Are Hypometric Anticipatory Postural Adjustments Contributing to Freezing of Gait in Parkinson’s Disease?

Abstract

Introduction: This study aims at investigating whether impaired anticipatory postural adjustments (APA) during gait initiation contribute to the occurrence of freezing of gait (FOG) or whether altered APAs compensate for FOG in Parkinson’s disease (PD).Methods: Gait initiation after 30 s quiet stance was analyzed without and with a cognitive dual task (DT) in 33 PD subjects with FOG (PD+FOG), 30 PD subjects without FOG (PD-FOG), and 32 healthy controls (HC). APAs were characterized with inertial sensors and muscle activity of the tensor fasciae latae (TFL), gastrocnemius, and tibialis anterior was captured with electromyography recordings. Nine trials (of 190) were associated with start hesitation/FOG and analyzed separately.Results: PD+FOG and PD-FOG did not differ in disease duration, disease severity, age, or gender. PD+FOG had significantly smaller medio-lateral (ML) and anterio-posterior APAs compared to PD-FOG (DT, p < 0.05). PD+FOG had more co-contraction of left and right TFL during APAs compared to PD-FOG (p < 0.01). Within the PD+FOG, the ML size of APA (DT) was positively correlated with the severity of FOG history (NFOG-Q), with larger APAs associated with worse FOG (rho = 0.477, p = 0.025). ML APAs were larger during trials with observed FOG compared to trials of PD+FOG without FOG.Conclusions: People with PD who have a history of FOG have smaller ML APAs (weight shifting) during gait initiation compared to PD-FOG and HC. However, start hesitation (FOG) is not caused by an inability to sufficiently displace the center of mass toward the stance leg because APAs were larger during trials with observed FOG. We speculate that reducing the acceleration of the body center of mass with hip abductor co-contraction for APAs might be a compensatory strategy in PD+FOG, to address postural control deficits and enable step initiation.

Loss of presynaptic inhibition for step initiation in parkinsonian individuals with freezing of gait

“…Freezers have more co‐contraction than non‐freezers (Schlenstedt et al . 2018) and non‐freezers have higher co‐contraction levels than HC (Dimitrova et al . 2004; Horak, 2006); even so, we found that non‐freezers presented lower PSI levels than HC, whereas freezers did not present PSI at all.…”

Níveis de inibição pré-sináptica durante a iniciação do passo em indivíduos com e sem bloqueio da marcha na doença de Parkinson: um estudo transversal

“…Sendo assim, prejuízos nesta região também podem afetar diretamente o drive supra espinhal, através de alterações no loop tálamo cortical o qual é forte responsável pelas projeções descendentes em direção a medula espinhal (Takakusaki, 2017 (Duncan et al, 2015) e isso pode ser explicado parcialmente pela maior deficiência proprioceptiva desses indivíduos (Tan et al, 2011). Neste sentido, apesar dos indivíduos do nosso estudo (com BM e S-BM) estarem no mesmo estágio da doença (i.e., estágio 3), identificamos que os indivíduos com BM apresentam valores maiores de PIGD comparados a indivíduos S-BM, corroborando com estudos prévios, (Fling et al, 2013;Gilat et al, 2018;Schlenstedt et al, 2018). Desta forma, maiores deficiências na propriocepção de indivíduos com DP podem estar associadas ao fenômeno do BM.…”

“…Sendo assim, um APA efetivo é essencial para harmônica iniciação do movimento (Aruin, 2002), como por exemplo a iniciação do passo. (Schlenstedt et al, 2018).…”

“…De fato, indivíduos saudáveis pareados pela idade (ISPI) apresentam uma amplitude maior e tempo menor do APA comparados a indivíduos com a DP sem bloqueio da marcha (S-BM) durante o passo em plataforma com e sem translação (Traub et al, 1980;Schlenstedt et al, 2017). Por outro lado, indivíduos com BM apresentam atraso no início do passo, associado à repetitivos APA´s (Cohen et al, 2017b) e estes APA´s são mais longos e menos amplos do que os APA´s dos S-BM (Tard et al, 2014;Schlenstedt et al, 2018). Desta forma, evidências apontam que os episódios de BM estão associados a um APA deficiente (Schlenstedt et al, 2017;Schlenstedt et al, 2018) o que pode ser parcialmente explicado pela deficiência no drive eferente e aferente para a medula espinhal decorrentes da DP e agravadas em indivíduos com BM (Jacobs et al, 2009;Nutt et al, 2011;.…”

“…Um fenômeno clínico que agrava o quadro de instabilidade postural e aumenta o risco de quedas nesses indivíduos com DP é o BM (Nutt et al, 2011). O BM é relatado como a ausência breve e episódica ou redução acentuada da progressão dos pés para frente, apesar da intenção de andar (Giladi e Nieuwboer, 2008;Nutt et al, 2011) geralmente identificado por escalas, tais como: NFOG-Q (Nieuwboer, Alice, Rochester, Lynn, et al, 2009;Fling et al, 2013;Mancini et al, 2017;Schlenstedt et al, 2018). Uma grande prevalência deste fenómeno é relatada em indivíduos com DP em estágios mais elevados da doença, no entanto nos estágios iniciais alguns indivíduos também podem apresentar o BM (Nutt et al, 2011).…”