Hvor kraftigt skal hjernen påvirkes?

Hvor meget skal der til for at få en hjernerystelse? Dette spørgsmål møder vi ofte i Dansk Center for Hjernerystelse. Du kan finde svaret her på siden.   

I 15 år har man undersøgt elitesportsudøvere for at forstå de biomekaniske kræfter, der finder sted ved en hjernerystelse. I den forbindelse har man ønsket at fastslå en generel tærskel for, hvornår et stød er hårdt og hurtigt nok til, at det vil forårsage en hjernerystelse. Og på den måde forstå sammenhængen mellem de biomekaniske inputs og de kliniske, symptomatiske outputs1.

Universel tærskel for hjernerystelse findes ikke

Et tidligere rationale har været, at de samme biomekaniske påvirkninger altid må lede til skader af samme omfang. Forstået således at et stød af større kraft, som påføres hovedet, generelt må resultere i mere alvorlige, længerevarende symptomer end et mindre stød2.

I den sammenhæng finder flere studier en teoretisk tærskelværdi for hjernerystelse på en gennemsnitlig lineær acceleration omkring 100 g-kræfter3, 4. Den rotationelle påvirkning ligger gennemsnitligt omkring 5770 rads/s2, før den medfører hjernerystelse4. Studierne finder dog en stor variation i, hvor meget der skal til, før det vil resultere i hjernerystelse hos det enkelte individ. F.eks. har et større studie med 450 atleter fundet en variation mellem 16.5–177.9g i forhold til acceleration, og 183–7589 rad/s2 i forhold til de rotationelle kræfter6. Af den grund forkaster studierne idéen om en reel, universel tærskel for hjernerystelse4.

Dette stemmer overens med billedet fra klinisk praksis, hvor der ses hjernerystelse efter både større og mindre traumer. Det bekræfter ligeledes at hjernerystelsesdiagnosen altid bør stilles ud fra anamnese og symptombillede.

Det er ikke slagets kraft, som afgør skadens omfang

Det har altså vist sig, at et slag af en given kraft kan resultere i hjernerystelse hos én person, men ikke hos hundredevis af andre. I flere studier fra hhv. 2018 og 2019 har man undersøgt hjernerystelser hos fodboldspillere. Her fandt man hverken sammenhæng mellem et sammenstøds kraft og acceleration (altså de biomekaniske kræfter) og antallet, graden eller varigheden af de efterfølgende symptomer2 5. Tærsklen for hjernerystelse lader således til at være individuel selv i så homogene populationer5. Samtidig er det endnu ikke lykkedes at påvise en klar sammenhæng mellem slagets placering på hovedet og symptomdannelsen3.

Der forekommer altså stor variation i, hvad et slag vil have af konsekvenser for en specifik person.

I den forbindelse retter forskningen nu også fokus mod de individuelle forskelle, som lader til at gøre sig gældende i forhold til ens sårbarhed over for skade1.

Periode med øget sårbarhed efter tidligere slag mod hovedet

Den første tid efter slaget er hjernen særlig sårbar over for nye stød. Det tyder på, at tidligere stød mod hovedet bl.a. er med til at afgøre en persons skadestolerance1. Der kan være tale om større slag, der har resulteret i hjernerystelse3, såvel som mindre, gentagende slag, der ikke har resulteret i hjernerystelse (subconcussive impacts)7. Dyremodeller underbygger, at de neurometaboliske forandringer, som kan finde sted både efter en hjernerystelse eller efter mindre akkumulerende stød, vil gøre hjernen mere sårbar overfor efterfølgende skade3, 7. Der er derfor også større sandsynlighed for, at en person, der tidligere har haft hjernerystelse, igen vil få en1. Det er dog stadigvæk uklart, hvor længe denne sårbare periode varer. Den kan vare fra få uger til flere måneder. Det vil sandsynligvis også variere fra person til person4.  

Andet forskning peger på en tommelfingerregel, at et slag, der resulterer i hjernerystelse, i 90% af tilfældene vil være et af de fem kraftigste slag, en given person har oplevet. På den måde kan et relativt kraftigt slag for én person opfattes som relativt svagt hos en anden2.

Endnu andet forskning indikerer, at fibrene i hjernen vil have varierende evne til at forlænge sig som følge af påført acceleration. Dette kan medvirke til, at en person kan være mere sårbar end en anden over for det samme slag. Det er dog endnu ikke muligt at måle direkte på fibrenes forlængelse6.

Forskningsmetoderne har altså stadigvæk begrænsninger, hvorfor man ikke har kunnet afgøre, hvor mange stød, der skal til, hvor kraftigt et stød skal være, eller hvor lang tid der skal være mellem to hovedstød, før man er uden for den periode, hvor et tidligere slag mindsker tolerancen for nye skader2.

Flere indre og ydre faktorer spiller en rolle

Flere andre faktorer spiller også en rolle. Den føromtalte forskning af amerikanske fodbodspiller viser f.eks., at faktorer som hovedstørrelse og -form, alder, BMI og etnicitet også er med til at forklare variationen. Dertil bidrager faktorer uden for individet, som f.eks. hjelmtype og spillerposition, også til, at nogle frem for andre får en hjernerystelse af et stød1.

Ved at kontrollere disse faktorer og kun sammenstille personer med samme fysiske karaktertræk har man kunnet understrege, at slag på hovedet forud for skaden er afgørende for variationen i skadestolerancen. Den præcise sammenhæng mellem de mange faktorer og ens skadestolerance er dog stadig uklar og bør derfor undersøges yderligere1.

Om man udvikler symptomer på hjernerystelse afhænger således af mange forskellige faktorer. Dette gør sig gældende i lige høj grad hos både civil befolkning og hos professionelle atleter. Studier af sportsfolk har givet os et enestående indblik i denne kompleksitet. De har gjort det muligt at få mere præcis viden. Og selv hos de homogene og veltrænede grupper som fx disse atleter ser man en stor variation i hvem der får en hjernerystelse. En variation, som kan føres tilbage til både indre og ydre faktorer. Derfor er det ikke overraskende, at vi ser ligeledes en stor variation i hvor meget der skal til for at få en hjernerystelse hos den civile befolkning.

Kilder:

1: Rowson, S., Campolettano, E. T., Duma, S. M., Stemper, B., Shah, A., Harezlak, J., Riggen, L., Mihalik, J. P., Guskiewicz, K. M., Giza, C., Brooks, A., Cameron, K., McAllister, T., Broglio, S. P. & McCrea, M. (2019). Accounting for Variance in Concussion Tolerance Between Individuals: Comparing Head Accelerations Between Concussed and Physically Matched Control Subjects. Ann Biomed Eng, vol. 47, s. 2048–2056. https://doi.org/10.1007/s10439-019-02329-7.

2: Rowson, S., Duma, S. M., Stemper, B. D., Shah, A., Mihalik, J. P., J. Harezlak, L. D. Riggen, C., Giza, C., Di- Fiori, J. P. & Brooks, A. (2018). Correlation of concussion symptom profile with head impact biomechanics: A case for individual-specific injury tolerance. I: J Neurotraum 35(4), s. 681–690.

3: Guskiewicz, K. M., Mihalik, J. P., Shankar, V., Marshall, S. W., Crowell, D. H., Oliaro, S. M., Ciocca, M. F. & Hooker, D. N. (2017). Measurement of Head Impacts on Collegiate Football Players: Relationship Between Head Impact Biomechanics and Acute Clinical Outcome After Concussion. I: Neurosurgery, vol. 61, s. 1244-1253.

4: Romeu-Mejia, R., Giza, C. C. & Goldman, J. T. (2019). Concussion Pathophysiology and Injury Biomechanics. I: Current Reviews in Musculoskeletal Medicine, vol. 12, s. 105–116. https://doi.org/10.1007/s12178-019-09536-8.

5: Symons, G. F., Clough, M., Fielding, J., O’Brien, W. T., Shepherd, C. E., Wright, D. K. & Shultz, S. R. (2020). The Neurological Consequences of Engaging in Australian Collision Sports. I: J Neurotraum, vol. 37, s. 792-809. https://doi.org/10.1089/neu.2019.6884.

6: Duhaime, A., Beckwith, J. G., Maerlender, A. C., McAllister, T. W., Crisco, J. J., Duma, S., Brolinson, P. G., Rowson, S., Flashman, L. A., Chu, J. J. & Greenwald, R. M. (2012). Spectrum of acute clinical characteristics of diagnosed concussions in college athletes wearing instrumented helmets. I: J Neurosurg, 117(6), s. 1092-1999. https://thejns.org/view/journals/j-neurosurg/117/6/article-p1092.xml.

7: Mainwaring, L., Pennock, K. M. F., Mylabathula, S., Alavie, B. Z. (2018). Subconcussive head impacts in sport: A systematic review of the evidence. I: International Journal of Psychophysiology, vol. 132, s. 39-54.