Två huvudorsaker till muskelkramper har föreslagits, och beroende på vilken av dessa orsaker en person anser, kommer valet av förebyggande och behandlingsstrategier att bestämmas. Detta antyder en antingen/eller dikotomi, och det är så litteraturen ofta presenteras, med högljudda röster som uttrycker starka åsikter på den ena eller andra sidan . Det bör dock erkännas att bilden inte alls är klar och att bevisen på båda sidor av debatten är svaga. Det är osannolikt att en enda mekanism kan förklara alla kramper i alla situationer, och därför är sökandet efter en enda orsaksmekanism förmodligen meningslöst. Av detta följer att det är osannolikt att strategier för förebyggande och behandling av tillståndet också är endimensionella. Oavsett den primära orsaken står det dock klart att kramp åtföljs av en aktiv sammandragning av den drabbade muskeln, vilket framgår av höga nivåer av elektrisk aktivitet i muskeln .

Störningar i hydrations- och elektrolytbalans

Rollen av förändringar i hydrationsstatus och elektrolytbalans som en faktor i etiologin av EAMC avfärdades av Schwellnus, som sade att ”vetenskapliga bevis till stöd för hypoteserna ”elektrolytdepletion” och ”dehydrering” för etiologin av EAMC kommer huvudsakligen från anekdotiska kliniska observationer, fallserier med sammanlagt 18 fall och en liten (n = 10) fall-kontrollstudie” . Denna bedömning av bevisen har upprepats i många efterföljande publikationer: Qiu och Kang skrev till exempel att ”de stödjande bevisen kommer huvudsakligen från anekdotiska observationer och fallrapporter” . Det kan dock finnas fler bevis än vad dessa författare medger.

De starkaste bevisen för att svettrelaterade elektrolytobalanser är en faktor i vissa muskelkramper finns i de storskaliga observationsstudier och prospektiva studier av industriarbetare – främst studier av gruvarbetare, fartygsarbetare, byggnadsarbetare och stålverksarbetare som genomfördes på 1920- och 1930-talen – där administrering av saltvattendrycker eller salttabletter kraftigt kunde minska förekomsten av kramper . Dessa studier begränsades oundvikligen av de metoder som fanns tillgängliga vid den tiden, men de hade fördelen att de hade tillgång till stora populationer och att man förde noggranna medicinska register över produktiviteten. Det är lätt att avfärda mycket av den äldre litteraturen, men vissa av observationerna var omfattande och noggranna. De bör också läsas i samband med tidens normala publiceringskonventioner.

Och även om metoderna var begränsade var vissa av observationerna skarpa och ibland anmärkningsvärt förutseende. Moss publicerade till exempel en omfattande rapport där han dokumenterade fall av kramp bland gruvarbetare och de faktorer som kan ha bidragit till utvecklingen av dessa kramper . Han tillskrev kramperna, som i vissa fall var allvarligt försvagande, till (1) höga lufttemperaturer, (2) överdrivet drickande av vatten orsakat av torrhet i mun och hals, och (3) fortsatt hårt arbete.

Han observerade också att kramperna tenderade att uppträda under den andra halvan av ett arbetspass och hos män med sämre fysisk kondition, och därmed involverade han inte bara svettförluster utan också trötthet i etiologin. Det bör noteras att kramp inte tillskrevs uttorkning eller ökade elektrolytkoncentrationer i serum, utan snarare ”en form av vattenförgiftning av musklerna som orsakas av kombinationen av stora kloridförluster genom svettning, överdrivet drickande av vatten och tillfällig förlamning av njurarnas utsöndring” . Klorid mättes normalt i kroppsvätskor eftersom det inte fanns någon bra analys för natrium vid den tiden, men det finns ett nära samband mellan natrium- och kloridkoncentrationen i svett . Detta tyder inte på uttorkning, som de flesta senare författare säger (t.ex. Bergeron), utan snarare på ett olämpligt, och kanske överdrivet, intag av vanligt vatten i kombination med stora förluster av elektrolyter i svett. Schwellnus hänvisar till teorierna om ”uttorkning” och ”elektrolytdepletion” , medan Qiu och Kang säger att ”denna teori tyder på att överdriven svettning och därmed förlust av elektrolyter kan leda till att musklerna och de nerver som innerverar dem fungerar dåligt, vilket ger upphov till muskelkramper” . Detta är inte en sann återspegling av de teorier som föreslogs under 1920- och 1930-talen.

Det är inte heller korrekt att säga att det inte har gjorts några storskaliga prospektiva studier för att bedöma vatten- och saltbalansens roll i etiologin av muskelkramper. Dill et al. rapporterade resultaten av interventionsstudier som utfördes på platsen för byggandet av Hoover-dammen och i stålverken i Youngstown, Ohio . På båda dessa platser utförde ett stort antal män dagligen hårt fysiskt arbete i extremt varma miljöer. De fann att de som led av kramp uppvisade följande egenskaper: (1) uttorkning, (2) sänkt koncentration av natrium och klorid i blodplasma, (3) lite eller ingen natrium eller klorid i urinen, (4) förhöjd serumproteinkoncentration, (5) förhöjt antal röda blodkroppar och (6) normalt osmotiskt tryck.

Det här är en komplicerad bild: en del av dessa fynd är typiska för uttorkning (1, 4 och 5), medan andra stämmer överens med överhydrering (2, 3). De rapporterade dock också att injektion av isotonisk koksaltlösning normaliserade blodprofilen och gav omedelbar lindring av symtomen. I den största interventionsstudien, som rapporterades i samma artikel, tillsatte de saltlösning till vattnet som gavs till de 12 000 män som var anställda vid ett av bruken, medan de som arbetade vid de närliggande bruken fortsatte att få vanligt vatten. Detta var effektivt när det gällde att nästan helt avskaffa fall av muskelkramp, även om det under tidigare år, och vid andra bruk samma år där vanligt vatten gavs, krävdes sjukhusvård för upp till 12 fall av kramp under en enda dag.

I en kontrollerad miljö kan en kraftig begränsning av natriumintaget via kosten leda till hyponatrémi och kan förknippas med generaliserad kramp i skelettmusklerna i avsaknad av motion . Några nyare studier har bedömt förändringar i hydreringsstatus och plasmaelektrolytkoncentrationer hos idrottare som har upplevt muskelkramp; dessa studier har inkluderat maratonlöpare , deltagare i ett 56 km långt väglopp , deltagare i en Ironman triathlon och deltagare i ett 161 km långt ultramarathon . Ingen av dessa studier visade något samband mellan kramp och serumelektrolytförändringar, men det är viktigt att notera att serumelektrolytkoncentrationer kan vara av liten betydelse. Lokala intracellulära och extracellulära elektrolytkoncentrationer kan vara relevanta eftersom de påverkar den vilande membranpotentialen hos både muskler och nerver, men det är osannolikt att förändringar i plasmakoncentrationer kan spåra dessa förändringar; det finns goda bevis för att förändringar i plasmakoncentrationen av dessa elektrolyter inte avspeglar lokala intramuskulära förändringar under vare sig intensiv eller långvarig träning . Det är också så att blodprover vanligtvis inte har samlats in vid tidpunkten för kramperna, utan först senare, vanligtvis när kramperna har försvunnit; i vissa fall var detta flera timmar efter det att kramperna försvunnit, varför avsaknaden av något samband kanske inte är förvånande. Schwellnus et al. erkänner att störningar i elektrolytkoncentrationer kan leda till förändringar i den neuromuskulära excitabiliteten, och detta kan ha en roll i den generella kramp i skelettmuskulaturen som rapporterats i vissa industriella sammanhang, men hävdar att de flesta EAMC endast påverkar de muskler som är involverade i träningsuppgiften, vilket tyder på att systemiska störningar måste interagera med lokala förändringar som sker i de aktiva musklerna .

Det finns vissa experimentella bevis för att enskilda idrottare som förlorar stora mängder salt i sin svett kan vara mer benägna att drabbas av muskelkramper. Till skillnad från de tidigare storskaliga industriella uppgifterna kommer dessa bevis främst från små studier, fallrapporter och anekdotiska rapporter och är därför oundvikligen ganska svaga . Stofan et al. fann att natriumförlusterna i svett under träningspass var större hos krampbenägna fotbollsspelare (n = 5) än hos en grupp spelare som inte hade någon historia av EAMC . Därefter undersökte samma forskargrupp en referensgrupp av amerikanska fotbollsspelare (n = 8) utan kramphistorik och en krampbenägen grupp (n = 6) . Natriumkoncentrationen i helblod (enligt författarna, men i verkligheten är det plasmanatriumkoncentrationen) förblev oförändrad efter träningen i kontrollgruppen (138,9 ± 1,8 till 139,0 ± 2,0 mmol/L), medan den tenderade att sjunka (137,8 ± 2,3 till 135,7 ± 4,9 mmol/L) hos de krampbenägna spelarna. Dessutom uppmätte tre personer i denna grupp värden under 135 mmol/L. Personerna i den krampbenägna gruppen konsumerade en större andel av sin totala vätska i form av vanligt vatten snarare än elektrolytinnehållande sportdrycker (även om skillnaden i natriumintag var liten) och hade en högre natriumkoncentration i svetten (52,6 ± 29,2 mmol/L jämfört med 38,3 ± 18,3 mmol/L), vilket ledde till ett större natriumunderskott under träningspasset.

Som stöd för en roll för störningar i vatten- och saltbalansen som en kausal faktor visade Ohno och Nosaka att ett underskott av kroppsvätska på 3 % av kroppsmassan som inducerades av intermittent bastuexponering utan träning ökade antalet försökspersoner som utvecklade EAMC under ett muskulärt kramptest i tåböjare, men inte i knästräckare . Jung et al. lät deltagarna utföra ett trötthetsprotokoll i vadmusklerna för att framkalla EAMC. I det ena försöket konsumerade försökspersonerna en kolhydrat-elektrolytdryck i en takt som liknade svettningshastigheten, medan de i det andra försöket inte konsumerade någon vätska och det uppstod en mild (1 % förlust av kroppsmassa) hypohydrering . Nio deltagare upplevde kramper i kolhydrat-elektrolytförsöket, jämfört med sju i hypohydrationsförsöket. Av de sju personer som hade EAMC i båda försöken var tiden till insjuknande mer än dubbelt så lång i kolhydrat-elektrolytförsöket (36,8 ± 17,3 min) jämfört med hypohydrationsförsöket (14,6 ± 5,0 min). Försökspersoner som upplevde kramper svettades mer (2,0 ± 0,9 L/min) än de som inte gjorde det (1,3 ± 0,6 L/min). Det är inte klart om det fanns någon effekt av behandlingsordningen i dessa studier som skulle kunna ha förväxlat resultaten (detta diskuteras vidare nedan).

Och även om ett flertal artiklar har ifrågasatt resultaten ovan, verkar det troligt att två nyligen publicerade publikationer kommer att återuppta debatten om den roll som störningar i vatten- och saltbalansen spelar för utvecklingen av muskelkramper. Ohno et al. undersökte systematiskt känsligheten för frivilligt inducerad EAMC i hamstrings efter hypohydrering på 1, 2 och 3 % av kroppsmassan inducerad av bastuexponering utan träning . Ingen EAMC uppstod hos de nio deltagarna i kontrollförhållandet eller efter 1 % dehydrering; tre försökspersoner upplevde EAMC i 2 %- och sex i 3 %-tillståndet. I studien av Lau et al. sprang 10 män utför i en varm miljö tills de förlorade 2 % av sin ursprungliga kroppsmassa . Tio minuter efter avslutad löpning intog de antingen vanligt vatten eller en kommersiellt tillgänglig oral rehydreringslösning (ORS) som innehåller natrium (50 mEq/L), klorid (50 mEq/L), kalium (20 mEq/L), magnesiumsulfat (2 mEq/L), laktat (31 mEq/L) och glukos (18 g/L) i en volym som är lika stor som den förlorade massan. Kalvmuskulaturens känslighet för elektriskt inducerad kramp bedömdes genom ett tröskelfrekvenstest (TF) som tillämpades vid baslinjen före löpning, omedelbart efter löpning samt 50 och 80 minuter efter det att drycken intagits. Muskelkrampkänslighet bedömd med TF förändrades inte från baslinjen till omedelbart efter löpning i något av förhållandena, men TF minskade efter vattenintag med 4,3 Hz (vid 30 minuter) och 5,1 Hz (vid 60 minuter efter löpning), men ökade efter ORS-intag med 3,7 respektive 5,4 Hz. Undersökarna rapporterade att natrium- och kloridkoncentrationerna i serum minskade efter vattenintag men bibehölls efter intag av den elektrolytinnehållande drycken.

I enlighet med de mekanismer som föreslogs av Moss, Haldane m.fl. på 1920-talet tyder dessa resultat på att kombinationen av svettförlust och vattenintag gör musklerna mer mottagliga för el-simuleringsinducerad muskelkramp, men att mottagligheten för muskelkramp minskar när en dryck med högt elektrolytinnehåll intas. Det är intressant att notera att kramp är en erkänd följeslagare till hyponatrémi (definierat som en natriumkoncentration i serum < 135 mmol/L) i kliniska sammanhang . I den omfattande litteraturen om träningsassocierad hyponatemi nämns dock i allmänhet inte muskelkramp.

Medan kramp ofta förknippas med stora svettförluster under långvarig träning i värme, förekommer den också i svala miljöer med liten eller ingen svettförlust, vilket tyder på att enbart svettförlust och de därav följande rubbningarna i elektrolytbalansen inte kan förklara alla kramper. Trots dessa observationer finns det överväldigande bevis från storskaliga industriella miljöer för att kramper förekommer oftare i varma miljöer (även om de inte nödvändigtvis är fuktiga) och där svettförlusterna är stora. Stödjande bevis för att störningar i elektrolytbalansen kan vara inblandade i muskelkramper kan hittas i vissa sammanhang som inte är relaterade till träning. Till exempel kan användningen av dialysvätskor med låg natriumhalt vid underhållsdialys framkalla kramper hos njurpatienter, och normalisering av plasmaosmolalitet och natriumkoncentration med hjälp av natriumprofileringsteknik kan avsevärt minska krampfrekvensen vid dialys . Det är dock osäkert om detta är relevant för träningssituationen.

Förändrad neuromuskulär kontroll

Tanken att orsaken till kramp är neurologisk snarare än att den är direkt relaterad till händelser som inträffar i muskeln är inte ny. Telegrafistkramp, som drabbar de små musklerna i handen som är involverade i de repetitiva rörelserna hos dem som använder ett morseinstrument, var föremål för en brittisk parlamentarisk utredning som offentliggjorde sina resultat 1911. Kommittén skrev att ”vissa myndigheter har betraktat det som en muskelsjukdom, andra som en sjukdom i det perifera nervsystemet, andra som en sjukdom i det centrala nervsystemet”. Vidare skrev de att ”efter noggranna överväganden av dessa antagonistiska teorier om telegrafistkramp och efter att ha undersökt ett antal telegrafister som drabbats av sjukdomen, accepterar kommittén den sistnämnda uppfattningen, nämligen att telegrafistkramp är en sjukdom i det centrala nervsystemet och är resultatet av en försvagning eller ett sammanbrott av den cerebrala kontrollmekanismen som en följd av belastning på en viss uppsättning muskler”. Som vi kommer att se nedan är detta anmärkningsvärt likt den föreslagna mekanismen för experimentellt framkallade muskelkramper. Resultaten av den parlamentariska utredningen verkar dock ha glömts bort i stort sett, tillsammans med en stor del av den äldre litteraturen.

Med tanke på att det under 1980- och 1990-talen samlades bevis för att kramp ofta uppstod under träning i avsaknad av betydande svettförluster eller grova störningar i elektrolytbalansen, sökte man efter en alternativ orsak. Schwellnus et al. antog att kramp orsakas av ”ihållande onormal ryggmärgsreflexaktivitet som verkar vara sekundär till muskeltrötthet” . EAMC tillskrevs särskilt en abnormitet i den ihållande alfa-motorneuronaktiviteten på grund av en abnormitet i alfa-motorneuronkontrollen på ryggmärgsnivå, men orsaken till denna abnormitet kan fortfarande inte identifieras. Muskelutmattning orsakades av en excitatorisk effekt på muskelspindelns afferenta aktivitet (typ Ia och II) och en hämmande effekt på den afferenta aktiviteten hos Golgi-senorganet av typ Ib (fig. 1). Omständliga bevis till stöd för detta förslag kom från observationen att passiv sträckning av muskeln under en krampepisod kan lindra symtomen till följd av en autogen hämning av senorganreflexen . Detta förklarar dock fortfarande inte varför kramp inte är en oundviklig konsekvens av träning som orsakar trötthet, varför den tycks förekomma oftare i miljöer som utsätts för hög termisk stress, eller varför vissa individer drabbas medan andra inte gör det.

De starkaste bevisen för en förändrad neuromuskulär kontroll kommer från laboratoriestudier av små muskler hos människor och i djurmodeller. I vart och ett av dessa två olika scenarier kan man göra en berättelse, men i varje fall är berättelsen ofullständig. Eftersom EAMC är notoriskt oförutsägbar har laboratoriemodeller utvecklats där kramp kan framkallas på ett mer tillförlitligt sätt, antingen genom frivillig aktivering av musklerna eller genom elektriskt framkallade sammandragningar. Det har rapporterats att kramp uppstår oftare när muskeln aktiveras medan den redan är förkortad (även om inga bevis för att stödja detta påstående presenterades). Olika former av denna experimentella modell har använts i laboratoriestudier av kramp, även om detta kanske inte återspeglar idrottsutövarnas rörelsemönster. Detta stämmer överens med Schwellnus et al. förslag som beskrivs ovan, eftersom en minskning av spänningen i muskelsenen kommer att minska den hämmande återkopplingen från Golgi-senorganet; detta har i sin tur potential att öka den motoriska drivkraften till alfa-motorneuronet. I överensstämmelse med detta förslag fann Khan och Burne att kramp som framkallades av frivillig maximal aktivering av gastrocnemius medan den hölls i ett förkortat läge kunde hämmas genom elektrisk stimulering av senans avferenter i den krampade muskeln. Men även under förhållanden som gynnade kramp, kunde 5 av deras 13 försökspersoner inte framkalla kramp, och i ytterligare två försökspersoner kvarstod den inte tillräckligt länge för att mätningar skulle kunna göras.

Attleter som är benägna att få muskelkramp uppvisar enligt uppgift en lägre tröskel för muskelkramp framkallad av elektrisk stimulering av motoriska nerver . Blockering av de motoriska nerverna med bedövningsmedel upphäver inte dessa elektriskt framkallade kramper, men när nerven är blockerad krävs en högre stimuleringsfrekvens för att framkalla kramp och krampens varaktighet förkortas; förändrade egenskaper för urladdning av motoriska enheter överensstämmer med förekomsten av en positiv återkopplingsslinga som inbegriper afferent inflöde från de drabbade musklerna och motorisk drivning av dessa muskler.

Starka invändningar mot teorin om uttorkning/elektrolytförlust har gjorts i studier där man har gett vätska för att förhindra uttorkning och funnit att detta inte påverkar uppkomsten av elektriskt framkallade kramper . Det bör noteras att det i studierna av Miller et al. och Braulick et al. utvecklades en tydlig hypernatraemi till följd av dehydrering, vilket kan vara ett skydd mot kramputveckling. Det är inte heller troligt att enbart trötthet är orsaken, även om den kan vara en bidragande faktor. Hos maratonlöpare tenderar kramp att uppträda oftare mot slutet av loppen ; alla är dock trötta i de senare skedena av uthållighetstävlingar som t.ex. ett maratonlopp, men det är relativt få som drabbas av muskelkramp. Karaktären på den trötthet som uppkommer hos sprintlöpare skiljer sig mycket från den som uppkommer i slutet av ett maratonlopp, men kramp kan förekomma i båda situationerna.

Istället för att fokusera på en antingen-eller-strategi finns det därför goda skäl att anta att olika mekanismer kan vara tillämpliga i olika situationer. Vi påverkas alla oundvikligen av våra egna erfarenheter och dessa kan göra att vi tenderar att se en orsak som mer sannolik eller vanligare än en annan, men den viktigaste frågan är hur man behandlar eller förebygger en attack. När det gäller behandling och förebyggande är det viktigt att notera att en rimlig mekanism kan bidra till att identifiera effektiva behandlingar, men det är inte nödvändigt att förstå mekanismerna för att veta om en behandling är effektiv eller inte.