跳到主要内容
下载

竞技体育训练中的生物力学压力会引发肌腱炎

2022卡塔尔世界杯附加赛赛程体积23文章编号:172（2021）引用这篇文章

摘要

客观的

目的:探讨机械应力对即刻炎发展的影响。

方法

BEAT研究是一项介入性研究，对竞技羽毛球运动员在进行60分钟高强度训练前和训练后进行了评估。评估跟腱、髌腱和肱骨外侧上髁止点的功率多普勒(PD)信号和灰度(GS)变化，并使用有效的评分系统进行量化。

结果

包括32名羽毛球运动员。192个被封部位被检查了两次。PD测试的经验总分在训练前分别为0.1(0.3)分和0.5(0.9)分。训练前后平均GS总分分别为2.9(2.5)和3.1(2.5)。训练前和训练后PD总分平均差0.4是显著的(p= 0.0014)，而平均总GS评分无显著差异。总体而言，7名参与者(22%)表现出经验性PD总分的增加。混合效应模型显示训练后PD评分显著增加，平均每个位点增加0.06 (95% CI 0.01 ~ 0.12，p= 0.017)。

结论

机械应力导致人类的肠贴结构快速炎症反应。这些数据支持与附着性炎相关疾病的机械性炎症的概念。

简介

假牙连接骨与肌腱和韧带[1］．它们构成了传导机械力和提供肌肉骨骼稳定性的基本组成部分。通常认为，机械超负荷的假牙引发局部炎症反应，导致疼痛和运动功能受损(“假牙炎”)[2］．因此，虽然假体的解剖设计是为了应对特定的机械应力，但超过特定阈值的物理挑战可能会导致炎症反应，如果持续时间长，可能会造成损伤。某些因素，如年龄或肥胖，可能降低机械诱导炎症反应的个体阈值[3.］．此外，脊椎病(SpA)包括银屑病关节炎(PsA)的特征是附着物炎，通常是长期和反复发作的[4，5］．

基于附着性炎在人类疾病中的作用，需要进行有助于理解人类机械性炎症概念的机制研究。在疾病模型中，机械诱导的附着性炎的概念已得到很好的确立[6但却落后于人类。机械性炎症的概念主要是基于对网球或高尔夫球手肘部或跑步者跟腱疼痛的轶闻观察。此外，仅仅是在被贴部位出现疼痛并不是被贴炎的明确信号。因此，无论如何也不清楚压痛是否总是代表炎症。然而，通过功率多普勒超声(PDUS)检查附体，可以通过测量PD信号(PD)检测附体炎症，或通过评估结构变化(如骨增生、糜烂或钙化)间接检测附体炎[7］．

由于机械应力对健康牙套的影响尚未得到系统的研究，我们开展了一项研究，通过PDUS研究高水平和明确的机械应力负荷下的牙套炎症反应。在所谓的BEAT研究中(BadmintonEnthesitis一个(rthro超声)，我们利用了竞技羽毛球的优势，它施加了一个整体高水平的机械应力在植骨上，其特点是负载的侧面差异到相同的植骨部位，例如，打击手和非打击手。

材料和方法

参与者

在介入BEAT研究中，招募了来自德国两个不同羽毛球俱乐部的竞技运动员。只有活跃的成人羽毛球运动员才被考虑参加。有银屑病、银屑病家族史、慢性炎症性腰痛、风湿病诊断或怀孕的球员不允许参加比赛。所有受试者都接受了一名风湿病专家的体检，该专家对超声结果一无所知，并在强化训练前后对29个假肢进行了临床检查。训练是一个标准的单元，15分钟的热身，然后60分钟的竞技羽毛球准备(击球、弯曲和跳跃的高冲击训练)。该研究获得了伦理委员会的批准(226_18 B);所有受试者均提供知情同意。

超声评价

每次身体评估后，立即对植封部位进行PDUS检查。由于羽毛球这种走走停停运动的特殊要求，我们重点研究了受到特别高应力的腱封部位:跟腱止点、胫骨止点处髌腱和肱骨外侧上髁(均为两侧)。在中立零位评估跟腱，运动员俯卧位，双脚悬在检查台上;髌骨肌腱在胫骨止点处的植入是在完全伸展的腿的仰卧位进行评估的;在屈曲位下评估肱骨外侧上髁的嵌套。所有的PDUS检查均由经验丰富的研究者(AK)使用三星HS50超声设备进行，符合OMERACT超声病理定义[7］．该系统配备了频率范围为3- 16mhz的线性探头LA3-16A和频率范围为3- 14mhz的线性探头LA3-14AD。穿刺深度设定为2厘米。在2D灰度图像中，频率为6.7 MHz或4.8 MHz，增益为66，动态范围为96。功率多普勒评估的频率为7.0 MHz，脉冲重复频率为0.5 kHz。

超声评价

所有图像均由两名具有PDUS经验的盲法、独立阅读者使用改进的OMERACT评分进行评分[8在预先录制的图像上随机排列。使用灰度(GS)，根据结构变化的严重程度对图像进行评分:(0)无异常，(1)低回声，(2)增厚低回声+钙化/植生植物，(3)增厚低回声+钙化/植生植物和侵蚀。PD用于评估炎症，采用以下评分适应系统:(0)无PD信号，(1)皮质插入处一到两个多普勒点，(2)皮质插入处两个以上多普勒点，距离皮质骨2毫米，(3)皮质插入处广泛的多普勒信号。这些相加得到GS和PD的经验总分。

统计分析

参与者特征用连续变量的均值和标准差描述，或用分类变量的计数和百分比描述。我们预计训练后的共封变化将主要由PD检测到，而GS的变化可能很小，如果有的话。因此，我们没有计算一个整体的总分，并分别评估GS和PD的得分。

使用线性混合效应模型比较训练前后的得分。在这些模型中，我们使用原始部位评分作为因变量，时间点作为兴趣的固定效应，患者ID和患者内的测量部位作为嵌套随机效应。在进一步的分析中，我们将测量部位作为固定效应，以评估整体的植骨部位变化负担，并使用时间-部位相互作用术语来评估特定的植骨部位是否受训练的差异影响。

尽管混合效应线性回归对于违背分布假设和遗漏观察值相对稳健，但由于观察到的变化的规模较小且总体稀疏，我们也使用排列检验作为敏感性分析，比较了关节炎评分训练前后的差异。对于这些测试，分数被随机打乱以生成多个排列的数据集，而时间点指示器的顺序保持不变。这提供了前后平均差异的采样空间。然而，使用每一种可能的数据排列将得到大约2.6 × 10的结果35数据集，不容易处理。因此，我们使用包含10,000次复制的蒙特卡罗模拟生成由随机排列数据集组成的随机采样空间，在假设均值相等的零假设(而不考虑分布假设)的前提下，可以估计观察到给定前后平均差异范围的确切概率。

所有的p值都是双面的，如果不进行多重性调整而小于0.05则被认为显著。使用R版本4.0.1 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)和RStudio版本1.2.13 (RStudio Inc.)进行分析。波士顿，马萨诸塞州)使用lme4和烫发包。

结果

研究人群

筛选34名受试者纳入研究;其中两人因为有牛皮癣病史而被排除在外。32名羽毛球运动员(男22名，女10名，年龄31.1±13.0岁)最终参与研究。平均来看，他们打羽毛球的时间为16.2±10.1年1)．近1 / 2的运动员报告有运动损伤史(15/32(47%))和肌肉骨骼疼痛史(13/32;41%)，尤其是在下肢。11/32名球员出现膝盖疼痛(34%)，跟腱疼痛2/32(6%)和肘部疼痛1/32(3%)。据报道，这些症状非常轻微，在视觉模拟评分(0-10)中，平均总疼痛评分为1.6±2.0，没有球员因肌肉骨骼问题服用非甾体抗炎药。

表1基线特征
全尺寸表

训练后关节炎的发生率

临床检查显示，只有一名参与者在训练前出现了腱膜疼痛，而四名受试者在训练后报告了腱膜疼痛。超声检查192个肠封部位两次。PD测试的平均总分(SD)在训练前为0.1(0.3)，训练后为0.5 (0.9)，GS分别为2.9(2.5)和3.1(2.5)。总体而言，7名参与者(22%)显示PD总分增加。GS评分在3组中上升，在1组中下降，在其余参与者中保持不变。

集束炎训练效果的混合效应模型

单个参与者得分的总体过程如图所示。1．混合效应模型显示，训练后PD评分显著增加，现场评分平均增加0.06 (95% CI 0.01 ~ 0.12, p = 0.017)。GS评分模型在训练前和训练后的评分之间没有显著差异(平均增加0.03 (95% CI，−0.09到0.15,p = 0.645)。对该模型中腱封处的评估表明，与外侧上髁相比，跟腱止点发生了更高的结构变化2)．

图1
图1

一个意面图描述个人灰度和功率多普勒超声评分训练前后和b分别计算优势方和非优势方

全尺寸图像
表2模型系数
全尺寸表

训练对关节炎影响的敏感性分析

使用排列检验的敏感性分析并未拒绝混合模型分析关于前后变化的总体结论。训练前和训练后PD总分的平均差值为0.4,p值为0.0014，而GS总分的平均差值为0.2,p值为0.63。

按手性分布的附着物

最后，在PD评分增加的7名参与者中，5名参与者的这些变化发生在优势侧，2名参与者的这些变化发生在非优势侧(图5)。1)．此外，在所有3名训练后肘关节PD活动增加的参与者中，仅观察到优势侧的变化。

讨论

在这项研究中，我们表明，确定的机械应力可以导致人类的肠上皮炎症的发展。因此，我们观察到竞技性羽毛球运动员在标准训练后，肩胛部的PD活动显著增加。然而，这种观察到的效应主要是在一些参与者中适度增加;在大多数运动员中，肌肉骨骼负荷没有影响。迄今为止，关于人类机械性炎症的研究主要集中在单一部位(跟腱或髌腱)，并与肌腱炎相关，而不是肌腱炎[9，10，11］．到目前为止，还没有全面的研究，包括多个部位的全身运动挑战。

有趣的是，机械性炎症的概念已经很好地理解了其他肌肉骨骼异常。因此，针对运动员的综合磁共振成像研究已经表明，机械应力与骨髓水肿的发生有关[12，13］．这项研究的一些结果是有趣的，关于机械炎症的概念:(i)早在高水平应激后1小时，神经末叶炎症的迹象发展迅速，表明对机械应激的立即应激反应。此外，(ii)尽管与标准训练相关的机械负荷相似，但研究对象之间发生肠套膜炎症的易感性不同，提示机械炎症的个体阈值不同。最后，(iii)优势部位的假体比对侧的假体更常受累，这表明即使在同一个体中，机械负荷在触发炎症中也起着重要作用。

从我们的研究中，我们不知道机械刺激后的肠封炎症会持续多久。然而，炎症很可能是自发解决的，因为羽毛球运动员代表了健康的个体。在PsA和SpA患者中，假体中的这种炎症应激反应可能会延长和增强。可以想象，与健康受试者相比，假体中机械诱导炎症反应的个体阈值是由基因决定的，PsA和SpA可能较低。银屑病患者的肠上皮病变发生率较高[14机械因素促进了银屑病皮肤向关节疾病的转变，这一观察结果可能支持这一观点[15，16］．

BEAT研究的结果有助于对附着性炎的发展有更深入的理解，并有助于完善机械性炎症的概念。这一概念由临床前研究结果演变而来，它表明机械应力导致释放介质，如PGE2、IL-17或TNF-α和趋化因子，如CXCL1和CCL2 [5，6］．这些分子的释放导致血管舒张、中性粒细胞和其他先天免疫细胞聚集到肠封部位。如果是慢性的，这一过程启动间充质细胞分化，从而导致功能受限的肠上皮病变的形成[4］．然而，这一概念的最终确认迫切需要来自人类活检研究的数据。幸运的是，一些重要的研究正在进行中，它们将提供重要的澄清数据。值得注意的是，即使在这一健康的研究组中，也发现了结构变化，这表明重复的机械应力可导致肠封损伤的积累。

该研究的一个局限性是被调查的羽毛球运动员数量有限，以及缺乏对银屑病或PsA患者等附着物炎易感的患者群体的纳入。另一方面，这些个体的训练与这些运动员进行的同质训练本质上是不同的，因此不允许进行合理的比较。此外，横断面研究设计不允许评估随着时间的推移，腱封结构对机械应力的潜在适应性。我们对有界离散超声评分采用线性假设的统计评价是本分析的另一个缺点。我们试图通过使用排列检验的敏感性分析来克服这一缺点，并确认了混合模型的总体结论。

结论

总之，BEAT研究表明，机械应激诱导体内健康个体的肺封器官发生炎症反应。这些发现支持机械因素在附着性炎发展中的重要作用，正如先前在实验模型中所显示的，并表明机械炎症是以附着性炎为特征的疾病的一个重要因素，如PsA。

数据和材料的可用性

在本研究过程中产生或分析的所有数据都包含在本文中。

参考文献

  1. Schett G, lores RJ, D 'Agostino MA, Elewaut D, Kirkham B, Soriano ER，等。着床炎:从病理生理到治疗。风湿病杂志2017;13(12):731-41。https://doi.org/10.1038/nrrheum.2017.188．

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  2. 格雷西·E, Burssens A, Cambré I, Schett G, lory R, McInnes IB，等。炎症性关节炎发病机制中的肌腱和韧带机械负荷。风湿病杂志。2020;16(4):193-207。https://doi.org/10.1038/s41584-019-0364-x．

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  3. Bakirci S, Solmaz D, Stephenson W, Eder L, Roth J, Aydin SZ。对年龄、体重指数和身体活动的响应:健康人的超声研究J Rheumatol。2020;47(7):968 - 72。https://doi.org/10.3899/jrheum.190540．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  4. 在假体和相关部位的血清阴性脊柱关节病中疾病定位的解剖学基础。中华医学杂志，2001;199(Pt 5): 503-26。https://doi.org/10.1046/j.1469-7580.2001.19950503.x．

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  5. Sherlock JP, Joyce-Shaikh B, Turner SP, Chao CC, Sathe M, Grein J，等。IL-23通过作用于ROR-gammat+ CD3+CD4-CD8-肠密封常驻T细胞诱导颈椎病。Nat医学。2012;18(7):1069 - 76。https://doi.org/10.1038/nm.2817．

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  6. Cambré I, Gaublomme D, Burssens A, Jacques P, Schryvers N, De Muynck A，等。机械应变决定了关节炎炎症和组织损伤的部位特异性定位。Nat Commun。2018;9(1):4613。https://doi.org/10.1038/s41467-018-06933-4．

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  7. Bruyn GA, Iagnocco A, Naredo E, Balint PV, Gutierrez M, Hammer HB, colado P, Filippou G, Schmidt WA, Jousse-Joulin S, Mandl P, Conaghan PG, Wakefield RJ, Keen HI, Terslev L, D'Agostino MA。OMERACT超声工作组。风湿性疾病超声病理和基础病变15年的OMERACT定义。J Rheumatol。2019;46(10):1388 - 93。https://doi.org/10.3899/jrheum.181095．

  8. Balint PV, Terslev L, Aegerter P, Bruyn GAW, charlie - valckenaere I, Gandjbakhch F，等。脊柱关节炎和银屑病关节炎中以共识为基础的超声定义和评分的可靠性:美国OMERACT项目中华医学杂志2018;77(12):1730-5。https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2018-213609．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  9. Boesen MI、Boesen A、Koenig MJ、Bliddal H、Torp-Pedersen s等优秀羽毛球运动员跟腱彩色多普勒超声研究。运动医学杂志2006;34(12):2013-21。https://doi.org/10.1177/0363546506290188．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  10. prof F, Grunke M, Reindl C, Schramm MA, Mueller F, Kriegmair M，等。长距离跑步对超声关节和肌腱病理的影响:来自马拉松运动员前瞻性研究的结果。BMC骨骼肌紊乱。2016;17(1):272。https://doi.org/10.1186/s12891-016-1121-9．

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  11. Boesen AP, Boesen MI, Koenig MJ, Bliddal H, Torp-Pedersen S, Langberg H.精英羽毛球运动员跟腱和膝前肌腱累积压力的证据。膝关节外科运动创伤关节杂志2011;19(1):30-7。https://doi.org/10.1007/s00167-010-1208-z．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  12. Weber U, Jurik AG, Zejden A, Larsen E, j - rgensen SH, Rufibach K，等。年轻运动员骶髂关节磁共振成像特征的频率和解剖分布:探索“背景噪声”，以数据驱动的定义早期脊椎关节炎中的骶髂炎。关节炎Rheumatol。2018;70(5):736 - 45。https://doi.org/10.1002/art.40429．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  13. 王志强，王志强，王志强，等。机械应力对骶髂关节磁共振成像的影响:磁共振成像研究评估新兵。风湿病学。2018;57(3):508 - 13所示。https://doi.org/10.1093/rheumatology/kex491．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  14. Simon D, Faustini F, Kleyer A, Haschka J, Englbrecht M, Kraus S，等。无相关银屑病关节炎的皮肤型银屑病患者关节周骨变化分析。《中华医学杂志》2016;75(4):660-6。https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2014-206347．

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  15. Eder L, Law T, Chandran V, Shanmugarajah S, Shen H, Rosen CF，等。环境因素与银屑病患者银屑病关节炎发病的关系。关节炎护理中心(Hoboken)。2011年,63(8):1091 - 7。https://doi.org/10.1002/acr.20496．

    文章PubMed谷歌学术搜索

  16. Scher JU, Ogdie A, Merola JF, Ritchlin C.预防银屑病性关节炎:关注过渡风险增加的银屑病患者。风湿病杂志2019;15(3):153-66。https://doi.org/10.1038/s41584-019-0175-0．

    文章PubMed谷歌学术搜索

下载参考

确认

衷心感谢参加比赛的ESV Flügelrad Nürnberg和TSV 1846 Nürnberg羽毛球俱乐部。

资金

该研究得到了德国Forschungsgemeinschaft (DFG- FOR2886 PANDORA和CRC1181)、德国联邦部长für Bildung and Forschung (BMBF;项目MASCARA)， H2020 GA 810316 - 4d纳米镜ERC协同项目，IMI资助的项目RTCure, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg的新兴领域倡议MIRACLE，以及诺华公司的一项研究资助。DS承认资金来自Else Kröner-Fresenius-Stiftung (Else Kröner-Memorial-Stipendium，不。2019 _ekms.27)。目前所做的工作(部分)满足了获得rer博士学位的要求。医学杂志。嗡嗡声。在弗里德里希-亚历山大大学Erlangen-Nürnberg (FAU)攻读DS学位。由Projekt DEAL支持和组织的开放获取资金。

作者信息

作者指出

  1. David Simon和Arnd Kleyer对这项工作做出了同样的贡献。

作者和联系

  1. 弗里德里希-亚历山大大学(FAU)内科3 -风湿病和免疫学系Erlangen-Nürnberg和Universitätsklinikum埃尔兰根，德国埃尔兰根91054

    大卫·西蒙，阿尔德·克莱耶，萨拉·巴亚特，约翰内斯·克尼扎，拉丽莎·巴洛尔-门德斯，玛丽娜·施韦格，格奥尔格·谢特，科雷·塔西拉尔和阿克塞尔·j·休伯

  2. 德国免疫治疗中心，弗里德里希-亚历山大大学(FAU) Erlangen-Nürnberg和Universitätsklinikum埃兰根，91054，埃兰根，德国

    大卫·西蒙，阿尔德·克莱耶，萨拉·巴亚特，约翰内斯·克尼扎，拉丽莎·巴洛尔-门德斯，玛丽娜·施韦格，格奥尔格·谢特，科雷·塔西拉尔和阿克塞尔·j·休伯

  3. 德国埃尔兰根风湿病中心，91054

    大卫·西蒙，阿尔德·克莱耶，萨拉·巴亚特，约翰内斯·克尼扎，拉丽莎·巴洛尔-门德斯，玛丽娜·施韦格，格奥尔格·谢特，科雷·塔西拉尔和阿克塞尔·j·休伯

  4. 风湿病科，班贝格Sozialstiftung Bamberg，班贝格96049，德国

    阿克塞尔·j·Hueber

作者
  1. 大卫。西蒙
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  2. Arnd Kleyer
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  3. 莎拉到了
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  4. 约翰内斯Knitza
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  5. 拉里萨Valor-Mendez
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  6. 玛丽娜Schweiger
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  7. Georg Schett
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  8. Koray Tascilar
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

  9. 阿克塞尔·j·Hueber
    看来作者出版物

    您也可以在中搜索这个作者PubMed谷歌学术搜索

贡献

DS, AK, SB, JR, JK, MS和AJH招募参与者。SB和LVM读取图像。KT进行统计分析。DS, KT, AK, GS和AJH写了手稿。作者们阅读并批准了最终稿。

相应的作者

对应到大卫。西蒙或阿克塞尔·j·Hueber．

道德声明

伦理批准和同意参与

该研究获得了德国埃尔兰根-纽伦堡Friedrich-Alexander大学伦理委员会的批准(226_18 B)。获得患者的书面知情同意。

同意出版

没有要申报的东西。

相互竞争的利益

作者声明他们没有竞争利益。

额外的信息

出版商的注意

卡塔尔世界杯常规比赛时间施普林格自然对出版的地图和机构附属的管辖权要求保持中立。

权利和权限

开放获取本文遵循创作共用署名4.0国际许可协议(Creative Commons Attribution 4.0 International License)，该协议允许在任何媒体或格式中使用、分享、改编、分发和复制，只要您给予原作者和来源适当的署名，提供创作共用许可协议的链接，并说明是否有更改。本文中的图片或其他第三方材料包含在文章的创作共用许可中，除非在材料的信用额度中另有说明。如果材料不包含在文章的创作共用许可中，并且您的预期用途不被法律法规允许或超出了允许的用途，您将需要直接从版权所有者那里获得许可。欲查看此许可证的副本，请访问http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/．创作共用公共领域奉献放弃书(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)适用于本文提供的数据，除非在数据的信用额度中另有说明。

再版和权限

关于这篇文章

通过CrossMark验证货币和真实性

引用这篇文章

西蒙，D。克莱耶，A。巴亚特，S。et al。竞技体育训练中的生物力学压力会引发肌腱炎。关节炎Res其他23172(2021)。https://doi.org/10.1186/s13075-021-02530-x

下载引用

  • 收到了：

  • 接受：

  • 发表：

  • DOI：https://doi.org/10.1186/s13075-021-02530-x

关键字

  • Enthesitis
  • 生物力学应力
  • 炎症

2022卡塔尔世界杯附加赛赛程

ISSN: 1478 - 6362

联系我们