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Muskelkräfte beeinflussen den Glykosaminoglykan-Gehalt von Gelenkknorpel
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Autoren
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Bergita Ganse
- Universitätsklinikum RWTH Aachen, Klinik für Unfallchirurgie, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Aachen, Germany
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Jochen Zange
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Abteilung Weltraumphysiologie, Köln, Germany
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Tobias Weber
- European Space AgencyEuropäisches Astronautenzentrum (EAC), Köln, Germany
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Regina Pohle-Fröhlich
- Hochschule Niederrhein, Institute for Pattern Recognition, Krefeld, Germany
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Bernd Johannes
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Abteilung Weltraumphysiologie, Köln, Germany
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Jörn Rittweger
- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Abteilung Weltraumphysiologie, Köln, Germany
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Timmo Koy
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinik Köln, Köln, Germany
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Peer Eysel
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uniklinik Köln, Köln, Germany
| Veröffentlicht: | 5. Oktober 2015 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Zwar ist bekannt, dass Entlastung und Inaktivität die Dicke von Gelenkknorpel verändern, unbekannt ist jedoch ob und in wie fern muskuläre Inaktivität den Glykosaminoglykan- (GAG-) Gehalt von Knorpelgewebe vermindert. In dieser Studie überprüften wir die Hypothese, dass Muskelkräfte zusätzlich zur axialen Belastung erforderlich sind um den GAG-Gehalt des Gelenkknorpels des Knies sowie des oberen und unteren Sprunggelenkes zu erhalten.
Methodik: Die HEPHAISTOS-Orthese wurde von 11 Männern (Alter 31 +/- 6 Jahre) für 56 Tage an einem Bein getragen. Die Orthese reduziert die Aktivierung und Kraftentwicklung der Wadenmuskulatur während Unterschenkel und Fuß normal axial belastet werden. MRT-Messungen des Knies und Sprunggelenkes wurden mittels der dGEMRIC-Methode vor der Intervention, am 49. Tag und 14 Tage später durchgeführt. Die Bildsegmentierung des Knorpels erfolgte semi-automatisch für das Kniegelenk (4 Segmente), das obere (Art. tibiotalaris) und untere (Art. subtalaris) Sprunggelenk (je 2 Segmente). Zur statistischen Auswertung dienten Lineare Mixed Effect (LME) Modelle.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: 8 Probanden schlossen das MRT-Experiment erfolgreich ab. Im unteren Sprunggelenk änderten sich die delta T1-Werte signifikant zwischen dem Ende der Intervention und der Messung 14 Tage später (p = 0,004), was auf eine Verminderung der GAGs schließen lässt. Es zeigten sich keine statistisch signifikanten Veränderungen im Knorpel des Kniegelenkes und des oberen Sprunggelenkes. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass Muskelkräfte zusätzlich zu axialer Belastung erforderlich sind um den GAG-Gehalt von Gelenkknorpel zu erhalten. Der Effekt hängt offenbar von der lokalen Kraftverteilung im von der Muskelkontraktion beeinflussten Gelenk ab.
