Η επίδραση των κραδασμών στο οστικό μεταβολισμό επίμυων μετά από ωοθηκεκτομή: Πειραματική μελέτη σε επίμυες

Abstract

Physiological mechanical stimuli in form of exercise following menopause can reduce the appearing bone loss. It is not clear however, if nonphysiological mechanical stimuli in form of vibration have the same ability, that means prevention of bone loss and maintainance of the biomechanical properties of the bones postovariectomy. The effects of vibration 50 Hertz, 30 minutes/day, 5 days/week, for 3 months were assessed in 32 eleven-week-old, sham-operated and ovariectomised rats, on bone mineral density ( BMD ) of four different regions of interest (ROI) of the femur and proximal tibia. Measurement of bone density was performed at the initiation of the study, at five, eight and twelve weeks. The structural biomechanical properties of the right femur and right tibia were evaluated by three-point bending. This was performed at sacrifice of half of the animals at five weeks and repeated for the rest of the animals at twelve weeks after excision of these bones. In addition the following biochemical indices of bone turnover were established: the serum level of calcium and alkaline phosphatase at 0, 5 and 12 weeks and the excretion of calcium and hydroxyproline in the 24-hour urine specimens of the rats, according to a pilot plan. A control group was placed for each of the two main groups, which were subjected to vibrations. Ovariectomy resulted in a substantial drop of the BMD at 5 weeks postovariectomy, varying between 6.9-13.8 % depending on the examined ROI. Vibration didn't permit for the BMD to drop and there was a nonsignificant relative increase of the BMD in the four ROI's. On sham operated rats vibration didn't have a significant effect on the bone mineral density. The structural biomechanical properties of the femur and the tibia have not been influenced significantly by ovariectomy. Bone microarchitectural and macroarchitectural adaptations (increase of the length, increase of the cross-sectional area of the bones, as have been observed in the present study) seem to be able at the initial stages postovariectomy to balance the appearing bone loss. The results of the serum and urine biochemistry have confirmed the increase in bone turnover in the ovariectomised rats. The results of the present study suggest, that mechanical stimulation in form of vibration can reduce the bone loss that appears postovariectomy. This fact may make them useful in the future in the reduction of the postmenopausal bone loss, as well as in other conditions associated with increased bone turnover and bone loss (immobilisation). The role of them on partially conserving bone mass post menopause has to be further expanded with further studies, which will confirm and expand the results of the present study.

Τα φυσιολογικά μηχανικά ερεθίσματα, δηλαδή η σωματική άσκηση, παίζουν ρόλο στη μείωση της οστικής απώλειας μετά την εμμηνόπαυση. Δεν έχει διευκρινισθεί όμως, εάν μη φυσιολογικά μηχανικά ερεθίσματα, του τύπου των κραδασμών, έχουν τη δυνατότητα να επιφέρουν παρόμοια αποτελέσματα, δηλαδή μείωση της οστικής απώλειας και διατήρηση των μηχανικών ιδιοτήτων των οστών μετά από ωοθηκεκτομή. Εκτιμήθηκε η επίδραση των κραδασμών συχνότητας 50 Hertz, επί ημίωρο ημερησίως, πέντε ημέρες την εβδομάδα, για τρείς μήνες, σε 32 φυσιολογικούς και ωοθηκεκτομημένους επίμυες, ηλικίας 11 εβδομάδων, επί της οστικής πυκνότητας (BMD) τεσσάρων συγκεκριμένων περιοχών ενδιαφέροντος (ROI), του μηριαίου και της κνήμης. Οι μετρήσεις έγιναν κατά την έναρξη του πειράματος, την πέμπτη, όγδοη και δωδέκατη εβδομάδα. Οι δομικές μηχανικές ιδιότητες των οστών (structural properties) εξετάσθηκαν με τη μέθοδο της καταπόνησης κάμψεως τριών σημείων, μετά από αφαίρεση του δεξιού μηριαίου και της δεξιάς κνήμης κατά την ευθανασία των μισών πειραματόζωων, την πέμπτη εβδομάδα και των υπόλοιπων μισών τη δωδέκατη εβδομάδα του πειράματος. Επίσης, έγινε καθορισμός ορισμένων βιοχημικών δεικτών της οστικής εναλλαγής, δηλαδή: του επιπέδου του ασβεστίου και της αλκαλικής φωσφατάσης του αίματος κατά την έναρξη, την 5Q και τη 120 εβδομάδα και της αποβολής του ασβεστίου και της υδροξυπρολίνης στα ούρα 24-ώρου των επιμύων, σύμφωνα με ένα σχέδιο πιλότο. Για κάθε μία από τις δύο κύριες ομάδες που υποβαλλόταν σε κραδασμούς, υπήρχε ομάδα ελέγχου. Η ωοθηκεκτομή επέφερε τη μέγιστη πτώση της οστικής πυκνότητας την πέμπτη εβδομάδα μετά την ωοθηκεκτομή, από 6.9%-13.8% ανάλογα με το εξεταζόμενο ROI. Οι κραδασμοί δεν επέτρεψαν την πτώση της οστικής πυκνότητας και ουσιαστικά υπήρξε μια μικρή σχετική αύξηση της BMD και στα τέσσερα ROI's. Στους φυσιολογικούς επίμυες οι κραδασμοί δεν είχαν σημαντική επίδραση στην οστική πυκνότητα. Οι δομικές μηχανικές ιδιότητες των οστών (structural properties) δεν επηρεάσθηκαν σημαντικά μετά την ωοθηκεκτομή. Προσαρμογές στη μικροαρχιτεκτονική και στη μακροαρχιτεκτονική κατασκευή των οστών (αύξηση του μήκους , αύξηση της διατομής των οστών, όπως παρουσιάστηκαν στην παρούσα μελέτη) φαίνεται ότι εξισορρόπησαν σε πρώτο χρόνο την απώλεια της οστικής μάζας. Τα αποτελέσματα των βιοχημικών εξετάσεων επιβεβαίωσαν την αύξηση της οστικής εναλλαγής στους ωοθηκεκτομημένους επίμυες. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής δείχνουν, ότι οι κραδασμοί έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν την οστική απώλεια που παρουσιάζεται μετά την ωοθηκεκτομή. Το γεγονός αυτό είναι δυνατόν να τους κάνει χρήσιμους στο μέλλον στην ελάττωση της μετεμμηνοπαυσιακής απώλειας οστού, όπως επίσης και σε άλλες καταστάσεις με αυξημένη οστική εναλλαγή Kar οστική απώλεια (όπως μετά από ακινητοποίηση). Ο ρόλος τους αυτός πρέπει να διευκρινισθεί με περαιτέρω μελέτες, που θα επιβεβαιώσουν και θα επεκτείνουν τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης.