SOCIEDADE BRASILEIRA DE ORTOPEDIA E TRAUMATOLOGIA
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Artigo
Original
Efeito
da
contrac¸ão
muscular
na
cartilagem:
avaliac¸ão
morfológica
e
funcional
por
imagens
de
ressonância
magnética
do
joelho
após
trauma
medular
夽
Marco
Kawamura
Demange,
Camilo
Partezani
Helito
∗,
Paulo
Victor
Partezani
Helito,
Felipe
Ferreira
de
Souza,
Riccardo
Gomes
Gobbi
e
Alexandre
Fogac¸a
Cristante
UniversidadedeSãoPaulo,FaculdadedeMedicina,DepartamentodeOrtopediaeTraumatologia,SãoPaulo,SP,Brasil
informações
sobre
o
artigo
Históricodoartigo:
Recebidoem16desetembrode2015 Aceitoem22dejaneirode2016 On-lineem21deagostode2016
Palavras-chave: Traumamedular Joelho
Cartilagem,articulac¸ão
Imagemderessonânciamagnética Contrac¸ãomuscular
r
e
s
u
m
o
Objetivo:Avaliar o efeito da completa ausência de contrac¸ão muscular na cartilagem humananormalnapresenc¸ademovimentoarticular.
Métodos:Pacientescomlesãocompletadamedulaespinalforamincluídos.Todosos paci-entesforamsubmetidosàressonânciamagnética(RM)emambososjoelhosassimqueas condic¸õesclínicasforamestabilizadasedepoisdeseismesesdalesãoinicial.Todosos paci-entesreceberamtratamentodereabilitac¸ãoqueincluíamovimentospassivosparaexercitar osmembrosinferioresduasvezespordia.RMsforamanalisadaspordoisradiologistascom experiênciaemdoenc¸asmusculoesqueléticas.Asregiõesdeinteresseconsideradasforam asfacetasdapatelaeatrócleaeostemposderelaxamentoT2foramcalculados.Aáreada cartilagemabaixodosvaloresderelaxamentoemT2foicalculadaepadronizada.
Resultados: Foramincluídos14pacientescomlesãomedularcompleta,porémapenasoito concordaramemparticipardoestudoeassinaramotermodeconsentimentoinformado. DoispacientesnãopuderamfazerRMdosjoelhosdevidoàscondic¸õesclínicas.RMinicial foifeitaemseispacientes.Apósseismeses,apenasdoispacientesfizeramasegundaRMde ambososjoelhos.Ambosestavamemcondic¸ãoneurológicaclassificadacomoFrankelA.Um aumentodosvaloresemT2nosextomêsfoiobservadoemambososjoelhos,especialmente naarticulac¸ãopatelofemoral.
Conclusão:Aausênciadecontrac¸ãomuscularpareceserdeletériaàcartilagemdojoelho humanonormal,mesmonapresenc¸ademovimentosarticularesnormais.Maisestudos comumnúmeromaiordepacientesdevemserfeitosparaconfirmaressahipótese.
©2016SociedadeBrasileiradeOrtopediaeTraumatologia.PublicadoporElsevierEditora Ltda.Este ´eumartigoOpenAccesssobumalicenc¸aCCBY-NC-ND(http:// creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
DOIserefereaoartigo:http://dx.doi.org/10.1016/j.rboe.2016.01.009. 夽
TrabalhodesenvolvidonoDepartamentodeOrtopediaeTraumatologia,HospitaldasClínicas,FaculdadedeMedicina,Universidade deSãoPaulo,SãoPaulo,SP,Brasil.
∗ Autorparacorrespondência.
E-mail:Camilohelito@yahoo.com.br(C.P.Helito).
http://dx.doi.org/10.1016/j.rbo.2015.10.004
Effect
of
muscle
contractions
on
cartilage:
morphological
and
functional
magnetic
resonance
imaging
evaluation
of
the
knee
after
spinal
cord
injury
Keywords:
Spinalcordinjuries Knee
Cartilage,articulation Magneticresonanceimaging Musclecontraction
a
b
s
t
r
a
c
t
Objective: Toevaluatetheeffectofcompleteabsenceofmusclecontractionsonnormal humancartilageinthepresenceofjointmotion.
Methods: Patients withcomplete acutespinalcord injurieswereenrolled. All patients underwent magneticresonanceimaging(MRI) onboth kneesas soonas theirmedical conditionwasstableandatsixmonthsaftertheprimarylesion.Allpatientsreceived rehabi-litationtreatmentthatincludedlower-limbpassivemotionexercisestwiceaday.TheMRIs wereanalyzedbytworadiologistswithexpertiseinmusculoskeletaldisorders.Aregion ofinterest wasestablished atthepatellar facetsandtrochlea,andT2relaxationtimes werecalculated.TheareaunderthecartilageT2relaxationtimecurvewascalculatedand standardized.
Results: Fourteenpatientswithcompletespinalcordinjurieswereenrolled,butonlyeight patientsagreedtoparticipateinthestudy andsignedtheinformedconsentstatement. TwopatientscouldnotundergokneeMRIduetotheirclinicalconditions.InitialkneeMRIs wereperformedonsixpatients.Aftersixmonths,onlytwopatientsunderwentthesecond bilateralkneeMRI.BothpatientswereneurologicallyclassifiedasFrankelA.Anincreasein T2valuesonthesix-monthMRIwasobservedforbothknees,especiallyinthe patellofe-moraljoint.
Conclusion: Theabsenceofmusclecontractionsseemstobedeleterioustonormalhuman kneecartilageeveninthepresenceofanormalrangeofmotion.Furtherstudieswitha largernumberofpatients,despitetheirhighlogisticalcomplexity,mustbeperformedto confirmthishypothesis.
©2016SociedadeBrasileiradeOrtopediaeTraumatologia.PublishedbyElsevierEditora Ltda.ThisisanopenaccessarticleundertheCCBY-NC-NDlicense(http:// creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Introduc¸ão
Vários estudosinvitroeemanimais indicamqueé neces-sáriaumacertacarga mecânica eumcertomovimentoda articulac¸ão para se manter a morfologia normal da car-tilagem, sua composic¸ão bioquímica e suas propriedades biomecânicas.1,2
Alesãodamedulaespinal(LME)provocaumadiminuic¸ão damassamuscular,docondicionamentocardiovascular,da densidade óssea e da descarga devido à ausência de contrac¸õesmusculares.3,4 Estudosanterioresdemonstraram diferenc¸asnaespessuradacartilagempatelaretibial, primor-dialmenteuma reduc¸ão progressiva(atrofia), empacientes com LME em comparac¸ão com voluntários saudáveis da mesma idade devido à ausência de carga normal sobre a articulac¸ãoedemovimentoarticular.5
Essas diferenc¸as podem ser causadas por nutric¸ão ina-dequadadacartilagemepelaausênciadosefeitospositivos dacargaedomovimentodaarticulac¸ão,quesãodegrande importânciaparaamanutenc¸ãodaintegridademorfológicae funcionaldacartilagemarticular.6,7
Umaimportantecausade reduc¸ãode espessurada car-tilagem é a imobilizac¸ão. Alguns autores concluíram que exercíciostaiscomomovimentospassivoscontínuospodem evitaresse tipodealterac¸ão.8Noentanto,acreditamos que as evidênciaspublicadas não sãosuficientes para concluir
queessetipodemovimento,naausênciadecontrac¸ões mus-culares,possaevitardanosnacartilagemarticular.
Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliaro efeito da completaausênciadecontrac¸õesmuscularesnacartilagem humananormalnapresenc¸ademovimentoarticular.
Métodos
EsteestudofoiaprovadopeloConselhodeÉticaemPesquisa (CEP) da instituic¸ão. Foram incluídos pacientes com lesão medularcompletacom paraplegia completaoutetraplegia. Pacientescomlesõesnamedulaespinhalemnívellombarnão foramincluídos,deformaagarantiracompletaausênciade contrac¸õesmuscularesdosmembrosinferiores.
Todosospacientesforamsubmetidosàressonância mag-nética (RM) dejoelho após o diagnóstico de lesãomedular aguda,tãologosuacondic¸ãomédicafosseestável,deformaa evitardanoscausadospeloexame.
Tabela1–EscoresT2quemostramosvaloresT2emdiferenteslocaisdaarticulac¸ãopatelofemoral
Paciente1 Paciente2
Joelhodireito Joelhoesquerdo Joelhodireito Joelhoesquerdo
Tróclea Patela Tróclea Patela Tróclea Patela Tróclea Patela
Primeiraressonânciamagnética 54 37 56 46 53 41 53 41
Segundaressonânciamagnética 66 45 66 55 64 56 55 54
ponderadasemT2comsaturac¸ão degordura,pormeio de sequênciasfastspin-eco.
As imagens spin-eco usadas para calcular os mapas de T2 foram obtidas com os seguintes parâmetros: TR/TE, 1.200/8ms; espessura decorte, 3,5mm;espac¸amento entre as fatias, 0,7mm; campo de visão, 10cm; matriz de ima-gem,192×192;larguradebanda,31,25kHzetempototalde
aquisic¸ão,3min50s.Comousodeumlocalizadorsagital,um conjuntodedados axialúnicofoiobtidoparaaarticulac¸ão patelofemoral.
UmasegundaRMfoifeitaseismesesapósaLME.Nenhum paciente apresentou melhoria na condic¸ão neurológica do membroinferiornasegundaavaliac¸ão.
Todosospacientesreceberamtratamentodereabilitac¸ão queincluíamovimentospassivosparaexercitarosmembros inferioresduasvezespordia.Aequipedereabilitac¸ãoincluiu fisioterapeutaseumfisiatra.
AsRMsforamanalisadaspordoisradiologistascom expe-riênciaemdoenc¸asmusculoesqueléticas.
Asregiõesdeinteresse(RDI)foramconsideradasnas face-tasdapatelaenatrócleaeostemposderelaxamentoT2foram calculados.Aáreaabaixodacurvadosvaloresderelaxamento dacartilagememT2foicalculadaepadronizada.
Resultados
Atenderamaoscritériosdeinclusão14pacientescomlesão medular completa, mas apenas oitoconcordaram em par-ticipar do estudo e assinaram o termo de consentimento esclarecido.
DoispacientesnãopuderamfazerRMdojoelhodevidoàs condic¸õesclínicas;aRMinicialfoifeitaemseispacientes.
Apósseismeses,apenasdoispacientesfizeramasegunda RMbilateraldojoelho.Ambosforamclassificados neurologi-camentecomoFrankelA,definidacomoausênciadeatividade motoraousensibilidadeabaixodoníveldalesão.
Atabela1apresentaosvaloresdemapeamentoT2para osdoispacientesemambososjoelhos.Umaumentonovalor T2naRMdeseismesesfoiobservadoemambososjoelhos, especialmentenaarticulac¸ãopatelofemoral(figs.1e2).
Discussão
Aonossoconhecimento,esteéoprimeiroestudoaapresentar evidênciasdedegradac¸ãoprecocedacartilagemaofazerRMs prospectivamentecom o mapeamento deT2 empacientes
Figura2–ImagensdomapeamentodeT2axial(AeB)esagital(CeD)naarticulac¸ãopatelofemoral.Imageminicial(AeC) eimagemnoseguimentodeumano(BeD)indicammudanc¸asqualitativaseaumentodosvaloresdeT2nacamada superficialdacartilagempatelar(setaspretas).Deacordocomaescalausada,pontosverdesrepresentampiorqualidade dacartilagem.
não deambuladores com lesão medularcompleta. Estudos anterioresqueusaramRMsjáhaviamsugeridoessahipótese, masnãoexecutaramRMsseriadasprospectivamente.5
Aadic¸ãodeumasequênciademapeamentodeT2aum protocolodeRMderotinaem3,0Taumentouasensibilidade dadetecc¸ãodelesõesdacartilagemnaarticulac¸ãodojoelho de74,6%a88,9%,comumapequenareduc¸ãona especifici-dade.Aprincipal melhoriadesensibilidade como usodos mapasdeT2foiaidentificac¸ãode degenerac¸ãoprecoceda cartilagem.9
Karaetal.10fizerammedic¸õesultrassonográficasda espes-sura da cartilagem femoral em 46 pacientes com LME. As medic¸õesdaespessuranopontomédiodacartilagemfemoral pormeiodeultrassonografiaforamobtidasnocôndilolateral direito,naáreaintercondilardireita,nocôndilomedialdireito, nocôndilomedialesquerdo,naáreaintercondilaresquerda enocôndilolateralesquerdo.Essesautoresobservaramque
a espessura da cartilagem femoral diferiu entre pacientes comLMEecontrolessaudáveispareadoseapresentouuma correlac¸ãonegativacomadurac¸ãoegravidadedadoenc¸a. Fin-dikogluetal.11investigaramadegradac¸ãodacartilagemcom basenoturnoverdefragmentosdeC-telopeptídeodocolágeno tipoII(CTX-II),umamoléculaespecíficadacartilagem articu-larempacientescomLME,comrelac¸ãoaoestadofuncional clínico.OsníveisdeuCTX-IIeramsignificativamentemaiores empacientesclassificadoscomograuAnaEscalade Compro-metimentodaAssociac¸ãoAmericanadeLesãoMedular(ASIA), deambuladores nãofuncionais epacientes completamente nãodeambuladores(p<0,05).
(n=8)eumgrupodecontrole(n=9).NaRMcomreconstruc¸ão 3D, nãoforam observadasdiferenc¸as naespessura da car-tilagemouno espac¸oarticular mínimo.Emumestudoem animais, Moryama et al.13 observaram quea espessura da cartilagemdosjoelhosempacientescomlesõesmedulares diminuiunasregiõesfemoralposterioretibial,masaumentou naregiãofemoralanterior.AsLMEsforamassociadasauma diminuic¸ãodonúmerodecondrócitosnasregiõesanteriores ediminuic¸ãodacolorac¸ãodamatrizdacartilagemsomente naregiãodatíbia.Osautoresconsideramqueasalterac¸õesna cartilagemapósaLMEnãopodemserexplicadasapenaspela supressãodas forc¸asmecânicasdevidoàremoc¸ãodacarga depesoeimobilizac¸ão;podehaveroutrasinfluênciassobrea cartilagemalémdamudanc¸anasforc¸asmecânicas.
Vanwanseeleetal.5,14 conduziramumestudotransversal pormeiodaanálisedacartilagemdojoelhoempacientescom lesõescompletasetraumáticasnamedulaespinhalpormeio deRMs aosseis (n=9),12 (n=11)e24 meses (n=6) após a lesão.Osresultadosforamcomparadoscomosdevoluntários jovensesaudáveis(n=9).Osmapasdediferenc¸aindividuais de43%dospacientesapresentaramáreaslocaiscom substan-cialreduc¸ãodeespessuracomseise12mesesapósalesão. OsdadosobtidosporVanwanseeleetal.5,14corroboramos pre-sentesachados,demonstrandoumefeitonegativodaLMEna cartilagemarticulardojoelho.Nopresenteestudo,cada indi-víduofoicomparadoprospectivamenteapósseismesespor meiodeduasRMsseriadas.
Paraavaliaroefeito dasobrecarga da cartilagem articu-lar,Muhlbaueretal.15compararamaespessuradacartilagem entrenovetriatletasenovevoluntáriosfisicamenteinativos. Elesobservaramumagrandevariabilidadeinterindividualna médiaenosvaloresmáximosdaespessuradacartilagemem todasassuperfícies,tantonostriatletasquantonos volun-tários inativos. Na patela, na tróclea femorale no côndilo femorallateral,amédiaeosvaloresmáximosdaespessura da cartilagem foram ligeiramentesuperiores nos triatletas, masforamumpoucomenoresnocôndilofemoralmediale noplanaltotibialmedialelateral.Noentanto,asdiferenc¸as nãoapresentaramsignificânciaestatística.
Torzilli et al.2 observaram que uma carga mecânica de suficiente magnitude pode inibir a degradac¸ão da matriz extracelularpeloscondrócitosquandoestimuladospela inter-leucina(IL)-1.Osmecanismosmolecularesenvolvidosnesse processo nãoestão claros, mas provavelmenteenvolvem a transduc¸ãodesinalmecanoquímicoalteradoentreamatriz extracelularecondrócitos.
Os movimentos passivos contínuos são comumente usadosnopós-operatórioapósacirurgiadecartilagem. Infe-lizmente,faltamevidênciasclínicas16–19paraembasarouso demovimentopassivocontínuo, apesardoamplo embasa-mentodadopelaciênciabásicaepelapráticaclínicacorrente de implementac¸ão de movimentos passivos contínuos no períodopós-operatórioemprocedimentosderestaurac¸ãoda cartilagemdojoelho.20Osparâmetrosmaiscomumente pres-critosdentrodeumregimedemovimentopassivocontínuo sãoiniciadosnoprimeirodiapós-operatório,comuma ampli-tude de movimento inicial de 0-30◦ e uma frequência de um ciclo por minuto, aplicado entre seis a oito horas por diaduranteseissemanas.21Estudostêmdemonstradoqueo
movimentopassivocontínuofacilitaareparac¸ãodedefeitos naespessuratotaldacartilagemarticular.22,23
Os pacientesavaliadosno presenteestudotiveramuma amplitudepassivademovimentonormalduranteoperíodo deseismesesapósaLME,masapresentaramdanosna carti-lagemarticular.Esseresultadopodeterocorridoporqueuma amplitude demovimentonormal,semcontrac¸ãomuscular, não ésuficiente para manter anutric¸ão eas propriedades estruturaisdacartilagem.
Opresenteestudotemalgumaslimitac¸ões.Emprimeiro lugar,apenasdoispacientespermaneceramatéofimdosseis meses doestudo deRM. Como a RMfoi feita para fins de pesquisanãorelacionadosàlesãomedular,osautores encon-traram dificuldades para incluir pacientes no estudo. A maioriadospacientesafirmouquealogísticadeRMdojoelho nãoéfácil,considerandosuaslimitac¸õesfísicas.Emsegundo lugar,aRMfoifeitaapenasnotempozeroeapósseismeses, o que não fornece informac¸ões sobre o momento em que asalterac¸õesdecartilagemcomec¸aramaocorrer.Osautores ponderaramquearealizac¸ãodeexamesdeRMdojoelhopara finsdeinvestigac¸ãonostrêsprimeirosmesesapósumalesão traumáticadamedulaespinhalnãoteriaboaaceitac¸ãoentre ospacienteseseusparentes.
Conclusão
Aausênciadecontrac¸õesmuscularespareceserdeletériapara acartilagemnormaldojoelhohumano,mesmonapresenc¸a de umaamplitude de movimentonormal. Apesardas difi-culdadeslogísticas,novosestudoscomumnúmeromaiorde pacientesdevemserfeitosparaconfirmaressahipótese.
Conflitos
de
interesse
Osautoresdeclaramnãohaverconflitosdeinteresse.
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1.VanwanseeleB,LucchinettiE,StüssiE.Theeffectsof immobilizationonthecharacteristicsofarticularcartilage: currentconceptsandfuturedirections.OsteoarthrCartil. 2002;10(5):408–19.
2.TorzilliPA,BhargavaM,ParkS,ChenCT.Mechanicalload inhibitsIL-1inducedmatrixdegradationinarticularcartilage. OsteoarthrCartil.2010;18(1):97–105.
3.KocinaP.Bodycompositionofspinalcordinjuredadults. SportsMed.1997;23(1):48–60.
4.WhiteneckGG,CharlifueSW,FrankelHL,FraserMH, GardnerBP,GerhartKA,etal.Mortality,morbidity,and psychosocialoutcomesofpersonsspinalcordinjuredmore than20yearsago.Paraplegia.1992;30(9):617–30.
5.VanwanseeleB,EcksteinF,KnechtH,StüssiE,SpaepenA. Kneecartilageofspinalcord-injuredpatientsdisplays progressivethinningintheabsenceofnormaljointloading andmovement.ArthritisRheum.2002;46(8):2073–8.
7. O’HaraBP,UrbanJP,MaroudasA.Influenceofcyclicloading onthenutritionofarticularcartilage.AnnRheumDis. 1990;49(7):536–9.
8. KnapikDM,HarrisJD,PangrazziG,GriesserMJ,SistonRA, AgarwalS,etal.Thebasicscienceofcontinuouspassive motioninpromotingkneehealth:asystematicreviewof studiesinarabbitmodel.Arthroscopy.2013;29(10):1722–31.
9. KijowskiR,BlankenbakerDG,MunozDelRioA,BaerGS, GrafBK.Evaluationofthearticularcartilageofthekneejoint: valueofaddingaT2mappingsequencetoaroutineMR imagingprotocol.Radiology.2013;267(2):503–13.
10.KaraM,TiftikT,ÖkenÖ,AkkayaN,TuncH,Özc¸akarL. Ultrasonographicmeasurementoffemoralcartilage thicknessinpatientswithspinalcordinjury.JRehabilMed. 2013;45(2):145–8.
11.FindikogluG,GunduzB,UzunH,ErhanB,RotaS,ArdicF. Investigationofcartilagedegradationinpatientswithspinal cordinjurybyCTX-II.SpinalCord.2012;50(2):136–40.
12.RuckstuhlH,KrzyckiJ,PetrouN,VanwanseeleB,StussiE.A quantitativestudyofhumeralcartilageinindividualswith spinalcordinjury.SpinalCord.2008;46(2):129–34.
13.MoriyamaH,YoshimuraO,KawamataS,TakayanagiK, KuroseT,KubotaA,etal.Alterationinarticularcartilageof ratkneejointsafterspinalcordinjury.OsteoarthrCartil. 2008;16(3):392–8.
14.VanwanseeleB,PirnogC,SzékelyG,StüssiE.Quantitative analysisoflocalchangesinpatellarcartilageinspinalcord injuredsubjects.ClinOrthopRelatRes.2007;456:98–102.
15.MühlbauerR,LukaszTS,FaberTS,StammbergerT,EcksteinF. Comparisonofkneejointcartilagethicknessintriathletes andphysicallyinactivevolunteersbasedonmagnetic resonanceimagingandthree-dimensionalanalysis.AmJ SportsMed.2000;28(4):541–6.
16.AlfredsonH,LorentzonR.Superiorresultswithcontinuous passivemotioncomparedtoactivemotionafterperiosteal transplantation.Aretrospectivestudyofhumanpatella cartilagedefecttreatment.KneeSurgSportsTraumatol Arthrosc.1999;7(4):232–8.
17.MarderRA,HopkinsGJr,TimmermanLA.Arthroscopic microfractureofchondraldefectsoftheknee:acomparison oftwopostoperativetreatments.Arthroscopy.
2005;21(2):152–8.
18.RodrigoJJ,SteadmanJR,SillimanJF,FulstoneHA.
Improvementoffull-thicknesschondraldefecthealinginthe humankneeafterdebridementandmicrofractureusing continuouspassivemotion.AmJKneeSurg.1994;7: 109–16.
19.SchultzW,GöbelD.Articularcartilageregenerationofthe kneejointafterproximaltibialvalgusosteotomy:a prospectivestudyofdifferentintra-andextra-articular operativetechniques.KneeSurgSportsTraumatolArthrosc. 1999;7(1):29–36.
20.FazalareJA,GriesserMJ,SistonRA,FlaniganDC.Theuseof continuouspassivemotionfollowingkneecartilagedefect surgery:asystematicreview.Orthopedics.2010;33(12): 878.
21.KarnesJM,HarrisJD,GriesserMJ,FlaniganDC.Continuous passivemotionfollowingcartilagesurgery:doesacommon protocolexist?PhysSportsmed.2013;41(4):53–63.
22.WilliamsJM,MoranM,ThonarEJ,SalterRB.Continuous passivemotionstimulatesrepairofrabbitkneearticular cartilageaftermatrixproteoglycanloss.ClinOrthopRelat Res.1994;(304):252–62.
