مطالعات طب ورزشی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

داوران

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش های متداول

هزینه های دریافتی نشریه

فرم ها

شرایط وضوابط ارسال مقاله

راهنمای نگارش مقاله

فرایند پذیرش مقالات

تأثیر هشت هفته تمرین استقامتی بر استخوان‌های فمور و تیبیای رت‌های نر ویستار: پارامترهای بیومکانیکی و شاخص‌های ژئومتری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری بیومکانیک ورزشی، دانشگاه خوارزمی (هیأت علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان)

2 استاد گروه بیومکانیک ورزشی، دانشگاه خوارزمی

3 استاد گروه فیزیوتراپی، دانشکدۀ پزشکی، دانشگاه تربیت‌مدرس

4 استاد گروه فیزیولوژی ورزشی، انشگاه تهران

5 دکترای بیومکانیک ورزشی، هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه

چکیده

فعالیت جسمانی منظم به ‌عنوان مداخلۀ غیردارویی برای افزایش استحکام، تراکم استخوان و پیشگیری از شکستگی‌های استخوانی توصیه می‌شود. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر هشت هفته تمرین استقامتی بر پارامترهای بیومکانیکی و شاخص‌های ژئومتری استخوان‌های فمور و تیبیا در رت‌های نر ویستار می‌باشد. بدین‌منظور، 16رت با دامنۀ سنی 50 تا 60 روز و میانگین وزنی10±160 گرم، به‌‌صورت تصادفی در دو گروه تمرین استقامتی هشت هفته‌ای (دویدن پنج روز در هفته با توجه به پروتکل تمرین)و گروه کنترل (بدون فعالیت) قرار گرفتند. پس از پایان جلسات تمرین، با جراحی استخوان‌های فمور و تیبیای پای راست رت‌ها خارج و به وسیله تست مکانیکی خمش سه نقطه‌ای، پارامترهای بیومکانیکی (سفتی، حداکثر مقاومت مکانیکی و حداکثر انرژی جذب شده تا نقطه حداکثر استحکام) و به وسیله کولیس دیجیتالی، شاخص‌های ژئومتری (طول و عرض) اندازه‌گیری شد. برای مقایسه متغیرهای بیومکانیکی و ژئومتری بین گروه‌ها از تحلیل واریانس یک راهه استفاده شد. نتایج نشان‌دهندۀ افزایش معنادار پارامترهای بیومکانیکی (سفتی، حداکثر مقاومت مکانیکی و حداکثر انرژی جذب‌شده تا نقطۀ حداکثر استحکام) و شاخص‌های ژئومتری (طول و عرض) استخوانفمور و تیبیا (به‌جز‌ متغیر طول) پس از هشت هفته تمرین استقامتی می‌باشد. می‌توان گفت که هشت هفته تمرین استقامتی (به‌کار‌رفته در پژوهش حاضر) باعث بهبود پارامترهای بیومکانیکی و شاخص‌های ژئومتری در استخوان‌های فمور و تیبیا در دوران جوانی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Eight Weeks Endurance Training on the Femur and Tibia Bones in Male Wistar Rats: Biomechanical and Geometrical Parameters

نویسندگان [English]

  • Zohre Borhani kakhki 1
  • Heydar Sadeghi Sadeghi 2
  • Giti Torkaman 3
  • Abbas Ali Gaeini 4
  • Naghmeh Gheidi 5

1 PhD Student of Sports Biomechanics, Kharazmi University, Tehran (Faculty of Sistan and Baluchestan University

2 Professor of Faculty of Physical Education and Sport Science, Kharazmi University

3 Professor of Faculty of Medicine, Tarbiat Modarres University

4 Professor of the Faculty of Physical Education and Sport Science, Tehran University

5 PhD in Sport Biomechanics, Faculty of Physical Education and Sport Science, Islamic Azad University, Saveh

چکیده [English]

Regular physical activity as a non-pharmacological intervention to increase bone strength, bone density and fracture prevention is recommended. The aim of this study was to evaluate the effect of eight weeks’ endurance training on biomechanical and geometrically parameters of the femur and tibia bones in male Wistar rats. 16 rats with an age range of 50 to 60 days and an average weight of 160 ± 10 gr, were randomly divided into two groups: eight weeks of endurance training (running five days a week, according to the training protocol) and control group (no activity). After the end of the training, the rats were sacrificed, the right femur and tibia bones were harvested, then By mechanical three-point bending test, the biomechanical parameters (stiffness, maximum mechanical strength and maximum energy to the point of maximum strength) and by digital caliper, geometric parameters (length and width) were measured. One way-ANOVA was used to compare biomechanical and geometrical parameters between groups. The results demonstrated a significant increase in biomechanical parameters (stiffness, maximum mechanical strength and maximum energy to the point of maximum strength) and geometrical parameters (length and width) of the femur and tibia (except length) bones after eight weeks’ endurance training. Eight weeks’ endurance training (used in this study) improved the biomechanical and geometrical parameters of the femur and tibia bones. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bone Tissue
  • Bone Strength
  • Endurance training
مراجع
  1. Johnell O, Kanis J. Epidemiology of osteoporotic fractures. Osteoporos Int. 2005;16: 3-7.
  2. Petit M A, McKay H A, MacKelvie K J, Heinonen A, Khan K M, Beck T J. A randomized school-based jumping intervention confers site and maturity-specific benefits on bone structural properties in girls: A hip structural analysis study. J Bone Miner Res. 2002; 17: 363-72.
  3. Tsuzuku S, Shimokata H, Ikegami Y, Yabe K, Wasnich R D. Effects of high versus low-intensity resistance training on bone mineral density in young males. Calcified Tissue Int. 2001; 68: 342-7.
  4. Wolff I, van Croonenborg J J, Kemper H C, Kostense P J, Twisk J W. The effect of exercise training programs on bone mass: A meta-analysis of published controlled trials in pre‌‌ and postmenopausal women. Osteoporos Int. 1999; 9: 1–12.
  5. Nikander R, Kannus P, Dastidar P, Hannula M, Harrison L, Cervinka T. Targeted exercises against hip fragility. Osteoporos Int. 2009; 20(8): 1321-8.
  6. Burrows M, Bird S. The physiology of the highly trained female endurance runner. Sports Medicine Auckland, NZ. 2000; 30: 281-300
  7. Burrows M, Nevill A M, Bird S, Simpson D. Physiological factors associated with low bone mineral density in female endurance runners. British Journal of Sports Medicine. 2003; 37: 67-71.
  8. Brahm H, Strom H, Piehl-Aulin K, Mallmin H, Ljunghall S. Bone metabolism in endurance trained athletes: A comparison to population-based controls based on DXA, SXA, quantitative ultrasound, and biochemical markers. Calcif Tissue Int. 1997; 61: 448-54.
  9. Maimoun L, Galy O, Manetta J, Coste O, Peruchon E, Micallef J P, et al. Competitive season of triathlon does not alter bone metabolism and bone mineral status in male triathletes. International Journal of Sports Medicine. 2004; 25: 230-4.
  10. Iwamoto J, Shimamura C, Takeda T, Abe H, Ichimura S, Sato Y, et al. Effect of treadmill on bone mass, bone metabolism, and calciotropic hormones in young growing rats. J Bone Miner Metab. 2004; 22: 26-31.
  11. Frost H, Jee W S S. On the rat model of human osteopenias and osteoporoses. Bone Miner. 1992; 18: 227-‌36.
  12. Iwamoto J, Takeda T, Sato Y. Effect of treadmill exercise on bone mass in female rats. Exp‌ Anim. 2005; 54‌(1): 1-6.
  13. Iwamoto J, Takeda T, Ichimura S. Effects of exercise on bone mineral density in mature osteopenic rats. J Jpn Soc Bone Miner Res. 1998; 13: 1308-‌17.
  14. Iwamoto J, Yeh J K, Aloia J F. ‌Differential effect of treadmill exrercise on three cancellous bone sites in the young growing rat. Bone. 1999; 24: 163-‌9.
  15. Diaz-Curiel M. Effects of exercise on osteoporosis. Osteoporosis Physical Activity. 2013; 1(2), 104-‌6.
  16. Chen X‌, Aoki H‌,‌ Fukui Y. Effect of exercise on the bone strength, bone mineral density, and metal content in rat femurs. Bio-Medical Materials and Engineering. 2004; 14(1): 53-59.
  17. Helder F D‌, Moreira G‌, Coriolano H J A‌,‌ Duarte J A. Bone quality: The determinants of bone strength and fragility. Sports Medicine. 2013; 10(3): 1007-‌13.
  18. Cole J H, van der Meulen M C. Whole bone mechanics and bone quality. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2011; 469(8): 2139-49.
  19. Huang T H, Chang F L, Lin S C, Liu S H, Hsieh S S, Yang R S. Endurance treadmill running training benefits the biomaterial quality of bone in growing male Wistar rats. J Bone Miner Metab. 2008; 26: 350-7.
  20. Cullen D, Smith R, Akhter M. Bone-loading response varies with strain magnitude and cycle number. J of Applied Physiology. 2001; 91(5): 1971-6.
  21. Marques E A, Wanderley F, Machado L, Sousa F, Viana J L, Moreira-Gonçalves D. Effects of resistance and aerobic exercise on physical function, bone mineral density, OPG and RANKL in older women. Experimental Gerontology. 2011; 46(7): 524-32.
  22. Umemura Y, Sogo N, Honda A. Effects of intervals between jumps or bouts on osteogenic response to loading. J of Applied Physiology. 2002; 93(4): 1345-8.
  23. Johannsen N, Binkley T, Englert V, Neiderauer G, Specker B. Bone response to jumping is site-specific in children: A randomized trial. Bone. 2003; 33(4): 533-9.
  24. Nazem F, Salehikia A, Marandi S M, Moshtaghian S J, Rashid Kaboli A. The effect of resistance and combined training on biochemical markers of bone formation and femoral bending strength of osteoporotic male rats. J of Practical Studies of Biosciences in Sport. 2015; 3(6): 9-20. (In Persian).
  25. Huang T H, Lin S C, Chang F L, Hsieh S S, Liu S H, Yang R S. Effects of different exercise modes on mineralization, structure, and biomechanical properties of growing bone. J Appl Physiol. 2003; 95: 300-‌7.
  26. Barengolts E I, Curry D J, Bapna M S, Kukreja S C. Effects of endurance exercise on bone mass and mechanical properties in intact and ovariectomized rats. J Bone Miner Res. 1993; ‌8(8): 937-42.
  27. Dabidi Roshan V, Tanide N, Hekmat F, Jolazade T. The effect of weight-bearing exercise and calcium supplementation on bone trabecular and cortical tibia metaphyseal sterilized rats. J of Mazandaran University of Medical Sciences. 2009; 19(7): 18-25. (In Persian).
  28. Bedforrd T G, Tipton C M, Wilson N C, Oppliger R A, Gisolfi C V. Maximum Oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures. J Appl Physiol. 1979; 47(6): 1278-83.
  29. Naito H, Powers S K, Demirel H A, Aoki J. Exercise training increases heat shock Protein in skeletal muscles of old rats. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2001; 33(5): 729.
  30. Notomi T‌, Okazaki Y‌, Okimoto N‌, Tanaka Y‌, Nakamura T‌,‌ Suzuki M. Effects of tower climbing exercise on bone mass, strength, and turnover in orchiectomized growing rats. Applied Physiology. 2002; 93(1): 115-‌18.
  31. Layne J E, Nelson M E. The effects of progressive resistance training on bone density. Med Sci Sport Exerc. 1999; 31: 25-30.
  32. Slovik D M. Osteoporosis. In‌ W. R. Frontera (Ed.), Exercise in Rehabilitation Medicine. 3rd ed. Champaign: Human Kinetic; 1999. p. 313-48.
  33. Lin H S, Huang T H, Wang H S, Mao S W, Tai Y S, Chiu H T. Short-term f‌ree-fall landing causes reduced bone size and bending energy in femora of growing rats. J of Sports Science & Medicine. 2013; 12(1): 1.
  34. Miller L E, Wootten D F, Nickols-Richardson S M, Ramp W K, Steele C R, Cotton J R. Isokinetic training increases ulnar bending stiffness and bone mineral in young women. Bone. 2007; 41(4): 685-9.
  35. Hagihara Y, Fukuda S, Goto S, Iida H, Yamazaki M, Moriya H. How many days per week should rats undergo running exercise to increase BMD? J Bone Miner Metab. 2005; 23: 289-94.
  36. Sakamoto K, Grunewald‌ K K. Beneficial effects of exercise on growth of rats during intermittent fasting. J Nutr. 1987; 117: 390-5.
  37. Yeh J K, Niu Q, Evans G F, Iwamoto J, Aloia J F. Effect of circular motion exercise on bone modeling and bone mass in young rats: An animal model of isometric exercise. J Musculoskel Neuron Interact. 2001; 1(3): 235-‌40.
  38. Nordsletten L, Kaastad T S, Skjeldal S, Kirkeby O J, Reikeras O, Ekeland A. Training increases the in vivo strength of the lower leg: ‌An experimental study in the rat. J Bone Miner Res. 1993; 8: 1089-95.
  39. Dabidi Roshan V, Nobahar M. The effect of endurance training on micro-architecture of bone tissue, tibia epiphysis ovariectomized rats. J of Kermanshah University of Medical Sciences. 2013; 15(6): 450-‌9. (In Persian).
  40. Robling A G, Hinant F M, Burr D B, Turner CH. Improved bone structure and strength after long‐term mechanical loading is greatest if loading is separated into short bouts. J of Bone and Mineral Research. 2002; 17(8): 1545-54.
مطالعات طب ورزشی
دوره 8، شماره 19
بهار و تابستان 1395
خرداد 1395
صفحه 43-62
فایل ها
سابقه مقاله
  • تاریخ دریافت: 14 اردیبهشت 1395
  • تاریخ بازنگری: 15 تیر 1395
  • تاریخ پذیرش: 30 تیر 1395
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار