How a daily and moderate exercise improves ligament healing

Ligaments are strong bands of connective tissue which display high resistance to tension, allowing joint stability. However, sudden twisting motion and excessive stretching are causes of sprains. Medical managements involve initial symptomatic treatment and secondary rehabilitation regimen, without beneficial effect regarding the mechanical properties of the tissue. In fact, ligaments never recover their initial resistance to load tension. In this article, we reviewed the macroscopic and biochemical characteristics of normal and injured ligaments, with a special emphasis on the role of cytokines and growth factors during the healing process, and on the beneficial effect of a moderate exercise on the scar formation. Indeed, recent data highlighted: (1) the role of both IL-1 beta and bFGF during the inflammatory state to promote fibroblast and endothelial cell migration into the wound; (2) VEGF helped capillary growth during the proliferative state; (3) whereas TGF beta expression resulted in the deposition of a disorganised fibrotic extracellular matrix. In contrast, mechanical stimulation during a moderate exercise inhibited TGF beta expression, improving the deposition of specific collagen network and the overall ligament healing process.

RésuméComme tout tissu conjonctif, les ligaments présentent des propriétés importantes de résistance aux contraintes mécaniques et contribuent ainsi largement à la stabilité articulaire. Cependant, des mouvements d’amplitude excessive lors d’une entorse conduisent à une déchirure d’un ou plusieurs ligament(s). Les traitements actuels consistent d’abord en une prise en charge médicale symptomatique, puis en une rééducation fonctionnelle, sans que de véritables bénéfices n’aient pu être observés quant aux propriétés mécaniques du ligament atteint. En effet, au terme de cette prise en charge, un ligament lésé ne retrouve que très rarement ses propriétés mécaniques initiales. Dans cet article, nous décrivons les caractéristiques macroscopiques et biochimiques des ligaments sains et lésés. Nous accordons une importance particulière aux cytokines et facteurs de croissance durant le processus de cicatrisation, ainsi qu’aux bénéfices d’un exercice modéré sur le tissu cicatriciel. En effet, des résultats récents ont mis en évidence, notamment : (1) le rôle de l’IL-1 bêta et du bFGF pendant la phase inflammatoire sur la prolifération des fibroblastes et des cellules endothéliales et sur leur migration jusqu’au site lésionnel ; (2) le rôle du VEGF sur la croissance capillaire lors de la phase proliférative ; (3) le rôle du TGF-bêta lors du dépôt d’une matrice extracellulaire fibrotique. À l’inverse, les contraintes mécaniques qui s’exercent sur le ligament lésé lors d’un exercice modéré s’accompagnent de la disparition de l’expression de TGF-bêta dans le tissu cicatriciel et du dépôt de plusieurs collagènes dans des proportions plus appropriées. Il s’ensuit la formation d’un réseau de collagènes mieux structuré qui contribue à une meilleure cicatrisation du ligament lésé.