Внутрішньом’язове накопичення жиру та атрофія м’язів за відсутності втягування м’язів

Заслужений професор хірургії

Листування слід надсилати доктору Х. К. Уттофу; e-mail:

Університет Оттави, кістково-спільна дослідницька лабораторія, 451 Smyth Rd, кімната 1319, Оттава, Онтаріо, K1H 8M5, Канада.

Професор медицини, фізіатр

Оттавська лікарня, реабілітаційний центр, 505 Smyth Road, Оттава, Онтаріо K1H 8M2, Канада.

Анотація

Завдання

Хоча багато клінічних та експериментальних досліджень пролили світло на атрофію м'язів та внутрішньом'язове накопичення жиру після порушення обертальної манжети, жодне не повідомляло про їх початок за відсутності втягування м'язів.

Методи

У 30 кроликів ми від’єднали одне сухожилля надспинату (SSP) і негайно відновили його, тим самим запобігаючи втягуванню м’язів. Тварин вбивали групами по 10 осіб за один, два та шість тижнів. Обидва плечі 15 неоперованих кроликів служили контролем. Ми виміряли вагу та об’єм м’язів SSP та гістологічно визначили площу поперечного перерізу внутрішньом’язового жиру (i-жиру).

Результати

Була значна втрата м’язової ваги та об’єму через тиждень (р = 0,004 та 0,003 відповідно) та через два тижні (як р 1,2, так і дослідники 3–10. Зокрема, атрофія м’язів та накопичення внутрішньом’язового жиру ( i-жир) в розірваному надостковому м'язі (SSP), а також їх клінічна значимість була досліджена та обговорена. 7,10-14 Однак терміни та еволюція м'язових та i-жирових змін, особливо коли це пов'язано з Перші моменти початку атрофії м’язів та накопичення i-жиру залишаються без відповіді.15 Ми повідомляли про накопичення i-жиру через чотири, вісім та 12 тижнів після трансекції сухожилля SSP. 14 Потім, Gayton et al 16 повідомили про i-fat накопичення після трансекції сухожилля SSP у кроликів, яке було присутнім через три місяці після операції, найбільш ранній момент їхнього дослідження. В недавньому дослідженні Rowshan et al. 17 розрізали сухожилля підлопаточного м’яза у кроликів і не знайшли жодних доказів атрофія м’язів, ні i-жиру накопичення через два тижні. Однак через шість тижнів обидві зміни були присутні.

Моделі тварин включали хірургічне відшарування сухожиль ротаторної манжети. 3,14,17-19 Чи пов’язані зміни м’язів SSP із розривом сухожилля, ретракцією м’яза SSP або обома, незрозуміло. Втягнення м’яза SSP може сприяти атрофії м’язів через втрату саркомеру через адаптивне вкорочення та накопичення жиру. 20 Механічна тракція надлопаткового нерва (SSN) на лопатковій вирізці, зумовлена ретракцією м’яза SSP, також може сприяти змінам. 21 Внесок м’язової ретракції у зміну м’язової тканини SSP є клінічно важливим, оскільки він може вплинути на терміни хірургічного відновлення розриву сухожилля SSP; попередній ремонт, що запобігає втягуванню, може оптимізувати клінічний результат. 22

Щоб з’ясувати початок, диференціальне відновлення та роль ретракції в атрофії м’язів та накопиченні i-жиру, ми розробили експеримент на кроликах, в якому сухожилля SSP від’єднали в односторонньому порядку і негайно знову встановили, щоб здійснити якнайшвидше відновлення, таким чином виключаючи будь-яке втягнення м’язів. Ми визначили об’єм і вагу м’язів ССП через один, два та шість тижнів після операції та одночасно гістологічно виміряли наявність i-жиру на трьох рівнях м’язів ССП (проксимальна чверть, середня половина, дистальна чверть). очок як в експериментальному, так і в контрольному плечах. Ми припустили, що як атрофія м’язів, так і накопичення i-жиру відбуваються рано після трансекції сухожилля SSP і розвиваються за відсутності втягування м’язів.

Матеріали і методи

Хірургічний ремонт манжети ротатора

Оскільки кролики захищали свою оперовану передню кінцівку протягом декількох днів, що могло призвести до надмірного використання неоперованої передньої кінцівки і, отже, могло вплинути на об’єм м’язів, ми вважали за краще використовувати обидва плечі з 15 неоперованих вагових і кролики, що відповідають статі, як контролі.

Збір зразків

Такі ж процедури після забою використовували для 30 м’язів SSP 15 контрольних кроликів. Всі вимірювання були автоматизовані і виконувались випадковим чином і наосліп.

Статистичний аналіз

База даних була побудована з використанням статистичного програмного забезпечення SPSS версії 20.0 (IBM, Armonk, New York). Спочатку ми порівняли вагу м’язів, об’єм та i-жир експериментальних кроликів через один, два та шість тижнів, використовуючи односторонню ANOVA з post hoc Тести Габріеля. Потім ми порівняли контрольних кроликів з експериментальними кроликами для кожного часового моменту, використовуючи односторонній ANOVA з пост-hoc тестами Хохберга, через нерівномірність обсягу вибірки. Нарешті, дистальну чверть i-жиру порівнювали з середньою та проксимальною чвертями з двопарими парними т-тести. Значення р

Рис. 1 Гістограма, що показує вагу м’язів через один, два та шість тижнів після відшарування та негайного відновлення надоспинатуса (SSP) та у контролях. Вага м’язів на експериментальних плечах нижчий через один і два тижні, але відновлюється через шість тижнів. * стор

Результати щодо об’єму м’язів були подібні до показників ваги, середній об’єм в експериментальній групі становив тиждень (6,4 мл, р = 0,003) та два тижні (5,9 мл, р

Рис. 2a - 2b Мікрофотографії поперечних зрізів у середній частині надспінатів кроликів (SSP); чорне забарвлення представляє жирові вакуолі всередині адипоцитів, які називаються «внутрішньом’язовим жиром» (i-жир). а) Контрольний зразок. b) Експериментальний зразок через шість тижнів після відшарування та негайного повторного встановлення сухожилля SSP. I-жир, накопичений між м’язовими пучками. Тетроксид осмію; х 25.

Рис. 3 Гістограма внутрішньом’язового жиру (i-жиру) в проксимальній чверті, середній частині та дистальній чверті показала градієнт від проксимального до дистального відділу з найбільшим накопиченням близько до м’язово-сухожильного з’єднання (дистальна чверть). Контрольний супраспинат (SSP) не відображав цього градієнта. * стор

Обговорення

Наше дослідження демонструє статистично значущу втрату ваги та обсягу м'язів SSP через один і два тижні після негайного відновлення. До шести тижнів вага і об'єм м'язів повернулися до контрольних значень. Наше дослідження також показує, що трансекція сухожилля SSP, що супроводжується негайним повторним приєднанням, призводить до раннього накопичення i-жиру. Порівняно з контролем, на тиждень вже було більше i-жиру в повторно прикріпленому м’язі SSP, ніж у контролі. На відміну від маси та обсягу м’язів накопичення i-жиру не поверталося до нормального рівня. Він продовжував накопичуватися, досягаючи більш ніж подвійного збільшення через шість тижнів. I-жир накопичується в градієнті від проксимального до дистального.

Ці результати підтвердили нашу першу гіпотезу про те, що і атрофія м’язів, і накопичення i-жиру відбуваються дуже рано, через тиждень після трансекції сухожилля SSP. Наші висновки покращують результати нашого попереднього дослідження з різною групою кроликів 14, де сухожилля відриваються на тривалість від чотирьох до 12 тижнів, спричиняють атрофію м’язів та накопичення i-жиру в м’язі SSP, а також Роушан та ін. не виявляють ні втрати м’язової ваги, ні збільшення i-жиру через два тижні після трансекції сухожилля підлопаткового м’яза у кроликів. Наші результати також демонструють здатність м'яза відновлювати нормальну вагу та об'єм після негайного повторного приєднання сухожилля SSP, підтверджуючи сприятливий ефект раннього хірургічного відновлення. Пізній ремонт сухожилля SSP (12 тижнів) не призвів до відновлення атрофії м’язів. 7

Атрофія м’язів SSP та накопичення м’язового жиру демонструють контрастні риси після трансекції сухожилля SSP та відновлення сухожиль SSP. Пік ваги та об’єму м’язів на одному та двох тижнях протиставлявся піку i-жиру у шість тижнів. Крім того, оборотна атрофія м’язів контрастувала з незворотним накопиченням i-жиру після його відновлення. Ці експериментальні дані підтверджують можливість того, що незв'язані патофізіологічні механізми можуть керувати втратою м'язів та накопиченням жиру. Контрастну реакцію м’яза SSP та i-жиру на розрив/відновлення сухожилля можна пояснити швидкою атрофією м’язів при усуненні міцності на розтягнення та швидким відновленням при відновленні анатомічної безперервності та механічного натягу. 18 З іншого боку, пусковий механізм накопичення жиру може полягати в біологічних процесах, пов’язаних із загоєнням сухожильних кісток. При ремонті хірургічне втручання не відразу відновлює біологічну безперервність ентезу. Формування нового ентезу, виміряного за клітинними показниками, метахромазією позаклітинного матриксу та просторовим розташуванням колагену займає у кроликів більше 24 тижнів. 25 Дуже неповна реформація ентезу через шість тижнів може пояснити прогресування накопичення жиру, яке ми вимірювали в цьому дослідженні і яке спостерігалося клінічно. 1,2

Інша можливість накопичення i-жиру включає ретракцію м’язів SSP та пошкодження SSN, які можуть бути прив’язані на рівні лопаткової вирізки. 12,17,21 Така виїмка відсутня у кроликів, як це задокументовано у дослідженні Crumet et al. 26 Тим не менш, SSN може бути розтягнутий шляхом втягування м'язів. Однак нинішня експериментальна конструкція негайного ремонту запобігла ретракції м’язів SSP. Отже, жир накопичувався в нашій моделі за відсутності як лопаткової вирізки, так і втягування м’язів SSP. Поточне дослідження чітко підтримує ідею, що прив'язка SSN не є необхідною умовою для накопичення жиру. Наші висновки підтверджують дані Gayton та співавт. 16, які на підставі гістологічних та нейрофізіологічних досліджень на кроликах дійшли висновку: «У кроликів жирова інфільтрація може відбуватися за відсутності денервації надоспинату». 16

У цьому дослідженні повідомляється про нерегулярний розподіл i-жиру 7,9,10 вздовж градієнта від проксимального до дистального відділу 14,27 з самого початку, через два тижні після розриву сухожилля SSP та негайного відновлення.

Обмеження

Поточні результати, отримані на тваринній моделі, не можна легко узагальнити до клінічних ситуацій. Ми та інші використовували хірургічні моделі сліз для вивчення накопичення жиру та змін м’язів, а також наслідків втягування, затримки репарації або надлопаточної нейропатії. 14,16-18,27 Чи могло хірургічне відновлення сухожиль ізольовано сприяти накопиченню жиру? Це невідомо, оскільки ні ми, ні попередні слідчі не порівнювали дані з фальшивою операцією у не оперованої тварини. 16-19 Однак відновлення розриву сухожилля SSP, а не просто хірургічне втручання, може стати ймовірною причиною накопичення SS-i-жиру з ряду причин: кількість накопичення жиру в цьому дослідженні пропорційна результатам наших публікацій з розривом, втягуванням та затримкою ремонту 14,27; ми не виявили жодних опублікованих доказів накопичення м’язового жиру SSP після хірургічного відновлення не пов’язаних із SSP станів плечей ні на моделях тварин, ні клінічно, наприклад при капсулопластиці або лабральному репарації; і спонтанно розрив сухожилля SSP було клінічно задокументовано, щоб викликати накопичення жиру в м’язі SSP без операції на плечі. 15

Висновок

Наші дані підтверджують, що як атрофія м’язів, так і накопичення i-жиру відбуваються в м’язах SSP протягом одного тижня після розриву сухожилля SSP. Атрофія м’язів відновилася через шість тижнів після відновлення, але не накопичення i-жиру. Ці зміни відбулися за відсутності втягування м’язів.

Подяки: Ми вдячні Дж. Курчену та П. Пойтрасу за оперативні втручання, Ю. Ні за обробку тканин, М. Обе за вимірювання внутрішньом’язового жиру та Г. Бейкеру за редагування.

Список літератури

Звіт про фінансування:

Цю роботу частково підтримали Рада з питань безпеки та страхування на робочому місці в Онтаріо (грант № 04031) та Канадські інститути досліджень охорони здоров’я (грант № MOP110995)

Внески автора:

Х. К. Уттофф: Експериментальне проектування, інтерпретація та обговорення результатів, написання рукопису, затверджена остаточна версія рукопису

Е. Колетта: Управління даними, Аналіз даних, Обговорення та інтерпретація результатів, Затверджена остаточна версія рукопису

Г. Трудель: Експериментальне проектування, Керований аналіз даних, Інтерпретація та обговорення результатів, Допомога в написанні рукопису, Критичний огляд рукопису, Затверджена остаточна версія рукопису