Non-specific low back pain poses a major socioeconomic problem. Further-more, it restricts each affected individual in his/her daily activities. To better understand the possible underlying mechanisms, the aim of the present work is to compare motor control between individuals with and without non-specific low back pain. Two systematic analyses of literature were performed according to the guide-lines of the PRISMA statement. Considering motor control during standing and walking, the systematic search in five databases results in 21 studies on quiet standing and 31 studies on walking (published between January 2000 and January 2018), which investigated individuals with and without non-specific low back pain (NSLBP) using biomechanical or neuromuscular parameters. The data extraction and the evaluation of study quality were performed by two independent persons. For example, data of the sample were extracted and evaluated. Characteristics of the sample were used for the evaluation of the quality of studies. The results for quiet standing indicate differences in motor control during standing between individuals with and without NSLBP. Even though the majority of included studies showed only moderate quality and only a few high quality studies exist, there is an indication for a stiffened pelvis-spine region through an increased activation of the hip and back muscles as well as a shift of proprioceptive weighting towards the use of ankle strategy in individuals with NSLBP. Furthermore, differences in the oscillation of the center of pressure are found with more challenging conditions like bandaged eyes or unstable surface. There is no evidence of differences in the joint angles during standing. The results for walking confirm differences in motor control between individuals with and without NSLBP. Due to only a few high quality studies there is also no high evidence of differences in any of the parameters, but concerning the biomechanical parameters there is at least a tendency for a lower preferred walking velocity on the treadmill, a lower amplitude of pelvis motion, more in phase coordination, lower ground reaction forces and a higher stride-to-stride variability in the NSLBP group. Moderate evidence has been found in EMG data for a higher activity of the erector spinae (ES) in the NSLBP group. Taken together the results for standing and walking point to an altered motor control, that is indicated by a higher ES activity and leads to a stiffened lumbar spine-pelvis region, an increased use of ankle strategy, higher oscillations un-der challenging conditions, and a compounding coordination. Based on these results a case-control-study was conducted to replicate the results. The study has been preregistered on the OSF platform. Biomechanical and neuromuscular parameters were acquired simultaneously. During standing the displacement of the center of mass as well as the activity of the ES were collected. During walking preferred velocity, ground reaction forces (GRF), pelvis to thorax rotation, variability of the rotation of pelvis to thorax and activity of the ES were collected. Twenty individuals with and without NSLBP participated in the study. Participants were matched according to age and sex. During standing three trials à 90 seconds for each of the three different conditions (standing on solid ground with eyes open, standing on solid ground with eyes bandaged and standing on unstable surface with eyes open) were performed. Via force platform, the data of the center of mass and via surface EMG muscular activity of ES were collected. During walking three trials with a preferred walking speed were performed on an 8m walkway. Afterwards participants had to walk at a given speed until they completed three trials at the given speed of 1.2 m/s with the right foot stepping onto the force platform during walking. With the force platform the GRF were recorded, while smartphones, which were attached to the pelvis and thorax, recorded the motion of the pelvis to thorax. Due to technical issues EMG data during walking could not be analyzed. After the execution of the tests all participants had to fulfill a questionnaire about their current mood, pain intensity, well-being, disabilities, and physical activity. A current pain intensity of M=2.6 and a pain intensity of M=5.1 in average over the last six weeks for the NSLBP group was reported. The control group rated their current pain with M=0.1 and M=0.5 in average over the last six weeks. For well-being there were only differences between groups on the physical scale, not on the psychic scale. The average disability in the NSLBP group was low. No significant differences between groups could be found for physical activity. A multivariate testing for standing shows a main effect for conditions which results from the higher Co M displacement during standing on foam compared to the other conditions. There is no significant main effect for group. A significant interaction between group and condition cannot be found either. In the present study differences between individuals with and without NSLBP concerning neuromuscular and biomechanical parameters during standing cannot be confirmed. A multivariate testing for walking does not show a significant main effect for group. Accordingly, differences in motor control between groups cannot be replicated for walking either. An analysis of correlations between control variables and parameters of motor control revel no considerable effects. Possible reasons for these result scan be found in the complexity of control processes, the low demand of the tasks, the relatively good fitness level, the high inter-individual variability of the dependent variables and the possibility, that parameters like minimal Co M-displacement are not accurate. In conclusion, with the case control study the parameters identified through the systematic analyses of literature could not be replicated. Since the findings of existing research are heterogeneous, differential effects seem to be possible and indicated by our findings. In the future itis necessary to clear the relation between NSLBP and differences in motor control by performing long term studies, using superordinate parameters, as well as using pattern analysis. Nicht-spezifische Schmerzen im unteren Rücken (NSLBP) stellen durch hohe Arbeitsausfälle und Kosten ein sozioökonomisches Problem für die Gesellschaft und ein bedeutsames Problem für die einzelnen Betroffenen dar. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu prüfen, ob, und wenn ja, welche Unterschiede in der motorischen Kontrolle von Personen mit nicht-spezifischen Schmerzen im unteren Rücken (NSLBP) im Vergleich zu Personen ohne NSLBP beim Stehen und Gehen bestehen. Zunächst wurden zwei systematische Literaturanalysennach den PRISMA Leitlinien durchgeführt. In Bezug auf die motorische Kontrolle bei den Alltags-bewegungen Stehen und Gehen konnten im Rahmen einer Literaturrecherche in fünf Datenbanken 21Artikel zum Stehen und 31 Artikel zum Gehen identifiziert werden (erschienen zwischen Januar 2000 und Januar 2018), die Personen mit und ohne NSLBP hinsichtlich biomechanischer oder neuromuskulärer Parameter verglichen. Die Datenextraktion und die Bewertung der Studien-qualität erfolgte jeweils unabhängig durch zwei Personen. Charakteristika der Stichprobe flossen in die Bewertung der Studienqualität ein. Die Ergebnisse zum Stehen zeigen Unterschiede in der motorischen Kontrolle im Stehen zwischen Personen mit und ohne NSLBP. Auch wenn die Mehrheit der eingeschlossenen Studien lediglich eine moderate Qualität aufweist und nur wenige Studien als qualitativ hochwertig eingestuft wurden, können Hinweise auf eine versteifte Lenden-Becken-Region durch eine erhöhte Aktivität der Hüft-und Rückenmuskulatur sowie auf eine Verlagerung der propriozeptiven Gewichtung in Richtung Sprunggelenkstrategie bei Personen mit NSLBP gefunden werden. Des Weiteren zeigen sich Hinweise auf Unterschiede der CoP-Verlagerungen unter erschwerten Bedingungen, wie bei geschlossenen Augen oder beim Stehen auf einem Schaumstoffkissen. Für Unterschiede im Gelenkwinkel beim Stehen gibt es keine Evidenz. Auch die Ergebnisse der Studien zum Gehen weisen Unterschiede in der motorischen Kontrolle zwischen Personen mit und ohne NSLBP auf. Hier kann aufgrund nur weniger qualitativ hochwertiger Studien ebenfalls keine hohe Evidenz für einen der Parameter gefunden werden, jedoch zeigt sich bezüglich der biomechanischen Parameter mindestens eine Tendenz für eine reduzierte präferierte Ganggeschwindigkeit auf dem Laufband, eine geringere Bewegungsamplitude des Beckens, mehr phasengleiche Koordination, geringere Bodenreaktionskräfte und eine höhere Variabilität über die Gangzyklen in der NSLBP-Gruppe. Moderate Evidenz ergibt sich in den EMG-Daten für eine höhere Aktivität des M. erector spinae (ES) für Personen mit NSLBP. Zusammengenommen ergänzen sich die Ergebnisse zum Stehen und Gehen und weisen auf eine veränderte motorische Kontrolle hin, die sich in einer höheren Aktivität des ES widerspiegelt und zu einer Versteifung der Lenden-Becken-Region, einer vermehrten Nutzung der Sprunggelenkstrategie und höheren Schwankungen unter erschwerten Bedingungen sowie zu einer erschwerten Koordination führt. Ausgehend von diesen heterogenen Ergebnissen wurde anschließend eine hochwertige Fall-Kontroll-Studie durchgeführt. Die Studie wurde auf der OSF-Plattform präregistriert. Es wurden erstmals biomechanische und neuromuskuläre Parameter simultan aufgenommen. Beim Stehen wurde die Verlagerung des Center of Mass (Co M) sowie die EMG-Aktivität des ES erhoben. Beim Gehen wurde die präferierte Ganggeschwindigkeit, die Bodenreaktions-kraft, die Rotation der Becken-Thorax-Region, die Variabilität der Rotation und die EMG-Aktivität des ES aufgezeichnet. Es wurden je 20 Personen mit und 20 Personen ohne NSLBP (Kontrollgruppe) getestet. Die Studienteilnehmer/innen wurden nach Geschlecht und Alter gematcht. Beim Gehen wurden drei Versuche auf einer 8-m-Bahn zur Messung der präferierten Ganggeschwindigkeit durchgeführt. Anschließend gingen die Studienteilnehmer/innen auf der 8-m-Bahn, bis sie drei gültige Versuche bei der vorgegebenen Geschwindigkeit von 1.2m/s absolviert hatten und dabei mit dem rechten Fuß über die Kraftmessplatte liefen. Mittels Kraftmessplatte wurden die Bodenreaktionskräfte (GRF) erhoben, während Smartphones, die am Becken und am Thorax angebracht waren, die Rotation der Becken-Thorax-Region aufzeichneten. Aus technischen Gründen konnten die EMG-Daten beim Gehen nicht ausgewertet werden. Nach der Testung füllten alle Studienteilnehmer/innen einen Fragebogen zu ihrer aktuellen Befindlichkeit, ihrer Schmerzintensität, ihrer Einschränkungen durch die Rückenschmerzen, ihrem Gesundheitszustand und ihrer körperlichen Aktivität aus. Für die Fragebögen zeigt sich eine aktuelle Schmerzintensität von M=2.6 Punkten und M=5.1 Punkten in den letzten sechs Wochen in der NSLBP-Gruppe, während die Kontrollgruppe einen aktuellen Schmerz von M=0.1 Punkten und einen durchschnittlichen Schmerz von M=0.5 Punkten berichtet. Die durchschnittliche Einschränkung durch die Schmerzen in der NSLBP-Gruppe ist gering. Für den Gesundheitszustand zeigen sich Unterschiede zwischen den Gruppen lediglich auf der physischen, nicht auf der psychischen Skala. Zudem lassen sich keine Unterschiede in der körperlichen Aktivität zwischen den Gruppen feststellen. Die multivariate Testung ergibt jedoch einen Haupteffekt für den Faktor Bedingung, der aufgrund der höheren Schwankungen beim Stehen auf dem Kissen im Vergleich zu den beiden anderen Bedingungen zustande kommt. Der Haupteffekt für den Faktor Gruppe erweist sich als nicht signifikant. Mittels der MANOVA kann für das Stehen keine Interaktion zwischen Gruppe und Bedingung gefunden werden. In der vorliegenden Studie können somit die in der Literatur identifizierten Unterschiede bezüglich biomechanischer und neuro-muskulärer Parameter beim Stehen nicht bestätigt werden. Auch für das Gehen zeigt eine multivariate Testung keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen. Demnach lassen sich die in der Literatur gefundenen Unterschiede beim Gehen ebenfalls nicht bestätigen. Die Analyse von Zusammenhängen zwischen den mittels Fragebögen erhobenen Kontrollvariablen und den Parametern der motorischen Kontrolle ergibt ebenfalls keine bedeutsamen Effekte. Begründet werden könnten diese Ergebnisse und die Nichtbestätigung der angenommenen Unterschiede durch die Komplexität der motorischen Kontroll-prozesse, die geringen Anforderungen der Aufgaben, die hohe interindividuelle Variabilität der abhängigen Variablen, die verhältnismäßig gute Fitness der Studienteilnehmer mit NSLBP und die Tatsache, dass bestimmte Parameter wie eine minimale Co M-Verlagerung möglicherweise nicht adäquat sind. Insgesamt kann die Fall-Kontroll-Studie die Ergebnisse der Literaturrecherchen nicht bestätigen. Da jedoch auch die Befunde in der Literatur heterogen sind, scheinen differentielle Effekte (z.B. durch die Schmerzdauer) möglich, für die erste Hinweise gefunden werden konnten. Zukünftig gilt es, den Zusammenhang zwischen Unterschieden motorischer Kontrolle und NSLBP durch Langzeitstudien, die Verwendung von übergeordneten Parametern sowie Musteranalysen weiter aufzuklären.
© Copyright 2019 Alle Rechte vorbehalten.