Effects of Balneotherapy on Serum Interleukine-2 Receptors, Inflammation Markers and Cortisol Levels in Knee Osteoarthritis

Abstract

Aims: To investigate hormonal and T cell-mediated immune responses and pain intensity on the osteoarthritic patients before and after balneotherapy (BT).

Methods: In this randomized controlled study, 47 patients with grade 2 and 3 knee osteoarthritis (KOA) were included in BT (n=23) and heated tap water (TW) (n=24) therapy groups. Group I was treated with 37 °C spa water (BT group) in a small therapeutic pool. Group II (TW) was treated with heated tap water (37 °C) in the same pool as placebo-control. Patients in both of the groups had 20 min/day treatment for 10 days. Participants were assessed before treatment, after 10 days-treatment and at the 12th week for sIL-2R, cortisol, erytrocyte sedimentation rate (ESR), C-reactive protein (CRP) and pain intensity (pVAS).

Results: BT and heated TW therapy both decreased pain intensity and sIL-2R levels at the 2nd week and 12th weeks. BT was superior to heated tap water therapy in reducing pVAS after 10 days-treatment (p<0.05) and sIL-2R levels after 10 days-treatment and at the12th week (p<0.05, p<0.001). In BT group, decrease in CRP was superior to TW therapy group at after 10 days-treatment and at the 12th week (p<0.05, p<0.05).

Conclusion: We observed improvement in pain and reduction in sIL-2R in osteoarthritic patients with BT and heated TW therapy. However, BT was superior to TW therapy for changes in pain, sIL-2R and CRP after the therapy and in the long term.

Zusammenfassung

Ziele: Untersuchung der hormonalen und T-Zell vermittelten Immunantwort, biochemischen Entzündungsmarkern und Schmerzintensität bei Patienten mit Osteoarthritis vor und nach Balneo-therapie.

Methoden: Randomisierte, kontrollierte Stu-die, 47 Patienten mit Osteoarthritis des Kniegelenkes in zwei Gruppen mit Balneotherapie/Mineralwasser (BT) (n=23) und mit erwärmten Leitungswasser (TW) (n=24) in einem Bewegungsbecken. Die Behandlung der BT-Gruppe erfolgte mit 37 °C temperierten Mineralwasser, die TW-Gruppe mit 37 °C temperierten Leitungswasser als Placebo-Kontrolle. Die Behandlung erfolgte in beiden Gruppen jeweils 20 min/Tag über 10 Tage. Die Patienten wurden vor Behandlungsbeginn, am Behandlungsende und nach 12 Wochen untersucht: sIL-2R, Kortisol, Blutsenkungsreaktion, C-reaktives Protein und Schmerz-intensität (VAS).

Ergebnisse: In beiden Gruppen verringern sich die Schmerzintensität und sIL-2R-Spiegel am Ende der Behandlung und nach 12 Wochen. BT zeigte eine größere Reduktion der pVAS nach 10 Behandlungen (p<0,05) gegenüber Leitungswasser und der sIL-2R-Spiegel nach 10 Behandlungen und 12 Wochen (p<0,05, p<0,001). In der BT-Gruppe war der Abfall des CRP größer als in der TW-Gruppe jeweils nach 10 Behandlungen und nach 12 Wochen (p<0,05, p<0,05).

Zusammenfassung: Es wird eine Schmerzverringerung und eine Reduktion des sIL-2R bei den untersuchten Patienten in beiden Thera-piegruppen beobachtet. Jedoch zeigte die BT eine stärkere Beeinflussung gegenüber TW bezüglich Schmerzreduktion, Interleukin-2 und CRP sowohl nach Therapieende als auch in der Nachbeurteilung.

Balneotherapy - Cortisol - inflammation - interleukine-2

Balneotherapie - Kortisol - Entzündung - Interleukine-2

References

• 1 Howel DS, Pelletier JP. Etiopathogenesis os osteoarthritis. In: DL McCarty and WJ Kopman (eds). Arthritis and allied conditions. Lea and Febiger, Philadelphia 1993 p. 1723-1734
• 2 Goldenberg DL, Egan MS, Cohen AS. Inflammatory synovitis in degenerative joint disease.  J Rheumatol. 1982;  9 204-209
• 3 Haraoui B, Pelletier JP, Cloutier JM. et al . Synovial membrane histology and immunopathology in rheumatoid arthritis and osteoarthritis: in vivo effects of anti-rheumatic drugs.  Arthritis Rheum. 1991;  34 153-163
• 4 Kennedy TD, Plater-Zyberk C, Partridge TA. et al . Morphometric comparison of synovium from patients with osteoarthritis and rheumatoid arthritis.  J Clin Pathol. 1988;  41 847-852
• 5 Sakkas LI, Scanzello C, Johanson N. et al . T cells and T-cell cytokine transkripts in the synovial membrane in patients with osteoarthritis.  Clinical and Diagnostic Laboratory Immunology. 1998;  5 430-437
• 6 Sukenik S, Flusser D, Abu-Shakra M. The role of spa therapy in various rheumatic diseases.  Rheum Dis Clin North Am. 1999;  25 883-897
• 7 Nguyen M, Revel M, Dougados M. Prolonged effects of 3 week therapy in a spa resort on lumbar, knee and hip osteoarthritis.  British Journal of Rheumatology. 1997;  36 77-81
• 8 Kuczera M, Kokot F. Effect of spa therapy on the endocrine system.  Pol Arch Med Wewn. 1996;  95 11-20
• 9 Pizzoferrato A, Garzia I, Cenni E. et al . Beta endorphine and stres hormones in patients affected by osteoarthritis undergoing thermal mud therapy.  Minerva Med. 2000;  91 239-245
• 10 Levine M, Mcguire K, Mcgowan K. et al . Assessment of the test characteristics of C-reactive protein for septic arthritis in children.  Journal of Pediatric Orthopaedics. 2003;  23 373-377
• 11 Shah S, Newby L. C-reactive protein: A novel marker of cardiovascular disease risk.  Cardiology review. 2003;  11 169-179
• 12 Sharif M, Granell R, Johansen J. et al . Serum oligometric matrix protein and other biomarker profiles in tibiofemoral and patellofemoral osteoarthritis of the knee.  Rheumatology. 2006;  45 522-526
• 13 Altman RD, Blach DA, Bole GG. et al . Development of criteria for osteoarthritis.  J Rheumatol. 1999;  26 1959-1963
• 14 Kellgren JS, Lawrence JS. Radiological assesment of osteoartrosis.  Ann Rheum Dis. 1957;  16 494-502
• 15 Bellometti S, Galzigna L. Function of the hypothalamic adrenal axis in patients with fibromyalgia syndrome undergoing mud-pack treatment.  Int J Clin Pharmacol Res. 1999;  19 27-33
• 16 Ekmekcioglu C, Strauss-Blasche G, Holzer F. et al . Effect of sulfur baths on antioxidative defense systems, peroxide concentrations and lipid levels in patients with degenerative osteoarthritis.  Forsch Komplementarmed Klass Naturheilkd. 2002;  9 216-220
• 17 Valututti S, Castellino F, Musiani P. Effect of sulfurous (thermal) water on T lymphocyte proliferative response.  Ann Allergy. 1990;  65 463-468
• 18 Blackburn W. Validity of acute phase proteins as markers of disease activity.  Journal of Rheumatology. 1994;  42 9-13
• 19 Takahashi M, Naito K, Abe M. et al . Relationship between radiographic grading of osteoarthritis and the biochemical markers for arthritis in knee osteoarthritis.  Arthritis Research and Therapy. 2004;  6 208-212
• 20 Curkovic B, Vitulic V, Babic-Naglic D. et al . The influence of heat and cold on the pain treshold in rheumatoid arthritis.  Z Rheumatol. 1993;  52 289-291
• 21 Kubota K, Kurabayashi H, Tamura K. et al . A transient rise in plasma â-endorphine after a traditional 47 degrees C hot spring bath in Kusatsu spa, Japan.  Life Sci. 1992;  15 1877-1880
• 22 Kappel M, Diamant M, Hansen MB. et al . Effects of in vitro hypertermia on the proliferative response of blood mononuclear cell subsets and detection of ILs 1 and 6, TNF-alpha and IFN-gamma.  Immunology. 1991;  73 304-308
• 23 Verhagen AP, Bierma-Zeinstra SMA, Cardoso JR. et al . Balneotherapy for rheumatoid arthritis.  The Cochrane Database of Systematic Reviews. 2006; 

Correspondence