Neck Muscle Function and Adolescent Headache

Muscular function of the neck region may be of importance for the etiology of headache, especially of tension-type headache. However, very few data exist on the association of neck muscle function with different types of headache in adolescents. The main aim of the study was to examine the association of neck muscle function with adolescent headache. The associations between leisure time activities, endurance strength of the upper extremities (UE endurance) and mobility of the neck-shoulder region and adolescent headache were studied. In addition, the associations of force production, EMG/force ratio, co-activation and fatigue characteristics, and cross-sectional area (CSA) of neck muscles with adolescent headache were studied. The study is part of a population-based cohort study of 12-year-old children with and without headache. The study had five phases (years 1998-2003). At the age of 13 years, a sample of 183 adolescents (183/311) participated in endurance strength and mobility measurements of the neck-shoulder region. In addition, the type and level of physical and other leisure activity were elicited with open and structured questions. At the age of 17 years, a random sample of 89 adolescents (89/202) participated in force and EMG measurements of the neck-shoulder muscles. In addition, at the age of 17 years, a sample of 65 adolescents (65/89) participated in CSA measurements of the neck muscles. At the age of 13 years, intensive participation in overall sports activity was associated with migraine. Frequent computer use was associated both with migraine and tension-type headache. The type of sports or other leisure activity classified them on the basis of body loading was not associated with headache type. In girls, low UE endurance of both sides, and low cervical rotation of the dominant side, were associated with tension-type headache, and low UE endurance of non-dominant side with migraine. In boys, no associations occurred between UE endurance and mobility variables and headache types. At the age of 17 years, in girls, high EMG/force ratios between the EMG of the left agonist sternocleidomastoid muscle (SCM) and maximal neck flexion and neck rotation force to the right side as well as high co-activation of right antagonist cervical erector spinae (CES) muscles during maximal neck flexion force were associated with migraine-type headache. In girls, neck force production was not associated with headache types but low left shoulder flexion force was associated with tension-type headache. In boys, no associations were found between EMG and force variables and headache. Increased SCM muscles fatigue of both sides was associated with tension-type headache. In boys, the small CSA of the right SCM muscle and, in girls, of combined right SCM and scalenus muscles was associated with tension-type headache. Similarly, in boys, the large CSA of the right SCM muscle, of the combined right SCM and scalenus muscles, of the left semispinalis capitis muscle, of the combined left semispinalis and splenius muscles was associated with migraine. No other differences in the CSA of neck flexion or extension muscles were found. Differences in the neuromucular function of the neck-shoulder muscles were associated with adolescent headache, especially in girls. Differences in the cross-sectional area of unilateral neck muscles were associated with headache, especially in boys. Differences in the neuromuscular function and in the cross-sectional area of the neck muscles also occurred between different types of headache. It remains to be established whether the findings are primary or secondary to adolescent migraine and tension headache. Keywords: adolescent, cross-sectional area, electromyography, endurance strength, fatigue, force, headache, leisure time activity, migraine, mobility, neck muscles, tension-type headache

<b>Niskalihasten toiminta nuorten päänsäryssä </b> Niskalihasten toimintahäiriöillä voi olla merkitystä päänsäryn aiheuttajana, erityisesti tensiotyyppisessä päänsäryssä. Tutkittua tietoa niskalihasten toiminnan ja päänsäryn yhteydestä lapsilla ja nuorilla on olemassa erittäin vähän. Tutkimuksen päätarkoituksena oli selvittää niskalihasten toimintahäiriöiden yhteyttä nuoren päänsärkyyn. Tutkimuksessa tutkittiin vapaa-ajan harrastusten, niskahartiaseudun kestävyysvoiman ja liikkuvuuden sekä niskalihasten voiman, EMG/voimasuhteen, yhtäaikaisen aktivoitumisen, väsyvyyden ja poikkipinta-alan yhteyttä nuoren päänsärkyyn. Tämä tutkimus on osa väestöpohjaista 12-vuotiaiden päänsärkyisten ja päänsäryttömien lasten kohortti-tutkimusta. Tutkimus koostuu viidestä eri vaiheesta (vuodet 1998-2003). 13-vuotiaina 183 nuorta (183/311) osallistui niskahartiasedun kestävyyden ja liikkuvuuden mittauksiin. Lisäksi selvitettiin liikunnan ja muun vapaa-ajan harrastuksen sisältöä ja määrä avoimilla ja suljetuilla kysymyksillä. 17-vuotiaina 89 nuorta (89/202) osallistui niskalihasten voima- ja EMG-mittauksiin. Lisäksi 17-vuotiaina 65 nuorta (65/89) osallistui niskalihasten poikkipinta-alamittauksiin. Nuorten ollessa 13-vuotiaita, liikunnan harrastamisen intensiivisyys oli yhteydessä migreeniin ja tietokoneen runsas käyttö sekä migreeniin että tensiotyyppiseen päänsärkyyn. Liikunnan tai muulla vapaa-ajan harrastuksella, luokiteltaessa harrastukset kehon eri osien kuormittavuden suhteen, ei ollut yhteyttä päänsärkyyn. Tytöillä alhainen sekä hallitsevan että ei-hallitsevan puolen hartiaseudun lihaskestävyys ja alentunut niskan kiertoliike hallitsevalle puolelle olivat yhteydessä tensiotyyppiseen päänsärkyyn ja ei-hallitsevan puolen alhainen hartiaseudun lihaskestävyys migreeniin. Pojilla ei esiintynyt eroja lihaskestävyyden ja liikkuvuuden suhteen eri päänsärkyryhmissä. Nuorten ollessa 17-vuotiaita, tytöillä korkea EMG/voimasuhde vasemman puolen sternocleidomastoideus lihaksen (SCM, agonisti) EMG aktiivisuuden ja vastaavan niskalihasten maksimaalisen fleksiovoiman ja oikealle suunnatun maksimaalisen kiertovoiman välillä oli yhteydessä migreeniin. Lisäksi korkea oikeanpuolen niskan ojentajalihasten (CES, antagonisti) yhtäaikainen aktivoituminen maksimaalisen fleksio-voimantuoton aikana olivat yhteydessä migreeniin. Tytöillä niskalihasten voima ei ollut yhteydessä päänsärkytyyppiin, mutta alhainen olkanivelen fleksiovoima oli yhteydessä tensiotyyppiseen päänsärkyyn. Pojilla ei esiintynyt eroja niskalihasten voiman ja EMG-aktiivisuuden suhteen eri päänsärkyryhmissä. Sekä oikean että vasemman puolen SCM lihasten lisääntynyt väsyvyys oli yhteydessä tensiotyyppiseen päänsärkyyn. Pojilla oikean SCM lihaksen pieni poikkipinta-ala ja tytöillä oikean puolen yhdistetyn SCM ja scalenus lihaksen pieni poikkipinta-ala olivat yhteydessä tensiotyyppiseen päänsärkyyn. Vastaavasti pojilla suuret oikean puolen SCM lihaksen, oikean puolen yhdistetyn SCM ja scalenus lihaksen, vasemman puolen semispinalis capitis lihaksen, yhdistetyn semispinalis capitis ja splenius lihaksen poikkipinta-alat olivat yhteydessä migreeniin. Muissa niskalihasten poikkipinta-aloissa ei esiintynyt eroja ryhmien välillä tytöillä ja pojilla. Niska- ja hartialihasten toiminnan poikkeavuudet olivat yhteydessä päänsärkyyn, erityisesti tytöillä. Toispuoliset poikkeavuudet niskalihasten poikkipinta-alassa olivat yhteydessä päänsärkyyn, erityisesti pojilla. Niskalihasten toiminnassa ja poikkipinta-alassa esiintyi myös eroja päänsärkyryhmien välillä. Se, ovatko löydökset nuorilla päänsärkyä aiheuttavia tekijöitä vai seurausta päänsärystä jää selvitettäväksi.