiyeldir. Kayıt miyasteni hastasına ait olduğundan dolayı jitter yüksektir. Antikolinesteraz uygulaması ile ikinci potansiyelin zaman ekseninde gösterdiği oynaklık (jitter), başka bir deyişle iki potansiyel arasındaki intervalin motor ünitenin bir çakmasından diğerine gösterdiği kısalıp uzamalar azalmıştır. İlacın etkisi geçtiğinde tekrar jitter yükselmiştir (İnterpotansiyel intervalindeki değişkenlik artmıştır) [Stalberg ve Ekstedt’ten değiştirilerek alınmıştır].
Orijinal tek-lif elektromiyografisi elektrodu paslanmaz çelik bir kanül ve onun merkezinde konuşlandırılmış bir telden oluşur (Şekil 96). Bu hali ile konsantrik iğne elektroda benzer fakat aktif kayıt yüzeyini oluşturan tel, iğnenin ucunda değil kenarında yüzeye varır. Bu tasarım, iğnenin ucu kas içinde seyahat ederken aksiyon potansiyelini üreten kas liflerinin zarar görmemesini sağlar. Kas liflerinin çapı 40 ± 5 mikron iken, aktif kayıt için kullanılan telin yüzeyi, 25 mikron çaplı bir dairedir. Bu özellik de elektroda tek bir kas lifinin aktivitesini selektif olarak kaydedebilme yeteneğini verir. Amplifikatör alt kesim filtresinin rutin iğne elektromiyografisi için önerilen 10 Hz düzeyinden 500 Hz seviyesine yükseltilmesi ile de temel çizgi salınımları azaltılır ve görece uzaktan gelen biyoelektriksel faaliyet baskılanarak kaydedilen tek-lif potansiyellerinin jitter analizi için kullanılması mümkün olur.
Şekil 96. Tek-lif elektromiyografisi elektrodu. Kanülden yalıtılmış, iğne ucuna 3 – 4 mm kala yüzeye varan tel aktif kutup (E1), kanül ise referans (E2) görevi görür. Aktif kayıt yüzeyi 25 mikron çapındadır. Alt kesim filtre 500 Hz’e çıkartıldığında bu iğne elektrot çoğu kez, aynı motor üniteye ait bir, bazen iki farklı kas lifinin aksiyon potansiyelini kaydeder. Aynı motor üniteye ait kas lifi aksiyon potansiyeli çiftlerinin kas içinde zor bulunmasının nedeni, motor ünite mimarisinin korunduğu kaslarda farklı motor ünite sahalarının üst üste gelmesi, başka bir deyişle yan yana duran kas liflerinin farklı motor ünitelere ait olmasıdır. Motor ünite mimarisinin değiştiği süreçlerde (reinnervasyon varlığı ve miyopati) ise potansiyel çiftleri çok daha kolay bulunur çünkü iğnenin o konumunda aynı motor üniteye ait kas lifi yoğunluğu artmıştır.
Nöromüsküler kavşak iletimi için fizyolojik bir fenomen olan, presinaptik veya postsinaptik patolojilerde yükselen “jitter” nasıl oluşmaktadır? Jitter, rakam olarak ifade edilen, birimi ise “mikrosaniye” olan bir değişkendir. Bu itibarla, nöromüsküler kavşaktaki ileti süresi ile alakalı olduğu aşikârdır. Nöromüsküler kavşakta iletim 0,5 – 1 ms (500 – 1000 mikrosaniye) sürer. Ancak bu süre sabit değildir, kavşaktan kavşağa ve aynı kavşağın ardışık iletimleri sırasında değişkenlik gösterir. Nöromüsküler kavşağı trafikte arabayla gelip kırmızı ışık yandığında durup beklediğimiz kavşaklara benzetelim. Kırmızın ışığın kaç saniye yanacağı numaratörde gösterilmektedir, örneğin 20 saniye. Bu süre dolunca yeşil yanar ve kavşağı aşıp karşıya geçeriz. Aynı kavşağa arka arkaya gelip kırmızı ışıkta beklediğimizi düşünelim. Fakat kavşakta kırmızı ışık yanma süresi sabit olmasın, mesela bir geldiğimizde 22 sn, bir diğerinde 26 sn, sonrakinde 21 sn, vb. değişkenlik göstersin. İşte bu değişkenlik o kavşak için jitter değeridir. Nöromüsküler kavşakta da presinaptik uçtan postsinaptik tarafa iletimin süresi her defasında değişir. Bu değişimin nedeni, güvenlik faktörünün yarattığı son plak potansiyelinin genliğindeki eşik üstü dalgalanmalardır (Şekil 97). Presinaptik uçtan bol miktarda asetilkolin salınmış, bu asetilkolin sinaptik aralığı hızla geçip asetilkolin esteraz enzimi tarafından büyük oranda parçalanmaksızın postsinaptik tarafa ulaşmış, kristaların tepesinde sayıca bol, iyon iletimi güçlü asetilkolin reseptörlerini bulup bağlanmış ise kristalarda oluşacak lokal depolarizasyon (son plak potansiyeli) yüksek genlikli olacaktır. Aksi bir senaryo; salınan asetilkolin molekülü miktarının az (Lambert-Eaton miyastenik sendromu) veya postsinaptik reseptörlerin yetersiz ve sinaptik aralığın geniş olduğu (miyasteni gravis) durumdur. Tanımlanan bu senaryoda ise son plak potansiyeli düşük genlikli olacaktır.
Son plak potansiyelinin genliği sodyum kanallarının açılacağı eşik değerin altında kalırsa zaten kavşakta blok olacak ve kas lifi aksiyon potansiyeli kaydedilemeyecektir. Bu şiddetteki bir etkilenme kendini ardışık sinir uyarımı testlerinde ortaya koyabilir. Tek-lif elektromiyografi ve jitter kavramı için asıl önemli olan, son plak potansiyelinin güvenlik faktöründeki dalgalanmalar tarafından belirlenen eşik üstü genlik salınımlarıdır. Son plak potansiyelinin genlik değişimi nasıl olur da tetiklettiği kas lifi aksiyon potansiyelinin zamansal oynaklığını belirler? Bunun nedeni temel biyoelektriksel kavramlardan birisi olan genlik – yükselme zamanı ilişkisidir: Genliği yüksek potansiyellerin yükselme zamanı kısa yani potansiyelin çıkan bacağı dik, genliği düşük potansiyellerin ise yükselme zamanı uzun yani potansiyelin çıkan bacağı eğiktir. Güvenlik faktörünün çok bol olduğu durumda son plak potansiyeli yüksek genlikli olur ve aksiyon potansiyelinin tetikleneceği eşiği hemen yakalar. Güvenlik faktörü az olduğunda son plak potansiyeli görece düşük genlikli olur ve aksiyon potansiyelinin tetikleneceği eşik değeri geç yakalar. Güvenlik faktörünce belirlenen ve sağlıklı fizyoloji için de söz konusu olan son plak potansiyelinin eşik üstü salınımları normal jitter değerini verir. Güvenlik faktöründeki dalgalanmanın çok belirgin olduğu nöromüsküler kavşak hastalıklarında ise son plak potansiyelinin genliğindeki eşik üstü salınımlar da çok fazla olacak ve bu durum yüksek jitter değerine yol açacaktır. İşte bu yüzden istemli kası sırasında tek-lif elektromiyografisi ile jitter ölçümü nöromüsküler kavşak iletimindeki en ufak aksamayı tespit edebilecek kadar duyarlı fakat az özgündür. Bunun nedeni jitteri belirleyenin güvenlik faktöründeki salınmalar olması ve güvenlik faktörünün de hem presinaptik, hem de postsinaptik işlevselliğe bağlı bulunmasıdır.
Şekil 97. Son plak potansiyeli genliğindeki değişim tetiklenen aksiyon potansiyelinin zamanlamasını belirler. Son plak potansiyeli yüksek genlikli ise eşiği erken, düşük genlikli ise eşiği geç yakalar. Oluşan kas lifi aksiyon potansiyeli de ekranda erken ya da geç belirir.
Tek-lif elektromiyografisi ile jitter ölçümü, kayıt yapılacak kas istirahat halinde iken, bu kası innerve eden motor aksonların monopolar iğne elektrot ile uyartılması sırasında veya hedef kasın istemli kontraksiyonu sırasında yapılabilir.
Uyarılmış tek-lif elektromiyografisi daha az hasta iş birliği gerektirir. Hesaplanan jitter üzerine uyarım tekniğinin etkisi büyüktür. Uyarım kalitesi düşük ise yanlış jitter değerlerine ulaşılması söz konusudur ki bu bir dezavantajdır. Buna karşın araştırıcı, yöntemin bir avantajı olarak, tıpkı ardışık uyarım testlerinde olduğu gibi jitterin farklı uyarı frekanslarında nasıl davrandığına bakıp nöromüsküler kavşak iletimindeki aksamanın presinaptik veya postsinaptik tabiatını ortaya koyabilir.
Uyarılmış tek-lif elektromiyografide, incelenecek kası innerve eden motor aksonlar teflon kaplı monopolar iğne elektrot ile intramüsküler veya ekstramüsküler olarak uyartılır (10 Hz frekansında, 0.04 veya 0.05 ms süreli, kasta ancak bir seğirme yaratacak hafif şiddette). Kayıt için kullanılacak iğne elektrot kasa yerleştirilir ve tek-lif potansiyeli kabul kriterlerini karşılayan potansiyellerin kaydedildiği en uygun konuma sevk edilir. Her uyarıda şekli sabit olarak ekranda beliren, dar tabanlı, keskin (yükselme zamanı 0,3 ms’den kısa), büyük amplitüdlü (genliği 0,2 mV’tan yüksek) tek kas lifi aksiyon potansiyeli kaydedilebilir olduğunda uyarı şiddeti %10 kadar daha arttırılır ve tek kas lifi aksiyon potansiyeli barındıran traseler ardı ardına kayıtlanarak analize alınır. Doğru bir ölçüm için en az 60 – 100 ardışık trase kaydedilmiş olmalıdır. Her bir trase üzerinde uyarı artefaktı ile tek-lif potansiyeli arasında geçen süre (interpotansiyel intervali) hesaplanır. Bu sürelerin ardışık olarak birbirlerine göre olan farkı alınır. Sürenin kısalması veya uzaması değil de, uyarıdan uyarıya değişmesi önem arz ettiğinden ardışık farklar mutlak değer parantezinde hesaplanır. Bu farkların toplamı trase sayısının bir eksiğine bölünerek “ardışık farkların ortalaması (MCD: Mean Consecutive Difference)” yani “jitter” bulunmuş olur. Hesaplanan jitter, kayıtlanan tek-lif potansiyelini oluşturan nöromüsküler kavşağın işlevini yansıtmaktadır (Şekil 98). Ardından iğnenin yeri azıcık fakat kibarca değiştirilerek uyarım ile tetiklenen başka bir tek kas lifi aksiyon potansiyeli bulunur ve onun jitteri hesaplanır. Uyarılmış tek-lif elektromiyografisi ile incelenen kasın nöromüsküler kavşak işlevleri hakkında yorum yapmak için 30 farklı jitter hesaplamak (30 farklı potansiyel analiz etmek) önerilir.
Şekil 98. Uyarılmış tek-lif elektromiyografisi. Teknik, kaydedilen potansiyel ve jitter değerinin nasıl hesaplandığı şematik olarak gösterilmiştir.
İstemli kası sırasında tek-lif elektromiyografisi, kayıt altındaki kasın hafif – orta şiddette ve sabit kasılması esnasında yapılır. Bu nedenle hastanın incelemeye daha fazla işbirliği göstermesini gerektirir. Kayıtlama inceleme altındaki motor ünitenin optimum çakma frekansında yapıldığı için gerçek fizyolojiye daha yakındır. Buna karşın nöromüsküler kavşaktaki iletim kusurunun presinaptik veya postsinaptik nedenli olduğunu göstermez.
Kayıt için kullanılacak iğne elektrot kasa yerleştirilir ve hastadan kasını kontraksiyona sevk etmesi istenir. Hafif – orta şiddette ve sabit kası sırasında kayıt iğnesi en uygun konuma yerleştirilir. Temel çizgide izlenen salınımlardan birisi tetik olarak seçilir, böylelikle cihaz bu potansiyeli türeten motor ünitenin çakma frekansına kilitlenmiş olur. İğnenin küçük yer – konum değişiklikleri ile kaydedilen bu aktivite tek-lif potansiyeli kabul kriterlerini karşılayacak şekilde büyütülür ve keskinleştirilir. Bu sırada, bu potansiyel ile aynı anda ekranda beliren (aynı motor üniteye ait olan) ve yine tek lif potansiyeli kabul kriterlerini karşılayan başka bir tek-lif potansiyeli kaydedilir hale getirilmeye çalışılır. Böyle iki tek-lif potansiyeli kaydedilebilir olduğunda, iğnenin yeri ve kası şiddeti sabitken ardışık en az 60 – 100 trase kayıtlanır ve analize alınır (Şekil 99). Potansiyellerden birisi tetik olarak seçildiğinden ardışık traseler boyunca ekranda hep aynı yerde çıkar fakat diğeri, kâh tetik potansiyele yaklaşır, kâh ondan uzaklaşır. Aynı motor üniteye ait bu iki tek-lif potansiyeli arasındaki intervalin motor ünitenin bir çakmasından diğerine gösterdiği değişkenlik “ardışık farkların ortalaması” formülüne göre hesaplanır ve jitter bulunmuş olur. İstemli kasılma sırasında uygulanan tek-lif elektromiyografide hesaplanan her bir jitter değeri, hesap için kullanılan iki tek-lif potansiyelini tetikleyen iki farklı kavşağın iletkenliğini yansıtmaktadır. Bu nedenle uyarılmış tek-lif elektromiyografide hesaplanan jitter değerlerinden daha yüksektir ve 20 farklı jitter hesaplanması analiz için yeterli olur (40 kavşak incelenmiş olacağından dolayı).
Şekil 99. İstemli kası sırasında tek-lif elektromiyografisi. Teknik, kaydedilen potansiyel ve jitterin nasıl hesaplandığı şematik olarak gösterilmiştir. Traselerin kaydedildiği sıra ile hesaba katılması MCD değerini, motor ünitenin ateşlenme frekansına veya interpotansiyel intervalinin değerine göre küçükten büyüğe doğru sıralanarak hesaba katılması ise “sıralanmış farkların ortalaması (MSD: Mean Sorted Difference)” değerini verir. MCD yerine kullanılacak MSD, inceleme altındaki motor ünitenin düzenli ateşlenmediği durumda veya çokça bloklu trase varlığında hesaplanacak yüksek jitter değerinden analizi kurtarır.
Tek-lif elektromiyografisinde sonuç değerlendirilirken iki parametreye dikkat edilir. Bunlardan birincisi; iğnenin her bir konumunda hesaplanan tek tek jitter değerleridir. Kayıtlama için orijinal elektrodun kullanıldığı durumda, uyarılmış tek-lif elektromiyografisi yöntemi için her bir jitter değeri (kasa göre değişmekle birlikte) 30 – 40 µs’den kısa olmalıdır. İstemli kas sırasında uygulanan tek-lif elektromiyografisi yöntemi için tek bir jitter değeri normalde en fazla 52 – 55 µs olabilir. İster uyarılmış yöntemle, isterse istemli kası sırasında kaydedilmiş olsun, hesaplanan jitter değerlerinden sağlıklı durumda en fazla %10 kadarı (uyarılmış tek-lif elektromiyografisinde 30 jitterden 3’ü, istemli kası sırasında yapılan tek-lif elektromiyografide 20 jitterden 2’si) yüksek olabilir. Daha fazla sayıda yüksek jitter veren potansiyel veya potansiyel çiftleri bulunmuşsa o kas nöromüsküler iletim bakımından patolojik demektir. İkinci dikkate alınan parametre, inceleme altındaki kasta hesaplanmış olan tüm jitter değerlerinin ortalamasıdır. Orijinal iğne kayıtlamasında, uyarılmış tek-lif elektromiyografi si yöntemi için hesaplanan ortalama jitter değeri 20 – 25 µs’den kısa, istemli kası sırasında yapılan tek-lif elektromiyografisi içinse 35 – 40 µs’den kısa olmalıdır.
Miyasteni gravis hastalarında uyarılmış tek-lif elektromiyografisi veya istemli kası sırasında yapılan tek-lif elektromiyografisi yüksek jitter değerleri verir (Şekil 100). Bu hastalarda anamnez ve fizik muayene bulguları ile tanıya yönelmek, incelemenin yapılacağı kası tespit etmek, yüksek jitter bulunduğunda da bu tespitin primer bir nöromüsküler kavşak hastalığına bağlı olduğundan emin olmak gerekir.
Şekil 100. Miyasteni gravis hastasında yüksek jitter. [A] İstemli kası sırasında yapılan tek-lif elektromiyografisi. Aynı motor üniteye ait iki farklı kas lifinin aksiyon potansiyelleri hasta sabit kasıyı sürdürürken alt alta kaydedilmiştir. İkinci potansiyel tetik için seçilmiş olup ekranda sabitlenmiş, ilk potansiyel ise köle potansiyel olarak analize katılmıştır. [B] Uyarılmış tek-lif elektromiyografisi. Kaydedilen sinyallerden sadece ilki tek-lif potansiyel kabul kriterlerini karşılamakta olup analize alınmıştır. Her iki durumda da [A ve B] tek kas lifi aksiyon potansiyelinin zaman ekseninde çok oynak olduğuna (yüksek jitter) dikkat edin.
Yüksek jitter çoğu zaman, akson ve kas lifi üzerindeki ardışık iletim görece sabit olduğundan nöromüsküler kavşak iletimindeki aksamaya işaret eder. Aksine bazen, jitter değeri çok düşük, 5 µs’den kısa da bulunabilir. “Düşük jitter”, uyarılmış tek-lif elektromiyografisi için motor aksonun değil de doğrudan kas lifinin uyarılmış olduğunu gösterir ve teknik bir soruna işaret eder. İstemli kası sırasında yapılan tek-lif elektromiyografisi ile tespit edilecek düşük jitter ise “yarık kas lifi” varlığını gösterir. Kayıt iğnesi yarılmış bir kas lifinin iki dudağı arasındadır ve bu iki dudak tek bir kas lifinin devamı olup aynı son plaktan uyartılmaktadır. Bu nedenle hesaplanan jitter, kavşağın değil de kas lifi iletiminin jitter değeri kadar olur.
Son 20 yıldır, orijinal tek-lif elektromiyografisi elektrodu yerine tek kullanımlık konsantrik iğne elektrotlar ile nöromüsküler kavşak işlevlerinin değerlendirilmesine çalışılmaktadır. Sonunda standartları tanımlanan bu kayıtlama yöntemi de jitter hesabı için güvenle kullanılabilir olmuştur. Ancak inceleme için en küçük kayıt yüzeyli konsantrik iğne elektrot (25 mm, 30 G) tercih edilmeli ve amplifikatör alt kesim filtresi 1 kHz düzeyine çıkartılmalıdır. Analize kabul edilecek sinyallerin şekillerinin sabit, tabanlarının dar, yükselme zamanlarının kısa, genliklerinin olabildiğince yüksek olmasına dikkat edilmelidir. Bu potansiyellerin çıkan bacaklarında omuz ya da çentik bulunmamalıdır. İstemli kası sırasında bir potansiyel çifti üzerinden jitter hesaplanacaksa iki potansiyel arasında temel çizginin seçilebilir olması şartı aranmalı, başka bir deyişle, hele ki jitter hesabı yapan algoritma potansiyellerin çıkan bacakları üzerindeki noktaları İnterpotansiyel İntervali için kullanıyorsa, birbiri üzerine binmiş iki potansiyel (“M” harfi gibi) analiz dışında bırakılmalıdır.
Konsantrik iğne elektrodun kayıt yüzeyi orijinal tek-lif elektromiyografisi iğnesine göre daha büyük olduğundan tek-lif potansiyeli yerine birkaç tek-lif potansiyelinin sumasyonunu kaydetme olasılığı yüksektir ve bu nedenle kendine has normal jitter değerleri tanımlanmıştır. Bu değerler orijinal iğnenin verdiği değerlerden daha düşüktür. Uyarılmış tek-lif elektromiyografisi için her bir jitter değeri kasa göre değişmekle birlikte en fazla 28 – 36 µs, ortalama jitter ise en fazla 21 – 27 µs olabilir. İstemli aktivasyon ile hesaplanan her bir jitter değeri de en fazla 38 – 45 µs, ortalamaları da en fazla 28 – 31 µs olabilir.
Miyasteni gravis hastalarında tek-lif elektromiyografisi için perioküler kaslar veya ekstensor digitorum kommunis kası seçilebilir. Perioküler kasların (frontalis veya orbikülaris oküli) duyarlılığı daha yüksek olup kimi vaka serilerinde %100’e yaklaşmaktadır. Lambert-Eaton miyastenik sendromunda ise ekstremite kasları da bilgi vericidir.
Özetle ardışık sinir uyarımı, nöromüsküler kavşağın iletmeyecek derecede etkilendiği, sinir ucundan kas lifine iletimin bloğa uğradığı vakalarda tanı koydurtucudur. Hem ileti aksaması tespit edilir, hem de patolojinin presinaptik veya postsinaptik tabiatı ortaya konur (Şekil 101). Tek-lif elektromiyografisi ise güvenlik faktörünün normalde de olan ancak presinaptik veya postsinaptik tutulum nedeniyle artan, eşik üstü salınımlarını zaman ekseninde ölçer. Bu nedenle tek-lif elektromiyografisi ardışık sinir uyarımından daha duyarlıdır. Ardışık uyarım testi negatif olan hastalarda kavşak kusuru tek-lif elektromiyografisi ile tespit edilir. Tersinden söylemek gerekirse, ardışık sinir uyarım testleri ile nöromüsküler kavşaktaki iletim aksaması gösterilmiş ve hatta etkilenmenin tipi tayin edilmiş ise, o hasta için tanısal amaçlı tek-lif elektromiyografisine ihtiyaç kalmamış demektir.
Duyarlılığı yüksek fakat özgünlüğü düşük olan tek-lif elektromiyografisi ile jitter analizi, anamnez ve klinik muayene özellikleri ışığında şiddetle primer kavşak hastalığı düşünülen grupta, hasta yararına kullanılabilir bilgi sağlar. Klinik tablodan pek de emin olunamayan, hatta anamnez ve muayene öz niteliklerinin diğer bir tanı ile izah edilip ispatının yapılabildiği durumlarda, tek-lif elektromiyografisini sadece bir “tanı dışlama gereci” gibi kullanmak kimi kez akıl karıştırıcı olabilir.
Şekil 101. Ardışık sinir uyarımı ne gösterir, şematik olarak sunulmuştur.
Tek-lif elektromiyografisi ve ardışık sinir uyarımı testi arasındaki tanısal duyarlılık farkı basit bir örnekle izah edilebilir: Yüksek atlama sporu ile meşgul bir atlet düşünelim. Bu atlet koşup zıplayarak çıtanın üzerinden atlamakta ve karşı tarafa geçmektedir (Şekil 102). Atlet sinir ucundaki aksiyon potansiyeli ve çıtanın yüksekliği de kas lifi üzerinde aksiyon potansiyeli tetikletmek üzere açılması gereken sodyum kanallarının eşik değeri olsun. Sağlıklı durumda her seferinde atlet çıtanın üzerinden aşar ve karşı tarafa geçer, başka bir deyişle kas lifi üzerinde aksiyon potansiyeli oluşur. Eğer ki atlet çıtayı geçemez ise ileti bloğa uğramıştır. Bu düzeyde bir etkilenme ardışık sinir uyarım testleri ile ortaya konur. Bu örnekte tek-lif elektromiyografisiyle analoji kurmak için dikkate alınması gereken husus, atletimizin çıtayı aşarken her defasında çıta ile arasında bıraktığı mesafedir. Kimi zaman bu mesafe çok geniştir, kimi zaman da atlet çıtayı ancak sıyırıp karşıya geçer. Tek-lif elektromiyografisi işte her seferinde karşıya geçen bu atletin çıta ile arasında bıraktığı mesafenin değişimini (son plak potansiyelinin genliğindeki = güvenlik faktöründeki salınım) hesaplamaktadır.
Şekil 102. Nöromüsküler kavşak iletimini değerlendiren yöntemler neyi ölçer? Karikatür ile açıklanmıştır.
Yukarıda verilen açıklamalardan tek-lif elektromiyografi incelemesinin nöromüsküler blokları tespit etmediği sonucu çıkartılmamalıdır. Son plak potansiyelinin eşik üstü salınımlarını gösterebilecek duyarlılıkta olan bu yöntem, pek tabi ki nöromüsküler kavşaktaki bloğu da tespit eder. Ancak bu tespit için tek-lif elektromiyografisi tercihen istemli kası sırasında yapılmış olmalı ve bloğa uğrayıp ekranda belirmeyen potansiyelin yokluğu, önceki traselerde çok oynak bir şekilde belirmesi ile tanınmalıdır (Şekil 103). Uyarılmış tek-lif elektromiyografisinde alt alta kaydedilen traseler arasında bir takım potansiyellerin kimi kez belirmemesi, her ne kadar bloktan kaynaklanabilse de, motor aksonların dışarıdan uyartım kusuruna da bağlı olabilir.
Şekil 103. Miyasteni gravis hastasında orijinal elektrot ile istemli kası sırasında kaydedilen ve yüksek jitter gösteren bir potansiyel çifti. Tetik olarak seçilen ilk potansiyeldir. Jitter gösteren ikinci potansiyelin yukarıdan 1 ve 6. traselerde oluşmadığına dikkat ediniz. Tetik potansiyel mevcutken köle potansiyelin belirmemesi, köle potansiyeli tetikleten nöromüsküler kavşağın motor ünitenin o deşarjı için blokta olduğunu gösterir. Nitekim bu potansiyel çiftinin jitter değeri normalin (55 µs) oldukça üzerindedir (121 µs). Hesaplanan jitter değeri 100 µs’nin üzerine çıktığında inceleme altındaki kavşaklardan birisinin bloğa uğrayabileceği ön görülmelidir. Bloğa uğrayan potansiyel bu örnekte olduğu gibi köle potansiyel ise kayıt sırasında fark edilir. Tetik potansiyeli oluşturan kavşak bloğa uğrar ise, istemli kası sırasında tek-lif elektromiyografisi kayıtlaması “trigger-delay line” ile yapıldığından, blok anında cihaz ekranı süpürmeyecek, o trase ekrana çıkmayacak, ezcümleyle blok fark edilmeyecektir.
Tek-lif elektromiyografisi ile saptanan blok, yüksek jitterin yanısıra yukarıda izah edildiği gibi primer bir nöromüsküler kavşak hastalığının yansıması olabilir. Ancak her blok kavşak hastalığından olmaz, akson iletiminin sekteye uğraması da blok şeklinde izlenir: Reinnervasyon yapmış terminal motor akson, motor ünite sabit ateşlendiği sırada aksiyon potansiyelini kimi kez iletmez olup bloğa uğrarsa, bir grup tek-lif potansiyeli aynı anda ekrandan kaybolur. Bu durum “aksonal (konkomitan) blok” olarak adlandırılır (Şekil 104).
Şekil 104. Aksonal blok. Bir motor nöron hastasının gastroknemius kasında yapılan tek-lif elektromiyografisi. Tetik potansiyelin ardında deşarj yapan 3 potansiyelin birlikte bloğa uğradığı gözükmektedir (çember ile çevrili). Bu 3 potansiyelin kaydedilebildiği traselerde ise tetik potansiyele birlikte yaklaşıp uzaklaştıklarına dikkat edin.
Aksonal blok bir anlamda inceleme altındaki kasın reinnervasyondan geçtiğinin belirtecidir. Reinnervasyon durumunda sadece terminal akson – kollateral filiz değil, yeni oluşmuş motor son plak da immatür olup, sinir ucundan kas lifine iletiyi muntazam sağlayamayabilir. Reinnervasyona bağlı gelişen bu yüksek jitter, primer nöromüsküler kavşak hastalıkları ile karıştırılmamalıdır. Anamnez, klinik muayene ve rutin elektrofizyolojik incelemeler ile ayırt edilebilecek bu durumun tek-lif elektromiyografisindeki bir diğer yansıması “lif yoğunluğu” artışıdır.
Lif yoğunluğu, istemli kası sırasında ateşlenmekte olan motor ünitenin herhangi bir noktasında, orijinal tek-lif elektromiyografi elektrodu ile kaydedilebilen potansiyel sayısının bir fonksiyonudur. Sağlıklı kasta yan yana dizilmiş kas liflerinin farklı motor ünitelere ait olması yüzünden hesaplanacak lif yoğunluğu 1,1 – 1,4 arasında bulunur. Reinnervasyon sürecindeyse, yan yana konuşlanmış kas liflerinin aynı motor üniteye ait olma ihtimali artar, böylelikle lif yoğunluğu yükselir (Şekil 105). Gerçekten de lif yoğunluğundaki bu artış, reinnervasyonun en erken belirteçlerinden birisidir. Konsantrik iğne elektromiyografisinde nörojenik motor ünite potansiyel değişiklikleri henüz belirmeden evvel lif yoğunluğu artışı tespit edilebilir.
Şekil 105. Lif yoğunluğu parametresi ve reinnervasyon ile artışı şematik olarak gösterilmiştir. Sağlıklı durumda kayıt iğnesi birinci konumdayken mavi motor üniteye ait 1, ikinci konumdayken 2 kas lifi aksiyon potansiyeli kaydetmektedir. Mavi motor ünitenin aksonu dejenere olup kas lifleri denerve kaldıktan ve bu lifler kırmızı motor üniteye ait terminal kollateral filizler tarafından reinnerve edildikten sonra bu kez iğne, birinci konumda 2, ikinci konumda 3 tek-lif potansiyeli kaydeder. Reinnervasyon nedeni ile kırmızı motor ünite içinde kas lifinden yoğun sahalar oluşmaktadır.
KAYNAKLAR
1. Baslo MB. Membran Potansiyelleri ve Kayıtlanması, Klinik Nörofizyoloji, EEG – EMG Derneği Yayınları, İstanbul, 2014.
2. Brown WF. The Physiological and Technical Basis of Electromyography, Butterworth, 1984.
3. Dumitru D, Amato AA, Zwartz MJ. Electrodiagnostic Medicine. Hanley & Belfus, Second Edition, 2002.
4. Karlsson L, Stålberg EV. EMG Simulator Software, Version 3.6, Keypoint Club, 2000 – 2003.
5. Stalberg EV, Trontelj JV, Sanders DB. Single Fiber EMG, third ed., Edshagen Publishing House, Fiskebäkskil, Sweden, 2010.
6. Sanders DB et al. Guidelines for single fiber EMG. Clin Neurophysiol. 130:1417-1439, 2019.
7. Nandedkar SD, Sanders DB, Stålberg EV. EMG of reinnervated motor units: a simulation study. Electroencephalogr Clin Neurohphysiol. 70:177-184, 1988.
8. Sanders DB, Stålberg EV, Nandedkar SD. Analysis of electromyographic interference pattern. J Clin Neurophysiol. 13(5):385-400, 1996.
9. Daube JR, Rubin DI. Needle electromyography. Muscle Nerve 39:244-270, 2009.
10. Özdemir C, Young RR. Electrical testing in myasthenia gravis. Ann NY Acad Sci. 183:287-302, 1971.
11. Baslo MB et al. Decrement pattern in Lambert-Eaton myasthanic syndrome is different from myastheni gravis. Neuromuscul Disord. 16:454-458, 2006.
12. Ertaş M et al. Concentric needle electrode for neuromuscular jitter analysis. Muscle Nerve 23:715-719, 2000.
13. Dumitru D. Physiologic basis of potentials recorded in electromyography. Muscle Nerve 23:1667-1685, 2000.
14. Nandedkar SD et al. Some observations on fibrillations and positive sharp waves. Muscle Nerve 23:888-894, 2000.
15. Nandedkar SD, Sanders DB. Simulation of myopathic motor units. Muscle Nerve 12:197-202, 1989.
16. Dumitru D, DeLisa JA. AAEM Minimonograph #10:Volume conduction. Muscle Nerve 14:605-624, 1991.
17. Stålberg EV et al. Standards for quantification of EMG and neurography. Clin Neurophysiol 130:1688-1729, 2019.
18. Stålberg EV, Sanders DB, Kouyoumdjian JA. Pitfalls and erros in measuring jitter. Clin Neurophysiol 128:2233-2241, 2017.
19. Chiou-Tan FF, Gilchrist JM. Nerve stimulation and single-fiber electromyography in the evaluation of patients with suspected myasthenia gravis or Lambert-Eaton myasthenic syndrome: Review of recent literature. Muscle Nerve 52:455-462, 2015.
20. Benetar M et al. Reference data for commonly used sensory and motor nerve conduction studies. Muscle Nerve 40:772-794, 2009.
21. Tankisi H et al. Standarts of instrumentation of EMG. Clin Neurophysiol 131:243-258, 2020.
22. Barboi AC, Barkhaus P. Electrodiagnostic testing in neuromuscular disorders. Neurol Clin. 22:619-641, 2004.