Efeitos do exercício físico sobre propriedades estruturais e mecânicas do fêmur de ratos com Diabetes mellitus experimental

Abstract

O objetivo deste estudo foi o de investigar os efeitos de um programa de natação sobre as propriedades estruturais e mecânicas do fêmur de ratos com Diabetes mellitus experimental (DM). Foram utilizados ratos (Rattus norvegicus) Wistar com 30 dias idade e peso corporal médio de 87,42 g. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em seis grupos experimentais: baseline controle (BC, n=15); baseline diabético (BD, n=15); controle sedentário (CS, n=10); controle exercitado (CE, n=10); diabético sedentário (DS, n=10); e diabético exercitado (DE, n=10). Os animais dos grupos BD, DE e DS receberam uma injeção intraperitoneal (60 mg/kg de peso corporal) de estreptozotocina (STZ), diluída em 1mL de tampão citrato de sódio (0,1 M, pH 4.5). Os animais dos grupos BC, CS e CE receberam a mesma dose de tampão citrato de sódio (0,1 M, pH 4.5) sem STZ. Sete dias após a aplicação de STZ e jejum de 12 horas, os animais que apresentaram glicemia de jejum superior a 300 mg\dL foram considerados diabéticos. Após 45 dias de hiperglicemia (diabetes), os animais do grupo DE e CE foram submetidos a um programa de natação por oito semanas. Após a eutanásia, o fêmur esquerdo foi removido para avaliação da densidade mineral óssea (DMO), do conteúdo mineral ósseo (CMO), da força de fratura, rigidez e tenacidade óssea. O fêmur direito foi retirado, para determinação da morfometria óssea. Os resultados apresentaram que o DM experimental reduziu o CMO, a DMO, a rigidez, a força de fratura óssea, a tenacidade, o volume trabecular ósseo e a espessura cortical nos fêmures dos ratos, aos 45 dias de DM. Esses efeitos do DM permaneceram até o final do experimento (101 dias). O programa de natação utilizado aumentou o CMO, a DMO, a rigidez, o volume trabecular ósseo, nos animais sem DM; Entretanto esse não foi capaz de alterar os parâmetros ósseos analisados, nos com DM. Concluiu-se que o programa de natação aplicado não afetou as propriedades estruturais e mecânicas do fêmur dos animais com DM experimental; no entanto, houve efeitos positivos desse, nessas propriedades, no fêmur dos animais não diabéticos de controles.

The aim of this study was to investigate the effects of a swimming training program on structural and mechanical properties of the femur from rats with experimental diabetes mellitus (DM). Thirty days old male Wistar rats (Rattus norvegicus) with mean body mass of 87.42 g were randomly divided into six experimental groups: baseline control (BC, n=15); baseline diabetic (BD, n=15); control sedentary (CS, n=10); control exercised (CE, n=10); diabetic sedentary (DS, n=10); and diabetic exercised (DE, n=10). Animals from BD, DE and DS groups received an intraperitoneal injection (60 mg/kg body mass) of streptozotocin (STZ) diluted in 1 mL of sodium citrate buffer (0.1 M, pH 4.5). Animals from BC, SC and EC groups received the same dose of sodium citrate buffer (0.1 M, pH 4.5) without STZ. Seven days after STZ injection those animals with fasting glucose above 300 mg\dL were considered diabetic. After 45 days of hyperglycemia (diabetes), animals from ED and EC groups were subjected to a swimming training program for 8 weeks. After euthanasia, the left femur was removed for assessment of bone mineral density (BMD), bone mineral content (BMC), bone breaking force, stiffness and toughness. The right femur was removed for determination of bone morphometry. The results show that experimental DM reduced the bone breaking force, stiffness and toughness, the BMC and BMD, the trabecular bone volume and cortical thickness in the rats’ femurs by the 45th day of DM. These DM effects remained until the end of the experiment (101 days). The swimming training program increased BMC, BMD, stiffness and the trabecular bone volume in the control animal femures. However, the swimming training program did not affect these bone parameters in diabetic animals. It was concluded that the swimming training program did not affect the structural and mechanical properties of the femur from rats with experimental DM, however positive effects of this exercise program on these bone properties were observed in non diabetic control rats.