Effect of whole body vibration on bone nanocomposites organisation and prevention of loss of bone mineral density under conditions of modeling obesity and sedentary lifestyle: experimental study

Kostyshyn, N.M. and Gzhegotskyi, M.R. and Yarova, O.A. and Kostyshyn, L.P. and Kulyk, Yu.O. (2021) Effect of whole body vibration on bone nanocomposites organisation and prevention of loss of bone mineral density under conditions of modeling obesity and sedentary lifestyle: experimental study. Медичні перспективи, 1. pp. 30-39. ISSN 2307-0404

Text 30-39 (1).pdf Download (521kB)

Abstract

Це дослідження мало на меті дослідити вплив високочастотної загальної вібрації на метаболічні та структурні зміни кісткової тканини щурів за умови моделювання ожиріння та обмеженої рухомості. Поєднання цих двох факторів може представляти потенційні негативні наслідки для здоров'я та стану кісткової тканини зокрема. У літературі зустрічаються дані, що вказують на можливість застосування механічних коливань, з певним віброприскоренням, як засобу нефармакологічної корекції мінеральної щільності кістки. Для характеристики організації кісткових нанокомпозитів та запобігання втрат мінеральної маси застосовували рентгеноструктурний аналіз підготовленого кісткового порошку. Визначали цитокіни жирової тканини та маркери ремоделювання кісток у крові щурів: лептин, остеокальцин, тартратрезистентну кислу фосфатазу, лужну фосфатазу. Використовуючи висококалорійну дієту та модель з обмеженою рухомістю, ми довели, що мінеральна маса кісток зменшується вже з 8-го тижня експерименту. Слід зазначити, що зниження відносної кількості кристалічної фази (гідроксиапатиту) тривало протягом усього експерименту аж до 24-го тижня дослідження ( р<0,05). Ці структурні зміни супроводжувалися зміною кількісних показників маркерів ремоделювання кісток. Щурі мали меншу мінеральну масу кісток порівняно з тими тваринами, які перебували на звичайному харчуванні та на яких додатково впливали загальними механічними коливаннями. При цьому спостерігали збільшення обсягу фракції кристалічного компонента з 84% до 93% (р<0,05) у групі з механічною стимуляцією та зниженням мінерального компонента у щурів з обмеженою рухливістю та висококалорійною дієтою. Установлено, що загальна вібрація покращує структурнофункціональний стан кісток і запобігає накопиченню жиру, про що свідчать зміни біохімічних маркерів у дослідних щурів. Тому фізичні навантаження є ефективним методом для поліпшення стану кісток та можуть використовуватися як доповнення до фармакологічної терапії остеопорозу. This study aimed to investigate the influence of high-frequency whole body vibration (WBV) on metabolic and structural responses of rats' bone tissue under the sedentary lifestyle and obesity. Obesity combined with a sedentary lifestyle can present the potential negative health effects. However, whole body vibration can be used as a means of non-pharmacological correction of bone mineral density. For characterization of bone nanocomposites organisation and prevention of mineral density loss, Xray diffraction method was used. Markers of bone remodeling in the rats' blood: leptin, osteocalcin, tartarate resistant acid phosphatase 5b, alkaline phosphatase. Using a high-calorie diet and low-mobility model, we proved that bone mineral mass had been decreasing since 8th week. It should be noted that the decrease in the relative amount of crystalline phase (hydroxyapatite) continued throughout the experiment, up to 24 weeks (p<0.05). These structural changes were accompanied by changes in quantitative indicators of the bone remodeling markers. Rats had lower bone mineral density compared to the animals that were on the normal diet and were additionaly affected by WBV. We observed the increase of the crystalline phase volume fraction from 84% to 93% (p<0.05) in group with additional whole body vibration and the decrease of the mineral component in rats with limited mobility and high-calorie diet. Therefore, WBV could improve structural conditions of bone and prevent fat accumulation and obesity-associated biochemical markers in obese rats. This can be an effective method to improve the structural and functional state of the bones while preventing the loss of bone mineral density.

Item Type:	Article
Additional Information:	https://doi.org/10.26641/2307-0404.2021.1.227726
Uncontrolled Keywords:	загальна вібрація, ремоделювання кісткової тканини, мінеральна щільність, остеопороз, рентгенівська дифракція,whole body vibration, bone remodeling, bone mineral density, osteoporosis, X-ray diffraction.
Subjects:	Laboratory diagnosis Biological Chemistry Histology Experimental medicine Obesity
Divisions:	University periodicals > Medical perspectives
Depositing User:	Оксана Мажуга
Date Deposited:	14 Apr 2021 11:22
Last Modified:	14 Apr 2021 11:22
URI:	http://repo.dma.dp.ua/id/eprint/6447

Actions (login required)

View Item