Die Actin Isoform Alpha-smooth muscle actin (ASMA) wurde unter anderem im Gewebe von normalen Sehnen und Bändern in Fibroblasten nachgewiesen. Diese hochdifferenzierten Zellen, so genannte Myofibroblasten, könnten innerhalb der Extrazellulärmatrix Zugkräfte ausüben, wie sie bei der Wundheilung vorkommen. Es wird daher vermutet, dass diese Zellen eine bedeutende Rolle bei der Gewebekontraktion spielen. Man hat weiterhin herausgefunden, dass während der Heilung von Bändern und Sehnen die Myofibroblasten hochreguliert werden und man nun davon ausgeht, dass die kontraktile Potenz dieser Zellen für die Formation der Kollagentertiärstruktur, dem so genanntem Crimp verantwortlich ist. Bekannt ist außerdem, dass die beim Kreuzbandersatz verwendeten Sehnentransplantate einen so genannten Remodelingprozess durchlaufen und sich auf diese Weise histomorphologisch und strukturell dem VKB angleichen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zunächst einmal herauszufinden, ob ein Zusammenhang zwischen der Anzahl der Myofibroblasten im Gewebe und der Ausbildung bzw. der Frequenz der Kollagentertiärstruktur von Bändern und Sehnen besteht. Des Weiteren wurde untersucht, ob es Unterschiede bezüglich Myofibroblastenform und– verteilung innerhalb der untersuchten Präparate gibt. Außerdem sollte der Frage nachgegangen werden, ob man eine Sehne aufgrund ihrer dem VKB ähnlichen histomorphologischen Konfiguration als Sehnentransplantat für einen vorderen Kreuzbandersatz empfehlen kann, um den Remodelingprozess zu verkürzen. Semitendinosus-, Gracilis-, Quadriceps- und Tibialis anterior Sehnen und vier vordere Kreuzbänder wurden von menschlichen Multiorganspendern kurz nach deren Tod entnommen und immunhistochemisch aufbereitet um die ASMA-positiven Zellen zu identifizieren. Bei zehn zufällig ausgewählten Regionen pro Segment wurde mit Hilfe der digitalen Bildanalyse die Anzahl der ASMA positiven Zellen festgestellt. Dieselben Regionen wurden dann unter polarisiertem Licht untersucht und die Distanz zwischen den Kollagenwellenbergen (Crimpdistanz) bzw. Crimpfrequenz der Kollagentertiärstruktur betrachtet. Für die statistische Berechnung wurde Pearson´s Korrelationsanalyse mit einer Stärke von 80% benutzt. Es ließ sich bei allen untersuchten Sehnen sowie beim vorderen Kreuzband eine signifikante Korrelation zwischen der Anzahl der Myofibroblasten und der Crimpdistanz nachweisen. Am ausgeprägtesten zeigte sich die Korrelation bei der Patellarsehne. Die Semitendinosussehne, das vordere Kreuzband, die Quadricepssehne und die Tibialis anterior Sehne hatten ähnliche Werte, am wenigsten ausgeprägt zeigte sich die Korrelation bei der Gracilissehne. Die Patellarsehne und die Quadricepssehne scheinen aufgrund ihrer histomorphologischen Beschaffenheit dem VKB am ähnlichsten und somit vom Aspekt des Transplantatremodelings als Transplantat am besten geeignet. Des Weiteren konnte festgestellt werden, dass beim vorderen Kreuzband, bei der Patellarsehne und auch bei der Quadricepssehne in bestimmten anatomischen Regionen verschiedene Myofibroblastenformen (rund, ovoid, spindelförmig) vorherrschen, bei den anderen Transplantaten finden sich hauptsächlich spindelförmige Myofibroblasten. Einen signifikanten Unterschied bezüglich Myofibroblastenhäufigkeit innerhalb der Segmente gab es nicht. Des Weiteren gibt es Hinweise darauf, dass die Myofibroblastenform auch Einfluss auf das Crimpverhalten haben könnte. In dieser Arbeit konnte erstmalig nachgewiesen werden, dass Myofibroblasten einen regulären Bestandteil nicht nur des humanen VKB, sondern auch seiner autologen Sehnentransplantate darstellen. Es besteht nun die Hypothese, dass Myofibroblasten eine wichtige Rolle bei der Ausbildung der Kollagentertiärstruktur spielen, basierend auf der Erkenntnis, dass die Gewebebereiche mit der höchsten Crimpfrequenz auch die höchste Anzahl von Myofibroblasten aufweisen. Es ist wahrscheinlich, dass Myofibroblasten bei der Entstehung und Aufrechterhaltung der Kollagentertiärstruktur eine wichtige Rolle spielen und sie als ein integraler Bestandteil des normalen Bindegewebes betrachtet werden sollten.
Purpose: Collagen crimp is essential for maintaining viscoelastic properties of normal ligament and tendon tissue. The actin isoform α-smooth muscle actin (ASMA) has been identified in fibroblastic cells of these tissues. These highly differentiated cells, so called myofibroblasts may transmit tensile forces to the extracellular matrix, thus it has been suggested that they are responsible for the wrinkling of the extracellular matrix and the formation of crimp. During anterior cruciate ligament (ACL) graft remodeling crimp formation plays an integral role. Thus, it was our purpose to determine the relationship between myofibroblast density and crimp frequency in human tendon graft tissue and the ACL. Methods: Different tendon grafts and ACLs were harvested from young human multi organ donors immediately after death. Myofibroblasts were immunostained with a monoclonal antibody and histomorphometry was performed using a digital imaging system. Crimp length was measured and data were correlated. Results: All tendons and ACLs showed a significant correlation of myofibroblast density and crimp frequency (R2 0.81 - 0.43). The strongest correlation was found for the patellar tendon, the poorest for the gracilis tendon. There is also evidence that the phenotype, respectively the shape of myofibroblasts might be responsible for different stages of crimp formation. Conclusion: With the present investigation we found that myofibroblasts might be involved in crimp formation and should be viewed as an integral part of normal tendon and ligament tissue. Furthermore, the shape of myofibroblasts may further indicate the contractile potency of the extracellular matrix, thus presenting a dynamic and variable crimp rather than a static situation. This study is a experimental study. In terms of clinical relevance all the mentioned tendons can be used as auto- or allografts for ACL-reconstruction, nevertheless their microscopic structure and cellular population has yet not been adequately investigated and compared.
