Eklem immobilizasyonu reaktif oksijen ürünlerini artırmaktadır: Deneysel çalışma

Amaç: Klinik çalışmalarda, osteoatrit başlangıç ve ilerlemesinde reaktif oksijen ürünlerinin (ROÜ) katkısının olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada, farklı sürelerde immobilizasyon uygulanan tavşan dizlerinde, kıkırdak yıkımı ve diz eklemi sinovyal sıvısı ve kanda oksidatif stres parametreleri araştırıldı. Çalışma planı: Yirmi sekiz adet erişkin Yeni Zelanda albino türü erkek tavşan, her grupta yedi hayvan olmak üzere dört gruba bölündü. Gruplardan üçünde, dizler 3, 6 ve 9 hafta süreyle sentetik rijit alçı ile immobilize edildi. Stereolojik yöntem ile femur kondilleri ve tibia platosu kıkırdak dokusundaki kondrositlerin toplam sayısı, toplam hacmi ve sayısal yoğunluğu ölçüldü. Sinovyal sıvı ve kanda süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), glutatyon peroksidaz (GSH-Px) antioksidan enzimlerin aktivitesi ve oksidatif stres parametrelerinden nitrik oksit (NO) ve malondialdehit (MDA) düzeyleri ölçüldü. Sonuçlar: İmmobilizasyonun üçüncü haftasında, femur kondili ve tibia platosunda kondrositlerin toplam sayısı ve toplam hacmi kontrol grubuna göre anlamlı düşüş, sayısal yoğunluğu anlamlı artış gösterdi. Altı ve dokuz haftalık immobilizasyon sonrasında bu parametrelerin hepsinde (kondrosit toplam sayısı, toplam hacmi ve sayısal yoğunluğu) belirgin azalma görüldü (p

Joint immobilization increases reactive oxygen species: an experimental study

Objectives: It has been shown that reactive oxygen species (ROS) contribute to the onset and progression of osteoarthritis. We investigated cartilage destruction and oxidative stress parameters in the blood and synovial fluid of knee joints of rabbits exposed to varying periods of immobilization. Methods: Twenty-eight mature New Zealand albino male rabbits were divided into four groups equal in number. In three groups, the knees were immobilized with a rigid cast for 3, 6 and 9 weeks, respectively. The cartilaginous tissue of the femoral condyles and tibial plateau were analyzed with respect to total count, total volume, and numerical density of chondrocytes using stereohistological methods. Antioxidant activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathion peroxidase (GSH-Px), and oxidative stress parameters including nitric oxide (NO) and malondialdehyde (MDA) levels were measured in the plasma and synovial fluid. Results: Compared to the control group, total count and total volume of chondrocytes in the femoral condyle and tibial plateau showed significant decreases, while numerical density showed a significant increase at 3 weeks of immobilization. Subsequent immobilization periods resulted in significant decreases in all these parameters, being most remarkable compared to the control group at the end of nine weeks (p<0.001). In plasma and knee joint synovial fluid, all antioxidant enzyme activities (SOD, CAT, and GSH-Px) and oxidative stress parameters (NO and MDA) showed consistent increases compared to the control group throughout the immobilization period (p<0.001). Conclusion: Increased levels of ROS in the blood and synovial fluid might result in cartilage destruction and ROS may be one of the potential factors involved in the etiopathogenesis of osteoarthritis. Prolonged joint immobilization should be avoided in the treatment of orthopedic diseases.

___

  • 1. Akeson WH, Amiel D, Abel MF, Garfin SR, Woo SL. Effects of immobilization on joints. Clin Orthop Relat Res 1987;(219):28-37.
  • 2. Langenskiöld A, Michelsson JE, Videman T. Osteoarthritis of the knee in the rabbit produced by immobilization. Attempts to achieve a reproducible model for studies on pathogenesis and therapy. Acta Orthop Scand 1979;50:1-14.
  • 3. Paukkonen K, Jurvelin J, Helminen HJ. Effects of immobilization on the articular cartilage in young rabbits. A quantitative light microscopic stereological study. Clin Orthop Relat Res 1986;(206):270-80.
  • 4. Behrens F, Kraft EL, Oegema TR Jr. Biochemical changes in articular cartilage after joint immobilization by casting or external fixation. J Orthop Res 1989;7:335-43.
  • 5. Haapala J, Arokoski JP, Hyttinen MM, Lammi M, Tammi M, Kovanen V, et al. Remobilization does not fully restore immobilization induced articular cartilage atrophy. Clin Orthop Relat Res 1999;(362):218-29.
  • 6. Haapala J, Arokoski J, Pirttimäki J, Lyyra T, Jurvelin J, Tammi M, et al. Incomplete restoration of immobilization induced softening of young beagle knee articular cartilage after 50- week remobilization. Int J Sports Med 2000;21:76-81.
  • 7. Jurvelin J, Kiviranta I, Tammi M, Helminen JH. Softening of canine articular cartilage after immobilization of the knee joint. Clin Orthop Relat Res 1986;(207):246-52.
  • 8. Henrotin Y, Kurz B, Aigner T. Oxygen and reactive oxygen species in cartilage degradation: friends or foes? Osteoarthritis Cartilage 2005;13:643-54.
  • 9. Martin JA, Brown TD, Heiner AD, Buckwalter JA. Chondrocyte senescence, joint loading and osteoarthritis. Clin Orthop Relat Res 2004;(427 Suppl):S96-103.
  • 10. Ostalowska A, Birkner E, Wiecha M, Kasperczyk S, Kasperczyk A, Kapolka D, et al. Lipid peroxidation and antioxidant enzymes in synovial fluid of patients with primary and secondary osteoarthritis of the knee joint. Osteoarthritis Cartilage 2006;14:139-45.
  • 11. Henrotin YE, Bruckner P, Pujol JP. The role of reactive oxygen species in homeostasis and degradation of cartilage. Osteoarthritis Cartilage 2003;11:747-55.
  • 12. Regan E, Flannelly J, Bowler R, Tran K, Nicks M, Carbone BD, et al. Extracellular superoxide dismutase and oxidant damage in osteoarthritis. Arthritis Rheum 2005;52:3479-91.
  • 13. Messner K, Gillquist J, Björnsson S, Lohmander LS. Proteoglycan fragments in rabbit joint fluid correlated to arthrosis stage. Acta Orthop Scand 1993;64:312-6.
  • 14. Tunç AT, Turgut M, Aslan H, Sahin B, Yurtseven ME, Kaplan S. Neonatal pinealectomy induces Purkinje cell loss in the cerebellum of the chick: a stereological study. Brain Res 2006;1067:95-102.
  • 15. Gundersen HJ, Jensen EB. The efficiency of systematic sampling in stereology and its prediction. J Microsc 1987; 147:229-63.
  • 16. Howard CV, Reed MG, editors. Unbiased stereology: three dimensional measurement in microscopy. Oxford: Bios Scientific Publishers: 1998.
  • 17. Schmitz C, Hof PR. Recommendations for straightforward and rigorous methods of counting neurons based on a computer simulation approach. J Chem Neuroanat 2000;20:93-114.
  • 18. Sun Y, Oberley LW, Li Y. A simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clin Chem 1988;34:497-500.
  • 19. Aebi H. Catalase. In: Bergmeyer HU, editor. Methods of enzymatic analysis. New York: Academic Press: 1974. p. 673-7.
  • 20. Paglia DE, Valentine WN. Studies on the quantitative and qualitative characterization of erythrocyte glutathione peroxidase. J Lab Clin Med 1967;70:158-69.
  • 21. Esterbauer H, Cheeseman KH. Determination of aldehydic lipid peroxidation products: malonaldehyde and 4-hydroxynonenal. In: Packer L, Glazer AN, editors. Methods in enzymology. Vol. 186, Oxygen radicals in biological systems. California: Academic Press; 1990. p. 407-21.
  • 22. Cortas NK, Wakid NW. Determination of inorganic nitrate in serum and urine by a kinetic cadmium-reduction method. Clin Chem 1990;36:1440-3.
  • 23. Vanwanseele B, Lucchinetti E, Stüssi E. The effects of immobilization on the characteristics of articular cartilage: current concepts and future directions. Osteoarthritis Cartilage 2002;10:408-19.
  • 24. Guilak F, Fermor B, Keefe FJ, Kraus VB, Olson SA, Pisetsky DS, et al. The role of biomechanics and inflammation in cartilage injury and repair. Clin Orthop Relat Res 2004;(423):17-26.
  • 25. Gutteridge JM. Free radicals in disease processes: a compilation of cause and consequence. Free Radic Res Commun 1993;19:141-58.
  • 26. Haklar U, Yüksel M, Velioğlu A, Türkmen M, Haklar G, Yalçın AS. Oxygen radicals and nitric oxide levels in chondral or meniscal lesions or both. Clin Orthop Relat Res 2002;(403):135-42.
Acta Orthopaedica et Traumatologica Turcica-Cover
  • ISSN: 1017-995X
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: Türk Ortopedi ve Travmatoloji Derneği
Sayıdaki Diğer Makaleler

İki farklı sürekli pasif hareket protokolünün total diz protezi sonrası diz hareket açıklığına etkileri: İleriye dönük bir çalışma

Salim ERSÖZLÜ, ORÇUN ŞAHİN, A. Fevzi ÖZGÜR, İ. Cengiz TUNCAY

Menisküs taşması ve beraberinde görülen diz eklemi lezyonlarının manyetik rezonans görüntüleme ile değerlendirilmesi

Demet KIREŞİ, Ersen ERTEKİN, Mustafa YEL, Saim AÇIKGÖZOĞLU

Eklem immobilizasyonu reaktif oksijen ürünlerini artırmaktadır: Deneysel çalışma

MEHMET ERDEM, TANER GÜNEŞ, Cengiz ŞEN, Bora BOSTAN, Hüseyin ASLAN, Hüseyin ÖZYURT, REŞİT DOĞAN KÖSEOĞLU

Patellofemoral ağrı sendromunda farklı kapalı kinetik zincir egzersizlerinin kuvvet ve propriyosepsiyon üzerine etkileri

Pınar BALCI, VOLGA BAYRAKCI TUNAY, Gül BALTACI, Ahmet Özgür ATAY

İnstabil pelvis kırığı ve transizyonel lomber omurgası olan bir hastada iliolomber vida tespiti ve uygulamanın kadavra üzerinde gösterilmesi

MEHMET AYVAZ, Güney YILMAZ, Erhan AKPINAR, Rıfat Emre ACAROĞLU

Çocuklarda suprakondiler humerus kırıklarının açık-kapalı redüksiyon ve internal tespitle tedavisinde radyasyon sürelerinin karşılaştırılması

ERDİNÇ ESEN, Yunus DOĞRAMACI, SERAP GÜLTEKİN, Gökay GÖRMELİ, AHMET YILDIRIM, ULUNAY KANATLI, SELÇUK BÖLÜKBAŞI

Çekiç parmakta açık redüksiyon ve K-teli ile internal tespit: Orta dönem takip sonuçları

Haldun ORHUN, Muhsin DURSUN, Emre ORHUN, Volkan GÜRKAN, Güray ALTUN

Proksimal tibiofibular eklemde izole sinovyal kondromatozis

NURETTİN HEYBELİ, MERT ÖZCAN, Cem ÇOPUROĞLU, Erol YALNIZ

Elastofibroma dorsi: Nadir görülen bir omuz ağrısı nedeni

Bekir Murat ÇINAR, Sercan AKPINAR, Alihan DERİNCEK, SALİH BEYAZ, Mustafa UYSAL

Total ayak bileği artroplastisinde yara iyileşmesini öngörmede oksijen tensiometresinin rolü

Daniel C. FARBER, James K. DeORIO