ВПЛИВ ЦІЛОТІЛОВОЇ ВІБРАЦІЇ НА СТРУКТУРУ КІСТКОВИХ НАНОКОМПОЗИТІВ ТА ЗАПОБІГАННЯ ВТРАТІ МІНЕРАЛЬНОЇ ЩІЛЬНОСТІ КІСТОК У ЩУРІВ З ВИДАЛЕНИМИ ЯЄЧНИКАМИ
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2026.i2.16147Ключові слова:
загальна вібрація; ремоделювання кісткової тканини, мінеральна щільність кістки, остеопороз, кісткові нанокомпозити, рентгенівська дифракція.Анотація
Вступ. Остеопенія є важливою медико-біологічною проблемою, що розвивається, зокрема, в умовах дефіциту естрогенів та зниження механічного навантаження на кісткову тканину. Експериментальні моделі постменопаузального остеопорозу дозволяють досліджувати механізми ремоделювання кістки та оцінювати ефективність коригуючих впливів. Мета дослідження. Експериментально оцінити вплив загальної вібрації з низьким віброприскоренням на ремоделювання кісткової тканини, мінеральний компонент та структурну організацію кісткових нанокомпозитів у щурів після оваріектомії. Матеріали і методи. Дослідження проведено на щурах лінії Wistar, розподілених на групи: SHAM- контроль, оваріектомія та оваріектомія + загальна вібрація (50 Гц, 0,3 g, 30 хв/добу, 5 днів/тиждень). Тривалість експерименту – 24 тижні. Оцінювали маркери ремоделювання кісткової тканини (остеокальцин, лужна фосфатаза, TRAP-5b), а також структурні параметри мінерального компоненту методом рентгенівської дифракції. Результати. Після оваріектомії відзначалося статистично значуще зниження мінерального компоненту кістки вже на 8-му тижні з подальшим збереженням цієї тенденції. Застосування вібрації запобігало ранній втраті кісткової маси у період 8-16 тижнів, що супроводжувалося вищими показниками кристалічної фази та більшими розмірами кристалітів порівняно з групою оваріектомії. Біохімічні маркери свідчили про активізацію ремоделювання після оваріектомії, тоді як вібрація частково модулювала ці процеси. На 24-му тижні статистично значущий ефект вібрації зменшувався. Висновки. Загальна вібрація в експериментальній моделі оваріектомії сповільнює ранні процеси втрати мінерального компоненту кістки та модифікує ремоделювання кісткової тканини, що проявляється змінами біохімічних маркерів і параметрів кристалічної структури. Найбільш виражений ефект спостерігається у ранній постоваріектомічний період.
Посилання
Akkawi, I., & Zmerly, H. (2018). Osteoporosis: current concepts. Joints, 6(02), 122–127. https://doi. org/10.1055/s-0038-1660790
Piñar-Gutierrez, A., García-Fontana, C., García- Fontana, B., & Muñoz-Torres, M. (2022). Obesity and bone health: a complex relationship. International journal of molecular sciences, 23(15), 8303. https://doi. org/10.3390/ijms23158303
Walker, M. D., & Shane, E. (2023). Postmenopausal osteoporosis. New England Journal of Medicine, 389(21), 1979-1991. https://doi.org/10.1056/nejmcp2307353
Sözen, T., Özışık, L., & Başaran, N. Ç. (2017). An overview and management of osteoporosis. European journal of rheumatology, 4(1), 46–56. https://doi. org/10.5152/eurjrheum.2016.048
Alswat, K. A. (2017). Gender disparities in osteoporosis. Journal of clinical medicine research, 9(5), 382. https://doi.org/10.14740/jocmr2970w
Hammad, L. F., & Benajiba, N. (2017). Lifestyle factors influencing bone health in young adult women in Saudi Arabia. African health sciences, 17(2), 524. https:// doi.org/10.4314/ahs.v17i2.28
Langdahl, B. L. (2017). Osteoporosis in premenopausal women. Current opinion in rheumatology, 29(4), 410–415. https://doi.org/10.1097/ bor.0000000000000400
de Oliveira, R. D. J., de Oliveira, R. G., de Oliveira, L. C., Santos-Filho, S. D., Sa-Caputo, D. C., & Bernardo-Filho, M. (2023). Effectiveness of whole-body vibration on bone mineral density in postmenopausal women: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Osteoporosis international, 34(1), 29-52. https://doi.org/10.1007/s00198-022-06556-y
DadeMatthews, O. O., Agostinelli, P. J., Neal, F. K., Oladipupo, S. O., Hirschhorn, R. M., Wilson, A. E., & Sefton, J. M. (2022). Systematic review and meta- analyses on the effects of whole-body vibration on bone health. Complementary Therapies in Medicine, 65, 102811. https://doi.org/10.1016/j.ctim.2022.102811
McGee-Lawrence, M. E., Wenger, K. H., Misra, S., Davis, C. L., Pollock, N. K., Elsalanty, M., … & Stranahan, A. M. (2017). Whole-body vibration mimics the metabolic effects of exercise in male leptin receptor– deficient mice. Endocrinology, 158(5), 1160–1171. https:// doi.org/10.1210/en.2016-1250
Tian, X., Li, C., Li, T., Yu, F., & Shi, R. (2024). Estrogen status influences whole-body vibration training- induced improvements on muscle mass and strength in female ovariectomized mice. International Journal of Medical Sciences, 21(11), 2149. https://doi.org/10.7150/ ijms.97770
Kim, S., Cho, S., & Lee, S. (2025). Effects of whole-body vibration exercise on cardiorespiratory fitness, muscular strength and body fat in women with overweight and obesity: A randomized pilot study. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2025.104019
Higaki, S., Koga, Y., Inai, R., & Matsuo, T. (2023). Long-term whole-body vibration stimulus decreases body fat accumulation in rats fed a high-fat diet. Journal of Oleo Science, 72(9), 839-847. https://doi.org/10.5650/jos. ess23076
Minematsu, A., Nishii, Y., Imagita, H., & Sakata, S. (2019). Whole body vibration at low-frequency can increase trabecular thickness and width in adult rats. Journal of musculoskeletal & neuronal interactions, 19(2), 169.
Kostyshyn, N., Grzegotsky, M., & Servetnyk, M. (2018). Assessment of structural and functional condition of rats bone tissue under the influence of various parameters of vibration. Current Issues in Pharmacy and Medical Sciences, 31(3), 148-153. https://doi. org/10.1515/cipms-2018-0029
Kostyshyn, N. M., Kostyshyn, L. P., Servetnyk, M. I., & Grzegotsky, M. R. (2019). The peculiarities of remodelling muscle tissue of rats under the vibration influence. prilozi, 40(1), 59-65. https://doi.org/10.2478/ prilozi-2019-0004
Grieco, A., Quereda-Moraleda, I., & Martin- Garcia, J. M. (2024). Innovative strategies in X-ray crystallography for exploring structural dynamics and reaction mechanisms in metabolic disorders. Journal of Personalized Medicine, 14(9), 909. https://doi. org/10.3390/jpm14090909
Bunaciu, A. A., UdriŞTioiu, E. G., & Aboul- Enein, H. Y. (2015). X-ray diffraction: instrumentation and applications. Critical reviews in analytical chemistry, 45(4), 289-299. https://doi.org/10.1080/10408347.2014.949616
Bergslien, E. T. (2022). X-ray diffraction (XRD) evaluation of questioned cremains. Forensic science international, 332, 111171. https://doi.org/10.1016/j. forsciint.2022.111171
Piga, G., Solinas, G., Thompson, T. J. U., Brunetti, A., Malgosa, A., & Enzo, S. (2013). Is X-ray diffraction able to distinguish between animal and human bones?. Journal of archaeological science, 40(1), 778–785. https://doi.org/10.1016/j.jas.2012.07.004
Tadano, S., & Giri, B. (2011). X-ray diffraction as a promising tool to characterize bone nanocomposites. Science and technology of advanced materials, 12(6), 064708.
Cornejo Ulloa, P. E., Krom, B. P., Schoonmade, L. J., & Van Der Veen, M. H. (2024). Sex steroid hormones: an overlooked yet fundamental factor in oral homeostasis in humans. Frontiers in endocrinology, 15, 1400640. https:// doi.org/10.3389/fendo.2024.1400640
Banica, T., Vandewalle, S., Zmierczak, H. G., Goemaere, S., De Buyser, S., Fiers, T., … & Lapauw, B. (2022). The relationship between circulating hormone levels, bone turnover markers and skeletal development in healthy boys differs according to maturation stage. Bone, 158, 116368. https://doi.org/10.1016/j.bone.2022.116368
Khosla, S., & Monroe, D. G. (2018). Regulation of bone metabolism by sex steroids. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 8(1), a031211. https://doi. org/10.1101/cshperspect.a031211
Singh-Ospina, N., Maraka, S., Rodriguez- Gutierrez, R., Davidge-Pitts, C., Nippoldt, T. B., Prokop, L. J., & Murad, M. H. (2017). Effect of sex steroids on the bone health of transgender individuals: a systematic review and meta-analysis. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 102(11), 3904–3913. https://doi.org/10.1210/jc.2017-01642
Zaki, A. K. A., Almundarij, T. I., & Abo-Aziza, F. A. (2020). Comparative characterization and osteogenic/ adipogenic differentiation of mesenchymal stem cells derived from male rat hair follicles and bone marrow. Cell Regeneration, 9(1), 13. https://doi.org/10.1186/ s13619-020-00051-7
Kerksick, C. M., Roberts, M. D., Campbell, B. I., Galbreath, M. M., Taylor, L. W., Wilborn, C. D., … & Kreider, R. B. (2020). Differential impact of calcium and vitamin D on body composition changes in post- menopausal women following a restricted energy diet and exercise program. Nutrients, 12(3), 713. https://doi. org/10.3390/nu12030713
Fintini, D., Cianfarani, S., Cofini, M., Andreoletti, A., Ubertini, G. M., Cappa, M., & Manco, M. (2020). The bones of children with obesity. Frontiers in endocrinology, 11, 200. https://doi.org/10.3389/fendo.2020.00200
Clemente-Suárez, V. J., Redondo-Flórez, L., Beltrán-Velasco, A. I., Martín-Rodríguez, A., Martínez- Guardado, I., Navarro-Jiménez, E., … & Tornero- Aguilera, J. F. (2023). The role of adipokines in health and disease. Biomedicines, 11(5), 1290. https://doi. org/10.3390/biomedicines11051290
Moreno-Navarrete, J. M., & Fernández-Real, J. M. (2017). Adipocyte differentiation. In Adipose tissue biology (pp. 69–90). Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.3389/fendo.2022.1037159
Philbrick, K. A., Wong, C. P., Branscum, A. J., Turner, R. T., & Iwaniec, U. T. (2017). Leptin stimulates bone formation in ob/ob mice at doses having minimal impact on energy metabolism. The Journal of endocrinology, 232(3), 461. https://doi.org/10.1530/joe-16-0484
Shafiq, S., Evans, H., Le Maitre, C., Hall, J., & Aberdein, N. (2019, May). Leptin differentially remodels vertebrae and tibia trabecular bone independent of load in vivo. The Physiological Society.
Meng, X. H., Tan, L. J., Xiao, H. M., Tang, B. S., & Deng, H. W. (2019). Examining the causal role of leptin in bone mineral density: A Mendelian randomization study. Bone, 125, 25–29. https://doi.org/10.1016/j. bone.2019.05.006
Liu, L., Le, P. T., Stohn, J. P., Liu, H., Ying, W., Baron, R., & Rosen, C. J. (2024). Calorie restriction in mice impairs cortical but not trabecular peak bone mass by suppressing bone remodeling. Journal of Bone and Mineral Research, 39(8), 1188–1199. https://doi. org/10.1093/jbmr/zjae104
Schini, M., Vilaca, T., Gossiel, F., Salam, S., & Eastell, R. (2023). Bone turnover markers: basic biology to clinical applications. Endocrine Reviews, 44(3), 417-473. https://doi.org/10.1210/endrev/bnac031
Morris, H. A., Eastell, R., Jorgensen, N. R., Cavalier, E., Vasikaran, S., Chubb, S. A. P., … & Makris, K. (2017). Clinical usefulness of bone turnover marker concentrations in osteoporosis. Clinica chimica acta, 467, 34–41. https://doi.org/10.11005/ jbm.2019.26.1.19
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
