Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Marked expression of TNF receptors in human peritendinous tissues including in nerve fascicles with axonal damage: Studies on tendinopathy and tennis elbow
Umeå University, Faculty of Medicine, Department of Integrative Medical Biology (IMB), Anatomy. Dr. Alfen Orthopaedic Spine Center, Würzburg, Germany.
Umeå University, Faculty of Medicine, Department of Integrative Medical Biology (IMB), Anatomy.
Umeå University, Faculty of Medicine, Department of Community Medicine and Rehabilitation, Sports medicine. Pure Sports Medicine Clinic, London, UK ; ISEH, UCLH, London, UK.
Umeå University, Faculty of Medicine, Department of Integrative Medical Biology (IMB), Anatomy.
2017 (English)In: Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions - JMNI, ISSN 1108-7161, Vol. 17, no 3, p. 226-236Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Background: The peritendinous connective tissues can have importance in chronic tendon pain. Recently cytokine TNF-alpha has been suggested to be involved in tendinopathic processes. It is not known how TNF-alpha and its receptors TNFR1 and TNFR2 are expressed in peritendinous tissues.

Methods: The objective for this study was to immunohistochemically evaluate the expression patterns of these in the peritendinous tissue located between the plantaris and Achilles tendons and the one located superficially to the extensor origin at the elbow region for patients with tendinopathy/tennis elbow.

Results: The nerve fascicles were of two types, one type being homogenously stained for the nerve markers beta III-tubulin and neurofilament and the other showing deficits for these suggesting features of axonal damage. Much more distinct TNFR1/TNFR2 immunoreactions were seen for the latter nerve fascicles. TNFR1 was seen in axons, TNFR2 mainly in Schwann cells. TNFR1 and particularly TNFR2 were seen in walls of parts of blood vessels. The dispersed cells showed frequently TNFR1 and TNFR2 immunoreactivity.

Discussion: These findings suggest that TNF-alpha can be related to degenerative events but also attempts for healing concerning the nerve structures. The marked expression of the TNF-alpha system in the peritendinous tissue suggests an impact of TNF-alpha in tendinopathy/tennis elbow.

Place, publisher, year, edition, pages
JMNI , 2017. Vol. 17, no 3, p. 226-236
Keywords [en]
TNF, Peritendinous, Tendinopathy, Tennis Elbow, Nerve Degeneration
National Category
Neurosciences Physiology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-140056ISI: 000410545600012PubMedID: 28860425OAI: oai:DiVA.org:umu-140056DiVA, id: diva2:1146913
Available from: 2017-10-04 Created: 2017-10-04 Last updated: 2018-06-09Bibliographically approved
In thesis
1. The involvement of the TNF-alpha system in skeletal muscle in response to marked overuse
Open this publication in new window or tab >>The involvement of the TNF-alpha system in skeletal muscle in response to marked overuse
2017 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Painful conditions having the origin within the musculoskeletal system is a common cause for people to seek medical care. Between 20-40% of all visits to the primal care in Sweden are coupled to pain from the musculoskeletal system. Muscle pain and impaired muscle function can be caused by muscles being repetitively overused and/or via heavy load. Skeletal muscle is a dynamic tissue which can undergo changes in order to fulfill what is best for optimal function. However, if the load is too heavy, morphological changes including necrosis, as well as pain can occur. The extension of the skeletal muscle is the tendon. Tendinopathy refers to illness and pain of the tendon. The peritendinous tissue is of importance in the features related to tendon pain. Common tendons/origins being afflicted by tendinopathy/pain are the Achilles tendon and the extensor origin at the elbow region.    Tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) is a cytokine that is involved in several biological processes. It is well-known for its involvement in the immune system and is an important target for inflammatory disorders such as rheumatoid arthritis. It is not known to what extent the TNF-alpha system is involved in the process of muscle inflammation and damage due to overuse.

   Studies were conducted on rabbit and human tissue, tissues that either had undergone an excessive loading activity or tissue that was removed with surgery due to painful conditions. The tissues were evaluated via staining for morphology, in situ hybridization and immunofluorescence.

   Unilateral experimental overuse of rabbit muscle (soleus muscle) led to morphological changes in the soleus muscle tissue bilaterally. The longer the experiment extended, the more was the tissue affected. This included infiltration of white blood cells in the tissue (myositis) and abnormal muscle fiber appearances. TNF-alpha mRNA was seen in white blood cells, in muscle fibers interpreted to be in a reparative stage and in white blood cells that had infiltrated into necrotic muscle fibers.  There was an upregulation in expressions of TNF receptor type 1 (TNFR1) and TNF receptor type 2 (TNFR2) in muscles that were markedly overused, with expressions in white blood cells, fibroblasts, blood vessel walls and muscle fibers. Immunoreactions for the receptors were seen in nerve fascicles of markedly overused muscles but only occasionally in normal muscles. The upregulations were seen for both experimental and contralateral sides. Overall the two receptors showed somewhat different expression patterns. Tendinopathy is associated with an increase in blood flow and infiltration of white blood cells in the tissue adjacent to the tendon. It is called the peritendinous tissue and is also richly innervated. The white blood cells and the blood vessels walls in this tissue were showing immunoreaction for TNFR1 and TNFR2. Two types of nerve fascicles were found in this tissue, one normally appearing when staining for nerve markers and one type with signs of axonal loss. The latter had clearly strong immunoreactions for TNFR1 and TNFR2.

   The findings suggest that the TNF-alpha system is involved in both myopathies occurring due to overuse and in features in the peritendinous tissue in the tendinopathy situation. TNF-alpha and its receptors seem to be involved in degeneration but also in regeneration and healing of the tissue. The findings also suggest that TNF-alpha has effects on nerves showing axonal loss. The changes in the TNF-alpha system were seen both on the experimental side and contralaterally.

Abstract [sv]

Smärta och funktionsbortfall från rörelseapparaten är vanligt förekommande. Mellan 20-40% av alla besök i primärvården är kopplade till smärta från rörelseapparaten. Det är också en vanlig orsak till sjukfrånvaro. Överansträngning inklusive repetitivt enformigt muskelarbete kan leda till muskelsmärta och bristande muskelfunktion (ex nedsatt styrka och uthållighet, inskränkt rörlighet). Muskelvävnad är en dynamisk vävnad som kan ändras utefter vilka påfrestningar den utsätts för och därigenom vilka behov den ställs inför. Men om belastningen blir för hård, alternativt återhämtningen blir för kort, kan negativa förändringar i vävnadsstrukturen uppstå, inklusive celldöd och vävnadsskada.

Förlängningen av muskeln är senan. Senan är den vävnad som förbinder muskeln med skelettet. Tendinopati innefattar smärtsamma sjukdomstillstånd i senan. När sjukdom i en sena uppstår, exempelvis en smärtande hälsena, har man sett att den lösa bindväven som omger senan är av betydelse. Den genomgår morfologiska förändringar och man tror att det är den som är med och bidrar till smärtan vid tillståndet. Akillessenan och ”tennis-armbåge” är vanliga ställen för tendinopati. Akillessenan förbinder den trehövdade vadmuskeln med hälbenet. Tennis-armbåge omfattar ett område för flera musklers ursprung vid armbågen. Dessa muskler ansvarar framför allt för att sträcka i handleden.

TNF-alfa är en signalsubstans som är involverad i flertalet biologiska processer. Den är känd för sin del i immunförsvaret och den är ett viktigt mål för behandling av autoimmuna sjukdomar som exempelvis reumatoid artrit. Det är inte känt om TNF-alfa är inblandad i processen som uppstår vid muskelinflammation/muskelskada efter kraftig överansträngning. TNF-alfa har flera receptorer, i det här arbetet har utbredning av TNFR1 och TNFR2 analyserats.

Studier har utförts på djur (kaniner) och människa. Kaniner har genomgått ett träningsexperiment, där de utsatts för repetitiva muskelkontraktioner som lett till överansträngningsskador och muskelinflammation. Den muskel som studerats är soleus-muskeln, en del i den trehövdade vadmuskeln. Vävnadsprover har tagits från patienter med smärta i Akillessenan eller tennisarmbåge. Vävnadsproverna från kanin och människa har analyserats med färgningar för morfologi, immunohistokemi för detektering av TNF-alfa och dess receptorer samt för in situ hybridisering för detektion av mRNA i TNF-alfa systemet. Parallellt med färgningar för faktorerna i TNF-alfa systemet har uttryck för andra faktorer studerats. Ensidig överbelastning hos kaniner ledde till samma morfologiska förändringar på båda sidor, det vill säga även i muskeln i det ben som inte hade genomgått träningsexperimentet. Ju längre experimentet pågick, desto större blev de morfologiska förändringarna. TNF-alfa sågs i vita blodkroppar, TNF-alfa mRNA sågs även i förändrade muskelfibrer. Resultatet av parallella dubbelfärgningar tolkades som att dessa muskelfibrer antingen var i en regenererande process eller i en destruktiv process. TNFR1 och TNFR2 uttrycktes i större utsträckning ju längre experimentet pågick och ju mer muskelvävnaden var påverkad av inflammation. TNF receptorer sågs i vita blodkroppar, fibroblaster, muskelfibrer och nervstrukturer hos experimentdjuren. Det såg lika ut på båda sidor, inklusive det ben som inte ingått i experimentet. De två receptorerna skilde sig åt i uttryck.

Vävnad från patienter med smärtande senor/smärta vid muskelursprungs-region genomgick också färgningar för faktorer i TNF-alfa systemet. Man kunde se att den lösa bindväven runt senan (den peritendinösa vävnaden) innehöll mycket blodkärl och nerver. De nerver som sågs i denna vävnad var av två typer, en som såg normal ut och en typ som uppvisade tecken på förlust av axoner. Den senare varianten hade en tydlig uppreglering av båda TNF receptorerna.

Dessa resultat tyder på att TNF-alfa systemet är involverat i muskelsjukdomar som rör muskelinflammation till följd av kraftig överansträngning och i processerna i bindväven vid smärtande senor. TNF-alfa och dess receptorer verkar vara inblandade i både nedbrytning och uppbyggnad av muskelvävnad, samt påverka nerver som visar tecken på förlust av axoner. Förändringarna i TNF-alfa systemet sågs både på experimentsidan och kontralateralt.

Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: Umeå universitet, 2017. p. 65
Series
Umeå University medical dissertations, ISSN 0346-6612 ; 1932
Keywords
TNF-alpha, TNFR1, TNFR2, muscle damage, myositis, peritendinous tissue, tendinopathy
National Category
Basic Medicine
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-141942 (URN)978-91-7601-802-6 (ISBN)
Public defence
2017-12-08, N320, Umeå Universitet, Naturvetarhuset, Umeå, 09:00 (English)
Opponent
Supervisors
Available from: 2017-11-17 Created: 2017-11-15 Last updated: 2018-06-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2993 kB)21 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2993 kBChecksum SHA-512
f7ba975d8a630c688124f38d2ef78de12215446fa1691400a8f6ece8d99e1123e6c71ce398e50d776c825848d301efb46636f75dd8d5e60baf9db5d531b8890a
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

PubMedURL

Search in DiVA

By author/editor
Spang, ChristophRenström, LinaAlfredson, HåkanForsgren, Sture
By organisation
AnatomySports medicine
In the same journal
Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions - JMNI
NeurosciencesPhysiology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 21 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

pubmed
urn-nbn

Altmetric score

pubmed
urn-nbn
Total: 127 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf