Влияние электростимуляции мышц бедра на уровень интерлейкина-6 при травматическом повреждении передней крестообразной связки коленного сустава

Травматическое повреждение передней крестообразной связки приводит к нарушению опороспособности и механической нестабильности конечности. Одним из частых осложнений после травмы, является артрогенное мышечное торможение, вследствие ингибирования четырехглавой мышцы и развития функциональной контрактуры. Напротив, одним из показателей высокой мышечной активности является достаточный уровень в крови функциональных мышечных белков-миокинов, в частности интерлейкина-6, экспрессирующихся и высвобождающихся мышечными волокнами. Целью исследования явилось изучение уровня интерлейкина-6 у мужчин с повреждением передней крестообразной связки в динамике электромиостимуляции четырехглавой мышцы бедра.
В исследовании принимали участие 23 мужчины, средний возраст 34,8±2,2 года, с травматическим повреждением передней крестообразной связки, которым за 10 дней до оперативного вмешательства проводилась электромиостимуляция четырехглавой мышцы бедра на аппарате INTELECT® Advanced (Chattanooga (DJO), США). Контрольную группу составили 12 здоровых мужчин, средний возраст 32,2±2,4 года. Уровень IL-6 определяли в сыворотке крови до электромиостимуляции, и в динамике с помощью набора для иммуноферментного анализа («Вектор-Бест», г. Новосибирск). Обработку полученных данных проводили с применением пакета лицензионных программ Statistica. vers. 10.0.
Базальный уровень IL-6 в основной группе составил 1,28 (0,87-1,72) пг/мл, что значимо ниже в сравнении с показателем здоровых лиц 5,2 (3,8-6,1) пг/мл и обусловлено низким уровнем физической активности, вследствие функциональной контрактуры четырехглавой мышцы. В динамике электромиостимуляции на 5-е сутки уровень IL-6 значимо увеличился в 3,2 раза от базального уровня, на 10-е сутки в 4,6 раз, при этом не превышая показателя группы здоровых лиц. При сокращении миоцитов, в цитоплазме клеток повышалась концентрация миокина – интерлейкина-6, способствующая накоплению в мышечной клетке макроэргов, вследствие миокин-зависимой активации гликогенолиза. Репаративные и противовоспалительные свойства IL-6 реализуются в стимулируемых поперечно-полосатых мышцах по механизму классического сигналинга, способного блокировать активацию универсального внутриклеточного фактора транскрипции NF-κB, в отношении продукции провоспалительных цитокинов. Таким образом, электромиостимуляция до начала оперативного лечения приводит к повышению концентрации в крови миокина – IL-6, что способствует увеличению противовоспалительного и репаративного потенциала поврежденных тканей.

1. Anastasieva E., Simagaev R., Kirilova I. Topical issues of surgical treatment of injuries of the anterior cruciate ligament (literature review). Orthopedic Genius, 2020, Vol. 26, no. 1, pp. 117-128. (In Russ.)

2. Beaufils P., Becker R., Kopf S., Matthieu O., Pujol N. The knee meniscus: management of traumatic tears and degenerative lesions. EFORT Open Rev., 2017, Vol. 2, no. 5, pp. 195-203.

3. 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.

4. Burskaya S., Beletskaya O., Shumilova M. Electrical muscle stimulation as part of the rehabilitation process. The Doctor, 2018, Vol. 29, no. 10, pp. 84-87. (In Russ.)

5. Fernando M.R., Reyes J.L., Iannuzzi J., Leung, G., McKay D.M. The pro-inflammatory cytokine, interleukin-6, enhances the polarization of alternatively activated macrophages. PLoS One, 2014, Vol. 9, no. 4, e94188. doi: 10.1371/journal.pone.0094188.

6. Ferrandi P.J., Fico B.G., Whitehurst M. Acute high-intensity interval exercise induces comparable levels of circulating cell-free DNA and Interleukin-6 in obese and normal-weight individuals. Life Sci., 2018, Vol. 202, pp. 161-166.

7. Freychet B., Desai V.S., Sanders T.L., Kennedy N.I., Krych A.J., Stuart M.J., Levy B.A. All-inside posterior cruciate ligament reconstruction: surgical technique and outcome. Clin. Sports Med., 2019, Vol. 38, no. 2, pp. 285-295.

8. Hojman P., Brolin C., Nørgaard-Christensen N. IL-6 release from muscles during exercise is stimulated by lactate-dependent protease activity. Am. J. Physiol. Metab., 2019, Vol. 316, no. 5, pp. E940-E947.

9. Kasyanova Yu.V., Vasyukova O.V., Okorokov P.L., Zuraeva Z.T., Bezlepkina O.B. Myokine profile in obese adolescents during aerobic exercise. Problems of Endocrinology, 2022, Vol. 68, no. 4, pp.102-110. (In Russ.)

10. Pedersen B.K., Febbraio M.A. Muscle as an endocrine organ: focus on muscle-derived interleukin-6. Physiol. Rev., 2008, Vol. 88, no. 4, pp. 1379-1406.

11. Rice D.A., McNair P.J., Lewis G.N., Dalbeth N. Quadriceps arthrogenic muscle inhibition: the effects of experimental knee joint effusion on motor cortex excitability. Arthritis Res. Ther., 2014, Vol. 16, no. 6, 502. doi: 10.1186/s13075-014-0502-4.

12. Rose-John S. IL-6 trans-signaling via the soluble IL-6 receptor: importance for the pro-inflammatory activities of IL-6. Int. J. Biol. Sci., 2012, Vol. 8, no. 9, pp. 1237-1247.

13. Vitkina T.I., Sidletskaya K.A. The role of interleukin-6 signaling in development of systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration, 2018, no. 69, pp. 97-106. (In Russ.)

14. Yoshimoto T. Cytokine frontiers: regulation of immune responses in health and disease. Springer Science and Business Media, 2013. 389 p.