Раздражение сухожилий может привести к серьезному заболеванию, называемому тендинозом – распространенным классом спортивных травм и травм на рабочем месте, – которое также часто встречается у пожилых людей. Для заживления раздражения сухожилий может потребоваться много недель отдыха, без лечения, за исключением краткосрочных инъекций стероидов и хирургического вмешательства с последующим большим отдыхом. Новое исследование биологии раздражения сухожилий, проведенное Джефферсоном (Университет Филадельфии + Университет Томаса Джефферсона), выявляет ключевые молекулярные компоненты повреждения, открывая возможность воздействия на проводящие пути с помощью фармацевтических и других вмешательств.
"Самый эффективный естественный метод лечения тендиноза – прекратить повторяющиеся действия, вызывающие травму, чтобы позволить области заживать," говорит хирург и клеточный биолог Ровена Макбит, доктор медицинских наук,.D., в Филадельфийском центре «Руки к плечу» в Jefferson Health, который руководил исследованием. "Но остановить деятельность, от которой люди зависят для дохода, может быть довольно сложно. Пациентам часто становится хуже, и в конечном итоге требуется операция и даже более длительные периоды восстановления."
Другое исследование показало, что клетки сухожилий меняют форму под действием сжимающих сил, становясь более жесткими и более похожими на хрящ в мениске коленного сустава. Исследования также показали, что с возрастом кровоснабжение сухожилий уменьшается, в результате чего им не хватает кислорода. "Наш анализ связывает эти два направления исследований, показывая, что снижение содержания кислорода является ключевым событием, которое приводит к тому, что клетки сухожилий становятся более жесткими и менее гибкими, что приводит к тендинозу," говорит Макбит.
Результаты опубликованы 28 марта в журнале Aging Cell.
Доктор. Макбит и его коллеги изучили образцы сухожилий пациентов, перенесших операцию по поводу тендиноза, и сравнили сухожилия пожилых и молодых пациентов. При нормальном уровне кислорода клетки сухожилий сохраняли нормальную форму и гибкость. Но когда эти клетки были выращены при низком уровне кислорода, имитируя среду с низким содержанием кислорода, обычную для пожилых людей, клетки сухожилий изменили форму и стали круглыми и более похожими на жесткие хрящевые клетки, называемые волокнистым хрящом.
Когда кислород был низким, старые клетки сухожилий также снижали активность сигнальной молекулы, называемой Rac1. Rac1 участвует во многих клеточных процессах, включая те, которые регулируют форму, движение и рост клеток. При снижении Rac1 клетки сухожилий начали менять форму, но только в условиях низкого содержания кислорода. Когда исследователи заблокировали активность Rac1 в условиях высокого содержания кислорода, клетки сухожилий смогли сохранить свою нормальную форму.
"Сила этого исследования заключается в том, что результаты достоверно описывают процессы, происходящие при повреждении сухожилий человека, а не на животных моделях," говорит Ирвинг Шапиро, доктор философии.D., Заместитель председателя отдела фундаментальных научных исследований в области ортопедической хирургии в Jefferson. "С разрешения пациентов мы исследовали ткань сухожилия человека, которая обычно выбрасывается во время операции. Анализ тканей человека обеспечивает оптимальный подход к пониманию событий, происходящих во время развития болезни."
Следующие шаги в работе – узнать больше о том, как манипулирование уровнями кислорода, а также сигнальные молекулы Rac1 и другие, расположенные ниже по течению, могут изменить ткань сухожилия. Если исследователи найдут способ увеличить выработку Rac1 в сухожилиях, они смогут помочь клеткам сухожилий сохранять свою форму и, таким образом, предотвратить тендиноз.
Исследование также имеет значение для других распространенных дегенеративных ортопедических заболеваний, где стимулирование клеток к превращению в хрящевую ткань может быть столь же полезным. "В настоящее время у нас нет возможности восстановить фиброзно-хрящевую ткань," говорит доктор. Макбит, "поэтому, когда ткань, которая препятствует трению костей друг о друга, повреждается в колене, бедре или позвоночнике, это может вызвать сильную боль и привести к необходимости замены сустава."
"Теперь, когда мы понимаем, когда и как клетки сухожилия меняют форму, мы можем манипулировать ими, чтобы сохранить качества сухожилий, или, при необходимости, превратить их в волокнистый хрящ, чтобы заменить то, что отсутствует. И прежде чем мы сможем применить эти идеи к пациентам, нам нужно больше поработать на моделях клеток и животных, чтобы понять, как работают эти пути и как ими манипулировать."