Vliv cvičení na osteoartrózu

Popularita joggingu mezi obyvatelstvem mnoha zemí světa v poslední době upoutala pozornost na běh na dlouhé tratě jako rizikový faktor pro rozvoj osteoartrózy. Retrospektivní a prospektivní studie ukázaly, že klinická a radiografická kritéria osteoartrózy se u běžců na střední tratě a maratonů nevyskytují častěji než u lidí, kteří neběhají. Vzhledem k tomu, že design většiny těchto studií má řadu nedostatků (nesprávná statistická analýza, nesprávné metody diagnostiky nebo hodnocení osteoartrózy atd.), jsou jejich výsledky sporné. NE Lane a kol. (1986, 1987, 1993) se pokusili napravit chyby předchozích výzkumníků. Po dobu 9 let studovali radiografické příznaky osteoartrózy u starších amatérských běžců (průměrný věk 65 let). Bylo zjištěno, že u této kategorie lidí výskyt osteoartrózy (radiologicky potvrzený) nepřekročil výskyt u skupiny lidí stejného věku, kteří běhání nemají rádi. Přestože ve skupině rekreačních běžců byla subchondrální skleróza častěji registrována u žen a osteofyty byly častěji detekovány na rentgenových snímcích u jedinců obou pohlaví, autoři dospěli k závěru, že amatérská atletika není rizikovým faktorem osteoartrózy. Prezentovaná data tedy naznačují, že u jedinců se „zdravými“ klouby běh na dlouhé tratě nezpůsobuje degeneraci chrupavky a rozvoj osteoartrózy.

Studie biomechaniky osteoartrózy na zvířecích modelech výše uvedený závěr podporují. PM Newton a kol. (1997) studovali bígly, kteří byli trénováni k běhu rychlostí 3,3 km/h po dobu 75 minut denně po dobu 5 dnů v týdnu. Každý pes nesl dodatečnou „exogenní“ zátěž 11,5 kg (130 % tělesné hmotnosti). Kontrolní skupinu tvořili dospělí bíglové, kteří nebyli trénováni a na které nebyla aplikována dodatečná zátěž. Histologické vyšetření kloubní chrupavky, menisků a vazů bylo provedeno 52 týdnů po zahájení výcviku. Ukázalo se, že aplikovaná úroveň zátěže nezpůsobila u psů degenerativní změny v kloubních tkáních. Nebyl zjištěn žádný rozdíl mezi biomechanickými vlastnostmi chrupavky u trénovaných a netrénovaných psů.

V jiné studii byli mladí (kostrově nezralí) bíglové trénováni středně obtížným programem (4 km/h na běžeckém pásu se sklonem 15°) po dobu 15 týdnů. Autoři zjistili ztluštění chrupavky a zvýšenou syntézu proteoglykanů ve srovnání s kontrolní (netrénovanou) skupinou zvířat. Většina proteoglykanů v chrupavce trénovaných zvířat však ztratila schopnost agregovat se s kyselinou hyaluronovou a obsahovala více chondroitin-6-sulfátů. Autoři studie naznačili, že tato úroveň zátěže urychluje zrání matrixových depozit v kloubní chrupavce zvířat.

Ve studii provedené s mladými bígly byl tréninkový program o něco složitější: 20 km denně po dobu 15 týdnů. Tato zátěž způsobila snížení koncentrace kolagenu, zvýšení obsahu vody a snížení poměru chondroitin-6- a chondroitin-4-sulfátů v kloubní chrupavce laterálních femorálních kondylů. Zvýšení vzdálenosti na 40 km denně a délka tréninku na 52 týdnů byla doprovázena poklesem obsahu proteoglykanů v extracelulární můstkové hmotě chrupavky. Nejvýraznější ztráta glykosaminoglykanů byla zaznamenána na špičkách femorálních kondylů, zejména v povrchové zóně chrupavky.

Little a kol. (1997) prokázali, že chronický intenzivní trénink může vyvolat změny v metabolismu proteoglykanů v karpálních kloubech koní. V této studii autoři zkoumali vliv střední až intenzivní tréninkové zátěže na syntézu a degradaci velkého agregovaného proteoglykanu (agrekanu) a dvou malých proteoglykanů obsahujících dermatansulfát (dekorinu a biglykanu). Explantáty kloubní chrupavky byly odebrány ze tří vysoce zatěžovaných a často poraněných míst ve třetím karpu u výkonných koní. Do studie bylo zařazeno dvanáct koní ve věku 3 až 5 let bez klinických ani radiografických známek patologie středního karpálního kloubu. Tréninkový program sestával z běhu rychlostí 6 m/s po dobu 2000 m 3 dny v týdnu, s postupným zvyšováním na 4000 m do konce 8. týdne studie. Poté byla všechna zvířata rozdělena do dvou skupin - zvířata skupiny A pokračovala v tréninku ve stejném režimu a zvířata skupiny B měla intenzivní tréninkový režim (běh rychlostí 8 m/s na vzdálenost 4000 m 4 dny v týdnu po dobu 17 týdnů). 16 týdnů po ukončení tréninku byl odebrán materiál z určitých oblastí třetí karpální kosti na obou stranách.

Histologické vyšetření chrupavky u zvířat obou skupin odhalilo prohlubeň jejích povrchových oblastí a destrukci kalcifikované chrupavky a „vlnitý okraj“ pouze v oblasti dorzálního radiálního kondylu třetí karpální kosti. Mezi skupinami A a B nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v detekovaných histologických změnách. V kultuře explantátů kloubní chrupavky ze zvířat skupiny B bylo z chrupavky dorzálního radiálního kondylu do média uvolněno větší množství proteoglykanů než u zvířat skupiny A, což naznačuje vyšší úroveň katabolismu ve skupině B. Začlenění ^35S do proteoglykanů bylo méně výrazné u explantátů získaných ze zvířat skupiny B; zároveň byl u zvířat této skupiny pozorován nárůst biosyntézy dekorinu a nebyly zjištěny žádné změny v intenzitě biosyntézy biglykanů. Získané výsledky tedy naznačují, že dlouhodobý intenzivní trénink koní indukuje inhibici syntézy agrekanů a zvýšenou syntézu proteoglykanů obsahujících dermatansulfát.

Funkční role dekorinu v pojivové tkáni obecně a v chrupavce zejména zůstává předmětem výzkumu. Předpokládá se, že dekorin hraje ústřední roli v organizaci kolagenových makromolekul, buněčné proliferaci a modulaci aktivity růstových faktorů (např. TGF-β). Přidání dekorinu do kolagenového gelu vedlo k ukládání rovnoměrnějších, tenčích kolagenových fibril než v jeho nepřítomnosti. V poporodní tkáni děložního čípku korelovalo narušení kolagenové sítě se zvýšenými hladinami dekorinu. Dekorin tedy s největší pravděpodobností působí jako „vodič“ procesů opravy a remodelace pojivové tkáně.

Zvýšení syntézy dekorinu chondrocyty kloubní chrupavky u koní při vysokém dynamickém zatížení lze interpretovat následovně: dekorin uvolněný z poškozených chondrocytů v reakci na mechanické přetížení působí jako poslíček. Tuto hypotézu podporují studie in vitro a in vivo, které prokázaly zvýšenou produkci dekorinu chondrocyty vystavenými suprafyziologickému mechanickému zatížení. THV Korver a kol. (1992) uvedli, že cyklické zatížení in vitro aplikované po dobu 7 dnů zvyšuje syntézu dekorinu v explantátech kloubní chrupavky třikrát. Podobné výsledky získali NA Vissen a kol. (1994), kteří použili zralé a nezralé explantáty kloubní chrupavky. V modelu rané (hypertrofické) osteoartrózy indukované u psů transekcí předních zkřížených vazů pozorovali GS Dourado a kol. (1996) zvýšené hladiny mRNA biglykanu, dekorinu a fibromodulinu v chrupavce destabilizovaných kloubů.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]