Rückenschmerzen stellen eine häufige Ursache für Beeinträchtigungen beim Pferd dar und betreffen bis zu 94 % der gerittenen Pferde. Trotz der hohen Prävalenz gestaltet sich eine definitive Diagnosestellung häufig schwierig, und evidenzbasierte Rehabilitationsprogramme werden weiterhin kontrovers diskutiert. Beim Menschen führen mit Rückenverletzungen verbundene nozizeptive Prozesse zu Hemmung und Atrophie der tiefen stabilisierenden Rückenmuskulatur sowie zur Einlagerung von Fett- und Bindegewebe. Rehabilitationskonzepte zielen daher zunächst auf Schmerzreduktion und Reaktivierung der tiefen stabilisierenden Muskulatur ab, bevor mit Kraft- und Ausdauertraining begonnen werden kann. Obwohl die spezifische Evidenz beim Pferd begrenzt ist, werden diese Prinzipien auch bei equinen Rückenschmerzen angewandt. Dynamische Mobilisationsübungen (Dynamic Mobilization Exercises, DME) umfassen unter anderem geführte Flexions- und Lateralflexionsbewegungen der Wirbelsäule, beispielsweise mit dem Kinn zur Brust oder Hüfte. Therapeutische Rumpfübungen (Therapeutic Trunk Exercises, TTE) wie lateraler Zug am Schweif oder reflexinduzierte Beckenaufrichtung sollen die posturale Muskulatur aktivieren.
Für DME wurden eine Aktivierung und Hypertrophie tiefer Rückenmuskeln wie des M. multifidus beschrieben, während die Evidenz zur Wirkung auf die oberflächliche epaxiale und hypaxiale Muskulatur begrenzt ist. Die Oberflächenelektromyographie (sEMG) ermöglicht deren nichtinvasive Quantifizierung. Bisherige Untersuchungen zeigten eine erhöhte hypaxiale Muskelaktivität bei Mobilisationsübungen in Richtung Hüfte und Karpus sowie eine erhöhte epaxiale beziehungsweise hypaxiale Aktivität bei der Beckenaufrichtung, untersuchten jedoch überwiegend die unilaterale Muskelaktivität. Ziel der Studie war es daher, mittels sEMG die bilaterale Aktivität des M. longissimus dorsi (LD), M. obliquus externus abdominis (EAO) und M. rectus abdominis (RA) während häufig eingesetzter statischer DME und TTE zu quantifizieren und zu vergleichen. Es wurde angenommen, dass die Aktivität aller drei Muskeln während sämtlicher Übungen signifikant zunimmt, wobei LD und RA bei Wirbelsäulenflexion und EAO bei Lateralflexion die stärkste Aktivitätszunahme zeigen sollten.
In die Studie wurden sieben klinisch rückengesunde Standardbred-Wallache mit einem Durchschnittsalter von 14,2 Jahren und einem mittleren Körpergewicht von 520 kg eingeschlossen. Die Eignung wurde physiotherapeutisch einschließlich Palpation der Wirbelsäule und funktioneller Beurteilung überprüft. Zur Erfassung der Muskelaktivität wurden drahtlose sEMG- und IMU-Sensoren verwendet. Die sEMG-Sensoren wurden bilateral über dem LD auf Höhe T14 und L1, dem EAO im Bereich der 16. Rippe, 30 cm von der Mittellinie, sowie dem RA kaudal der Pektoralismuskulatur angebracht. Die IMU-Sensoren auf Höhe T14 und L1 dienten zusätzlich zur Quantifizierung der thorakolumbalen Bewegung. Nach zwei Trainingstagen absolvierten die Pferde eine reflexinduzierte Beckenaufrichtung mit lumbosakraler Flexion (Rounding), eine durch eine Karotte geführte Lateralflexion zur rechten beziehungsweise linken Hüfte (DMEHip), lateralen Zug am Schweif nach rechts und links (LatTail) sowie eine Flexionsübung mit dem Kinn zur Brust (DMEChest). Jede Übung wurde dreimal wiederholt und für zwei Sekunden gehalten.
Die sEMG- und IMU-Daten wurden synchron aufgezeichnet und mittels MATLAB verarbeitet. Die sEMG-Signale wurden gefiltert, gleichgerichtet und anhand des Average Rectified Value (ARV) quantifiziert sowie auf eine Referenzkontraktion während DMEChest normalisiert. Bei DMEHip und LatTail wurden die Muskelaktivitäten als ipsilateral oder kontralateral zusammengefasst. Bei Rounding und DMEChest bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Seiten, sodass deren Werte zusammengefasst wurden.
Insgesamt wurden 1499 Messwerte analysiert. Die höchsten geschätzten marginalen Mittelwerte der normalisierten Muskelaktivität wurden für EAO, RA und LD auf Höhe T14 während der ipsilateralen DMEHip sowie für den LD auf Höhe L1 während des Roundings festgestellt. Beim EAO war die Aktivität während der ipsilateralen DMEHip signifikant höher als bei allen anderen Übungen. Rounding führte zu einer signifikant höheren Aktivität als DMEChest sowie kontralaterale DMEHip und LatTail. Bei den unilateralen Übungen war die Aktivität während ipsilateraler DMEHip und LatTail jeweils signifikant höher als kontralateral. Beim RA zeigte die ipsilaterale DMEHip eine signifikant höhere Aktivität als alle anderen Übungen. Zwischen den übrigen Übungen bestanden keine signifikanten Unterschiede. Beim LD auf Höhe T14 war die Aktivität während ipsilateraler und kontralateraler DMEHip signifikant höher als bei DMEChest. Die ipsilaterale DMEHip führte zudem zu einer signifikant höheren Aktivität als ipsilaterales und kontralaterales LatTail. Auf Höhe L1 war die Aktivität des LD bei allen Übungen außer kontralateralem LatTail signifikant höher als bei DMEChest. Rounding führte zu einer signifikant höheren Aktivität als ipsilaterales und kontralaterales LatTail sowie kontralaterale DMEHip, unterschied sich jedoch nicht signifikant von der ipsilateralen DMEHip.
Diese Studie untersuchte erstmals die bilaterale Aktivität der oberflächlichen epaxialen und hypaxialen Muskulatur während DME und TTE, die häufig in Rehabilitationsprogrammen für Pferde mit Rückenschmerzen eingesetzt werden. Die sEMG-Daten zeigten im Vergleich der Übungen eine signifikant höhere Aktivität des thorakalen M. longissimus dorsi auf Höhe T14, des M. obliquus externus abdominis und M. rectus abdominis auf der ipsilateralen Seite während der durch eine Karotte geführten Lateralflexion zur rechten beziehungsweise linken Hüfte sowie eine erhöhte Aktivität des lumbalen M. longissimus dorsi auf Höhe L1 während des Roundings. Diese Ergebnisse unterstützen den Einsatz von DME und TTE zur gezielten Aktivierung von EAO, RA und LD, insbesondere von DMEHip und Rounding, bei denen die stärksten Aktivitätszunahmen festgestellt wurden. Die Studie trägt zur Weiterentwicklung einer evidenzbasierten tierphysiotherapeutischen Praxis bei und bildet eine Grundlage für zukünftige Untersuchungen an Pferden mit Rückenschmerzen. Longitudinalstudien sind erforderlich, um zu untersuchen, ob die beobachtete erhöhte Muskelaktivität zu anhaltenden funktionellen Anpassungen führt.