Blood myokine profile in anterior cruciate ligament injury of the knee joint with arthrogenic muscle inhibition

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Arthrogenic muscle inhibition is a poorly studied phenomenon that occurs in 30 to 50% of all capsular-ligamentous injuries in the knee joint. The study of the dynamics of myokine levels in the blood after the injury with development of arthrogenic muscle inhibition is important for understanding the processes of restoration of the motor segment structures. Objective of our study was to analyze the changes in blood myokine contents in patients with arthrogenic muscle inhibition (AMI) caused by traumatic injury to the anterior cruciate ligament (ACL) of knee joint. Materials and methods: The study included 58 men involved in aerobic sports (athletics, swimming, basketball) with ACL injury. To identify the AMI phenomenon, wee performed electromyographic (EMG) study of the straight head of the quadriceps femoris muscle of the injured limb using a 4-channel EMG/EP system “Viking Quest” (Nicolet, USA). Myokine levels in venous blood were determined using ELISA test systems: IL-6 (Vector-Best, Novosibirsk); concentration of transforming growth factor β, decorin, myostatin (Cloud-Clone Corp. (China); VEGF (BioKhimMak CJSC). The control group consisted of 12 healthy men, average age 34.2±2.4 years. Statistical processing of the material was carried out with Statistica. vers.10.0 package (StatSoft Inc., USA). Results. In patients with ACL injury and AMT phenomenon, a significant decrease in blood concentrations of IL-6, transforming growth factor β and proteoglycan – decorin were found like as increased amounts of VEGF and MSTN, which, along with TGF-β, belong to the group of growth factors when compared with the appropriate indices in patients with ACL injury without AMT phenomenon. Discussion: A decrease in the level of IL-6, decorin and VEGF may be a consequence of forced hypokinesia in ACL injury, and the AMT formation may also result from increased myostatin blood levels, which is a negative regulator of myogenesis. Conclusion: The changed myokine concentrations in peripheral blood during traumatic damage to the capsular-ligamentous apparatus of the knee joint clearly suggest an involvement of muscle secretome into traumatic tissue damage and development of arthrogenic muscle inhibition phenomenon.

About the authors

Rustam R. Akhmetyanov

Chelyabinsk Regional Clinical Hospital; South Ural State Medical University

Author for correspondence.
Email: lfksar@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-0074-052X

Traumatologist-Orthopedist, Department of Traumatology and Orthopedics, Applicant, Department of Medical Rehabilitation and Sports Medicine

Russian Federation, 70 Vorovsky St, Chelyabinsk, 454048; Chelyabinsk

Artur R. Sabiryanov

South Ural State Medical University

Email: lfksar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7730-4393

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Medical Rehabilitation and Sports Medicine

Russian Federation, Chelyabinsk

References

  1. Анастасиева Е.А., Симагаев Р.О., Кирилова И.А. Актуальные вопросы хирургического лечения повреждений передней крестообразной связки (обзор литературы) // Гений ортопедии, 2020. № 1. С. 117-128. [Anastasieva E., Simagaev R., Kirilova I. Topical issues of surgical treatment of injuries of the anterior cruciate ligament (literature review). Geniy ortopedii = Orthopedic Genius, 2020, no. 1, рр. 117-128. (In Russ.)]
  2. Касьянова Ю.В., Васюкова О.В., Окороков П.Л., Зураева З.Т., Безлепкина О.Б. Миокиновый профиль у подростков с ожирением при аэробных физических нагрузках // Проблемы эндокринологии, 2022. Т. 68, № 4. С102-110. [Kasyanova Yu.V., Vasyukova O.V., Okorokov P.L., Zuraeva Z.T., Bezlepkina O.B. Myokine profile in obese adolescents during aerobic exercise. Problemy endokrinologii = Problems of Endocrinology, 2022, Vol. 68, no.4, pp.102-110. (In Russ.)]
  3. Светозарский Н.Л., Артифексова А.А., Светозарский С.Н. Фактор роста эндотелия сосудов: биологические свойства и практическое значение (обзор литературы) // Journal of Siberian Medical Sciences, 2015. № 5. С. 24. [Svetozarskiy N.L., Artifeksova A.A., Svetozarskiy S.N. Growth promoting factor of endothelium of vessels: biological properties and practical value (literature review). Journal of siberian medical sciences = Journal of Siberian Medical Sciences, 2015, no. 5, p. 4. (In Russ.)]
  4. Цориев Т.Т., Белая Ж.Е., Рожинская Л.Я. Роль миокинов в межтканевом взаимодействии и регуляции обмена веществ: обзор литературы // Остеопороз и остеопатии, 2016. Т. 19, № 1. С. 28-34. [Tsoriev T.T., White Zh.E., Rozhinskaya L.Ya. The role of myokines interstitial interaction and regulation of metabolism: a review of literature. Osteoporoz i osteopatii = Osteoporosis and Bone Diseases, 2016, Vol. 19, no. 1, pp. 28-34. (In Russ.)]
  5. Bugera E.M., Duhamel T.A., Peeler J.D., Cornish S.M. The systemic myokine response of decorin, interleukin-6 (IL-6) and interleukin-15 (IL-15) to an acute bout of blood flow restricted exercise. Eur. J. Appl. Physiol., 2018, Vol. 118, no. 12, pp. 2679-2686.
  6. Lepley A.S., Lepley L.K. Mechanisms of Arthrogenic Muscle Inhibition. J. Sport Rehabil., 2021, Vol. 31, no. 6, pp. 707-716.
  7. Li X.Y., Wang Y.L., Yang S., Liao C.S., Li S.F., Han P.F. Correlation between vascular endothelial growth factor A gene polymorphisms and tendon and ligament injury risk: a systematic review and meta-analysis. J. Orthop. Surg. Res., 2024, Vol. 9, no.1, 122. doi: 10.1186/s13018-024-04589-z.
  8. Norte G., Rush J., Sherman D. Arthrogenic Muscle Inhibition: Best Evidence, Mechanisms, and Theory for Treating the Unseen in Clinical Rehabilitation. J. Sport Rehabil., 2021, Vol. 31, no. 6, pp. 717-735.
  9. Pedersen B.K. Physical activity and muscle-brain crosstalk. Nat. Rev. Endocrinol., 2019, Vol. 15, no. 7, рр. 383-392.
  10. Pietrosimone B., Lepley A.S., Kuenze C., Harkey M.S., Hart J.M., Blackburn J.T., Norte G. Arthrogenic Muscle Inhibition Following Anterior Cruciate Ligament Injury. J. Sport Rehabil., 2022, Vol. 31, no. 6, pp. 694-706.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Myokine levels in ACL injury with the presence of the AMT phenomenon

Download (506KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Akhmetyanov .R., Sabiryanov A.R.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».