ОЦІНКА МІНЕРАЛЬНОЇ ЩІЛЬНОСТІ ВЕЛИКОГОМІЛКОВОЇ КІСТКИ ЩУРІВ ЗА УМОВИ МОДЕЛЮВАННЯ ОЖИРІННЯ, МАЛОРУХОМОГО СПОСОБУ ЖИТТЯ ТА ВПЛИВУ НЕФІЗІОЛОГІЧНОЇ ЗАГАЛЬНОЇ ВІБРАЦІЇ

Костишин Н. М.

ФІЗІОЛОГІЯ

Наукова стаття

Резюме. Ожиріння та малорухомий спосіб життя негативно впливають на здоров’я людини в цілому та кістовий метаболізм зокрема. Це в подальшому може призводити до виникнення остеопенії та зростання ризику переломів. Фізичні навантаження здатні покращувати стан кісткової тканини та недопускати розвиток остеопорозу. Метою цього дослідження було оцінити сприятливий вплив нефізіологічної вібрації всього тіла на кісткову тканину за умов моделювання ожиріння та обмеженої рухливості у статевозрілих щурів-самців. Моделювання ожиріння проводили з використаттям висококалорійної дієти. Щурів рандомно розподіляли на три групи: контроль (n=18) – зі стандартною дієтою, експериментальна група І (n=18) була із використанням висококалорійної дієти та обмеженою рухливістю; експериментальна група ІІ (n=18) – висококалорійна дієта + обмежена рухливість з додатковим впливом вібрації всього тіла. Вертикальні вібраційні коливання моделювалися з використанням вібраційної помпи. Рівень віброприскорення становив 0,3 g. Вплив загальної вібрації всього тіла застосовували по 30 хв., 5 днів на тиждень, протягом 24 тижнів. Великогомілкові кістки відбирали для рентгенівської КТ-денситометрії. Дослідження мінеральної щільності трабекулярного та кортикального шарів проводили на 8-ий, 16-ий та 24-ий тижні дослідження. Мінеральна щільність трабекулярного шару зон інтересу гомілкових кісток контрольної групи була в межах від 294,1±15,2 до 308,3±17,4 мг/см3 . Ми спостерігали зниження МЩКТ трабекулярного шару гомілки за умови моделювання ожиріння та малорухомого способу життя. Аналіз результатів показав, що у дослідній групі ІІ мінеральна щільність трабекулярного шару кісткової тканини була значно вищою ніж у групі з ожирінням та обмеженою рухливістю (дослідна група І), проте ці показники були нижчими за групу контролю. Найбільша втрата кісткової тканини спостерігалася в дослідній групі I на 16-ий та 24-ий тижні експерименту, яка зменшувалася до ≤17,9% (р<0,05) та 16,4% (р<0,05) відповідно порівняно з групою контролю. Щільність кортикального шару статистично не змінювалася протягом усього дослідження. Механічні коливання всього тіла, у вигляді простих фізичних вправ, здатні сповільнювати кісткове ремоделювання та можуть використовуватися як метод профілактики остеопенії або як додаток до медикаментозної терапії остеопорозу у пацієнтів з надлишковою масою тіла та малорухомим способом життя.

ремоделювання кісткової тканини, загальна вібрація, рентгенівська денситометрія, кісткова тканина, остеопороз.

1. Fassio A, Idolazzi L, Rossini M, Gatti D, Adami, G., Giollo, et al. The obesity paradox and osteoporosis. Eating and Weight DisordersStudies on Anorexia, Bulimia and Obesity. 2018;23(3):293-302.
2. Pagnotti GM, Styner M, Uzer G, Patel VS, Wright LE, Ness KK et al. Combating osteoporosis and obesity with exercise: leveraging cell mechanosensitivity. Nature Reviews Endocrinology. 2019;15(6):339-355.
3. Greco EA, LenziA, Migliaccio S. The obesity of bone. Therapeutic advances in endocrinology and metabolism. 2015;6(6):273-286.
4. Povoroznyuk VV, Dzerovich NI, Karasevskaya TA. Bone mineral density in Ukrainian women of different age. Annals-new york academy of sciences. 2007;1119:243.
5. Smith KB, Smith MS. Obesity statistics. Primary care: clinics in office practice. 2016;43(1):121-135.
6. Korilchuk NI. Obesity as a prerequisite for metabolic syndrome (review). Bulletin of Scientific Research. 2018;2:24-28.
7. Yarrow JF, Toklu HZ, Balaez A, Phillips EG, Otzel DM, Chen C, et al. Fructose consumption does not worsen bone deficits resulting from high-fat feeding in young male rats. Bone. 2016;85:99-106.
8. Jatkar A, Kurland IJ, Judex S. Diets high in fat or fructose differentially modulate bone health and lipid metabolism. Calcified tissue international. 2017;100(1):20-28.
9. Kostyshyn NM, Gzhegotskyi MR. Influence of whole body vibration on structural properties of bone in conditions of obesity and limited mobility. Experimental and Clinical Physiology and Biochemistry. 2020;90(2):14-20.
10. Kostyshy N, Kulyk Y, Kostyshyn L, Gzhegotskyi M. Metabolic and Structural Response of Bone to Whole-Body Vibration in Obesity and Sedentary Rat Models for Osteopenia. Romanian Journal of Diabetes Nutrition and Metabolic Diseases. 2020;27:200-208.
11. Cao J, Sun L, Gao H. Diet-induced obesity alters bone remodeling leading to decreased femoral trabecular bone mass in mice. Annals of the New York Academy of Sciences. 2010;1192(1):292-297.
12. Kostyshyn NM, Grzegotsky MR, Servetnyk MI. Assessment of structural and functional condition of rats bone tissue under the influence of various parameters of vibration. Current Issues in Pharmacy and Medical Sciences. 2018;31(3):148-153.
13. de Souza Balbinot G, Leitune VB, Ponzoni D, Collares FM. Bone healing with niobium-containing bioactive glass composition in rat femur model: A micro-CT study. Dental Materials. 2019;35(10):1490-1497.
14. Cory E, Nazarian A, Entezari V, Vartanians V, Müller R, et al. Compressive axial mechanical properties of rat bone as functions of bone volume fraction, apparent density and micro-ct based mineral density. Journal of biomechanics. 2010;43(5):953-960.
15. Bagi CM, Hanson N, Andresen C, Pero R, Lariviere R, Turner CH, et al. The use of micro-CT to evaluate cortical bone geometry and strength in nude rats: correlation with mechanical testing, pQCT and DXA. Bone. 2006;38(1):136-144.
16. Parsa A, Ibrahim N, Hassan B, van der Stelt P, Wismeijer D. Bone quality evaluation at dental implant site using multislice CT, micro-CT, and cone beam CT. Clinical oral implants research. 2015;26(1):e1-7.
17. Lam TP, Ng BW, Cheung LH, Lee KM, Qin L, Cheng JY. Effect of whole body vibration (WBV) therapy on bone density and bone quality in osteopenic girls with adolescent idiopathic scoliosis: a randomized, controlled trial. Osteoporosis international. 2013;24(5):1623-1636.
18. Pang MY, Lau RW, Yip SP. The effects of whole-body vibration therapy on bone turnover, muscle strength, motor function, and spasticity in chronic stroke: a randomized controlled trial. European journal of physical and rehabilitation medicine. 2013;49(4):439-450.
19. Cao JJ. Effects of obesity on bone metabolism. Journal of orthopaedic surgery and research. 2011;6:30.
20. McGee-Lawrence ME, Wenger KH, Misra S, Davis CL, Pollock NK, Elsalanty M, et al. Whole-body vibration mimics the metabolic effects of exercise in male leptin receptor-deficient mice. Endocrinology. 2017;158(5):1160-1171.
21. Huang CC, Tseng TL, Huang WC, Chung YH, Chuang HL, Wu JH. Whole-body vibration training effect on physical performance and obesity in mice. International journal of medical sciences. 2014;11(12):1218.
22. Minematsu A, Nishii Y, Imagita H, Sakata S. Whole body vibration at low-frequency can increase trabecular thickness and width in adult rats. Journal of musculoskeletal & neuronal interactionsю 2019;19(2):169.

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 1 (159), 2021 рік , 393-396 сторінки, код УДК 611.718.5-018-056.2:612.014.45]-092.9

10.29254/2077-4214-2021-1-159-393-396