دانشور پزشکی

دانشور پزشکی

مطالعه اثر 12 هفته الگوهای تمرینی شنا، مقاومتی و ترکیبی (مقاومتی+شنا) بر استحکام مکانیکی بافت استخوان رت‌های ماده ویستار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
صادق ریگی
مریم بان پروری
محمدرضا رضایی پور
امید محمددوست
گروه علوم ورزشی، دانشکده علوم تربیتی و روانشناسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
10.22070/daneshmed.2024.19773.1566
چکیده
مقدمه و هدف: پوکی‌استخوان یک بیماری متابولیکی است که باعث افزایش خطر شکستگی استخوان می‌گردد. هدف از پژوهش، بررسی تأثیر الگوهای تمرینی شنا، مقاومتی و ترکیبی بر استحکام مکانیکی بافت استخوان استئوپروتیک رت‌های ماده ویستار بود.
مواد و روش ها: در این پژوهش تجربی، 36 سر رت ماده نژاد ویستار سالم ( 6 هفته‌ای) با میانگین وزن g170-190، مورد مطالعه قرار گرفتند. جهت تأیید القای استئوپروسیس، 12 رت به‌صورت تصادفی، به دو گروه سالم و تزریق الکل تقسیم شدند. 24 سر رت باقی مانده، پس از القای پوکی استخوان به‌صورت تصادفی به 4 گروه ( هر گروه 6 سر رت)، (1.تمرین مقاومتی، 2.تمرین شنا، 3.تمرین ترکیبی و 4.کنترل) تقسیم شدند. القای استئوپروسیس با  تزریق 3 هفته‌ای صفاقی محلول 20% الکل اتانول و سالین با دوز 3 گرم به ازای 1 کیلوگرم وزن بدن، 1 نوبت در روز و  4 روز در هفته صورت گرفت. پروتکل تمرینی شنا (12 هفته، 90 دقیقه در روز، 5 روز در هفته) و پروتکل مقاومتی (12 هفته، 5 روز در هفته و هر جلسه شامل 8 ست با 8 تا 12 تکرار بالارفتن از نردبان) انجام گرفت. گروه ترکیبی، تمرین مقاومتی را در 4 ست با 8 تا 12 تکرار و تمرین شنا را با نصف مدت زمان گروه شنا، انجام دادند. پس از پایان 12 هفته، برداشت نمونه‌های استخوانی مهره L5 و استخوان تیبیا جهت مطالعه شاخص‌های مقاومت مکانیکی، انجام شد. برای ارزیابی اســتحکام اســتخوان از دســتگاه تــست خــواص مکــانیکی، مــدل zwick ساخت کـشور آلمان انجام شد. داده‌ها با استفاده از آزمون‌‌های تی‌وابسته، تحلیل واریانس یک‌راهه و توکی در سطح معنی‌داری کمتر از 05/0 با SPSS-25 تحلیل شدند (p<0/05).
نتایج: در مقایسه درون گروهی، تمرین شنا، مقاومتی و تمرین ترکیبی باعث افزایش معنی‌داری در استحکام مکانیکی کششی تیبیا شدند (03/0=p، 004/0=, p 000/0=p). استحکام مکانیکی فشاری مهره L5 گروه مقاومتی و تمرین ترکیبی در مرحله پس‌آزمون افزایش معنی‌داری را نسبت به پیش‌آزمون نشان دادند (001/0=p، 009/0=p). در مقایسه بین گروهی، استحکام کششی تیبیا گروه ترکیبی افزایش معنی‌داری را در مقایسه با گروه‌های تمرین مقاومتی، شنا و گروه کنترل نشان داد (004/0=p، 000/0=, p 000/0=p). گروه‌های تمرین مقاومتی و شنا در مقایسه با گروه کنترل، افزایش معنی‌داری در این مؤلفه داشتند (001/0=p، 000/0=p). استحکام مکانیکی فشاری مهره L5 در گروه ترکیبی و مقاومتی (03/0=p، 02/0=p) افزایش معنی‌داری را در مقایسه با گروه‌های تمرین شنا و گروه کنترل (003/0=p، 002/0=p) نشان داد.
نتیجه‌گیری: به‌نظر می‌رسد مداخله‌ی تمرین شنا و مقاومتی در الگوی ترکیبی، ممکن است یک اثر هم‌افزایی بر افزایش استحکام مکانیکی استخوان در رت‌های ماده استئوپروتیک داشته باشد؛ این الگو، احتمال دارد استحکام مکانیکی استخوان را بهتر از اجرای محض تمرین شنا یا مقاومتی افزایش داده و مراقبت بهینه‌تری در برابر استئوپروسیس فراهم نماید.
کلیدواژه‌ها
تمرین شنا
تمرین مقاومتی
تمرین ترکیبی
استحکام مکانیکی استخوان
  1. Parkinson IH, Fazzalari NL. Characterisation of Trabecular Bone Structure. Studies in Mechanobiology Tissue Engineering and 2013;31–51.
  2. Boonen S, Wahl DA, Nauroy L, Brandi ML, Bouxsein ML, Goldhahn J, et al. Balloon kyphoplasty and vertebroplasty in the management of vertebral compression fractures. Osteoporosis International With other Metabolic Bone Diseases. 2011;22(12):2915-34.
  3. Puisto V, Heliövaara M, Impivaara O, Jalanko T, Kröger H, Knekt P, et al. Severity of vertebral fracture and risk of hip fracture: a nested case–control study. Osteoporosis International With other Metabolic Bone Diseases. 2011;22(1):63-8.
  4. Hernlund E , Svedbom A, Ivergård M, Compston J, Cooper C, Stenmark J, et all. Osteoporosis in the European Union: medical management, epidemiology and economic burden. A report prepared in collaboration with the International Osteoporosis Foundation (IOF) and the European Federation of Pharmaceutical Industry Associations (EFPIA). Archives of Osteoporosis. 2013;8(2):136.
  5. Fonseca H , Moreira- Goncalves D , Appell coriolano HJ, Duarte J A. Bone Quality: The Determinants of Bone Strength and Fragility. Sports Medicine. 2013;10:1007-1013.
  6. Diaz-Curiel M. Effects of Exercise on Osteoporosis. Journal of Osteoporosis and Physical Activity Open Access. 2013;1:1-2.
  7. Aguiar AF, Agati LB, Muller SS, Pereira OC,et al. Effects of physical training on the mechanical resistance of rat femur proximal thirds. Acta Trtopica. 2010;18(5):245-9.
  8. Joo Y-I, Sone T, Fukunaga M, Lim S-G, Onodera S. Effects of endurance exercise on three-dimensional trabecular bone microarchitecture in young growing rats. Bone. 2020;33(4):485-93.
  9. Iwamoto J, Yeh J, Aloia J. Differential effect of treadmill exercise on three cancellous bone sites in the young growing rat. Bone. 2009;24(3):163-9.
  10. Dobidi Roshan va, Hemti Safarshahi I, Nuraldini H. The interactive effect of 8 weeks of endurance training and turmeric extract on the mineral density of different areas of the femur. Journal Ofoghedanesh. 2012;18(2):56-62. [Persion].
  11. Maurel DB, Boisseau N, Pallu S, Rochefort GY, Benhamou CL, Jaffre C. Regular exercise limits alcohol effects on trabecular, cortical thickness and porosity, and osteocyte apoptosis in the rat. Joint Bone Spine. 2018;80(5):492-8.
  12. Chang TK, Huang CH, Huang CH, Chen HC, Cheng CK. The influence of long-term treadmill exercise on bone mass and articular cartilage in ovariectomized rats. BMC Musculoskeletal Disorders. 2013;20(11):185-192.
  13. Renno AC, Silveira Gomes AR, Nascimento RB, Salvini T, Parizoto N. Effects of a progressive loading exercise program on the bone and skeletal muscle properties of female osteopenic rats. Experimental Gerontology. 2007;42(6):517-22.
  14. Bolam KA, van Uffelen JG, Taaffe DR.The effect of physical exercise on bone density in middle-aged and older men: A systematic review. Osteoporosis International With other Metabolic Bone Diseases. 2013;24(1):2749–62.
  15. Hagihara Y, Nakajima A, Fukuda S, Goto S, Iida H, Yamazaki M. Running exercise for short duration increases bone mineral density of loaded long bones in young growing rats.Tohoku Journal of Experimental Medicine. 2009;219(2):139-43.
  16. El-Shenawy, Siham MA, Nemat AZ Yassin, Osama A. Badary, Mostafa Abd El-Moneem, and Hanan M. Al-Shafeiy. "Study of the effect of Allium porrum on osteoporosis induced in rats." 2013:188-198.
  17. Wang Y, Owoc JS, Boyd SK, Videman T, Battié MC.Regional variations in trabecular architecture of the lumbar vertebra: associations with age, disc degeneration and disc space narrowing. Bone. 2013;56(2):249-54.
  18. Callaci JJ, Juknelis D, Patwardhan A, Sartori M, Frost N, Wezeman FH. The effects of binge alcohol exposure on bone resorption and biomechanical and structural properties are offset by concurrent bisphosphonate treatment. Alcoholism: Clinical and Experimental Dental Research. 2004;28(1):182-91.
  19. Hossini M, Piri M, Hajs S. Effect of endurance, resistance and concurrent traaining on the heart structure of the femal university students. Olympic Journal. 2009;44(4):82-95.[Persion]
  20. Pinnell SR. Regulation of collagen biosynthesis by ascorbic acid: a review. Yale Journal of Biology and Medicine. 1985;58(6):553–9.
  21. Zhang Y, Li Y, Gao Q, Shao B, Xiao J, Zhou H, et al. The variation of cancellous bones at lumbar vertebra, femoral neck, mandibular angle and rib in ovariectomized sheep. Archives of Oral Biology. 2014;59:663-9.
  22. Martyn-St JM, Carroll S. Meta-analysis of walking for preservation of bone mineral density in postmenopausal women. Bone. 2008;43(3):521-31.
  23. Silva MJ, Brodt MD, Wopenka B, et al. Decreased collagen organization and content are associated with reduced strength of demineralized and intact bone in the SAMP6 mouse. Bone and Mineral Research. 2006;21(1):78–88.
  24. Isaksson H, Tolvanen V, Finnila MA, et al. Physical exercise improves properties of bone and its collagen network in growing and maturing mice. Calcified Tissue International and Musculoskeletal Research. 2009;85(3):247–56.
  25. Armas LA, Recker RR. Pathophysiology of osteoporosis: new mechanistic insights. Endocrinology and Metabolism Clinics of North America. 2012;41:475-86.
  26. Cassilhas RC, Reis IT, Venâncio D, Fernandes J, Tufik S, Mello MT. Animal model for progressive resistance exercise: a detailed description of model and its implications for basic research in exercise. Motriz: Revista de Educação Física. 2013;19:178-84.