Lihaspatologiaan liittyvät solumekanismit

Luuston lihasjännitysvamma on yksi yleisimmistä urheiluvammoista, joka aiheutuu lihasten liiallisesta vetojännityksestä ja vaikuttaa alueeseen, jossa lihasfikkelit asettuvat sidekudokseen (aponeuroosi). Kyseessä ei siis ole pelkästään luurankolihakseen vaikuttava vamma, vaan luustolihaksen ja aponeuroosin rajapinta. Yhden rasitusvamman saaminen lisää merkittävästi uusiutuvan vamman riskiä, ​​muuttaa lihaksen biomekaniikkaa ja johtaa merkittävästi suurentuneeseen aponeuroosiin. Äskettäin tutkijat ovat havainneet ektooppisen rasvan kerääntymisen kasvojen sisäiseen tilaan ja myofibrilleihin. Kohdunulkoisen rasvan kerääntyminen luurankolihakseen on rappeuttava tila, ja sitä on kuvattu enimmäkseen rotaattorimansettivammoissa, joissa se liittyy huonompiin olkapään toimintapisteisiin. Samaan aikaan tutkijat ovat havainneet suurta sellulaarisuutta venymisvammojen jälkeisessä patologisessa lihasaponeuroosissa, mutta ei tiedetä, mitä solutyyppejä nämä solut ovat. Sen vuoksi näyttää todennäköiseltä, että ainakin osa soluista on fibro/adipogeenisiä progenitoreita (FAP), jotka edistävät rasvan kertymistä rasitusvammautuneisiin lihaksiin ja että rasvan kertyminen saattaa olla tekijä, joka lisää toistuvien vammojen riskiä sekä muita lääketieteellisiä ongelmia, kuten kipua ja heikentynyttä toimintakykyä, kuvataan usein pitkän ajan kuluttua rasitusvamman jälkeen.

Toinen yleinen säären vamma on akillesjänteen täydellinen repeämä. Viimeaikaiset tiedot osoittavat, että potilailla on pitkäaikaisia ​​vaurioita loukkaantuneessa jalassa verrattuna ei-vammautuneeseen puolelle. Myös täydellisten akillesjänteen repeämien jälkeen on raportoitu pohkeen lihasten rasvapitoisuutta, ja se on yhdistetty huonoon potilaan hoitotulokseen. Äskettäin tutkijat ovat havainneet potilailla akillesjänteen repeämän jälkeen pohjelihasten rasvan tunkeutumista, mikä saattaa johtaa lihasten toiminnan heikkenemiseen ja siten huonoon potilaan lopputulokseen.

Huolimatta lihasten rasitusvammojen suuresta esiintyvyydestä, rasitusvamman jälkeisistä solumekanismeista tiedetään hyvin vähän. Lisäksi kirjallisuutta solukoostumuksesta ja akillesjänteen repeämien jälkeisistä muutoksista on vähän. Kymmenen vuotta sitten luustolihasten välitilassa on tunnistettu joukko soluja nimeltä fibro/adipogeeniset progenitorit (FAP:t) kantasoluantigeenin 1+, CD34+, verihiutaleperäisen kasvutekijäreseptorin α (PDGFR α)+ läsnäolon perusteella. . Sen lisäksi, että ne tukevat lihasten regeneraatiota, FAP:illa on mahdollisuus omaksua adipogeeninen tai profibroottinen fenotyyppi. Korkeasta esiintyvyydestä huolimatta ei ole tutkittu, aktivoivatko traumaattinen vamma ja sitä seuraavat biomekaaniset muutokset luurankolihaksessa ja siihen liittyvissä sidekudoksessa rasitusvammojen tai akillesjänteen repeämisen jälkeen FAP:ita ja miten nämä solut edistävät rasvan kertymistä luurankolihakseen. .

Hypoteesit:

1. Lihasvenähdysvamman ja akillesjänteen täydellisen repeämän jälkeen patologisissa luustolihaksissa on suuri määrä fibroadipogeenisiä esisoluja (FAP), joilla on adipogeeninen kuvio. Tutkijat olettavat, että FAP:ita, joilla on adipogeeninen allekirjoitus, on lisääntynyt jo akuutissa vaiheessa rasitusvamman jälkeen, mutta merkittävästi enemmän kroonisessa vaiheessa sekä akillesjänteen repeämän jälkeisessä lihaksessa.
2. Mekaaniset vihjeet ovat FAP:ien fenotyyppisen ajautumisen päätekijä. Mekaanisten ärsykkeiden puute käynnistää adipogeenisen reitin omaksumisen naiiveissa FAP:issa, kun taas mekaanisille ärsykkeille altistetut naiivit FAP: t säilyttävät erilaistumattoman fenotyyppinsä.
3. FAP:ien kiinnittyminen pehmeään materiaaliin aktivoi adipogeenisen fenotyypin omaksumisen, kun taas jäykkä materiaali suosii fibroottisempaa fenotyyppiä naiiveissa FAP:issa, jotka on eristetty terveestä luustolihaksesta.

Tämän testaamiseksi tutkijat ottavat pieniä kudosnäytteitä loukkaantuneelta alueelta joko akuutissa vaiheessa (kohderyhmä A) tai kroonisessa vaiheessa (kohderyhmä B) rasitusvamman jälkeen sekä sellaisten henkilöiden lihaskudoksesta, joilla oli täysi akillesjänteen repeämä vähintään vuosi ennen inkluusiota (kohderyhmä C). Kaikissa kolmessa ryhmässä tutkijat ottavat myös pienen kudosnäytteen samasta lihaksesta kuin loukkaantunut terveeltä puolelta. Lisäksi otetaan suurempi lihasbiopsia kontralateraalisesta terveestä lateralis-lihaksesta, jotta verrataan solukoostumusta ja soluprofiilia patologisen luustolihas-aponeuroosin ja terveen luustolihaksen välillä.

Mekaanisten ärsykkeiden tärkeyden testaamiseksi eristetyt lihassolut lajitellaan Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) -menetelmällä ja viljellään sen jälkeen in vitro. Tutkijat keskittyvät erityisesti kulttuuriin staattisen ja dynaamisen jännitteen alaisena ja jännitteetön tilassa.

Alfa-tasoa 0,05 pidetään merkittävänä. Aiempien tietojen perusteella kuhunkin ryhmään rekrytoidaan 10 osallistujaa, jolloin tutkijat voivat havaita arviolta FAP:ien kaksinkertaistuminen loukkaantuneissa lihaksissa (ensisijainen tulos). Ensisijaisen tuloksen tehoanalyysi johti n = 4 jokaiselle ryhmälle (α = 0,05, β = 0,80, CV = 72,4 %), jotka tutkijat pitävät kliinisesti merkityksellisinä. Tutkijat suunnittelevat ottavansa kuhunkin ryhmään 10 osallistujaa, jotta heillä olisi riittävästi biopsiamateriaalia viideltä yksilöltä yksittäisten ytimien RNA-sekvensointiin ja 5 biopsiaa fluoresenssiaktivoitujen solujen lajitteluun ja sitä seuraaviin in vitro -tutkimuksiin.