de samenvatting (word-bestand)

Bewegen om te smeren… of te slijten? Hoe kraakbeenbelasting en beweging
hand in hand gaan.
Ilse Jonkers, KU Leuven, Departement Kinesiologie, Onderzoeksgroep
Biomechanica van de menselijke beweging,
Tijdens de verschillende activiteiten in het dagelijkse leven bewegen we vele jaren
moeiteloos. Onze gewrichten lijken probleemloos om te gaan met de belasting tijdens deze
bewegingen. Welk mechanisme zorgt hiervoor? Hoe groot zijn die belastingen? Kunnen deze
belastingen schadelijk zijn op oudere leeftijd of bij ziekte?
Het gewrichtskraakbeen beschermt het bot tegen te hoge belasting.
Het gewrichtskraakbeen dat zich ter hoogte van de botuiteinden bevindt verdeelt de
belasting over het ganse gewrichtsoppervlakte en vermijdt dat er hoge belastingen optreden
die het bot kunnen beschadigen. Zelfs bij relatief hoge belastingen, zoals o.a. springen, zal
het kraakbeen in de knie maar in geringe mate vervormen, dit voornamelijk dank zij zij
specifieke structuur dat naast specifieke moleculen zoals proteoglycanen en collageen, ook
veel water bezit.
Hoe kennen we de gewrichtsbelasting tijdens beweging?
We kunnen de belasting in gewrichten enkel rechtstreeks meten aan de hand van invasieve
metingen. Het gaat dan om belasting gemeten bij patiënten met geïnstrumenteerde heupen knie prothesen of via intra-articulaire drukmetingen in kadavers. Het is duidelijk dat deze
beide condities moeilijk een representatieve inschatting van de belasting in het gezonde
gewricht geven.
Anderzijds kunnen we de belasting tijdens de beweging wel inschatten door gebruik te
maken van driedimensionale bewegingsanalyse data en musculoskeletale modellen. Aldus
kan berekend worden welke spierkracht er nodig is tijdens de beweging en is bijgevolg ook
de kracht in de gewrichten gekend. Om deze gewrichtskracht dan te vertalen naar de
vervorming en rek binnen het kraakbeen tijdens beweging wordt gebruik gemaakt van
eindige elementen analyses.
Gewrichtskraakbeen ondergaat grote belastingen tijdens beweging.
De gewrichtsbelasting die optreedt tijdens het gaan is niet onbelangrijk: ter hoogte van de
heup bedraagt deze 4 tot 5 keer het lichaamsgewicht, ter hoogte van de knie is deze iets
lager en bedraagt ongeveer 3 keer lichaamsgewicht. Deze belastingen zijn zeker niet
onbelangrijk want ze kunnen voor een persoon van 70 kg al snel oplopen tot 23 volle
bierbakken Stella (15 kg) voor de heup.
Bij minder belastende activiteiten zoals het rechtstaan uit een stoel belasten we de heup
toch al snel tot 2.5 keer lichaamsgewicht. Bij meer dynamische activiteiten zoals lopen (12
km/h) loopt de belasting nog verder op en bereikt al snel op tot 9.5 keer lichaamsgewicht.
Gewrichtsbelasting wijzigt wanneer gewrichtslijden aanwezig is.
Bij mensen met knie osteoartrose is de belasting in de knie duidelijk afwijkend: Tijdens de
gangbeweging is niet alleen de grootte van de belasting toe genomen, maar zal de belasting
ook anders inwerken waardoor specifieke anatomische gewrichtsstructurenmeer belast
worden.
We kunnen gewrichtsbelasting wijzigen door de beweging aan te passen.
Door de gangbeweging aan te passen is het mogelijk de belasting in het gewricht te wijzigen.
Op basis van de voorgenoemde modelleringstechnieken werden specifieke strategieën
voorgesteld die de belasting in de knie en de heup kunnen verminderen. Momenteel wordt
in klinische studies nagegaan of deze gebruikt kunnen worden als bijkomend therapeutische
interventie van gewrichtsaandoeningen.
Kraakbeen blijft gezond door belasting – een heel leven lang.
Belasting is essentieel voor het in stand houden van kraakbeen: Oefeningen met een matige
intensiteit stimuleren de productie van moleculen die de dempende werking van kraakbeen
verhogen. Bij toegenomen leeftijd zal kraakbeen dunner en stijver worden waardoor het
belangrijk is om de belastingintensiteit goed af te stemmen. Echter, wanneer kraakbeen niet
of minder belast wordt zal de dikte en structuur verder afnemen waardoor zijn
beschermende functie naar het onderliggende bot nog verder afneemt.
Besluit:
Bewegingen van het dagelijkse leven zijn essentieel voor het behoud van gezonde
gewrichten. (‘smeren’).
Aanbevolen literatuur:
D’Lima, D.D.†, Fregly, B.J., and Colwell, C.W. (2013) Implantable sensor technology:
measuring bone and joint biomechanics of daily life in vivo. Arthritis Research and Therapy
15, 203
D'Lima, D.D., Steklov, N, Fregly, B.J., Banks, S.A., and Colwell, C.W. (2008) In vivo contact
stresses during activities of daily living after knee arthroplasty. Journal of Orthopaedic
Research 26, 1549-1555.
Fregly, B.J., Reinbolt, J.A., Rooney, K.L., Mitchell, K.H., and Chmielewski, T.L. (2007) Design of
patient-specific gait modifications for knee osteoarthritis rehabilitation. IEEE Transactions on
Biomedical Engineering 54, 1687-1695.