Arthrogene Muskelinhibition – Ist eine arthrogene Muskelinhibition nach Meniskusverletzungen kompartimentbezogen ausgeprägt?

Zusammenfassung

Fragestellung: Meniskustraumata des Kniegelenks sind mit einer Schwäche des Musculus quadriceps femoris (MQF) verbunden. Diese wird durch Muskelatrophie und arthrogene Muskelinhibition (AMI) verursacht.

Ziel der vorliegenden Studie war, zu untersuchen, ob sich die AMI des MQF bei Innenmeniskus(IM)- und Außenmeniskus(AM)-Läsionen gleich stark auf die seitlichen Muskelanteile des MQF (Muskulus vastus medialis (MVM) und Muskulus vastus lateralis (MVL)) auswirkt.

Patienten und Methoden: Von den 29 Patienten mit isolierter IM- oder AM-Läsion wurden 22 Pa­tienten anhand der intraoperativ festgestellten Meniskusläsionen der Gruppe mit alleiniger IM-Läsion und 7 der Gruppe mit alleiniger AM-Läsion zugeordnet. Kernuntersuchungen waren die Messung der Muskelströme mittels Oberflächenelektromyografie des MVM und des MVL während einer maximalen isometrischen Streckkraftanstrengung.

Es erfolgte ein intra Gruppenvergleich zwischen verletztem Bein und dem der Gegenseite um die Ausprägung der AMI zu evaluieren und ein Gruppenvergleich zur Beurteilung, ob IM-Läsionen im medialen Kompartiment eine besonders stark ausgeprägte AMI des MVM und AM-Läsionen im lateralen Kompartiment zu einer besonders stark ausgeprägten AMI des MVL führen.

Ergebnisse: Der Vergleich in den Gruppen zwischen verletztem Bein und der Gegenseite zur Beurteilung der Traumafolge zeigte in der IM-Gruppe keine signifikanten EMG-Wertminderung weder des MVL in 60° (86,09±80,01 µV vs. 92,12±54,46 µV, P=0,079) und in 30° Kniebeugung (92,34±76,05 µV vs. 127,40±96,86 µV, P=0,085) noch des MVM in 60° (80,39±66,55 µV vs. 82,21±46,09 µV, P=0,59) und in 30° Kniebeugung (95,28±91,01 µV vs. 108,77±87,60 µV, P=0,20).

Die AM-Gruppe ließ auch keine signifikante EMG-Wertminderung des MVL weder in 60° (73,55±31,66 µV vs. 79,64±31,46 µV, P=0,58) noch in 30° Kniebeugung (94,67±34,44 µV vs. 97,26±47,01 µV, P=1,00) erkennen. Hinsichtlich des MVM zeigte sich sowohl in 60° (56,05±29,53 µV vs. 80,75±37,37 µV, P=0,031) als auch in 30° Kniebeugung (64,50±29,56 µV vs. 103,61±45,76 µV, P=0,016) eine signifikante Reduktion der EMG-Maximalwerte.

Der Vergleich zwischen den Gruppen ließ keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der EMG-Werte des MVL und MVM beobachten.

Schlussfolgerungen: Die AMI zeigt keine Kompartimentabhängigkeit. IM-Läsionen führen zu keiner vermehrten AMI des MVM und AM-Läsionen zu keiner vermehrten AMI des MVL.

Abstract

Purpose: Meniscus injuries are connected with weakness of Musculus quadriceps femoris (MQF). The weakness is caused by muscle atrophy and arthrogenic muscle inhibition (AMI).

Aim of this study was to investigate the AMI of MQF and respectively of Musculus vastus lateralis (MVL) and Musculus vastus medialis (MVM) provoked by medial meniscus (MM) tears and lateral meniscus (LM) tears.

Patients and Methods: 29 patients with isolated MM tears or LM tears were subdivided in MM-Group and LM-Group. The main examination focussed on measurement of surface electromyography of MVM and MVL during maximum isometric extension strength efforts of MQF.

A intra group comparison between injured leg and counterside was performed to evaluate the effect of the trauma. Moreover the groups were compared in order to investigate, if MM tears in medial compartiment lead to a particularly intensive AMI of MVM and LM tears in lateral compartiment lead to a particularly intensive AMI of MVL.

Results: The intra group comparison did not reveal a significant reduction of EMG values neither of MVL in 60° (86.09±80.01 µV vs. 92.12±54.46 µV, P=0.079) or in 30° knee flexion (92.34±76.05 µV vs. 127.40±96.86 µV, P=0.085) nor of MVM in 60° (80.39±66.55 µV vs. 82.21±46.09 µV, P=0.59) or in 30° knee flexion (95.28±91.01 µV vs. 108.77 ± 87.60 µV, P=0.20).

LM group did not show significant reduction in EMG values of MVL neither in 60° (73.55±31.66 µV vs. 79.64±31.46 µV, P=0.58) nor in 30° knee flexion (94.67±34.44 µV vs. 97.26±47.01 µV, P=1.00). Regarding of MVM in 60° (56.05±29.53 µV vs. 80.75±37.37 µV, P=0.031) as well as in 30° knee flexion (64.50±29.56 µV vs. 103.61±45.76 µV, P=0.016) significant reductions of EMG values were observed.

Comparison between groups did not show significant differences in regard to EMG values of MVL and MVM.

Conclusions: AMI is not compartment related. MM lesions do not lead to more intensive AMI of MVM and LM lesions do not lead to more intensive AMI of MVL.

Schlüsselwörter

arthrogene Muskelinhibition - Muskelatrophie - Immobilisation - Elektromyografie, EMG - EMG

Key words

arthrogenic muscle inhibition - muscle atrophy - immobilization - electromyography - EMG

• Literatur

• 1 Rice DA, McNair PJ. Quadriceps arthrogenic muscle inhibition: Neural mechanisms and treatment perspectives. Seminars in arthritis and rheumatism 2010; 40: 250-266
• 2 Rice DA, McNair PJ, Lewis GN. Mechanisms of quadriceps muscle weakness in knee joint osteoarthritis: The effects of prolonged vibration on torque and muscle activation in osteoarthritic and healthy control subjects. Arthritis research & therapy 2011; 13: R151
• 3 Herzog W, Suter E. Muscle inhibition following knee injury and disease. Sportverletzung Sportschaden: Organ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin 1997; 11: 74-78
• 4 Hart JM, Pietrosimone B, Hertel J et al. Quadriceps activation following knee injuries: A systematic review. Journal of athletic training 2010; 45: 87-97
• 5 Keller K, Engelhardt M. Muskelinhibition nach arthroskopischer kniegelenkoperation. Dtsch Z Sportmed 2013; 64: 273-279
• 6 Keller K, Engelhardt M. Muscle atrophy caused by limited mobilisation. Sportverletzung Sportschaden: Organ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin 2013; 27: 91-95
• 7 Engelhardt M, Freiwald J. Electromyography-controlled muscle rehabilitation – knee injuries. Sportverletzung Sportschaden: Organ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin 1997; 11: 87-99
• 8 Keller K, Mortier J, Freiwald J et al. The effect of intraarticular medications on the early rehabilitation of knee patients. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 2010; 61: 163-170
• 9 Freiwald J, Engelhardt M, Reuter I. Ist die interpretation biomechanischer parameter von bewegungs-strukturen noch zeitgemäß? Sportliche, präventive und rehabilitative bezüge. Schriften der Deutschen Vereinigung für Sportwissenschaften 2000; 115: 119-144
• 10 Akeson WH, Amiel D, Abel MF et al. Effects of immobilization on joints. Clinical orthopaedics and related research 1987; 28-37
• 11 Diekstall P, Schulze W, Noack W. Immobilization damage. Sportverletzung Sportschaden: Organ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin 1995; 9: 35-43
• 12 Horster G, Kedziora O. Loss of strength and regeneration of knee extensor musculature after operations of the knee ligaments. Emg studies of the effect of the injury pattern, surgical procedure and after-care with special reference to electromyostimulation. Aktuelle Traumatologie 1993; 23: 244-254
• 13 Spring H, Pirlet A, Tritschler T. General muscle rehabilitation practice. Sportverletzung Sportschaden: Organ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin 1997; 11: 100-105
• 14 Pap G, Machner A, Awiszus F. Functional changes in the quadriceps femoris muscle in patients with varus gonarthrosis. Zeitschrift für Rheumatologie 2000; 59: 380-387
• 15 Easley ME, Cushner FD, Scott WN. Arthroscopic meniscal resection. In: Insall JNS. W.N., (ed.). Surgery of the knee. New York: Churchill Livingstone; 2001: 473-520
• 16 Young A, Stokes M, Iles JF. Effects of joint pathology on muscle. Clinical orthopaedics and related research 1987; 21-27
• 17 Ciccotti MG, Kerlan RK, Perry J et al. An electromyographic analysis of the knee during functional activities. I. The normal profile. The American journal of sports medicine 1994; 22: 645-650
• 18 Baumeister J, Weiss M. Non-typical measurements during a isokinetic training session after acl-reconstruction. Sportverletzung Sportschaden: Organ der Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin 2002; 16: 74-79
• 19 Freiwald J, Starischka S, Engelhardt M. Rehabilitatives Krafttraining. Dtsch Z Sportmed 1993; 44: 368-378
• 20 Machner A, Pap G, Awiszus F. Evaluation of quadriceps strength and voluntary activation after unicompartmental arthroplasty for medial osteoarthritis of the knee. Journal of orthopaedic research: official publication of the Orthopaedic Research Society 2002; 20: 108-111
• 21 Czipott Z, Herpai S. Electromyographic studies in meniscus-, knee- and ligament injuries. Zeitschrift für Orthopädie und ihre Grenzgebiete 1971; 109: 768-778
• 22 Palmieri RM, Weltman A, Edwards JE et al. Pre-synaptic modulation of quadriceps arthrogenic muscle inhibition. Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy: official journal of the ESSKA 2005; 13: 370-376
• 23 Rüdel R, Brinkmeier H. Muskelphysiologie. In: Schmidt RF, Schaible HG. (eds.). Neuro- und sinnesphysiologie. Heidelberg: Springer Verlag; 2005: 65-93
• 24 McHugh MP, Tyler TF, Browne MG et al. Electromyographic predictors of residual quadriceps muscle weakness after anterior cruciate ligament reconstruction. The American journal of sports medicine 2002; 30: 334-339
• 25 Diehm J, Noppeney T, Nüllen H. Epidemiologie der venösen thromboembolie. Gefäßchirurgie 2012; 17: 275-279
• 26 Heit JA. Venous thromboembolism: Disease burden, outcomes and risk factors. Journal of thrombosis and haemostasis: JTH 2005; 3: 1611-1617
• 27 Dittmer DK, Teasell R. Complications of immobilization and bed rest. Part 1: Musculoskeletal and cardiovascular complications. Canadian family physician Medecin de famille canadien 1993; 39: 1428-1432 1435-1427
• 28 Jaureguito JW, Greenwald AE, Wilcox JF et al. The incidence of deep venous thrombosis after arthroscopic knee surgery. The American journal of sports medicine 1999; 27: 707-710