زمینهوهدف:تمرینات تناوبی شدید (HIIT) و تزریق پلاسمای رتهای جوان از روشهای نوین برای بهبود متابولیسم استخوان در سالمندی محسوب میشوند. هدف این مطالعه بررسی تاثیر تمرین HIIT و تزریق پلاسمای رتهای جوان (تمرینکرده و تمریننکرده) بر مورفولوژی سلولهای استخوانی (استئوبلاست، استئوکلاست و استئوسیت) در رتهای نر پیر بود. روشبررسی:در این مطالعه تجربی، 35 سر رت ویستار نر پیر (22 ماهه) به پنج گروه تقسیم شدند: 1) تمرین تناوبی شدید (HIIT)، 2) تزریق پلاسمای رتهای جوان تمرینکرده (PInt)، 3) تزریق پلاسمای رتهای جوان تمریننکرده (PInC)، 4) تزریق دارونمای سالین (Sham) و 5) کنترل (Cont). پروتکل تمرین HIIT به مدت شش هفته، پنج جلسه در هفته، با تناوبهای 30 ثانیهای در 80-95 درصد سرعت بیشینه و استراحت 60 ثانیهای در 50-60 درصد سرعت بیشینه اجرا شد. پلاسمای جمعآوریشده از رتهای جوان تمرینکرده و تمریننکرده به صورت داخلوریدی تزریق گردید. پس از پایان دوره، مورفولوژی سلولهای استخوان فمور با رنگآمیزی هماتوکسیلین-ائوزین بررسی شد. یافتهها: HIIT بهطور معناداری موجب افزایش تعداد استئوبلاستها و کاهش تعداد استئوکلاستها شد. افزایش معنادار تعداد استئوبلاستها در گروه PInt و کاهش معنادار تعداد استئوکلاستها و افزایش معنادار تعداد استئوسیتها در گروه PInC مشاهده شد. تفاوت معناداری بین گروههای HIIT و PInt مشاهده نشد، اما اثر HIIT بر تعداد استئوبلاست و استئوکلاست نسبت به گروه PInC بیشتر بود. نتیجهگیری:تمرین HIIT و تزریق پلاسمای رتهای جوان (تمرینکرده و تمریننکرده) موجب بهبود مورفولوژی سلولهای استخوانی در رتهای پیر شدند. این نتایج نشان میدهد هر دو روش مداخله میتوانند به بهبود سلامت استخوان کمک کنند.
[1] Cook CV, Lighty AM, Smith BJ, Ford Versypt AN. A review of mathematical modeling of bone remodeling from a systems biology perspective. Frontiers in systems biology. 2024 Apr 9;4:1368555. [10.3389/fsysb.2024.1368555 ] [PMID]
[2] Clarke BL, Khosla S. Physiology of bone loss. Radiologic Clinics of North America. 2010 May;48(3):483. [10.1016/j.rcl.2010.02.014 ] [PMID]
[3] Corrado A, Cici D, Rotondo C, Maruotti N, Cantatore FP. Molecular basis of bone aging. International journal of molecular sciences. 2020 May 23;21(10):3679. [10.3390/ijms21103679 ] [PMID]
[4] Chandra A, Rajawat J. Skeletal aging and osteoporosis: mechanisms and therapeutics. International journal of molecular sciences. 2021 Mar 29;22(7):3553. [10.3390/ijms22073553 ] [PMID]
[5] Nehlin JO, Jafari A, Tencerova M, Kassem M. Aging and lineage allocation changes of bone marrow skeletal (stromal) stem cells. Bone. 2019 Jun 1;123:265-73. [10.1016/j.bone.2019.03.041 ] [PMID]
[6]Conboy IM, Rando TA. Heterochronic parabiosis for the study of the effects of aging on stem cells and their niches. Cell cycle. 2012 Jun 15;11(12):2260-7. [10.4161/cc.20437 ] [PMID]
[8] Lu M, Li M, Yi L, Li F, Feng L, Ji T, Zang Y, Qiu J. Effects of 8-week high-intensity interval training and moderate-intensity continuous training on bone metabolism in sedentary young females. Journal of Exercise Science & Fitness. 2022 Apr 1;20(2):77-83. [10.1016/j.jesf.2022.01.001] [PMID]
[9] Paiva LA, Silva IS, Oliveira SA, Souza AS, Jacques CO. Analysis of high-intensity interval training on bone mineral density in an experimental model of type 2 diabetes. Acta Cirúrgica Brasileira. 2022 May 2;37(2):e370207. [10.1590/acb370207 ] [PMID]
[10] Portier H, Benaitreau D, Pallu S. Does physical exercise always improve bone quality in rats?. Life. 2020 Sep 23;10(10):217. [10.3390/life10100217 ] [PMID]
[11] Ghaderi M, Letafatkar A. Effects of a Period of HIIT Exercises on Bone Mineral Density and Bone Mineral Content in Male Mature Rats. The Scientific Journal of Rehabilitation Medicine. 2018 Sep 23;7(3):236-43.
[12] Polisel EE, Beck WR, Scariot PP, Pejon TM, Gobatto CA, Manchado-Gobatto FB. Effects of high-intensity interval training in more or less active mice on biomechanical, biophysical and biochemical bone parameters. Scientific Reports. 2021 Mar 19;11(1):6414. [10.1038/s41598-021-85585-9 ] [PMID]
[13] Kaikhosravi F, Daryanoosh F, Koushkie Jahromi M, Nemati J. The Effect of High Intensity Interval Training with Genistein on Biomechanical Properties of Femur Bone in Elderly Female Rats. Jorjani Biomedicine Journal.2020 Mar 10;8(1):51-9.
[14] Erdogan K, Ceylani T, Teker HT, Sengil AZ, Uysal F. Young plasma transfer recovers decreased sperm counts and restores epigenetics in aged testis. Experimental Gerontology. 2023 Feb 1;172:112042. [10.1016/j.exger.2022.112042 ] [PMID]
[15] Ceylani T, Teker HT. The effect of young blood plasma administration on gut microbiota in middle-aged rats. Archives of Microbiology. 2022 Sep;204(9):541. [10.1007/s00203-022-03154-8 ] [PMID]
[16] Baht GS, Silkstone D, Vi L, Nadesan P, Amani Y, Whetstone H, Wei Q, Alman BA. Exposure to a youthful circulation rejuvenates bone repair through modulation of β-catenin. Nature communications. 2015 May 19;6(1):7131. [10.1038/ncomms8131 ] [PMID]
[17] Al-Hamed FS, Rodan R, Ramirez-Garcialuna JL, Elkashty O, Al-Shahrani N, Tran SD, Lordkipanidzé M, Kaartinen M, Badran Z, Tamimi F. The effect of aging on the bone healing properties of blood plasma. Injury. 2021 Jul 1;52(7):1697-708. [10.1016 /j.injury.2021.05.001 ] [PMID]
[18] Goutianos G, Veskoukis AS, Tzioura A, Paschalis V, Margaritelis NV, Dipla K, Zafeiridis A, Vrabas IS, Nikolaidis MG, Kyparos A. Plasma from exercised rats administered to sedentary rats induces systemic and tissue inflammation. Physiological reports. 2016 Dec;4(24):e13087. [10.14814/phy2.13087 ] [PMID]
[19] Norevik CS, Huuha AM, Røsbjørgen RN, Bergersen LH, Jacobsen K, Miguel-dos-Santos R, Ryan L, Skender B, Moreira JB, Kobro-Flatmoen A, Witter MP. Exercised blood plasma promotes hippocampal neurogenesis in the Alzheimer's disease rat brain. Journal of Sport and Health Science. 2024 Mar 1;13(2):245-55. [10.1016/j. jshs.2023.07.003 ] [PMID]
[20] Soori R, Ghram A, Zare Shahneh M, Choobineh S, Costa PB, Voltarelli FA. Effects of high intensity interval training and aging on cardiac muscle apoptosis markers in C57BL/6 Mice. Sport Sciences for Health. 2021 Mar;17(1):173-9.
[21] Luna LG. Manual of histologic staining methods of the Armed Forces Institute of Pathology. InManual of histologic staining methods of the Armed Forces Institute of Pathology 1968 (pp. xii-258).
[22] Chang X, Xu S, Zhang H. Regulation of bone health through physical exercise: Mechanisms and types. Frontiers in endocrinology. 2022 Dec 7;13:1029475. [10.3389/fendo.2022.1029475 ] [PMID]
[23] Keikhosravi F, Daryanoosh F, Jahromi MK, Nemati J. High-Intensity Interval Training Effects with Genistein on Serum Osteocalcin and Bone Alkaline Phosphatase in Female Elderly Rats. Journal of Nutrition, Fasting & Health. 2021 Apr 1;9(2).
[24] Yang R, Cao K, Zhao W, Wang Q, Lu C, Zhang Y. Mechanisms by which high-intensity interval training influences bone health in a rat model of postmenopausal osteoporosis. Chinese Journal of Tissue Engineering Research. 2024 Nov 18;28(32):5141.
[25] Zhu Z, Chen Y, Zou J, Gao S, Wu D, Li X, Hu N, Zhao J, Huang W, Chen H. Lactate mediates the bone anabolic effect of high-intensity interval training by inducing osteoblast differentiation. JBJS. 2023 Mar 1;105(5):369-79. [10.2106/ JBJS.22.01028 ] [PMID]
[26] Sasimontonkul S, Sirivarasai J. The 40-min HIIT acutely
Authors retain the copyright and full publishing rights.
induced bone formation which was likely through the increases in muscle derived interleukin 6 and adiponectin activation: The 16 weeks of HIIT intervention, longitudinal randomized controlled trial. Bone. 2024 Jul 1;184:117105. [10.1016/j.bone.2024.117105 ] [PMID]
[27] Tripathi SS, Kumar R, Arya JK, Rizvi SI. Plasma from young rats injected into old rats induce antiaging effects. Rejuvenation Research. 2021 Jun 1;24(3):206-12. [10.1089/rej.2020.2354 ] [PMID]
[28] Duque G, Rivas D, Li W, Li A, Henderson JE, Ferland G, Gaudreau P. Age-related bone loss in the LOU/c rat model of healthy ageing. Experimental gerontology. 2009 Mar 1;44(3):183-9. [10.1016/j.exger.2008.10.004 ] [PMID].
[29] Neale SD, Schulze E, Smith R, Athanasou NA. The influence of serum cytokines and growth factors on osteoclast formation in Paget's disease. Qjm. 2002 Apr 1;95(4):233-40. [10.1093/qjmed/95.4.233 ] [PMID]
[30] Montemurro N, Pierozzi E, Inchingolo AM, Pahwa B, De Carlo A, Palermo A, Scarola R, Dipalma G, Corsalini M, Inchingolo AD, Inchingolo F. New biograft solution, growth factors and bone regenerative approaches in neurosurgery, dentistry, and orthopedics: A review. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2023;27(16):7653-64. [10.26355/eurrev_202308_33419 ] [PMID]
