Immunohistochemical analysis of mechanoreceptors in transverse acetabular ligament and labrum: a prospective analysis of 35 cases

Abstract Objective: The labrum and transverse acetabular ligament (TAL) are classically described as distinct anatomical structures with abundant mechanoreceptors and free nerve fibers. They deepen the joint and act as natural barriers against dislocation, thus providing additional stability. We hypothesized that severe coxarthrosis leads to elimination of labrum and TAL mechanoreceptors. This study evaluated the microscopic anatomy of the labrum and TAL and specifically investigated the neurological status of these structures. Methods: Labral and TAL specimens from 35 consecutive patients with coxarthrosis undergoing total hip arthroplasty were dissected into a total of 4 specimens per hip. Formaldehyde-fixed specimens were evaluated for the presence of mechanoreceptors and free nerve endings by neurofilament protein and S-100 protein immunohistochemistry and microscopy. Results: Mechanoreceptors were identified in the labral (2.3/high power field) but not TAL specimens, with a sharp delineation between the tissues. In contrast, both labrum and TAL showed good vascularity with abundant free nerve fibers within fibrous connective tissue (mean, 2.6 sensory fibers/high power field vs 3.1/high power field, respectively). Conclusion: This study demonstrated that the TAL lacks mechanoreceptors. However, TAL and labrum free nerve fibers suggest potential roles as hip pain generators. DOI: 10.3944/AOTT.2015.14.0366 Özet Amaç: Klasik literatürde labrum ve transvers asetabular ligament (TAL), bol miktarda mekanoreseptör ve serbest sinir lifleri içeren özel anatomic yapılar olarak tanımlanmıştır. Eklemi derinleştirirler ve çıkığa karşı doğal bir bariyer vazifesini üstlenerek stabiliteye katkıda bulunurlar. Hipotezimize göre, ciddi koksartroz labrum ve TAL’daki mekanoreseptörleri yok etmektedir. Bu çalışmanın amacı, labrum ve TAL’ın nörolojik yapısını immünohistokimyasal analizle inceleyerek söz konusu yapıların mikroskopik anatomisini değerlendirmektir.Çalışma planı: Koksartroz nedeniyle total kalça artroplastisi yapılan ardışık otuz beş hastanın kalçalarından dörder numune halinde labrum ve TAL örnekleri diseke edilmiştir. Formaldehitle tespit edilen örnekler, Mihalko tarafından tanımlanan immünohistokimyasal analiz yöntemiyle mekanoreseptör ve serbest sinir ucu varlığı yönünden değerlendirilmiştir.Bulgular: TAL örneklerinde mekanoreseptör bulunamamış olup, labrum ve TAL’da fibröz bağ dokusunun iyi damarlanmış olduğu ve bolca serbest sinir ucu içerdiği gözlenmiştir (sırasıyla ortalama 2.6 duyu lifi/hpf ve 3.1 duyu lifi/hpf ). Labrumda ortalama 2.3 mekanoreseptör/hpf bulunmakta olup, mekanoreseptör yoğunluğu değerlendirildiğinde labrum ve TAL arasında keskin bir fark bulunmaktadır.Çıkarımlar: Bu çalışmadaki bulgular, TAL’ın mekanoreseptörden yoksun olduğunu göstermektedir. Ancak, TAL ve labrumda bulunan serbest sinir uçlarının, kalça ağrısının oluşumunda potansiyel bir rolü olduğunu düşündürmektedir