Inleiding

Ondanks de vooruitgang in ons begrip van de pathogenese van tendinopathie, blijven de resultaten na traditionele conservatieve en medische interventies inconsistent, met veel patiënten die aanhoudende pijn en functionele beperkingen ervaren. Het veel geciteerde continuüm model voorgesteld door Jill Cook suggereert dat het degeneratieve deel van een pees structureel onomkeerbaar is. Opkomend structureel en mechanobiologisch bewijs trekt deze aanname echter in twijfel, wat aangeeft dat peesweefsel een groter vermogen tot aanpassing en remodellering kan behouden dan eerder werd gedacht.

Deze review onderzoekt de invloed van mechanische belasting op peesadaptatie en de biologische mechanismen die ten grondslag liggen aan degeneratie, met speciale aandacht voor cellulaire signalering, matrixremodellering en mechanotransductiepaden. Door recente experimentele bevindingen te integreren, is het de bedoeling een biologisch gefundeerd kader te bieden voor het voorschrijven van training bij tendinopathie. Deze theoretische synthese dient als basis voor een binnenkort uit te brengen review waarin belastingsstrategieën met een hoge belasting worden onderzocht en een nieuw belastingsprotocol voor tendinopathie wordt geïntroduceerd voor klinische toepassing.

Methoden

Deze narratieve review geeft een samenvatting van de bevindingen van meerdere experimentele studies, voornamelijk uitgevoerd in diermodellen.

Resultaten

Biologische basis van peesstructuur

Type I collageen (COL1/Col1a1) is het belangrijkste structurele eiwit van pees- en ligamentweefsel en zorgt voor treksterkte. Na letsel neemt de collageensynthese toe, maar de matrixafzetting tijdens de proliferatieve fase is vaak ongeorganiseerd. Terwijl gezonde pezen collageenfibrillen vertonen die parallel aan mechanische krachten zijn uitgelijnd, bevatten pathologische pezen kleinere, minder vernette en ongeorganiseerde fibrillen. Hoewel type I collageen een betere mechanische weerstand biedt dan type III collageen, bevatten genezende pezen vaak een hoger aandeel type III collageen. Matrix metalloproteïnases (MMP's), enzymen die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van collageen, zijn tegelijkertijd actief tijdens weefselremodellering.

Gewonde pezen van volwassenen worden meestal sterk cellulair en ontwikkelen een ongeorganiseerde collageenmatrix die wordt gekenmerkt door fibrillen met een kleine diameter, wat resulteert in een degeneratief fenotype van het weefsel.

Weefselregeneratie en recapitulatie van de ontwikkeling

Als reactie op letsel worden genen die normaal gesproken actief zijn tijdens de embryonale ontwikkeling opnieuw tot expressie gebracht. Stam- en proliferatieve celpopulaties breiden zich uit en differentiëren in gespecialiseerd weefsel; volwassen pezen slagen er echter over het algemeen niet in om volledig te regenereren en laten vaak een restant van degeneratieve matrix achter. Daarentegen laten neonatale modellen een grotere capaciteit zien voor functioneel herstel, waarbij de weefselorganisatie lijkt op ontwikkelingsprocessen. Deze bevindingen suggereren dat regeneratieve capaciteit afhankelijk kan zijn van het vermogen om ontwikkelingsprogramma's te recapituleren, een eigenschap die robuuster lijkt in jongere organismen en bepaalde experimentele modellen dan in de genezing van pezen bij de volwassen mens.

Materiaaleigenschappen weerspiegelen mechanische eisen

Pezen kunnen worden gecategoriseerd op basis van hun mechanische functie als energieleverende of positionele structuren. Pezen die energie opslaan, zoals de achillespees, absorberen mechanische energie en geven deze terug om de motorische efficiëntie te verbeteren. Positionele pezen, zoals de tibialis anterior pees, positioneren gewrichten en vergemakkelijken bewegingen zoals het opklaren van de voet tijdens het lopen. Deze functionele verschillen worden weerspiegeld in de structurele eigenschappen: pezen die energie opslaan hebben meestal een grotere dwarsdoorsnede, ter compensatie van een lagere materiaalstijfheid om elastische energieopslag mogelijk te maken. Pezen binnen dezelfde kinetische keten kunnen ook verschillende mechanische eigenschappen vertonen. De quadricepspees en de patellapees werken bijvoorbeeld in serie maar vertonen verschillende stijfheidseigenschappen, waarbij de quadricepspees ongeveer twee keer minder stijf is. Dit verschil weerspiegelt waarschijnlijk hun mechanische omgevingen - bot-bot insertie voor de patellapees versus spier-bot aanhechting voor de quadricepspees - die verschillende belastingspatronen opleggen en daarom van invloed zijn op mechanische belasting op peesaanpassing en materiaalvereisten.

Compressie

Op pezen werken vaak compressiekrachten in, vooral waar ze zich om benige of retinaculaire structuren wikkelen. Experimentele studies in diermodellen tonen aan dat verwijdering van drukbelasting de stijfheid van de pees vermindert en de structurele aanpassing verandert, wat erop wijst dat pezen die blootgesteld worden aan compressie remodelleren om zich aan te passen aan deze mechanische omgeving. Bij de mens vertonen gecomprimeerde peesgebieden vaak vezelkartilagineachtige kenmerken die rijk zijn aan type II collageen, gespecialiseerd in het weerstaan van compressiekrachten.

Schaar

Afschuifkrachten ontstaan door relatief glijden tussen pezen, ligamenten, spieren en aangrenzende weefsels. In de achillespees vergemakkelijkt het differentiële glijden tussen de fascikels de krachtoverdracht, maar dit kan afnemen met de leeftijd, wat mogelijk bijdraagt aan een verminderd bewegingsbereik en een verminderde krachtverdeling. Deze afname in glijvermogen kan gedeeltelijk de hogere incidentie van achillespeesrupturen bij oudere mensen verklaren. Net als bij drukadaptatie kan een verminderde mechanische belasting bijdragen aan degeneratieve veranderingen, een verhoogd risico op letsel en desadaptatie. 

Specifieke krachten sturen specifieke moleculaire programma's aan

Het lot van de cellen en de samenstelling van het weefsel worden sterk beïnvloed door de mechanische omgeving via mechanotransductie paden, wat het belang benadrukt van mechanische belasting op peesadaptatie. Mechanische krachten initiëren biologische en metabolische aanpassingen die de weefselstructuur en -functie reguleren, hoewel de specifieke paden die de genezing van de pees regelen nog onvolledig begrepen zijn. De volgende secties onderzoeken de biomechanische effecten van verschillende belastingsmodaliteiten op peesadaptatie en -herstel.

Spanning

Manipulatie van de mechanische omgeving, waaronder mechanische belastingstaat centraal bij peesremodellering en functionele adaptatie. Trekbelasting stimuleert weefselremodellering, maar de balans tussen gunstige en potentieel schadelijke belastingen blijft kritisch. Een beter biomechanisch begrip van belastingsstrategieën is daarom essentieel om peesrevalidatie en -adaptatie te optimaliseren.

Scleraxis (Scx) is een belangrijke transcriptiefactor die betrokken is bij peesontwikkeling en collageenregulatie. Tijdens de embryogenese bevordert Scx de synthese van collageen type I (COL1) door te binden aan regulatorische gebieden van het Col1a1-gen. De expressie wordt beïnvloed door spieractiviteit en mechanische belasting. In volwassen pezen lijkt Scx echter minder essentieel voor adaptieve groei. Verschillende tenogene genen - waaronder Col1a1, tenomoduline (Tnmd), fibromoduline (Fmod) en Mohawk (Mkx) - kunnen worden geüpreguleerd in reactie op belasting zonder overeenkomstige veranderingen in Scx expressie. Dit suggereert dat peesaanpassing onafhankelijk van Scx kan plaatsvinden en dat de primaire rol van Scx verband kan houden met vroege fibrilvorming in plaats van latere fibrilgroei. Mkx lijkt daarentegen bij te dragen aan de uitbreiding en rijping van fibrillen in reactie op mechanische stimulatie, wat zijn rol in structurele aanpassing van de pees ondersteunt.

Genezende volwassen pezen vertonen vaak kenmerken die lijken op ontwikkelingsweefsel, waaronder collageenfibrillen met een kleine diameter en verhoogde expressie van Scx. In tegenstelling tot de embryonale ontwikkeling slaagt de genezende matrix er echter vaak niet in om uit te rijpen tot georganiseerd, lastdragend weefsel. Eén verklaring is dat mechanische signalen mogelijk niet adequaat door de littekenmatrix worden doorgegeven, een fenomeen dat overeenkomt met stressafscherming (hieronder verder besproken). Verminderde mechanische signalering zou de activatie van mechanosensitieve paden zoals Mkx kunnen verminderen, waardoor de rijping van collageenfibrillen beperkt wordt en bijgedragen wordt aan de vorming van mechanisch inferieur littekenweefsel.

Compressie

Drukkrachten reguleren de differentiatie van peescellen en de samenstelling van de matrix. Gebieden die worden blootgesteld aan compressie, zoals de enthese en peespulleys, ontwikkelen vaak vezelkraakbeenachtige kenmerken die worden gekenmerkt door expressie van kraakbeenmarkers zoals Col2a1 en aggrecan. Tijdens de ontwikkeling brengen progenitors van pezen aanvankelijk Scx en Sox9 (een chondrogene transcriptiefactor) samen tot expressie voordat ze zich opsplitsen in peescellen die zich aanpassen aan spanning en fibrokraakbeencellen die zich aanpassen aan compressie. Experimenteel bewijs toont aan dat aanhoudende compressie de vorming van kraakbeenachtig weefsel in de pees kan induceren, terwijl trekbelasting de peesspecifieke genexpressie bevordert en chondrogene paden onderdrukt. In afwezigheid van Mkx kan trekspanning paradoxaal genoeg chondrogene genexpressie bevorderen, wat leidt tot ectopische vorming van vezelkraakbeen. Deze bevindingen geven aan dat peescellen een multipotent potentieel bezitten en dat mechanische belasting de differentiatie regelt via spannings- en compressiegevoelige transcriptieprogramma's.

Scheren

Glijmiddel en hyaluronzuur zijn belangrijke mediatoren van glijdende peesplaatjes en schuifweerstand. Hun biologische regulatie en respons op mechanische belasting zijn echter onvoldoende gekarakteriseerd, waardoor het begrip van hun rol in peespathologie en -adaptatie beperkt is.

Ruimtelijke indeling 

De organisatie van collageen is essentieel voor de functie van pezen en wordt sterk gereguleerd door mechanische spanning. Tijdens de ontwikkeling brengen trekkrachten cellen en collageenfibrillen op één lijn via gespecialiseerde structuren (fibripositors), waardoor de parallelle architectuur ontstaat die kenmerkend is voor gezonde pezen. Zelfs in acellulaire collageenmatrices kan trekspanning de uitlijning en dichtheid van de fibrillen verhogen en deze veranderingen kunnen aanhouden na ontlasting. De duurzaamheid van de remodellering hangt echter af van de crosslinking van de matrix, die het aanpassingsvermogen kan verminderen bij veroudering of metabolisch veranderde weefsels, zoals diabetes. Trekbelasting verhoogt ook de weerstand tegen collageendegradatie en activeert biochemische routes (waaronder Mkx) die de rijping van fibrillen ondersteunen. Tendonadaptatie weerspiegelt daarom de interactie tussen passieve mechanische afstemming en actieve cellulaire signalering in reactie op mechanische belastingeen proces dat structurele remodellering en functionele optimalisatie bepaalt.

Afwezige en afwijkende krachten spelen een rol bij degeneratie van pezen en banden 

Genezende pezen lijken vaak op onvolgroeid of embryonaal weefsel, met verhoogde expressie van Scx, meer fibrillogene collagenen (III, V, XI), collageenfibrillen met een kleine diameter, hoge cellulariteit, vascularisatie en de aanwezigheid van Scx+/Sox9+ progenitors. Deze kenmerken suggereren dat de beschadigde pees een ontwikkelingsprogramma reactiveert, maar er niet in slaagt om naar volledige mechanische rijping te gaan, waarschijnlijk als gevolg van veranderde mechanische signalering. Mechanische belasting is essentieel voor een goede regulatie van peesgenen: verlamming of ontlasting vermindert belangrijke mechanosensitieve transcriptiefactoren zoals Egr1 en verstoort TGF-β-gemedieerde Scx-signalering, wat het regeneratievermogen aantast. Trekbelasting bevordert peesspecifieke genexpressie terwijl kraakbeengenen worden onderdrukt, terwijl compressie of ontlasting de balans verschuift naar chondrogene of degeneratieve fenotypes. Hoewel collageen III vaak wordt geassocieerd met littekenweefsel, blijkt uit regeneratieve modellen dat de vroege upregulatie ervan deel uitmaakt van normaal herstel. Aanhoudende verhoging, vooral onder onbelaste omstandigheden, weerspiegelt een mislukte rijping in plaats van de oorzaak van degeneratie. Zelfs minimale mechanische belasting is voldoende om de genexpressie van de matrix te reguleren en mechanisch herstel te verbeteren, wat de extreme gevoeligheid van peescellen voor hun belastingsomgeving benadrukt. Samen suggereren deze bevindingen dat zowel afwezige als afwijkende mechanische krachten de normale progressie van een vroege reparatiematrix naar een volwassen, mechanisch competente pees verstoren.

Stress afscherming

Naarmate de tendinopathie vordert, kunnen degeneratieve peesgebieden symptomatisch worden en onderhevig zijn aan stressafscherming. Wanneer mechanische belasting wordt uitgeoefend, dragen stijvere en gezondere delen van de pees bij voorkeur de belasting, terwijl de meer buigzame degeneratieve gebieden onbelast blijven. Dit biomechanische fenomeen vermindert de mechanische stimulatie van het zieke weefsel verder en kan bijdragen aan uitval en verminderde remodellering. Omdat het degeneratieve deel weinig effectieve belasting ondervindt, is zijn vermogen tot peesaanpassing door middel van mechanische belasting verminderd.

Pezen vertonen visco-elastisch gedrag dat therapeutisch kan worden benut. Twee belangrijke eigenschappen zijn spanningsrelaxatie - de geleidelijke afname van de interne spanning tijdens een langdurige rek - en kruip, de tijdsafhankelijke vervorming van weefsel onder constante spanning. Deze eigenschappen suggereren dat gecontroleerde, aanhoudende belastingsstrategieën mechanische stimulatie van degeneratieve gebieden kunnen bevorderen ondanks spanningsafscherming.

Isometrische contracties kunnen een waardevolle belastingsmodaliteit vertegenwoordigen. Experimentele modellen hebben aangetoond dat isometrische belasting de expressie van tenogene genen kan verhogen. Langdurige isometrische contracties kunnen spanningsrelaxatie in gezondere peesgebieden veroorzaken terwijl kruip en mechanische rek in degeneratieve gebieden mogelijk zijn. Dit kan de overdracht van belasting naar het weefsel met littekens vergemakkelijken en mogelijk biologische en structurele aanpassing ondersteunen.

Questions and thoughts

Tam et al. (2025) stellen voor dat in tendinopathie, meegaand littekenweefsel parallel kan lopen met stijvere gezonde pezen en mechanisch "afgeschermd" wordt, wat betekent dat bij normale fysiologische belasting minder collageenvezels en cellen in het litteken trekspanning ervaren. Omdat belangrijke tenogene regulatoren gevoelig zijn voor belasting, kan onvoldoende overdracht van stress littekenrijping voorkomen en in plaats daarvan de persistentie van een onvolgroeid of fibrocartilage-achtig fenotype bevorderen. Voor de klinische praktijk ondersteunt dit model de redenering voor zorgvuldig gedoseerde mechanische belasting in plaats van langdurige ontlasting: er is aangetoond dat volledige stressdeprivatie de expressie van tenogene genen en mechanisch herstel schaadt. De auteurs suggereren verder dat langdurige belasting die visco-elastische kruip mogelijk maakt (bijv. isometrische contracties) kan helpen om spanning in het litteken over te brengen en tenogene paden te activeren, terwijl ongepaste of afwezige belasting degeneratie kan bestendigen. Het is echter belangrijk om te benadrukken dat, hoewel dit mechanobiologische raamwerk een plausibele verklaring biedt voor waarom gecontroleerde belasting gunstig zou kunnen zijn en waarom angst voor alle belasting misplaatst zou kunnen zijn, direct klinisch bewijs dat specifieke belastingsstrategieën stressafscherming bij mensen "overwinnen" in dit artikel nog niet is vastgesteld.

Isometrische belasting is een veelbelovende modaliteit voor peesrevalidatie, maar optimale trainingsparameters blijven onzeker. In deze casestudiewerd een gecombineerd isometrisch belastingsprogramma en voedingssupplementenprotocol toegepast op een atleet met chronische patellapeestendinopathie. De dieetstrategie bestond uit 15 g gelatine met 225 mg vitamine C die ongeveer een uur voor de training geconsumeerd werden om de collageensynthese te ondersteunen.

Het isometrische oefenprogramma richtte zich op peesbelasting in het middenbereik door middel van zowel open-keten (beenverlenging en leg press) als gesloten-keten (Spaanse squat) oefeningen. Isometrische houdingen werden aanvankelijk voorgeschreven voor 10 seconden en geleidelijk verhoogd met stappen van 5 seconden tot een maximum van 30 seconden. Het trainingsvolume varieerde van één tot drie sets van twee tot vier herhalingen, uitgevoerd met een intensiteit van meer dan 80% van het maximale aantal herhalingen (1 RM), dat maandelijks werd herberekend. Sessies duurden ongeveer 10 minuten, waarbij de duur van de fixatie werd gekozen op basis van aanwijzingen dat de spanning van de patellapees binnen 30 seconden na aanhoudende contractie met ongeveer 60% afneemt en daarna slechts marginaal.

Gedurende de interventie van 18 maanden werd een progressieve toename van de belasting en de duur van de fixatie geassocieerd met een verbetering van de kracht bij alle weerstandstaken (leg extension, leg press en Spanish squat holds). Magnetic resonance imaging (MRI) op baseline, 12 maanden en 18 maanden toonde een vermindering van de reactiviteit van de pees, een toename van de peesdiameter bij de mid-substantie en een afname van de dikte bij de proximale insertie, wat consistent is met structurele remodellering. De atleet meldde progressieve pijnvermindering en was pijnvrij bij de 18-maanden follow-up.

Deze observaties suggereren dat isometrische training, vooral in combinatie met voedingsstrategieën die de collageensynthese ondersteunen, peesadaptatie en symptoomverbetering kan bevorderen. Het bewijs hiervoor blijft echter beperkt tot experimentele studies en geïsoleerde casusverslagen. Grotere gecontroleerde onderzoeken zijn nodig om de werkzaamheid en optimale parameters van isometrische protocollen te bepalen. Daarnaast variëren de peeseigenschappen afhankelijk van de anatomische locatie, het doorsnedegebied en de mechanische omgeving, wat van invloed kan zijn op het visco-elastische gedrag en de juiste belastingsstrategieën. Zoals in deze review wordt benadrukt, is een succesvolle revalidatie waarschijnlijk afhankelijk van het bereiken van een goede balans tussen onderbelasting en overmatige belasting. mechanische belasting voor peesadaptatie te monitoren.

Talk nerdy to me

Hoewel narratieve reviews onderhevig zijn aan inherente vooroordelen zoals selectiebias, biedt deze review essentiële biologische context die fysiotherapeuten kan helpen om de peesstructuur en mechanobiologie beter te begrijpen bij de behandeling van tendinopathie. Kennis van genetische regulatie, transcriptionele paden, aminozuurdynamica en eiwitremodellering draagt bij aan een beter begrip van peesgenezing en -adaptatie, wat kan bijdragen aan revalidatiestrategieën. Het meeste mechanistische bewijs is echter afkomstig van diermodellen en directe extrapolatie naar de menselijke peespathologie blijft beperkt.

Hoewel er meer geavanceerde klinische onderzoeken nodig zijn om het bewijsmateriaal te versterken, zal het volgende artikel in deze serie gegevens onderzoeken van een onderzoek uit 2022 waarin een trainingsprotocol met hoge belasting wordt onderzocht dat gericht is op het vergroten van de doorsnede van de pezen en het verbeteren van pijn en functie bij patiënten met achillestendinopathie.

Boodschappen die je mee moet nemen

• Pezen zijn levende, adaptieve weefsels. Ze reageren op mechanische belasting via cellulaire signalering en matrix remodellering. Mechanische prikkels zorgen voor structurele aanpassing - pezen zijn geen inerte structuren.
• Biomechanische belasting is essentieel voor adaptatie. De juiste mechanische belasting bevordert de gezondheid en remodellering van pezen en ondersteunt functioneel herstel en structurele verbetering door middel van mechanische belasting op peesadaptatie.
• Spanningsafscherming beperkt aanpassing. Degeneratieve peesgebieden kunnen onbelast zijn wanneer gezonder weefsel het grootste deel van de mechanische belasting draagt. Dit vermindert effectieve mechanische stimulatie en kan herstel belemmeren.
• Revalidatie moet spanningsafscherming overwinnen. Belastingsstrategieën moeten erop gericht zijn mechanische krachten over te brengen op degeneratief weefsel en tegelijkertijd overmatige rek te vermijden. Visco-elastische eigenschappen (spanningsrelaxatie en kruip) bieden een biomechanische basis voor gecontroleerde, therapeutische belasting.
• Evenwichtige belasting is de sleutel. Pezen hebben voldoende mechanische stimulans nodig voor aanpassing, maar zijn kwetsbaar voor onderbelasting (waardoor uitputting voortduurt) en overbelasting (waardoor symptomen kunnen verergeren). Individuele, progressieve belasting is essentieel.
• Klinische implicaties voor fysiotherapie. Revalidatie moet zich richten op meetbare en progressieve belastingsstrategieën die mechanische stimulatie van ziek weefsel herstellen en het aanpassingsvermogen van pezen benutten.
• Volgende stappen. In het volgende artikel worden deze biomechanische principes vertaald naar klinische strategieën, met een overzicht van protocollen voor zware training en praktische benaderingen om peesadaptatie, pijnreductie en functioneel herstel bij tendinopathie te optimaliseren.

Deze bron van Physiotutors biedt aanvullende perspectieven op peesbiologie en mechanobiologie en biedt klinisch relevante inzichten in peesfunctie en -adaptatie.

Referentie

Tam KT, Baar K. Using load to improve tendon/ligament tissue engineering and develop novel treatments for tendinopathy. Matrix Biol. 2025 Feb;135:39-54. doi: 10.1016/j.matbio.2024.12.001. Epub 2024 Dec 5. PMID: 39645093.