Polio’s Effects

GENERAL INFORMATION LETTER FOR POLIO SURVIVORS

Why are “old polios” who were stable for years now losing function? What should they do about it?
Jacquelin Perry, MD, DSc (Hon), Rancho Los Amigos National Rehabilitation Center, Downey, California

The basic problem is that polio destroyed some of the nerve cells that activate the muscles. To the extent possible, the neurological system responded by having the remaining nerves adopt the muscle fibers that had lost their original nerve supply. This meant that nerve cells now had a demand much greater than normal. While this was an effective solution initially, the passage of time (30+ years, usually) has taught us that overuse can be destructive. As a result, these secondary nerves are wearing out with resulting muscle loss, i.e., post-polio syndrome.

Post-polio muscle strength is commonly overestimated as the usual test depends on manual resistance by the examiner. In addition, polio survivors mask their disability by clever use of their normal control and normal position sense to substitute for missing musculature. The post-polio muscle graded “normal” (5) averages 25% less than “true” normal (only 50% normal for the quadriceps). Similarly, the muscle graded “good” (4) is only 40% of normal strength. These strengths are adequate for a person to carry on customary activities in a typical manner, but at a demand that is 2-2-1/2 times the usual intensity; hence, the muscle nerves have been experiencing strain for years.

The apparent abrupt loss in function relates to two functions. One is the buffer zone present in all of our physiological systems which enables them to accept strain for a considerable time, but once the buffer limits are exceeded, the loss is very prominent. Secondly, activities such as walking or lifting objects present fixed mechanical demands. As long as the person’s muscle strength exceeds that demand, he/she can continue to perform as usual but with earlier fatigue. When the strength goes below the essential limit, suddenly that function is lost.

The answer is redesigning your lifestyle to avoid those activities that cause muscle strain, cramping, persistent fatigue, and, consequently, weakening. This means to very carefully look at how you are using your arms, legs, and back, and to avoid those tasks that cause the symptoms of persistent fatigue, muscle soreness, and/or a sense of weakness after use. At times, this requires the employment of special devices to take the load off of the arms. If the changes are made early, strength can be recovered. It will not be sufficient to prepare the muscles for excessive strain again, but it does bring the muscles up to a more useful level. Other ways of reducing strain is by using self-care devices, walking aids, braces, and corrective surgery to lessen the stress.

Once the strain has been reduced, then cautious exercise may be of value. We have been using short duration (5 repetitions) or moderate intensity (50-70% of one’s maximum capability). Let me caution you not to take on the exercises, however, until you have worked out a lifestyle that avoids the strain. Also, if the exercises cause any pain, persistent fatigue, or increased weakness, STOP! This means just the mechanics/activities of daily living (ADL) are sufficient exercise for your muscles.

Recent research on the course of muscle strength over time in persons over age 50 years showed a normal average decline of 1% per year, but for post-polio survivors the rate was 2% per year. The rate of change is so subtle that a four-year study was needed for a measurable change. Also, the weaker “polios” experienced greater functional loss. This latter fact appeared to indicate strength training by exercise would deter the process. However, retesting this group of polio survivors at eight years and adding muscle analysis told a different story. The muscle fibers were hypertrophied, twice normal size, not atrophic. The person with the greatest strength loss also had the greatest hypertrophy.* MRI recordings showed areas of muscle loss and fatty replacement. The source of the visible muscle atrophy is muscle fiber loss secondary to nerve fiber overuse failure. These findings confirm the need for a saving program rather than challenging exercise.

The advantage of having had polio rather than another disability is that it allowed one to resume a very active and profitable life for many years. Now it is necessary to recognize that excessive strain was being experienced and that lifestyles must be changed to accommodate this situation.

Be an “Intelligent Hypochondriac” – Listen to your body and adopt a program that avoids the strain.

* “Several histologic studies have shown that the myofibers of polio survivors can be twice the size of those found in other persons. A few studies have provided indirect evidence for a possible transformation of some of the surviving type II (fast-twitch fibers) to type I (slow-twitch fibers). The few studies performed have shown a preponderance of type I muscle fibers in very weak muscles that were constantly being used in daily activities. It has been postulated that a person would have to utilize all motor units in these very weak muscles to perform all daily activities and that, over time, the type II fibers are transformed to type I fibers.”

SOURCE: Agre, J.C., Sliwa, J.A. (2000). Neuromuscular rehabilitation and electrodiagnosis. Archives of Physical Medicine & Rehabilitation 81(3), Suppl S27-31.

Jacquelin Perry, MD, DSc (Hon), was certified by the American Board of Orthopedic Surgery – one of the first women to be certified — in 1958. Immediately after her residency in orthopedic surgery, she was invited by Dr. Vernon Nichol (Chief of Surgical Services) to join his staff at Rancho Los Amigos in the Los Angeles area. She has been involved in the management of the problems of polio survivors since that time. She is Professor Emeritus Orthopaedics, University of Southern California.

©Post-Polio Health (ISSN 1066-5331), Vol. 16, No. 4, Fall 2000

---

SPANISH Version

CARTA DE INFORMACIÓN GENERAL PARA SOBREVIVIENTES DE LA POLIO:

¿Porqué los “viejos pacientes” de polio que seguían en una situación estable durante años están perdiendo ahora la capacidad de funcionar? ¿Qué deberían hacer?
Jacquelin Perry, MD, DSc (Hon), Centro Nacional de Rehabilitación Rancho Los Amigos, Downey, California

El problema es que la polio destruyó unas de las células neurálgicas que activan los músculos. Hasta lo posible, el sistema neurológico respondió haciendo que los nervios restantes se encargaran de las fibras musculares que habían perdido su fuente original de nervios. Esto significó que las células neurálgicas ahora tenían una demanda mucho mayor que lo normal. Aunque esta solución era eficaz al principio, el paso del tiempo (30+ años, por lo general) nos ha mostrado que el uso excesivo puede ser destructivo. Resulta en el agotamiento de los nervios secundarios, lo que causa la pérdida muscular, es decir el síndrome pospolio.

Frecuentemente se sobrevalora la fuerza muscular pospolio porque la prueba normal depende de la resistencia manual del examinador. Además, los supervivientes de la polio ocultan astutamente su debilidad usando su control y posición acostumbrados como un sucedáneo de la musculatura que falta. El músculo pospolio calificado “normal” (5) alcanza un promedio de 25% menos que lo normal “verdadero”. (Solamente 50% de lo normal para los cuadriceps.) De manera parecida, el músculo calificado “bueno” (4) sólo tiene 40% de la fuerza normal. Estos niveles de fuerza son suficientes para que una persona mantenga las actividades habituales de manera típica, aunque haya una demanda que es dos a dos veces y media la intensidad normal; por lo tanto, los nervios musculares han padecido uso excesivo por años.

La aparente pérdida repentina de la función está relacionada con dos aspectos. El primero es el espacio amortiguador presente en todos los sistemas fisiológicos que los permite soportar el uso excesivo por un período considerable. Pero cuando los límites amortiguadores se han sobrepasado, la pérdida se hace muy destacada. En segundo lugar, actividades normales, como andar y levantar objetos, presentan demandas mecánicas específicas. Con tal de que la fuerza muscular sobrepase esa demanda, la persona puede seguir funcionando normalmente, aunque se fatigue más pronto. En cuanto la fuerza rebaje el límite esencial, de pronto esa función se pierde.

La solución es reestructurar su estilo de vida para evitar esas actividades que causan el dolor muscular, los calambres, la fatiga persistente y, por lo tanto, el debilitamiento. Esto significa que debe fijarse bien en cómo usa los brazos, las piernas y la espalda; además debe tratar de evitar las tareas que causan los síntomas de la fatiga persistente, el dolor muscular y/o una sensación de debilidad después del uso. A veces, esto requiere el empleo de aparatos especiales para aliviar la presión en los brazos. Si se efectúan pronto estos cambios, la fuerza puede recuperarse. Esto no servirá para preparar de nuevo los músculos para el uso excesivo, pero sí para elevar el nivel de capacidad muscular. Otras maneras de reducir la presión son usar aparatos de auto-ayuda, ayudas para caminar, ortosis y la cirugía correctiva para disminuir la tensión.

En cuanto se reduzca la tensión, entonces el ejercicio limitado puede ser de valor. Hemos estado usando ejercicios de duración corta (5 repeticiones) o de intensidad moderada, un máximo de 50-70% de la capacidad. Sin embargo, sería mejor no hacer ejercicios hasta que hubiera establecido un estilo de vida que evite el uso excesivo. Además, si el ejercicio le causa daño, fatiga persistente o debilidad aumentada, ¡párese! Esto quiere decir que las actividades de la vida cotidiana proveen ejercicio suficiente para sus músculos.

Las investigaciones recientes sobre el curso de la fuerza muscular a lo largo del tiempo para personas que tienen más de 50 años han mostrado un descenso medio del 1% al año. No obstante el índice de descenso para supervivientes de la polio fue del 2% al año.

El índice de cambio fue tan sutil que se necesitaba un estudio de cuatro años para poder medir la diferencia. Además los pacientes más débiles experimentaban una mayor pérdida de función. Este último hecho parece implicar que el entrenamiento de levantar pesas podría retrasar el proceso. Sin embargo, después de ocho años este grupo de supervivientes de la polio fue analizado y se incluyó un análisis muscular que rindió otros resultados. Las fibras musculares estaban hipertrofiadas, dos veces más grandes que el tamaño normal, no atrofiadas. La persona que manifestaba la mayor pérdida de fuerza tenía la mayor hipertrofia.* Las grabaciones de imágenes por resonancia magnética mostraban las zonas de pérdida muscular sustituidas por grasa. Esta atrofia muscular visible se debe a la pérdida de la fibra muscular que resulta del fracaso del uso excesivo de las fibras nerviosas. Estos resultados confirman la necesidad de un programa de mantenimiento en vez del ejercicio que supone un desafío.

La desventaja de haber tenido la polio en lugar de otra discapacidad es que se podía llevar una provechosa vida de mucha actividad durante varios años. Esta situación exige que se reconozca que experimentaba el uso excesivo y ahora se tiene que cambiar su estilo de vida para acomodarse a esta situación.

Sea un “hipocondríaco inteligente” – escuche su cuerpo y encuentre un programa que evite el uso excesivo.

*”Varios estudios histológicos han mostrado que las miofibras de los supervivientes de la polio pueden ser dos veces más grandes que lo normal. Unos estudios han suministrado evidencia indirecta de la posibilidad de que unas de las fibras supervivientes de tipo II (fibras de espasmo rápido) se han transformado en fibras de tipo I (fibras de espasmo lento). Unos cuantos estudios hechos han mostrado una preponderancia de fibras musculares de tipo I en músculos muy débiles que estaban usados de manera constante en actividades diarias. Se ha postulado que una persona tendría que utilizar todas las unidades motrices en estos músculos muy débiles para hacer todas las actividades diarias, y que, con el paso de tiempo, las fibras de tipo II son transformadas en fibras de tipo I.”

FUENTE: Agre, J.C., &Sliwa, J.A. (2000). Neuromuscular rehabilitation and electrodiagnosis. Archives of Physical Medicine & Rehabilitation 81(3), Suppl S27-31.

Jacquelin Perry, MD, DSc (Hon) fue certificada por el Consejo Americano de Cirugía Ortopédica – una de las primeras mujeres certificadas – en 1958. Inmediatamente después de su residencia en cirugía ortopédica fue invitada por el médico Vernon Michol (jefe de Servicios Quirúrgicos) a formar parte del personal de Rancho Los Amigos en la zona de Los Angeles. Ha estado comprometida al manejo de problemas de los supervivientes de la polio desde entonces. Es Profesora Emérita de Ortopedia, de la Universidad de California del Sur.