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Muscular forces affect the glycosaminoglycan content of joint cartilage

Ganse, Bergita und Zange, Jochen und Weber, Tobias und Pohle-Fröhlich, Regina und Johannes, Bernd und Hackenbroch, Matthias und Rittweger, Jörn und Eysel, Peer und Koy, Timmo (2015) Muscular forces affect the glycosaminoglycan content of joint cartilage. Acta Orthopaedica, 86 (3), Seiten 388-392. Nordic Orthopaedic Federation. doi: 10.3109/17453674.2014.989382. ISSN 1745-3674.

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Kurzfassung

BACKGROUND AND PURPOSE: Unloading alters the thickness of joint cartilage. It is unknown, however, to what extent unloading leads to a loss of glycosaminoglycans (GAGs) in the cartilage tissue. We hypothesized that muscle forces, in addition to axial loading, are necessary to maintain the joint cartilage GAG content of the knee and the upper and lower ankle. PATIENTS AND METHODS: The HEPHAISTOS orthosis was worn unilaterally by 11 men (mean age 31 (23-50) years old) for 56 days. The orthosis reduces activation and force production of the calf muscles while it permits full gravitational loading of the lower leg. MRI measurements of the knee and ankle were taken before the intervention, during the intervention (on day 49), and 14 days after the end of the intervention. Cartilage segmentation was conducted semiautomatically for the knee joint (4 segments) and for the upper (tibio-talar) and lower (subtalar) ankle joints (2 segments each). Linear mixed-effects (LME) models were used for statistical analysis. RESULTS: 8 volunteers completed the MRI experiment. In the lower ankle joint, differences in ΔT1 were found between the end of the intervention and 14 days after (p = 0.004), indicating a decrease in GAG content after reloading. There were no statistically significant differences in ΔT1 values in the knee and upper ankle joints. INTERPRETATION: Our findings suggest that in addition to gravitational load, muscular forces affect cartilage composition depending on the local distribution of forces in the joints affected by muscle contraction

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/97209/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Muscular forces affect the glycosaminoglycan content of joint cartilage
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ganse, BergitaDivision Space Physiology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center, Cologne, bergita.ganse (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zange, JochenDivision Space Physiology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR ), Cologne; jochen.zange (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, TobiasDivision Space Physiology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR ), Cologne and European Astronaut CenterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pohle-Fröhlich, ReginaHochschule Niederrhein, Institute for Pattern Recognition, KrefeldNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Johannes, BerndDivision Space Physiology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center, bernd.johannes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hackenbroch, MatthiasUniversity of Cologne, Department of Radiology, CologneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, JörnDivision Space Physiology, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR ), Cologne and Medical Faculty, University of Cologne, Cologne, Germany; joern.rittweger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eysel, PeerUniversity of Cologne, Department of Orthopaedic and Trauma Surgery, CologneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koy, TimmoDepartment of Orthopedic and Trauma Surgery, University of Cologne, Cologne, Germany, timmo.koy (at) uk-koeln.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2015
Erschienen in:Acta Orthopaedica
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:86
DOI:10.3109/17453674.2014.989382
Seitenbereich:Seiten 388-392
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Lund, Rydholm AndersNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Odense, Peter A FrandsenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Nordic Orthopaedic Federation
ISSN:1745-3674
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Muscular forces, glycosaminoglycan, orthosis
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Integrative Studien (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Weltraumphysiologie
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:14 Jul 2015 11:31
Letzte Änderung:06 Nov 2023 14:02

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