تاثير تمرينات استقامتي و مقاومتي بر بهبود استخوان: مطالعه تراكم سنجي و هيستومورفومتري رت هاي نر استئوپروتيك

Effect of Endurance and Resistance Training on the Improvement of Bone: A Densitometric and Histomorphometric Study in Male Osteoprotic Rats

مقدمه: استئوپروسيس به عنوان يك بيماري سيستميك اسكلتي تعريف مي شود كه به وسيله توده استخواني پايين و خرابي ريزساختارهاي بافت استخوان مشخص شده، باعث خطر افزايشي شكستگي مي گردد. با اين حال، ورزش مناسب براي پيشگيري و درمان پوكي استخوان مشخص نشده است. هدف مطالعه حاضر تعيين اثرات دو برنامه تمريني با بار فزاينده بر ويژگي هاي استخواني موش هاي نر استئوپروتيك بود. مواد و روش ها: از بين 30 سر موش صحرايي نر، 6 موش به عنوان گروه سالم جدا شد، سپس پوكي استخوان با تزريق 3 هفته اي صفاقي محلول اتانول20 درصد(3 گرم/كيلوگرم/روز)، براي چهار روز پياپي به مدت سه هفته در موش هاي باقي مانده القاء گرديد. 24 موش استئوپروتيك به چهار گروه تقسيم شدند(n=6)، پايه(به عنوان پيش آزمون گروه هاي تجربي)، تمرين مقاومتي، تمرين استقامتي و كنترل. دو گروه تمريني 5 روز در هفته به مدت 12 هفته برنامه تمريني را طبق پروتكل اجرا كردند. پروتكل استقامتي شامل دويدن روي تردميل، 12 متر دقيقه، 10 تا حداكثر 64 دقيقه/روز بود. پروتكل مقاومتي شامل 8 ست صعود از نردبان 110 سانتي متري با زاويه 80 درجه با وزنه متصل به دم بود كه از 50 درصد وزن حيوان در ست اول تا 100 درصد در ست هشتم افزايش داشت. در پايان مداخله، حيوانات كشته شدند و تراكم ماده معدني استخوان(BMD) فمور و مهره چهارم+پنجم كمري (L4+L5) با دگزا اندازه گيري شد. ريزساختارهاي بافت متافيز پروگزيمال تيبيا به وسيله روش هاي استاندارد هيستومورفومتريك و به كمك نرم افزار موتيك اندازه گيري شدند. يافته هاي پژوهش: گروه هاي استقامتي(P=0.035) و مقاومتي(P=0.001) افزايش معناداري در BMD فمور در مقايسه باكنترل داشتند. BMD L4+L5 گروه مقاومتي و كنترل به طور معناداري بالاتر از گروه استقامتي بود(P=0.001, P=0.001). تنها تمرين مقاومتي به طور معناداري درصد ترابكولا(P=0.018) و ضخامت كورتيكال(P=0.009) را نسبت به كنترل افزايش و درصد فاصله ترابكولا(P=0.02) را كاهش داد. تعداد استئوسيت در هر دو گروه استقامتي و مقاومتي به طور معناداري بالاتر از كنترل بودند(P=0.002, P=0.03). بحث و نتيجه گيري: تمرين مقاومتي در مقايسه با تمرين استقامتي، تغييرات مناسب موثرتري را در تراكم و پاتولوژي استخواني در موش هاي نر استئوپروتيك القاء مي كند.

Introduction: Osteoporosis is defined as a systemic skeletal disease characterized by low bone mass and microarchitectural deterioration of bone tissue, resulting in increased risk of fracture. However, appropriate exercise for the prevention and treatment of osteoporosis has not been determined. The aim of this study was to determine the effects of two progressive loading training program on the bone properties of Osteoporotic rat models. Materials methods: nbsp;Among 30 male rats, 6 rats were separated as healthy group, Then Osteoporosis was induced in remaining rats by intraperitoneal injection of 20% ethanol solution (3g/kg/day) for four consecutive days for 3 weeks. 24 Osteoporotic rats were divided into 4 groups (n=6): baseline (As the baseline of the experimental groups), resistance training, endurance training and control. The two training groups completed 12 weeks of training program, 5 days a week according to protocol. The Endurance protocol includes running exercise on a treadmill for, 12 m/min, 10 to up 64 min/ day. The Resistance protocol consisted of 8 series of climbs on the 110cm vertical ladder angled at 80ordm; with weight tied to animal tail that was increased from the 50% of the body mass of the animal in the first series to 100% in the eighth series. At the end of the intervention, the animals were euthanized and the Bone mineral density (BMD) of the femur and the L4 +L5 were measured using dual energy xray absorptiometry (DXA). Microarchitectures of the proximal tibia metaphysis tissue were measured by using standard histomorphometric methods and with the motic software. Findings: The endurance (p= 0.035) and resistance (p= 0.001) groups had significantly increased femur BMD compared to controls. L4+L5 BMD in resistance training and control was significantly greater than endurance group (p= 0.001,p= 0.001). only the resistance training had significantly increased the trabeculare percent (p= 0.018) and cortical thickness (p= 0.009) and had significantly decreased trabecular separation percent (p= 0.02)compared to controls. A number of osteocyte in both endurance and resistance groups was significantly greater than that in control group (p= 0.03, p= 0.002). Discussion Conclusions: Resistance training induces more effective favourable changes in bone mineral status and pathology as compared to endurance training in osteoporotic male rats.