o efeito do momento de adução do joelho no volume da cartilagem tibial e tamanho ósseo em mulheres saudáveis

resumo

objetivos. Há evidências consideráveis de que um momento adutor do joelho anormalmente alto é uma característica dos padrões de marcha em pessoas com osteoartrite do joelho (OA). O objetivo deste estudo foi examinar a relação entre o momento de pico de adução do joelho durante as fases de postura precoce e tardia da marcha, e o tamanho do osso tibial medial e lateral e o volume da cartilagem em mulheres saudáveis.

métodos. Análises tridimensionais da marcha Vicon e ressonância magnética (RM) foram realizadas em 20 mulheres saudáveis sem OA do joelho. O momento de adução do joelho externo foi correlacionado com o tamanho do osso tibial medial e lateral e o volume da cartilagem para a perna dominante.

resultados. O momento de adução do joelho correlacionou-se significativamente com o tamanho ósseo do platô tibial medial (r = 0,63, P < 0,005), mas não foi relacionado ao tamanho ósseo do platô lateral. Não foi observada relação entre o momento de adução do joelho e o volume medial ou lateral da cartilagem tibial.

conclusões. Embora o momento de adução do joelho estivesse positivamente associado ao tamanho ósseo do platô tibial medial, parecia ter pouco efeito sobre o volume da cartilagem naquele compartimento em mulheres saudáveis. Pode ser que o efeito do momento de adução do joelho difere em indivíduos saudáveis em comparação com aqueles com OA do joelho estabelecido.

embora o aumento da carga regional através da cartilagem articular seja considerado um fator importante na patogênese da osteoartrite do joelho (OA) , a relação entre fatores biomecânicos, volume da cartilagem e tamanho ósseo em articulações saudáveis e artríticas do joelho não é clara. Enquanto o aumento da carga mecânica causa adaptações no osso cortical e esponjoso , a associação entre carga e volume da cartilagem permanece especulativa.

o papel do momento de adução do joelho na OA está se tornando mais bem compreendido. O momento adutor do joelho é gerada pela combinação da força de reação do solo, que passa medial para o centro da articulação do joelho durante a marcha, e a distância perpendicular a esta força do centro da articulação . Este momento tende a aduzir a articulação tibiofemoral, causando um aumento na pressão do compartimento medial, e as pessoas com OA do joelho demonstraram momentos de adução do joelho de pico maior do que o normal em seus padrões de marcha. Além disso, pessoas com OA tibiofemoral estabelecida reduziram o volume da cartilagem tibiofemoral em comparação com indivíduos normais e demonstraram perder cartilagem articular significativa do joelho anualmente . No entanto, os determinantes da perda de cartilagem permanecem obscuros, embora os momentos de adução do joelho durante a marcha possam ajudar a explicar parte da variância no volume saudável e artrítico da cartilagem articular do joelho. Além disso, é possível que momentos excessivos de adução do joelho durante a marcha possam explicar em parte por que o platô tibial medial tem um tamanho ósseo maior do que o platô lateral.

embora o aumento dos momentos de adução do joelho e a diminuição dos volumes de cartilagem estejam associados à gravidade da OA do joelho , nenhum estudo anterior descreveu as relações entre o momento de adução do joelho e o volume da cartilagem tibial em articulações saudáveis ou artríticas do joelho. Para explorar as relações entre o momento de adução do joelho, o volume da cartilagem tibial e o tamanho ósseo em indivíduos normais, examinamos os padrões locomotores de 20 mulheres saudáveis.

métodos

sujeitos

vinte mulheres envolvidas em um estudo existente de envelhecimento saudável foram recrutadas através do Centro Jean Hailes (uma clínica de saúde da mulher) e publicidade na mídia local. O estudo foi aprovado pelos Comitês de Ética do Alfred Hospital, Caulfield Hospital e La Trobe University.

Os critérios de exclusão foram uma história de OA de joelho ou sintomas que requeiram tratamento médico, qualquer dor no joelho por mais de 1 dia no mês anterior ao teste, evidências radiográficas de OA, artrite inflamatória, planejado ou anterior artroplastia do joelho, malignidade, fratura nos últimos 10 anos, contra-indicação para MRI (e.g. pacemaker, aneurisma cerebral clipe, implante coclear, a presença de estilhaços em locais estratégicos, de metal no olho e claustrofobia), incapacidade de caminhada de 15 m, sem a utilização de dispositivos de assistência, e hemiparesia.

aparelho e procedimento

as análises de marcha foram realizadas no laboratório de marcha do centro de pesquisa musculoesquelética, La Trobe University, Austrália. Um sistema de análise de movimento Vicon de seis câmeras (Oxford Metrics Ltd, Oxford, Reino Unido) foi usado para capturar dados cinemáticos tridimensionais durante quatro ensaios de caminhada na perna dominante. A perna de chute preferida de cada sujeito foi nomeada como sua perna dominante. As forças de reação do solo foram medidas por uma plataforma de força Kistler 9281 (Kistler Instruments, Winterthur, Suíça). As análises dinâmicas inversas foram realizadas usando ‘PlugInGait’ (Oxford Metrics, Oxford, UK), que se baseia em um modelo proposto anteriormente , para obter momentos articulares calculados sobre um sistema de eixo ortogonal localizado no segmento distal de uma articulação. A distância Inter-ASIS (coluna ilíaca anterior superior) foi medida usando um paquímetro, fazendo com que as coordenadas medial–lateral e proximal–distal do centro da articulação do quadril fossem determinadas pelo método descrito anteriormente . A medida ASIS para maior trocanter proporcionou a coordenação anterior-posterior da articulação do quadril. Um dispositivo de alinhamento do joelho (KAD) foi usado para calcular os eixos da articulação do joelho e a torção tibial foi medida a partir do exame clínico. O plano coronal da coxa foi definido como o plano contendo o centro da articulação do quadril, o marcador do joelho e o marcador lateral do KAD. O plano coronal da haste continha o centro da articulação do joelho e o marcador lateral do maléolo. O ângulo formado pelos eixos da articulação do joelho e tornozelo mediu a torção tibial.

os indivíduos preencheram um questionário que incluía Dados Demográficos e atividade física, conforme descrito anteriormente . O índice de Massa Corporal (IMC) (peso/altura2 em kg/m2) foi calculado medindo o peso até os 0,1 kg mais próximos (Sapatos e roupas volumosas removidas) usando um único par de balanças eletrônicas e medindo a altura até os 0,1 cm mais próximos (sapatos removidos) usando um estadiômetro.

a RM foi realizada no joelho dominante de cada indivíduo. O volume da cartilagem do joelho foi determinado pelo processamento de imagem em uma estação de trabalho independente usando o software Osiris (Universidade de Genebra), conforme descrito anteriormente . Os joelhos foram fotografados no plano sagital no mesmo 1.Unidade de ressonância magnética de corpo inteiro 5-T (Signa Advantage HiSpeed GE Medical Systems Milwaukee, WI) usando uma bobina de extremidade comercial somente para recepção. Os tamanhos do osso do platô tibial medial e lateral (área de superfície) foram determinados criando um volume isotrópico a partir das imagens de entrada reformatadas no plano axial e o tamanho do osso do platô foi medido diretamente a partir dessas imagens, conforme descrito anteriormente . Os coeficientes de variação para o tamanho do platô tibial medial e lateral foram de 2,3 e 2.4%, respectivamente, e os coeficientes de variação para a medida das medidas de volume da cartilagem medial e lateral foram de 3,2 e 2,7%, respectivamente.

análise estatística

as correlações de Pearson foram usadas para examinar a relação entre o momento de pico de adução do joelho durante a postura precoce e tardia, o tamanho do osso tibial medial e lateral e o volume da cartilagem. Antes de cálculo de um coeficiente, os gráficos de dispersão das associações foram inspecionados por características que impedem a interpretação, tais como a não-normalidade das duas variáveis, não-linearidade da associação e observações aberrantes. Todas as análises foram realizadas para a perna dominante, Uma vez que a combinação da perna direita e esquerda não reconhece a independência entre os joelhos e o potencial de alinhamento assimétrico dos Membros inferiores. Ao selecionar a perna dominante, tentamos controlar variáveis que podem ser específicas da articulação em vez de específicas do assunto. Os resultados em que houve valores de P inferiores a 0,05 (bicaudal) foram considerados estatisticamente significativos. Todas as análises foram realizadas utilizando SPSS (versão 11.0.1, SPSS, Cary, NC).

resultados

a média de idade das 20 mulheres participantes foi de 61,0 ± 5,3 anos. O IMC médio foi de 25,3 ± 4,2 kg / m2. O nível médio de atividade física atual foi de 7,7 ± 2,4 (em uma escala de 0-12, onde 0 não representou atividade física). As magnitudes médias e desvios-padrão para os momentos de adução do joelho, tamanhos ósseos e volumes de cartilagem são apresentados na Tabela 1.

momento de adução do joelho e tamanho do osso tibial

o momento de adução do Pico do joelho durante a postura tardia foi significativamente associado ao tamanho do osso tibial medial (r = 0,63, P = 0,004). Essa relação permaneceu significativa após ajustes post-hoc de Bonferonni (α = 0,006). Não foi observada correlação significativa entre o momento de adução do joelho durante a postura tardia e o tamanho do osso tibial lateral. O momento de pico de adução durante a postura inicial não foi significativamente associado ao tamanho do osso tibial medial ou lateral. O ajuste para idade, IMC e atividade física não alterou os resultados apresentados na Tabela 2.

momento de adução do joelho e volume da cartilagem tibial

não foram observadas correlações significativas entre o momento de adução do pico que ocorre durante a postura precoce ou tardia e o volume da cartilagem tibial medial ou lateral antes e após o ajuste para idade, IMC e atividade física. Esses resultados são apresentados na Tabela 2.

discussão

até onde sabemos, este é o primeiro estudo que descreve a relação entre o momento de adução do joelho, o tamanho do osso tibial e o volume da cartilagem em mulheres saudáveis. Embora o momento de adução do joelho forneça uma contribuição importante para 70% da carga total da articulação do joelho que passa pelo compartimento tibiofemoral medial durante a caminhada , esses resultados sugerem que o momento influencia o tamanho ósseo em maior extensão do que o volume da cartilagem em joelhos saudáveis.

o momento máximo de adução do joelho durante a postura tardia foi correlacionado com o tamanho do osso do platô tibial medial, mas não com o platô lateral. Quanto maior a magnitude do momento de adução do joelho em indivíduos normais, maior o tamanho do osso do platô tibial medial. Isso fundamenta a influência do momento de adução do joelho na carga articular medial e fornece evidências que sustentam o papel que a carga mecânica desempenha na regulação do novo crescimento ósseo . Embora uma relação entre o momento de adução do joelho e o tamanho do osso do platô tibial medial fosse aparente durante a postura tardia, isso não foi observado durante a postura inicial. Pode ser que a atividade interna dos tecidos moles proporcionada por estruturas como ligamentos e músculos ajude a restringir melhor a força compressiva imposta ao compartimento tibiofemoral medial pelo momento de adução durante a postura inicial, em comparação com a postura tardia. Além disso, pode ser que o aumento da carga experimentada pelo Membro de suporte durante a postura tardia mediasse a associação entre o momento de adução do joelho e o tamanho do osso medial. Mais trabalho é necessário para fundamentar a complexa interação espacial e temporal envolvendo o momento de adução do joelho durante a caminhada .

até onde sabemos, apenas dois outros estudos examinaram a influência do momento de adução do joelho na adaptação óssea no joelho. Estes mostraram que o momento de adução do joelho foi o melhor preditor único da razão medial para lateral do conteúdo mineral ósseo proximal em indivíduos normais e artríticos . Embora o momento de adução do joelho pareça ser um fator importante que regula o tamanho ósseo e o conteúdo mineral em indivíduos saudáveis e artríticos, se a relação do momento de adução com alterações ósseas na tíbia proximal influencia o risco de desenvolver OA precisa ser examinada por estudos longitudinais.

nenhuma relação foi observada entre o momento de adução do joelho e o volume da cartilagem tibial medial ou lateral. Nenhum estudo anterior examinou a relação entre o momento de adução e o volume da cartilagem em indivíduos saudáveis ou artríticos. Estudos anteriores que examinaram pessoas com OA do joelho mostraram que um momento de adução maior estava associado a um maior estreitamento do espaço articular medial . No entanto, como o espaço articular do joelho consiste em outras estruturas, como meniscos, o estreitamento do espaço articular nem sempre é um indicador válido do volume da cartilagem articular . Há, no entanto, evidências emergentes de que o volume da cartilagem será uma medida útil em estudos da patogênese da OA . Um estudo recente que examinou indivíduos com OA radiográfica precoce demonstrou que o estreitamento do espaço articular medial estava associado a reduções substanciais no volume da cartilagem nos compartimentos tibial e lateral medial e da patela . Além disso, a osteofitose foi associada a aumentos substanciais na área da superfície da articulação tibial lateral e medial, mas não com uma alteração no volume da cartilagem . Isso pode inferir que as alterações na morfologia da cartilagem e do osso no início da OA são independentes umas das outras. Dado que este estudo demonstrou que o momento de adução do joelho estava associado a uma mudança no tamanho do osso do platô tibial medial em pessoas saudáveis, pode ser que o tamanho do osso desempenhe um papel no início da doença, enquanto alterações no volume da cartilagem podem mediar a progressão da doença. É necessário mais trabalho para elucidar a resposta da cartilagem e do osso à carga mecânica antes e após o início da doença.

os achados deste estudo são limitados pelo tamanho da amostra relativamente pequeno, embora tenhamos poder suficiente para mostrar o efeito do momento adutor no tamanho ósseo. No entanto, nossos resultados sugerem que o efeito sobre a cartilagem, se houver, é significativamente menor do que o efeito sobre o osso. A extensão em que essas descobertas generalizam para os homens exigirá uma investigação mais aprofundada.

embora este estudo tenha demonstrado uma associação positiva entre o momento de adução do joelho e o tamanho do platô tibial medial em mulheres saudáveis, nenhuma relação entre o momento de adução e o volume da cartilagem medial foi aparente. Pode ser que o momento adutor do joelho tenha um efeito diferente na cartilagem articular em indivíduos saudáveis em comparação com aqueles com OA do joelho estabelecido. É necessário mais trabalho para elucidar a resposta típica da cartilagem à carga mecânica e examinar se as alterações no tamanho ósseo são anteriores ao início da doença.

os autores não declararam conflitos de interesse.

gostaríamos de reconhecer a Fundação Colonial, A Fundação Shepherd, a CCRE (terapêutica) e o centro de pesquisa musculoesquelética La Trobe University for support. Somos gratos a T. Bach, J. Wittwer, D. Chen, K. Webster e J. Hankin por sua valiosa assistência em gerenciamento de projetos. Também estamos muito gratos aos sujeitos que deram tão livremente de seu tempo para participar da investigação.

Autor observa

Departamento de Epidemiologia e Medicina Preventiva da Universidade de Monash, Alfred Hospital, Prahran, Victoria, 3181, 1La Trobe University, Victoria, 3086 e 2Jean Hailes Fundação, Clayton, Victoria, Austrália.