Uvod

Kljub napredku v razumevanju patogeneze tendinopatije so rezultati po tradicionalnih konzervativnih in medicinskih posegih še vedno nedosledni, pri številnih bolnikih pa se pojavljajo trajne bolečine in funkcionalne omejitve. Splošno citirani model kontinuuma, ki ga je predlagala Jill Cook, predvideva, da je degenerativni del kite strukturno nepovraten. Vendar pa novi strukturni in mehanobiološki dokazi izpodbijajo to domnevo in kažejo, da lahko tkivo tetive ohrani večjo sposobnost prilagajanja in preoblikovanja, kot se je doslej mislilo.

Ta pregled raziskuje vpliv mehanske obremenitve na prilagajanje tetiv in biološke mehanizme, na katerih temelji degeneracija, s posebnim poudarkom na celični signalizaciji, preoblikovanju matriksa in mehanotransdukcijskih poteh. Z vključevanjem najnovejših eksperimentalnih ugotovitev želi zagotoviti biološko utemeljen okvir za predpisovanje vadbe pri zdravljenju tendinopatije. Ta teoretična sinteza služi kot podlaga za prihodnji pregled, v katerem bodo preučene strategije vadbe z visoko obremenitvijo in predstavljen nov protokol obremenitve pri tendinopatiji za klinično uporabo.

Metode

Ta opisni pregled sintetizira ugotovitve iz več eksperimentalnih študij, ki so bile večinoma izvedene na živalskih modelih.

Rezultati

Biološke osnove zgradbe tetive

Kolagen tipa I (COL1/Col1a1) je glavna strukturna beljakovina tkiva tetiv in vezi, ki zagotavlja natezno trdnost. Po poškodbi se sinteza kolagena poveča, vendar je odlaganje matriksa v proliferacijski fazi pogosto neorganizirano. Medtem ko so v zdravih kitah kolagenske fibrile poravnane vzporedno z mehanskimi silami, patološke kite vsebujejo manjše, manj zamrežene in neorganizirane fibrile. Čeprav kolagen tipa I zagotavlja večjo mehansko odpornost v primerjavi s kolagenom tipa III, celjenje kit pogosto vsebuje večji delež kolagena tipa III. Med preoblikovanjem tkiv so hkrati aktivni encimi matriks metaloproteinaze (MMP), ki so odgovorni za razgradnjo kolagena.

Poškodovane kite odraslih običajno postanejo zelo celične in razvijejo dezorganiziran kolagenski matriks, za katerega so značilne fibrile majhnega premera, kar povzroči degenerativni fenotip tkiva.

Regeneracija tkiv in razvojna rekapitulacija

Kot odgovor na poškodbo se ponovno izražajo geni, ki so običajno aktivni med embrionalnim razvojem. Populacije matičnih in proliferacijskih celic se širijo in diferencirajo v specializirana tkiva, vendar se odrasle kite na splošno ne regenerirajo v celoti in pogosto pustijo preostali degenerativni matriks. Nasprotno pa so modeli novorojenčkov bolj sposobni funkcionalne obnove, pri čemer je organizacija tkiva podobna razvojnim procesom. Te ugotovitve kažejo, da je regenerativna sposobnost morda odvisna od sposobnosti ponovnega povzemanja razvojnih programov, kar je značilnost, ki se pri mlajših organizmih in nekaterih eksperimentalnih modelih zdi močnejša kot pri celjenju tetiv odraslih ljudi.

Lastnosti materialov odražajo mehanske zahteve

Tetive lahko glede na njihovo mehansko funkcijo razvrstimo kot strukture za shranjevanje energije ali pozicijske strukture. Tetive, ki shranjujejo energijo, kot je Ahilova tetiva, absorbirajo in vračajo mehansko energijo za povečanje gibalne učinkovitosti. Položajne kite, kot je na primer sprednja tetiva golenice, predvsem postavljajo sklepe in olajšujejo gibe, kot je odstranjevanje stopala med hojo. Te funkcionalne razlike se odražajo v strukturnih lastnostih: kite, ki shranjujejo energijo, imajo običajno večjo površino prečnega prereza, kar nadomesti manjšo togost materiala, ki omogoča elastično shranjevanje energije. Tudi kite znotraj iste kinetične verige imajo lahko različne mehanske značilnosti. Na primer, tetiva kvadricepsa in patelarna tetiva delujeta zaporedno, vendar imata različne lastnosti togosti, pri čemer je tetiva kvadricepsa približno dvakrat manj toga. Ta razlika verjetno odraža njuno mehansko okolje - vstavitev kost-kost za patelarno tetivo in pritrditev mišice na kost za tetivo kvadricepsa - ki nalaga različne vzorce obremenitve in zato vpliva na mehansko obremenitev. mehanske obremenitve na prilagoditev tetive in zahteve glede materiala.

Kompresija

Stisljive sile pogosto delujejo na kite, zlasti tam, kjer se ovijajo okoli kostnih ali retinakularnih struktur. Eksperimentalne študije na živalskih modelih kažejo, da odstranitev kompresijske obremenitve zmanjša togost kite in spremeni strukturno prilagoditev, kar kaže na to, da se kite, ki so izpostavljene kompresiji, preoblikujejo, da bi se prilagodile temu mehanskemu okolju. Pri ljudeh imajo stisnjena področja tetiv pogosto fibrokartilaginozne značilnosti, bogate s kolagenom tipa II, ki so specializirane za odpornost na tlačne sile.

Shear

Strižne sile nastanejo zaradi relativnega drsenja med kitami, ligamenti, mišicami in sosednjimi tkivi. V Ahilovih tetivah diferencialno drsenje med fascijami olajša prenos sile, vendar se lahko s starostjo zmanjša, kar lahko prispeva k zmanjšanemu obsegu gibanja in slabši porazdelitvi sile. Zmanjšanje drsne zmogljivosti lahko delno pojasni pogostejšo pojavnost pretrganja Ahilove tetive pri starejših osebah. Podobno kot pri kompresijskem prilagajanju lahko zmanjšana mehanska obremenitev prispeva k degenerativnim spremembam, povečanemu tveganju za poškodbe in desadaptaciji. 

Posebne sile poganjajo posebne molekularne programe

Na usodo celic in sestavo tkiva mehansko okolje močno vpliva prek mehanotransdukcijskih poti, kar poudarja pomen mehanske obremenitve na prilagajanje tetive. Mehanske sile sprožijo biološke in presnovne prilagoditve, ki uravnavajo strukturo in delovanje tkiva, čeprav posebne poti, ki urejajo celjenje tetive, še vedno niso povsem znane. V naslednjih razdelkih so obravnavani biomehanski učinki različnih načinov obremenitve na prilagoditev in obnovo tetive.

Napetost

Manipulacija z mehanskim okoljem, vključno z mehansko obremenitvijo, je osrednjega pomena za preoblikovanje tetive in funkcionalno prilagoditev. Natezna obremenitev spodbuja preoblikovanje tkiva, vendar je ravnovesje med koristnimi in potencialno škodljivimi obremenitvami še vedno ključnega pomena. Boljše biomehansko razumevanje strategij obremenjevanja je zato bistveno za optimizacijo rehabilitacije in prilagajanja tetiv.

Scleraxis (Scx) je ključni transkripcijski dejavnik, ki sodeluje pri razvoju tetive in regulaciji kolagena. Med embriogenezo Scx spodbuja sintezo kolagena tipa I (COL1) z vezavo na regulatorne regije gena Col1a1. Na njegovo izražanje vplivata mišična aktivnost in mehanska obremenitev. Vendar se zdi, da je v odraslih tetivah Scx manj pomemben za prilagoditveno rast. Več tenogenih genov - vključno s Col1a1, tenomodulinom (Tnmd), fibromodulinom (Fmod) in Mohawk (Mkx) - se lahko poveča kot odgovor na obremenitev brez ustreznih sprememb v izražanju Scx. To nakazuje, da se prilagajanje tetive lahko zgodi neodvisno od Scx in da je njegova glavna vloga morda povezana z zgodnjim nastajanjem fibril in ne z njihovo kasnejšo rastjo. Nasprotno pa se zdi, da Mkx prispeva k povečanju in zorenju vlaken kot odzivu na mehansko stimulacijo, kar potrjuje njegovo vlogo pri strukturnem prilagajanju tetive.

Ozdravljene odrasle kite imajo pogosto značilnosti, ki spominjajo na razvojno tkivo, vključno s kolagenskimi fibrilami majhnega premera in povečanim izražanjem Scx. Vendar za razliko od embrionalnega razvoja matriks pri celjenju pogosto ne dozori v organizirano, nosilno tkivo. Ena od razlag je, da se mehanski signali morda ne prenašajo ustrezno skozi brazgotinjen matriks, kar je pojav, ki je skladen s ščitenjem pred stresom (podrobneje opisano v nadaljevanju). Oslabljena mehanska signalizacija bi lahko zmanjšala aktivacijo mehansko občutljivih poti, kot je Mkx, omejila zorenje kolagenskih vlaken in prispevala k nastanku mehansko slabšega brazgotinskega tkiva.

Kompresija

Kompresijske sile uravnavajo diferenciacijo celic tetive in sestavo matriksa. Na območjih, ki so podvržena kompresiji, kot sta enteza in tetivne jermenice, se običajno razvijejo fibrokartilažne značilnosti, za katere je značilno izražanje označevalcev hrustanca, vključno s Col2a1 in agrekanom. Razvojno progenitorji tetive sprva izražajo Scx in Sox9 (hondrogeni transkripcijski dejavnik), preden se razdelijo v celice tetive, prilagojene na napetost, in celice fibrokartilaža, prilagojene na kompresijo. Eksperimentalni dokazi kažejo, da lahko dolgotrajna kompresija povzroči nastanek hrustancu podobnega tkiva v tetivi, medtem ko natezna obremenitev spodbuja izražanje genov, specifičnih za tetivo, in zavira hondrogene poti. V odsotnosti Mkx lahko natezna obremenitev paradoksalno spodbuja izražanje hondrogenih genov, kar vodi v ektopično tvorbo fibrokartilaža. Te ugotovitve kažejo, da imajo tetivne celice multipotentni potencial in da mehanska obremenitev uravnava diferenciacijo prek transkripcijskih programov, občutljivih na napetost in kompresijo.

Striženje

Lubrikin in hialuronska kislina sta pomembna mediatorja drsenja vezice kite in strižne odpornosti. Njihova biološka regulacija in odziv na mehansko obremenitev pa sta še vedno nezadostno opredeljena, kar omejuje razumevanje njihove vloge v patologiji in adaptaciji tetive.

Prostorska ureditev 

Organizacija kolagena je bistvenega pomena za delovanje tetive in je močno regulirana z mehansko napetostjo. Med razvojem natezne sile uskladijo celice in kolagenske fibrile prek specializiranih struktur (fibripozitorjev) in tako ustvarijo vzporedno arhitekturo, ki je značilna za zdrave kite. Tudi v acelularnih kolagenskih matricah lahko natezna obremenitev poveča poravnavo in gostoto fibril, te spremembe pa lahko ostanejo tudi po razbremenitvi. Vendar je trajnost remodelacije odvisna od zamreženja matriksa, ki lahko zmanjša prilagodljivost pri staranju ali presnovno spremenjenih tkivih, kot je sladkorna bolezen. Natezna obremenitev poveča tudi odpornost proti razgradnji kolagena in aktivira biokemične poti (vključno z Mkx), ki podpirajo zorenje fibril. Prilagoditev tetive torej odraža interakcijo pasivne mehanske poravnave in aktivne celične signalizacije kot odziv na mehansko obremenitev, ki uravnava strukturno preoblikovanje in funkcionalno optimizacijo.

Odsotne in aberantne sile imajo vlogo pri degeneraciji tetiv in vezi 

Ozdravljene kite pogosto spominjajo na nezrelo ali embrionalno tkivo, saj imajo povišano izražanje Scx, povečano količino fibrilogenih kolagenov (III, V, XI), kolagenske fibrile majhnega premera, visoko celičnost, vaskularizacijo in prisotnost Scx+/Sox9+ progenitorjev. Te značilnosti kažejo, da poškodovana tetiva reaktivira razvojni program, vendar ne napreduje do popolne mehanske zrelosti, verjetno zaradi spremenjene mehanske signalizacije. Mehanska obremenitev je bistvenega pomena za pravilno regulacijo genov tetive: paraliza ali razbremenitev zmanjšuje ključne mehansko občutljive transkripcijske dejavnike, kot je Egr1, in moti signalizacijo Scx, ki jo posreduje TGF-β, kar poslabša regenerativno sposobnost. Natezna obremenitev spodbuja izražanje genov, značilnih za kite, medtem ko zavira izraženost genov hrustanca, medtem ko kompresija ali razbremenitev spremeni ravnovesje v smeri hondrogenega ali degenerativnega fenotipa. Čeprav je kolagen III običajno povezan z brazgotinskim tkivom, dokazi iz regenerativnih modelov kažejo, da je njegova zgodnja regulacija del normalne obnove. Trajen padec, zlasti v pogojih neobremenitve, odraža neuspešno zorenje in ne povzroča degeneracije. Že minimalna mehanska obremenitev zadostuje za uravnavanje izražanja genov matriksa in izboljšanje mehanskega okrevanja, kar kaže na izjemno občutljivost celic tetive na okolje obremenitve. Te ugotovitve skupaj kažejo, da tako odsotnost kot aberantne mehanske sile motijo normalno napredovanje od zgodnje obnovitvene matrice k zreli, mehansko kompetentni tetivi.

Zaščita pred stresom

Z napredovanjem tendinopatije lahko degenerativni deli tetiv postanejo simptomatski in podvrženi zaščiti pred obremenitvijo. Ob mehanski obremenitvi togi in zdravi deli tetive prednostno prenašajo obremenitev, medtem ko so bolj podajni degenerativni deli neobremenjeni. Ta biomehanski pojav dodatno zmanjša mehansko stimulacijo obolelega tkiva ter lahko prispeva k neuporabi in oslabljeni remodelaciji. Ker degenerativni del prejema malo učinkovite obremenitve, je njegova sposobnost prilagajanja tetive z mehansko mehanske obremenitve je zmanjšana.

Tetive imajo viskoelastično obnašanje, ki ga je mogoče terapevtsko izkoristiti. Dve ključni lastnosti sta sprostitev napetosti - postopno zmanjšanje notranje napetosti med dolgotrajnim raztezanjem - in lezenje, časovno odvisna deformacija tkiva pod stalno obremenitvijo. Te lastnosti kažejo, da lahko nadzorovane strategije dolgotrajne obremenitve spodbujajo mehansko stimulacijo degenerativnih regij kljub zaščiti pred napetostjo.

Izometrične kontrakcije lahko predstavljajo dragocen način obremenjevanja. Eksperimentalni modeli so pokazali, da lahko izometrična obremenitev poveča izražanje tenogenih genov. Dolgotrajne izometrične kontrakcije lahko povzročijo sprostitev napetosti v bolj zdravih delih tetive, medtem ko dopuščajo plazenje in mehansko deformacijo v degenerativnih delih. To bi lahko olajšalo prenos obremenitve na brazgotinjeno tkivo in potencialno podprlo biološko in strukturno prilagoditev.

Vprašanja in razmišljanja

Tam et al. (2025) predlagajo, da je pri tendinopatiji lahko prožno brazgotinsko tkivo vzporedno s tršo zdravo tetivo in postane mehansko "zaščiteno pred napetostjo", kar pomeni, da pri običajnih fizioloških ravneh napetosti manj kolagenskih vlaken in rezidenčnih celic v brazgotini dejansko doživlja natezno napetost. Ker so ključni tenogeni regulatorji občutljivi na obremenitev, lahko nezadosten prenos stresa prepreči zorenje brazgotine in namesto tega spodbuja vztrajanje nezrelega ali fibrokartikuli podobnega fenotipa. Za klinično prakso ta model podpira utemeljitev skrbno odmerjene mehanske obremenitve namesto dolgotrajne razbremenitve: izkazalo se je, da popolno odvzemanje stresa poslabša izražanje tenogenih genov in mehansko okrevanje. Avtorji nadalje predlagajo, da lahko trajna obremenitev, ki omogoča viskoelastično plazenje (npr. izometrične kontrakcije), pripomore k prenosu napetosti v brazgotino in aktivaciji tenogenih poti, medtem ko lahko neustrezna ali odsotna obremenitev ohranja degeneracijo. Vendar je pomembno poudariti, da čeprav ta mehanobiološki okvir zagotavlja verodostojno razlago, zakaj bi lahko bila nadzorovana obremenitev koristna in zakaj je strah pred vsako obremenitvijo lahko neupravičen, v tem dokumentu še ni neposrednih kliničnih dokazov, da posebne strategije obremenitve "premagujejo" zaščito pred stresom pri ljudeh.

Izometrična obremenitev je obetaven način rehabilitacije tetiv, vendar so optimalni parametri treninga še vedno negotovi. V tej študiji primeraje bil pri športniku s kronično patelarno tendinopatijo uporabljen kombinirani program izometrične obremenitve in protokol prehranskih dodatkov. Prehranska strategija je vključevala 15 g želatine z 225 mg vitamina C, zaužite približno eno uro pred treningom, s ciljem podpreti sintezo kolagena.

Program izometričnih vaj je bil usmerjen v obremenitev tetive srednjega obsega z vajami odprte (iztegovanje nog in iztiskanje nog) in zaprte verige (španski počep). Izometrični prijemi so bili sprva predpisani za 10 sekund, nato pa so se postopoma podaljševali za 5 sekund do največ 30 sekund. Obseg treninga je bil od ene do treh serij z dvema do štirimi ponovitvami, ki so se izvajale z intenzivnostjo, ki je presegala 80 % največje možne ponovitve (1 RM), ki se je preračunavala mesečno. Seanse so trajale približno 10 minut, pri čemer je bilo trajanje zadržanja izbrano na podlagi dokazov, ki kažejo, da se napetost kolčne tetive zmanjša za približno 60 % v 30 sekundah trajne kontrakcije in le malo pozneje.

Med 18-mesečnim posegom je bilo postopno povečevanje obremenitve in trajanja zadržanja povezano z izboljšanjem moči pri vseh nalogah z uporom (iztegovanje nog, iztiskanje nog in zadržanje v španskem počepu). Slikanje z magnetno resonanco (MRI) na začetku, 12 mesecev in 18 mesecev je pokazalo zmanjšanje reaktivnosti tetive, povečanje premera tetive v sredini podlage in zmanjšanje debeline na proksimalnem vstavku, kar je skladno s strukturno preobrazbo. Športnik je poročal o postopnem zmanjševanju bolečin in je bil po 18 mesecih brez bolečin.

Ta opažanja kažejo, da lahko izometrična vadba, zlasti v kombinaciji s prehranskimi strategijami, ki podpirajo sintezo kolagena, spodbuja prilagajanje tetiv in izboljšanje simptomov. Vendar so dokazi še vedno omejeni na eksperimentalne študije in posamezna poročila o primerih. Za določitev učinkovitosti in optimalnih parametrov izometričnih protokolov so potrebne večje nadzorovane raziskave. Poleg tega se lastnosti tetiv razlikujejo glede na anatomsko lokacijo, prečni prerez in mehansko okolje, kar lahko vpliva na viskoelastično obnašanje in ustrezne strategije obremenjevanja. Kot je poudarjeno v tem pregledu, je uspešna rehabilitacija verjetno odvisna od doseganja ustreznega ravnovesja med premajhno in prekomerno obremenitvijo, kar poudarja potrebo po zanesljivih kliničnih orodjih za spremljanje mehanske obremenitve za prilagajanje tetiv.

Pogovori se z mano

Čeprav so narativni pregledi podvrženi značilnim pristranskostim, kot je selekcijska pristranskost, ta pregled zagotavlja bistven biološki kontekst, ki lahko fizioterapevtom pomaga bolje razumeti strukturo kite in mehanobiologijo pri zdravljenju tendinopatije. Poznavanje genetske regulacije, transkripcijskih poti, dinamike aminokislin in preoblikovanja beljakovin prispeva k boljšemu razumevanju celjenja in prilagajanja kit, kar lahko prispeva k strategijam rehabilitacije. Vendar večina mehanističnih dokazov izhaja iz živalskih modelov, neposredna ekstrapolacija na patologijo človeških tetiv pa je še vedno omejena.

Medtem ko so za okrepitev dokazne podlage potrebne naprednejše klinične raziskave, bodo v naslednjem članku v tej seriji obravnavani podatki iz študije iz leta 2022, v kateri so preučevali protokol vadbe z visoko obremenitvijo, namenjen povečanju prečnega prereza tetive ter izboljšanju bolečin in funkcije pri bolnikih z ahilovo tendinopatijo.

Izhodiščna sporočila

• Tetive so živa, prilagodljiva tkiva. Na mehansko obremenitev se odzivajo s celično signalizacijo in preoblikovanjem matriksa. Mehanski dražljaji spodbujajo strukturno prilagajanje - kite niso inertne strukture.
• Biomehanska obremenitev je bistvena za prilagoditev. Ustrezna mehanska obremenitev spodbuja zdravje in preoblikovanje tetiv ter podpira funkcionalno okrevanje in strukturno izboljšanje z mehanske obremenitve na prilagoditev tetive.
• Zaščita pred obremenitvijo omejuje prilagajanje. Degenerativna področja tetiv so lahko razbremenjena, ko bolj zdravo tkivo nosi večino mehanske obremenitve. To zmanjšuje učinkovito mehansko stimulacijo in lahko ovira okrevanje.
• Rehabilitacija mora premagati zaščito pred obremenitvami. Cilj strategij obremenjevanja mora biti prenos mehanskih sil na degenerativno tkivo, pri čemer se je treba izogibati prevelikim obremenitvam. Viskoelastične lastnosti (relaksacija napetosti in lezenje) so biomehanska podlaga za nadzorovano terapevtsko obremenitev.
• Ključna je uravnotežena obremenitev. Tetive potrebujejo dovolj mehanskih dražljajev za prilagoditev, vendar so občutljive na premajhno obremenitev (ki utrjuje neuporabo) in preobremenitev (ki lahko poslabša simptome). Individualna, progresivna obremenitev je bistvenega pomena.
• Klinične posledice za fizioterapijo. Rehabilitacija se mora osredotočiti na merljive in progresivne strategije obremenjevanja, ki obolelemu tkivu povrnejo mehansko stimulacijo in izkoristijo prilagodljivost tetiv.
• Naslednji koraki. Prihodnji članek bo ta biomehanska načela prenesel v klinične strategije, pregledal protokole vadbe z visoko obremenitvijo in praktične pristope za optimizacijo prilagajanja tetiv, zmanjšanje bolečin in funkcionalno okrevanje pri tendinopatiji.

To gradivo Physiotutors ponuja dodatne poglede na biologijo in mehanobiologijo kite ter klinično relevanten vpogled v delovanje in prilagajanje kite.

Referenca

Tam KT, Baar K. Using load to improve tendon/ligament tissue engineering and develop novel treatments for tendinopathy (Uporaba obremenitve za izboljšanje tkivnega inženiringa tetiv/veziva in razvoj novih načinov zdravljenja tendinopatije). Matrix Biol. 2025 Feb;135:39-54. doi: 10.1016/j.matbio.2024.12.001. Epub 2024 Dec 5. PMID: 39645093.