Avaliação numérica das ondulações das fibras colágenas em ligamento patelar humano (tendão patelar) *

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1 ARTIGO ORIGINAL Avaliação numérica das ondulações das fibras colágenas em ligamento patelar humano (tendão patelar) * PÉROLA GRINBERG PLAPLER 1, GILBERTO LUIZ CAMANHO 2, PAULO HILÁRIO NASCIMENTO SALDIVA 3 RESUMO A tendinite patelar é freqüente em indivíduos que fazem atividade esportiva. Ainda não está completamente esclarecida a causa dessa doença. Estudos histológicos vêm sendo realizados para melhor conhecimento do tendão patelar. O objetivo deste trabalho foi o de estudar quantitativamente as ondulações da fibra colágena do tendão patelar humano, em adultos e crianças, dividindo-o em três regiões: terço proximal, médio e distal. Compararam-se as três regiões do tendão entre si e o grupo de adultos com o grupo de crianças. Para tanto, estudou-se o tendão de cadáveres de nove adultos e oito crianças. As lâminas foram coradas com Picro-Sirius e analisadas sob microscopia óptica e com luz polarizada. Verificou-se haver menor número no terço proximal do tendão patelar de adultos quando comparados com os terços médio e distal. Não existe diferença entre o número nas três regiões do tendão patelar em crianças. O número no terço proximal e medial do tendão patelar em crianças é maior do que em adultos. Unitermos Colágeno; ondulações; tendão; ligamento patelar ABSTRACT Numerical evaluation of collagen fiber crimps in human patellar ligament (patellar tendon) Patellar tendinitis is common in individuals with frequent physical activity. This pathology is not well understood yet. Histological studies have been performed to provide a better understanding of the patellar tendinitis structure. The tendon collagen crimps are responsible for its inimical stretching up to 5% of its length. As from this point, the fibers loose their waveform, becoming straight. This study aimed at quantifying the crimps of the human patellar tendon in children and adults, dividing them into three thirds: proximal, medial and distal. Comparison was made of the three parts and between children and adults. The authors used nine adult and eight child cadavers. The slides were stained by Picro-Sirius method and analyzed under polarized light. The authors verified less crimps in the proximal third of the adult patellar tendon when compared to the medial and distal thirds. There is no crimp number difference in the three thirds in children. The crimp number in the proximal and medial thirds of the patellar tendon in children is higher than in adults. Key words Collagen; crimps; tendon; patellar ligament * Trabalho realizado no Instituto de Ortopedia e Traumatologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo IOT-HC-FMUSP e no Departamento de Anatomia Patológica da FMUSP. 1. Médica Fisiatra; Mestre do IOT-HC-FMUSP. 2. Professor Livre-Docente do IOT-HC-FMUSP. 3. Professor Titular de Anatomia Patológica da FMUSP. Endereço para correspondência: Gilberto Luiz Camanho, Rua Bennet, São Paulo, SP. Tel./fax: (11) , camanho@ ifxbrasil.com.br Recebido em 24/4/01. Aprovado para publicação em 14/8/01. Copyright RBO2001 INTRODUÇÃO A tendinite patelar é uma afecção freqüente, mais comumente conhecida como jumper s knee, tendo sido descrita com este nome inicialmente por Blazina et al (1), mas pode ter outros sinônimos, correlacionados com a prática esportiva do indivíduo: high-jumper s knee, basket-baller s knee, volley-baller s knee, cross-country knee (2). Pode ser definida como uma tendinopatia de inserção, afetando em ordem de freqüência a inserção do tendão pa- Rev Bras Ortop _ Vol. 36, Nº 8 Agosto,

2 P.G. PLAPLER, G.L. CAMANHO & P.H.N. SALDIVA telar na patela (65%), a inserção do tendão do quadríceps na patela (25%) e, finalmente, a inserção do tendão patelar na tuberosidade da tíbia (10%) (3). Stanish et al (4) observaram que as maiores cargas impostas ao tendão ocorrem durante a desaceleração, como quando aterrissando de um salto ou quando alterando rapidamente a direção do movimento durante a corrida; sugerem que as forças sobre o tendão patelar podem atingir 9.000N durante a corrida rápida, 8.000N quando aterrissando após um salto e 500N quando andando. Não está elucidado o que ocorre no tendão, do ponto de vista anatomopatológico. Smillie (2) acredita, no entanto, que possa ocorrer deficiência do suprimento sanguíneo na junção ósseo-tendinosa. Isso poderia estar relacionado ao aporte deficiente de sangue para toda a patela, especialmente seu pólo inferior. Segundo Resnick et al (5), a tendinite está relacionada com a degeneração do tendão, associada a processo inflamatório secundário nos tecidos adjacentes. A tensão repetida sobre a região evolui para microrrupturas, com conseqüente crescimento de cartilagem e sinóvia nesses locais. Aglietti et al (6) referem-se a essa tendinite como sendo uma lesão conseqüente à sobrecarga do próprio tendão, levando a microrrupturas em sua estrutura, esgarçamento de suas fibras e degeneração focal. A lesão é geralmente mais evidente nas fibras profundas do tendão, próximas da inserção no vértice da patela. O exame histológico obtido em tendões durante as cirurgias revela degeneração mucóide e necrose fibrinóide no próprio tendão. A resposta inflamatória a essas lesões leva posteriormente ao enfraquecimento das fibras remanescentes do tendão, com progressivo enfraquecimento de sua estrutura (7). Poucos autores estudaram a microestrutura do tendão patelar na tentativa de explicar a etiopatogenia destas tendinites. A estrutura do colágeno no tendão é responsável pelas suas características biomecânicas de resistência e elasticidade. As ondulações existentes no colágeno estão presentes quando o tendão se encontra relaxado e vão desaparecendo, gradativamente, com seu alongamento. São consideradas como as responsáveis por permitir o alongamento do tendão em até 5% de seu comprimento, tendo grande influência na sua biomecânica. É proposta do nosso trabalho analisar numericamente as ondulações das fibras do colágeno nas três porções do tendão patelar humano de adultos e crianças e verificar se há alguma correlação dessas características do tendão com a incidência de tendinites. MATERIAL O material constituiu-se de 17 tendões patelares de cadáveres humanos, do lado direito, sendo nove de adultos e oito de crianças, sem sinais macroscópicos de lesão, obtidos junto ao Serviço de Verificação de Óbitos da Capital de São Paulo (SVO-SP). No grupo de adultos, sete indivíduos eram do sexo masculino e dois do feminino. As idades variaram de 32 a 77 anos; no grupo de crianças, a distribuição foi de cinco do sexo masculino e três do feminino, com idades variando de natimortos a um ano. MÉTODO Os joelhos obtidos de cadáveres humanos foram inspecionados macroscopicamente, evitando-se que a presença de alguma lesão no tendão pudesse interferir nos resultados. Os tendões foram obtidos em um tempo de evolução post mortem que variou de 12 a 36 horas, período no qual os cadáveres eram mantidos em câmara frigorífica a 4ºC. Os tendões dos cadáveres de indivíduos adultos foram dissecados com bisturi e as porções ósseas da patela e da tíbia obtidas com utilização de serra elétrica circular oscilante. Foi retirada sua região central, com fragmento tibial de dimensões médias de 5cm de comprimento por 3cm de largura e com os dois terços centrais da patela. Nos cadáveres de crianças foi feita retirada de fragmento tibial de 2cm de comprimento por 1,5cm de largura juntamente com toda a patela, com a utilização de bisturi. Esses tendões foram imediatamente mergulhados em solução de formol tamponado a 10%, em frascos individuais, identificados e mantidos em posição horizontal para evitar eventual retração. Após um período mínimo de 24 horas, foram cortados em três partes iguais: terço proximal (mais próximo à patela), terço médio e terço distal (mais próximo à tíbia) e os terços médios encaminhados para inclusão em parafina, corte micrométrico de 4µ no sentido longitudinal ao tendão, coloração e elaboração final das lâminas a serem estudadas. As porções contendo osso tibial e patela eram mantidas em solução de ácido nítrico a 10% para descalcificação por um período mínimo de três dias, sendo então cortadas longitudinalmente próximo à inserção óssea e enviadas para processamento, inclusão em parafina e obtenção de cortes histológicos de 4µ, de acordo com a rotina seguida pelo Departamento de Patologia da FMUSP. Todas as lâminas foram coradas pelo método de Picro- Sirius, que é um corante específico para colágeno (8), ade- 318 Rev Bras Ortop _ Vol. 36, Nº 8 Agosto, 2001

3 rindo a suas fibras e aumentando sua birrefringência, quando avaliadas ao microscópio de polarização (9). Foi utilizado um microscópio óptico Carl Zeiss, para as medidas quantitativas, dotado de um sistema de referência acoplado à ocular. Esse sistema possui um comprimento de 10mm para um aumento de uma vez. Utilizou-se um retículo de área conhecida e padronizada, de 0,5mm de comprimento por 0,5mm de largura, acoplado à ocular, como referência para a realização da análise quantitativa do número das fibras de colágeno do tendão patelar. Essa análise foi realizada sob luz polarizada e, para tanto, foi utilizada uma lente de polarização. Para a analise estatística utilizaram-se testes não paramétricos, tendo como variável final médias de contagens do número. RESULTADOS A contagem das ondulações nos terços proximal médio e distal da região central do tendão patelar está expressa nas tabelas 1, 2, 3, 4 e 5. TABELA 1 Distribuição da freqüência do número medidas em um retículo, em adultos, nos terços proximal, médio e distal, da região central do tendão patelar, médias e valores da estatística calculada e crítica Distribution of crimp number frequency in adults measured at the proximal, medial, and distal thirds of the patellar ligament. Means and calculated and critical statistic values Caso Número médio Terço proximal Terço médio Terço distal 1 3,7 4,1 7,7 2 5,3 5,6 7,0 3 3,9 4,7 5,8 4 4,1 4,8 16,0 5 3,3 4,3 3,3 6 4,5 5,8 8,1 7 6,1 5,0 9,1 9 4,3 3,8 6,6 Média 4,40 4,76 7,95 Teste de Friedman χ2 = 9,48* Valor crítico: 5,99 (α = 5%) O resultado do teste de Friedman para adultos mostra diferença estatisticamente significante entre as regiões, sem discriminar qual a região com maior número. Para tanto, realizamos o teste de contrastes, que mostra diferença estatisticamente significante quando comparados os terços proximal e distal. A diferença não foi significante quando comparamos o terço proximal e médio e terço médio com distal. TABELA 2 Distribuição da freqüência do número medidas em um retículo, em crianças, nos terços proximal, médio e distal, do tendão patelar, médias e valores da estatística calculada e crítica Distribution of crimp number frequency in children measured at the proximal, medial and distal third of the patellar ligament. Means and calculated and critical statistic values Caso Número médio Terço proximal Terço médio Terço distal 10 12,8 9,2 7,6 11 8,7 7,4 7,6 12 8,2 6,2 6, ,9 10,8 13, ,7 9,6 11,5 15 8,1 8,1 11, ,1 10,9 11, ,3 10,9 11,3 Média 10,35 9,14 10,14 Teste de Friedman χ2 = 4,06 Valor crítico: 5,99 (α = 5%) O teste de Friedman foi realizado com o objetivo de comparar as três regiões, quanto ao número, no grupo de crianças. O resultado mostra que não há diferença estatisticamente significante entre os terços proximal, médio e distal. TABELA 3 Número médio, no terço proximal Mean crimp number at the proximal third of the patellar ligament in adults and children 1 3, ,8 2 5,3 11 8,7 3 3,9 12 8,2 4 4, ,9 5 3, ,7 6 4,5 15 8,1 7 6, ,1 9 4, ,3 Média 4,40 10,35 Teste de Mann-Whitney U = 0,00* Valor critico (bilateral): 13 (α = 5%) O Teste de Mann-Whitney foi realizado entre o número do terço proximal entre adultos e crianças, mostrando diferença estatisticamente significante entre as médias. Rev Bras Ortop _ Vol. 36, Nº 8 Agosto,

4 P.G. PLAPLER, G.L. CAMANHO & P.H.N. SALDIVA TABELA 4 Número médio, no terço médio Mean crimp number at the medial third of the patellar ligament in adults and children 1 4,1 10 9,2 2 5,6 11 7,4 3 4,7 12 6,2 4 4, ,8 5 4,3 14 9,6 6 5,8 15 8,1 7 5, ,9 8 4, ,9 9 3,8 Média 4,68 9,14 Teste de Mann-Whitney U = 0,00* Valor critico (bilateral): 15 (α = 5%) O Teste de Mann-Whitney foi realizado entre o número do terço médio entre adultos e crianças, mostrando diferença estatisticamente significante entre as médias. TABELA 5 Número médio, no terço distal Mean crimp number at the distal third of the patellar ligament in adults and children 1 7,7 10 7,6 2 7,0 11 7,6 3 5,8 12 6,9 4 16, ,2 5 3, ,5 6 8, ,2 7 9, ,8 8 3, ,3 9 6,6 Média 7,44 10,14 Teste de Mann-Whitney U = 18,00 (N.S.) Valor critico (bilateral): 15 (α = 5%) O Teste de Mann-Whitney foi realizado entre o número do terço distal entre adultos e crianças, mostrando que a diferença não foi estatisticamente significante entre as médias. DISCUSSÃO Procuramos caracterizar os três segmentos do tendão patelar contando as ondulações do colágeno em adultos e crianças que nunca haviam andado, para verificarmos a influência da carga e da idade nessas características dos tendões. Obtivemos, como resultado em adultos, que havia diferença estatisticamente significante entre as várias regiões, porém sem discriminar qual a região com maior número. Pelos valores das médias, podíamos concluir que o terço distal tinha maior número que o terço médio, que por sua vez tinha número maior que o terço proximal. Para obtermos um dado estatístico submetemos esses valores a um teste de comparações múltiplas. Obtivemos como resultado que, apesar de os valores da média serem maiores no terço médio do que no terço proximal dos tendões, não houve diferença estatisticamente significante entre ambos. O mesmo ocorreu entre terço médio e distal, apesar de a média ser maior em terço distal. Quando comparados o terço proximal e o terço distal, a diferença entre ambos foi estatisticamente significante. O mesmo teste, quando aplicado às três regiões do tendão patelar de crianças, mostrou não haver diferença estatisticamente significante entre os mesmos, apresentando o tendão com uma homogeneidade quanto ao número de ondulações. Comparamos, então, cada uma das regiões (terço proximal, médio e distal), entre adultos e crianças, através do teste de Mann-Whitney. Obtivemos como resultado que o número em tendão patelar de crianças é estatisticamente maior no terço proximal e no terço médio quando comparados com os de adultos. No terço distal, não há diferença estatisticamente significante, apesar de o valor das médias ser maior em crianças do que em adultos. A modificação decorrente da idade ocorre exatamente na região de maior incidência da tendinite patelar, o que sugere que as alterações biomecânicas determinadas pela variação no número são uma das causas de aparecimento da tendinite do tendão patelar. CONCLUSÕES Podemos concluir que ocorre diminuição do número de ondulações, no terço proximal do tendão patelar em humanos ao longo da vida. A diminuição dessas ondulações provoca baixa da elasticidade e da resistência do tendão nessa região, que poderá ser responsável pela maior incidência de tendinite patelar nesse segmento do tendão patelar. 320 Rev Bras Ortop _ Vol. 36, Nº 8 Agosto, 2001

5 REFERÊNCIAS 1. Blazina M.E., Kerlan R.K., Jobe F.W., Carter V.S., Carlson G.J.: Jumper s knee. Orthop Clin North Am 4: , Smillie I.S.: Lesions of extensor apparatus in Diseases of the knee joint, London, Churchill Livingstone, , Ferretti A., Puddu G., Mariani P.P.: The natural history of jumper s knee: patellar or quadriceps tendinitis. Int Orthop 8: , Stanish W.D., Rubinovich R.M., Curwin S.: Eccentric exercise in chronic tendinitis. Clin Orthop 208: 65-69, Resnick D., Goergent T., Niwayama G.: Physical injury in Resnick D., Niwayama G.: Diagnosis of bone and joint disorders, Philadelphia, Saunders, , Aglietti P., Buzzi R., Insall J.N.: Disorders of patellofemoral joint in Insall J.N., Windsor R.E., Kelly M.A., Scott W.N., Aglietti P.: Surgery of the Knee, New York, Churchill Livingstone, , Martens M., Wouters P., Burssens A., Mulier J.C.: Patellar tendinitis: pathology and results of treatment. Acta Orthop Scand 53: , Montes G.S.: Structural biology of the fibers of the collagenous and elastic systems. Cell Biol Int 20: 15-27, Junqueira L.C.U., Montes G.S.: Biology of collagen-proteoglycan interaction. Arch Histol Jpn 46: , Rev Bras Ortop _ Vol. 36, Nº 8 Agosto,