两种运动方式对生长期大鼠骨密度的影响
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生命早期获得大量的骨质是预防生命后期骨质疏松性骨折的关键因素.青春期开始后性激素是增加骨质的最重要的因素[1].尽管基因影响骨质,其他因素如营养、运动对骨质的获得存在积极或消极的作用[2,3,4,5].身体活动增加儿童和青少年骨质比成人多已得到确认.跑步和力量训练对年轻人和动物模型的骨质的影响已经得到广泛的证实[6,7,8].但是,为了更好的理解不同运动训练对骨质的影响,需要比较不同运动计划最大化预防骨质疏松[9,10,11].大鼠是研究运动对骨组织影响的最佳模型.
研究目的是比较3周(每周3天)抗阻训练和跑台运动(每天1小时,每周3天)对生长期大鼠股骨骨密度的影响.运动开始后5个月检测大鼠股骨,证实骨质的获得.使用雄性大鼠是因为避免像雌性大鼠因激素变化影响骨结构.1方法
1.1
动物
30只雄性Wistar大鼠随机分为3组:力量训
练组(SE,n=10),跑步组(RE,n=10)和对照组(C,n=10).实验过程中,所有大鼠随意饮食.开始和处死后称取体重.腹膜内过量戊巴比妥处死大鼠.大鼠12小时光照循环,运动计划在白天进行.每天同一时间进行运动.2
实验过程
2.1跑步训练
3月龄大鼠,RE组大鼠在电动跑台上运动,每
天1小时,每周3天.跑台的起始速度为4m·min-1,逐渐增加到16m·min-1.C组大鼠放置在固定炮台上,每天10分钟.2.2
力量训练
3月龄大鼠,SE组大鼠尾部负重爬1.1米垂直
梯(坡度为80°)[12]
.每天1次,每周3天.完成8组
训练,共15个月.每组训练包括6次爬梯.每组运动的负重逐渐增加.5周后,最大负重达到大鼠体重的50%.在8月龄时,运动后5个月,处死大鼠,切取右后肢切除肌肉和其他组织,股骨用于分析研究.股骨浸入水中,用体积描记法获得股骨体积[13].重复测量3次,取平均值用于计算骨密度.2.3
BMD测定
双能X线吸收仪测量BMD,配备小动物专用软件.其可靠性和精确性得到很多的研究证实[14,15,16].3
统计分析
统计学显著性评价使用ANOVA和posthocNewman-Keuls’test,P值小于0.05具有显著性.4结果
4.1
运动对体重的影响
通常,运动能诱导体重显著降低.但是,大鼠在
处死时,运动组大鼠体重与对照组相比没有显著差
两种运动方式对生长期大鼠骨密度的影响
李
靖
(巢湖学院
体育系,安徽
巢湖238000)
摘
要:研究目的是检验比较力量训练与跑步对生长期大鼠骨密度(BMD )增加的影响.10只3月龄
雄性Wistar 大鼠分为跑步组
(R E ),每天1小时,每周2天,电动跑台上以16momin -1,每周3天.10只大鼠分为力量训练组(SE ),每周3天,尾部负重,爬1.1m 垂直(倾斜角度80°)梯.两组训练保持5个月,所有大鼠在8个月时处死.10只大鼠不进行运动作为对照组.处死后收集大鼠右股骨,用双能X 线吸收仪测定股骨的骨密度.BMD 测量结果显示运动诱导BMD 显著增加,
8月龄R E 组与C 组和SE 组相比(P<0.05).SE 组和C 组的BMD 没有差异(P>0.05).总之,跑步而不是力量训练对生长期大鼠的股骨颈BMD 有积极的影响.实验结果显示运动在预防骨质疏松性骨折中可能起治疗作用.
关键词:身体活动;骨质;股骨;生长期大鼠中图分类号:G804.2
文献标识码:A
文章编号:1673-260X (2012)06-0199-03
Vol.28No.6
Jun.2012
赤峰学院学报(自然科学版)Journal of Chifeng University (Natural Science Edition )第28卷第6期(下)
2012年6月199--
异(SE:391.80±52g;RE:372.60±44.70g;C:411.80±48.63g).见图1.
4.2运动对BMD的影响
8个月的时候,RE组大鼠与C组相比,股骨BMD值显著增高(P<0.05),BMD分别为0.2365±0.0071g/cm2和0.2223±0.0126g/cm2.SE组与C组相比,BMD没有显著变化.SE组BMD为0.2244±0.0142g/cm2.见图2.
5讨论
实验中有两个主要发现.第一,长期跑步显著影响生长期大鼠的BMD.第二,长期的力量训练与对照组相比,对股骨的BMD没有显著影响.选择股骨是因为其为承重骨,对跑台运动有更高的敏感性,相对来说,大鼠的腰椎承重较少[6].因为3组的体重没有显著差异,可以推断出大鼠在这些参数方面具有相对的相似性,因此,构成一个同类组可以进行比较和测量[17].
实验研究显示,RE使得生长期大鼠的BMD显著增加.当大鼠以最大负荷进行跑步训练后的8个月有利于骨量的增加,一直维持到实验结束.研究运动对生长期大鼠BMD的影响是非常重要的,因为即使有几种因素与骨质疏松有关,但是运动是增加生长期骨量和预防年龄相关的骨量丢失一个手段[18,19].
几项研究也针对跑台运动对增加生长期大鼠骨量的影响[7,8].Kannus等[7]让大鼠在斜坡跑台上进行8周的短期运动,随着负荷的增加,观察到骨量的显著增加.Likewise等[8]发现生长期大鼠跑台上运动4 ̄10个月其骨量逐渐增加.也有研究显示[6],通过双能X线吸收仪测定生长期大鼠跑台运动后骨量增加.这些作者也指出,如果不运动这些有益的结果就不存在.另一方面,研究显示[20],激烈的跑台运动(每天105分钟,速度为30m·min-1,坡度为10°,共11周)对骨骼系统有害.文献中这些矛盾的结果可能是由于运动时间或运动负荷不同,不足以刺激骨重塑[21,22].
使用双能X线吸收仪测量大鼠BMD,是因为其有较高的精确性.几项研究已经证实其精确性[23,24,25,26].
研究显示,力量训练与对照组相比,对BMD的改变没有显著性.但是,Notomi等[17]研究指出,力量训练显著增加大鼠股骨中段的骨膜成骨.因此,可以推断出力量训练对骨形成存在股骨皮层的特异性.
6结论
研究发现长期跑步对青年大鼠股骨颈骨密度有积极的影响,与对照组相比,力量训练没有增加股骨的骨密度.
——
——
——
——
——
——
——
——
——
—
参考文献:
〔1〕Riggs BL,Khosla S,Melton LJ.Sex steroids and the construction and conservation of the adult skeleton.Endocr Rev2002;23(3):279-302.
〔2〕Chan GM.Performance of dual energy x-ray absorptiometry in evaluating bone,lean body mass,and fat in pediatric subjects.J Bone Miner Res1992;7:369-374.
〔3〕Johnston CC,Slemenda CW,Melton LJ.Clinical use of bone densitometry.N Engl J Med1991;
18:1105-1109.
〔4〕Keenan MJ,Hegsted M,Jones KL,et pari-son of bone density measurement techniques: DXA and Archimedes’Principle.J Bone Miner Res1997;12(11):1903-1907.
〔5〕Kroger H,Kotaniemi A,Vainio P,et al.Bone densitometry of the spine and femur in chil-dren by dual energy x-ray absorptiometry.
Bone Miner1992;17:75-78.
图1运动5个月后,SE和RE组大鼠体重和5个月后C组大鼠体重
*表示与C组相比的显著差异(P<0.05)
图2运动5个月后,SE和RE对股骨BMD的影响200
--
〔6〕Iwamoto J,Yeh JK,Aloia JF.Differential effect of treadmill exercise on three cancellous bone sites in the young growing rat.Bone1999;24: 163-169.
〔7〕Kannus P,Sievanen H,Jarvinen TL,et al.Effects of free mobilization and low-to high-intensi-ty treadmill running on the immobilization-in-duced bone loss in rats.J Bone Miner Res 1994;9:1613-1619.
〔8〕Mosekilde L,Danielsen CC,Sogaard CH,et al.
The effect of long-term exercise on vertebral and femoral bone mass,dimensions,and strength-assessed in a rat model.Bone1994;15: 293-301.
〔9〕Kayser BD,Godfrey JK,Cunningham RM,et al.E-qual BMD after daily or triweekly exercise in growing rats.Int J Sports Med2010;31(1):44-50.〔10〕Robling AG,Burr DB,Turner CH.Recovery periods restore mechanosensitivity to dynami-cally loaded bone.J Exp Biol2001;204:3389-3399.
〔11〕Turner CH.Three rules for bone adaptation to mechanical stimuli.Bone1998;23:399-407.〔12〕Hornberger TA Jr,Farrar RP.Physiological hy-pertrophy of the FHL muscle following8 weeks of progressive resistance exercise in the rat.Can J Appl Physiol2004;29(1):16-31.〔13〕Ellis KJ.Human body composition:In vivo methods.Physiol Rev2000;80(2):649-680.〔14〕Chen Z,Wang Z,Lohman T,et al.Dual-energy x-ray absorptiometry is a valid tool for assess-ing skeletal muscle mass in older women.J Nutr2007;137:2775-2780.
〔15〕Entezari V,Basto PA,Vartanians V,et al.Non-invasive assessment of failure torque in rat bones with simulated lytic lesions using com-puted tomography based structural rigidity analysis.J Biomech2011;44(3):552-556.〔16〕Koo WW,Walter J,Bush AJ.Technical consid-eration of dual energy x-ray absorptiometry-based bone mineral measurement for pediatric studies.J Bone Miner Res1995;10:1998-2004.〔17〕Notomi TN,Okimoto Y,Okazaki Y,et al.Ef-
fects of tower climbing exercise on bone mass,strength,and turnover in growing rats.J Bone Miner Res2001;16:166-174.
〔18〕Iwamoto J,Shimamura C,Takeda T,et al.Effects of treadmill exercise on bone mass,bone metabolism,and calciotropic hormones in young growing rats.J Bone Miner Metab 2004;22:26-31.
〔19〕S覬gaard CH,S覬gaard CC,Danielsen EB,et al.
Long-term exercise of young and adult fe-male rats:Effect on femoral neck biomechani-cal competence and bone structure.J Bone Min Res1994;9:409-416.
〔20〕Bourrin S,Palle S,Pupier R,et al.Effect of physical training on bone adaptation in three zones of the rat tibia.J Bone Miner Res 1995;10:1745-1752.
〔21〕Pohlman RL,Darby LA,Lechner AJ.Morphom-etry and Calcium Contents in Apendicular and Axial Bones of Exteriol Ovariectomized Rats.Am J Physiol1985;248:12-17.
〔22〕Tuukkanen J,Peng Z,Vaananen HK.Effect of running exercise on the bone loss induced by orchidectomy in the rat.Calcif Tissue Int 1994;55:33-37.
〔23〕Elberg J,McDuffie JR,Sebring NG,et -parison of methods to assess change in chil-dren’s body composition.Am J Clin Nutr 2004;80:64-69.
〔24〕Nagy TR,Prince CW,Li J.Validation of pe-ripheral dual-energy X-ray absorptiometry for the measurement of bone mineral in intact and excised long bones of rats.J Bone Miner Res2001;16(9):1682-1687.
〔25〕Newhall KM,Rodnick KJ,van der Meulen MC,et al.Effects of voluntary exercise on bone mineral content in rats.J Bone Miner Res1991;6:289-296.
〔26〕Sievanen H,Kannus P,Jarvinen M.Precision of measurement by dual-energy absorptiometry of bone mineral density and content in rat hindlimb in vitro.J Bone Miner Res1994;9: 473-478.
201
--。