ISSN:
1434-3924
Schlagwort(e):
Schlüsselwörter
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Rehabilitation
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Humane Fibroblasten
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Zyklische mechanische Dehnung
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Zellproliferation
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Key words
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Rehabilitation
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Human fibroblast
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Cyclic strain
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Cell proliferation
Quelle:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Thema:
Medizin
Beschreibung / Inhaltsverzeichnis:
Experimental and clinical studies document the benefits of early controlled motion and loading in the treatment of musculoskeletal injuries. At the cellular level, dynamic strain plays a key role in cell stimulation and organization of the extracellular matrix. Although the positive effects of physical strain on tendon tissue are well known, little knowledge exists as to how mechanical strain affects tendon cells. The aim of the present study was to investigate in vitro the influence of cyclic strain on cell proliferation of human tendon fibroblasts. Human tendon fibroblasts from patellar tendon were cultured on silicone dishes. Cyclic biaxial strain was applied to the dishes in their long axis with third passage cells. A 5% strain magnitude and a frequency of 1 Hz were applied. The time of applied strain varied between 15, 30 and 60 min. After the fibroblasts were put under strain, the cells were tested for proliferation after 6, 12 and 24 h using incorporation of 5-bromo-2′-deoxy-uridine. As a control, cells were grown on silicone dishes but did not receive any strain. A biphasic response in proliferation was observed for the 15- and 60-min strain periods. At 6 and 24 h the proliferation was increased compared to the controls. The proliferation was decreased at 12 h. After a strain duration of 30 min the proliferation was inferior to that of the controls at all times measured. Application of mechanical stress to tendon fibroblasts results in an alteration of cellular proliferation, depending on the stress time. This study will contribute to an understanding of the cellular mechanism underlying the mechanical stimulation of tendon and ligament healing.
Notizen:
Klinische und tierexperimentelle Studien haben den positiven Einfluß einer frühfunktionellen Behandlung nach Verletzungen des Binde- und Stützgewebes gezeigt. Dehnung ist dabei der zentrale Stimulus für reaktive Prozesse auf zellulärer Ebene. Zyklische mechanische Dehnung führt zu einer Reihe von Reaktionen, die für die Adaption von Zellen und Geweben an unterschiedliche Belastungen und für den Heilungsprozeß von Bedeutung sind. Ungeklärt ist jedoch, wieviel Dehnungsstreß notwendig ist. Ziel dieser Studie war, den Einfluß der Dauer von definierter zyklischer Dehnung auf die Zellproliferation von humanen Fibroblasten zu untersuchen. Fibroblasten wurden dazu aus Patellarsehnen isoliert und auf Silikonschalen kultiviert. Die Silikonschalen mit Zellen der 3. Passage wurden mit einem elektromechanischen Stimulationsgerät zyklisch mechanisch in der Längsachse gedehnt. Eine Dehnungsamplitude von 5% und die Frequenz 1 Hz wurden für alle Experimente gewählt. Die Dauer der zyklischen Dehnung wurde mit 15, 30 und ¶60 min verändert. Nach insgesamt 6, 12 und 24 h wurde der Versuch beendet. Zur Quantifizierung der Zellproliferation wurde die DNA-Synthese, d. h. der ¶Einbau von 5-Bromo-2′-deoxy uridine¶(BrdU) in die DNA gemessen. Als Kontrolle dienten humane Fibroblasten auf Silikonschalen ohne mechanische Dehnung. Nach 15 und 60 min zyklischer Dehnung zeigte sich ein biphasischer Verlauf hinsichtlich der Zellproliferation. Nach 6 und 24 h war eine Zunahme der Zellproliferation im Vergleich zu 12 h vorhanden. 30 min zyklische mechanische Dehnung hatte im Vergleich zur Kontrolle dagegen keinen positiven Einfluß auf die Zellproliferation. Zyklische mechanische Dehnung führt in Abhängigkeit von der Streßdauer zu Veränderungen bei der Zellproliferation. Die längere Streßdauer induziert potentiell Reaktionen, die eine protektive Wirkung für die Zellproliferation haben. Die zelluläre Streßantwort basiert jedoch auf komplexen Prozessen, deren Regulation und Modulation noch nicht geklärt sind. Das Verständnis der zellulären Reaktionen auf mechanische Dehnung ist von grundlegender Bedeutung für eine funktionelle Behandlung von Sehnen- und Bandverletzungen.
Materialart:
Digitale Medien
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s001420050104
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