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Tipo: Tese
Título: Influência do treinamento de baixa intensidade em corrida e natação, sobre as propriedades estruturais e celulares no fêmur e tíbia de ratas ovariectomizadas
Título(s) alternativo(s): Influence of low-intensity running and swimming training on femoral and tibial structural and cellular properties in ovariectomized rats
Autor(es): Fernandes, Bárbara Braga
Primeiro Orientador: Neves, Clóvis Andrade
Primeiro coorientador: Natali, Antônio José
Primeiro avaliador: Franco, Frederico Souzalima Caldoncelli
Segundo avaliador: Gomes, Thales Nicolau Primola
Terceiro avaliador: Silva, Ita de Oliveira e
Quarto avaliador: Maldonado, Izabel Regina dos Santos Costa
Abstract: Osteoporose é uma doença esquelética sistêmica com desequilíbrio na formação e reabsorção óssea, resultando em diminuição do conteúdo de matriz e da força do osso; sendo comum em mulheres na pós-menopausa. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do exercício de corrida e natação sobre as propriedades estruturais e celulares do fêmur e tíbia de ratas ovariectomizadas. Ratas Wistar com vinte semanas de idade (271,42 ±17,6 g) foram separadas em oito grupos, sendo: GBS (baseline SHAM; n = 4), GBO (baseline OVX; n = 6), NS (natação SHAM; n = 12), NO (natação OVX; n = 12), CS (corrida SHAM; n = 12), CO (corrida OVX; n = 12), CONS (controle SHAM; n = 12) e CONO (controle OVX; n = 12). Quatro grupos foram ovariectomizados (OVX) e quatro submetidos à laparotomia (SHAM). Os grupos GBS e GBO foram submetidos a eutanásia duas semanas após as cirurgias; os grupos NS e NO foram submetidos ao treinamento de natação com sobrecarga (5 dias/semana, 60 minutos/dia, com sobrecarga de 3% do peso corporal) por 10 semanas; os grupos CS e CO foram submetidos ao treinamento de corrida em esteira (5 dias/semana, 60 minutos/dia, 16m/min) por 10 semanas; e os grupos CONS e CONO permaneceram em gaiolas individuais sem exercício pelo mesmo período. Os grupos exercitados e controles foram submetidos à eutanásia doze semanas após a cirurgia. Utilizou-se ANOVA com nível de significância de p < 0,05. Avaliou-se a densidade mineral óssea (DMO) no fêmur (DEXA), a densidade mineral radiográfica (DMOR) no fêmur, o conteúdo mineral ósseo (CMO) na tíbia e os elementos celulares (osteoblastos, osteoclastos e osteócitos por área na região do colo e trocânter maior do fêmur). A DMO foi maior no grupo GBS (0,255 ±0,003 g/cm2) comparada aos grupos GBO (0,226 ±0,022 g/cm2) e SHAM (0,229 ±0,018 g/cm2). O conteúdo de zinco foi maior nos animais do grupo SHAM (0,40 ±0 mg/L) que os demais grupos (GBO = 0,26 ± 0 mg/L; GBS = 0,25 ±0 mg/L; GOVX = 0,25 ±0 mg/L). Houve diferença significativa apenas para a rigidez no colo do fêmur em que GBO foi maior que GOVX (360,3 ±97,6 N/mm vs 166,8 ±14,1 N/mm, respectivamente) e GBS foi maior que SHAM (455 ±53,4 N/mm vs 192,4 ±19,1 N/mm,respectivamente). O contrário foi observado para a rigidez na diáfise do fêmur em que GOVX foi maior que GBO (289,1 ±12,1 N/mm vs 207,1 ±10,5 N/mm, respectivamente) e SHAM foi viimaior que GBS (316,9 ±12,6 N/mm vs 221,9 ±10,6 N/mm, respectivamente). Nos elementos celulares houve aumento no número de osteoblastos (GOVX = 225,8±28,3 vs GBO = 150±15,4) e redução de osteoclastos (GOVX = 0,4 ±0,2 vs GBO = 2,8 ±1,2) no colo do fêmur. Na região do trocânter maior do fêmur houve redução no número de osteoclastos (GOVX = 0,4 ±0,2 vs GBO = 4 ±1,5). A DMOR foi maior no grupo NO (1,9 ±0,16 mmAl) comparada aos grupos GBO (1,6 ±0,06 mmAl), CONO (1,7 ±0,1 mmAl) e NS (1,8 ±0,13 mmAl). O CMO de cálcio e magnésio na tíbia foi maior no grupo NO (204 ±3 e 3,5 ±0,1 mg/L, respectivamente) comparado ao grupo NS (158,6 ±17,7 e 2,7 ±0,3 mg/L). No colo do fêmur, o número de osteoblastos foi maior no grupo NO (274,1 ±11) comparado ao grupo GBO (150 ±19,5). Registrou-se maior número de osteoclastos no grupo GBO (2,8 ±1,2) comparado aos grupos NO (0,9 ±0,3) e CONO (0,4 ±0,2). No trocânter maior do fêmur, os osteoblastos foram mais numerosos no grupo NO (300,3 ±31,7) que nos grupos GBO (198 ±12,8) e NS (229,4 ±24,6); já os osteoclastos foram maiores no grupo GBO (4 ±1,5) comparado aos grupos GBS (0,5 ±0,4), NO (0,5 ±0,2) e CONO (0,4 ±0,2). Os osteócitos também foram mais numerosos no grupo GBO (205,7 ±22,2) que nos grupos GBS (136,5 ±15,5) e NO (156,3 ±8). A DMOR foi maior no grupo CO (1,79 ±0,1 mmAl) comparada aos grupos GBO (1,64 ±0,1mmAl) e CONO (1,74 ±0,7 mmAl). O CMO de zinco na tíbia foi maior no grupo CS (0,4 ±0,2 mg/L) comparada aos grupos GBS (0,25 mg/L ±0) e CO (0,24 ±0,2 mg/L), e no grupo CONS (0,4 ±0 mg/L) comparada aos grupos GBS (0,25 ±0 mg/L) e CONO (0,25 ±0 mg/L). No colo do fêmur, registrou-se maior número de osteblastos no grupo CO (362,5 ±23,9) que nos grupos GBO (150 ±19,5) e CONO (225,8 ±22,4). Houve maior número de osteoclastos no grupo CO (1,9 ±0,6) comparado aos CS (0 ±0) e GBO (2,8 ±1,2) comparado aos CONO (0,4 ±0,2). O número de osteócitos e área de matriz foram superiores nos animais do grupo CS (214,3 ±18,4 e 172188,1 ±17973,5 &#956;m, respectivamente) que nos demais grupos. No trocânter maior do fêmur o número de osteoblastos foi maior no grupo CO (280,5 ±27,3) comparado ao CS (211,4 ±21,1); já os osteoclastos foram mais numerosos no grupo GBO (4 ±1,5) comparados aos dos grupos GBS (0,5 ±0,5), CO (1,1 ±0,5) e CONO (0,4 ±0,2). A área de matriz foi menor no grupo CO (115901,6 ±7298,8 &#956;m) que nos grupos GBO e CONO (165584,8 ±9814,9 e 145561,8 ±4403,8 &#956;m). Nossos resultados indicam que o treinamento de corrida de baixa intensidade não causou alterações expressivas nas propriedades estruturais e celulares no fêmur e na tíbia de ratas ovariectomizadas. Entretanto, o treinamento em natação com sobrecarga aumentou a DMO no fêmur dos animais ovariectomizados, mas não causou alterações expressivas nas propriedades celulares destes animais.
Osteoporosis is a systemic skeletal disease commonly occurring in women after menopause. Its imbalance in bone formation and resorption leads to decreased bone strength and matrix content. The aim of this study was to investigate the effects of low- intensity running and swimming training on femoral and tibial structural and cellular properties in ovariectomized rats. Twenty-week old female Wistar rats (271,42 ±17,6 g) were either ovariectomized (OVX) or underwent laparotomy (SHAM) and were divided into groups as follows: GBS (baseline SHAM , n = 4), GBO (baseline OVX, n = 6), NS (swimming SHAM, n = 12), NO (swimming OVX, n = 12), CS (running SHAM, n = 12), CO (running OVX, n = 12), CONS (control SHAM, n = 12) and CONE (control OVX, n = 12). GBS and GBO groups were euthanized two weeks after surgery. NS and NO groups were submitted to swimming training (5 days/week, 60 min/day, load of 3 % of body weight) for 10 weeks. CS and CO groups were subjected to treadmill running training (5 days/week, 60 min/day, 16 m/min) for 10 weeks. CONS and CONO groups remained in individual cages without exercising for the same period. The exercise groups and controls groups were euthanized twelve weeks after surgery. ANOVA was used with a significance level of p < 0.05. Femoral bone mineral density (BMD) and radiographic mineral density (DMOR), tibial bone mineral content (BMC) and cellular components (osteoblasts, osteoclasts and osteocytes) in the femoral neck and great trochanter were assessed. BMD was higher in GBS (0.255 ± 0.003 g/cm2) compared to the GBO group (0.226 ± 0.022 g/cm2) and SHAM (0.229 ± 0.018 g/cm2) groups. Zinc content was higher in SHAM animals (0.40 ± 0 mg/L) as compared to other groups (GBO = 0.26 ± 0 mg/L; GBS = 0.25 ± 0 mg/L; GOVX = 0.25 ± 0 mg/L). Femoral neck stiffness was higher in GBO than in GOVX (360.3 ± 97.6 N/mm vs 166.8 ± 14.1 N/mm, respectively) and in GBS than in SHAM animals (455 ± 53,4 N/mm vs 192,4 ± 19.1 N/mm, respectively). The femoral shaft stiffness was higher in GOVX than in GBO (289.1 ± 12.1 N/mm vs 207.1 ± 10.5 N/mm, respectively) and in SHAM than in GBS animals (316.9 ± 12.6 N/mm vs 221.9 ± 10.6 N/mm, respectively). In the femur, there was an increase in the number of osteoblasts in GOVX as compared to GBO animals (225.8 ± 28.3 vs 150 ± 15.4, respectively) and a reduction of osteoclasts in GOVX as compared to GBO animals (0.4 ± 0.2 vs 2.8 ± 1.2, respectively). In the femoral greater trochanter there was a decreased number of osteoclasts in GOVX, as compared to GBO animals (0.4 ± 0.2 vs 4 ±1.5, respectively). DMOR was higher in NO group (1.9 ± 0.16 mmAl) compared to GBO (1.6 ± 0.06 mmAl), CONO (1.7 ± 0.1 mmAl) and NS (1.8 ± 0.13 mmAl) groups. The tibial content of calcium and magnesium was higher in NO (204 ± 3 mg/L and 3.5 ± 0.1 mg/L, respectively) than in NS (158.6 ± 17.7 mg/L and 2.7 ± 0.3 mg/L, respectively) group. In the femoral neck, the number of osteoblasts was higher in NO (274.1 ± 11) as compared to GBO (150 ± 19.5) group. In addition, a greater number of osteoclasts in GBO (2.8 ± 1.2) than in NO (0.9 ± 0.3) and CONO (0.4 ± 0.2) was observed. In the greater trochanter, the osteoblasts were more numerous in NO (300.3 ± 31.7) than in GBO (198 ± 12.8) and NS (229.4 ± 24.6) groups. Moreover, the number of osteoclasts was higher in GBO (4 ± 1.5) than in GBS (0.5 ± 0.4), NO (0.5 ± 0.2) and CONO (0.4 ± 0.2) groups. The osteocytes were also more numerous in GBO (205.7 ± 22.2) than in GBS (136.5 ± 15.5) and NO (156.3 ± 8) groups. Femoral DMOR was higher in CO (1.79 ± 0.1mmAl) as compared to GBO (1.64 ± 0.1mmAl) and CONO (1.74 ± 0.7 mmAL) groups. The tibial content of zinc was higher in CS (0.4 ± 0.2 mg/L) as compared to GBS (0.25 ± 0 mg/L) and CO (0.24 ± 0.2 mg/L) groups, as well as in CONS (0. 4 ± 0 mg/L) than in GBS (0.25 ± 0 mg/L) and CONO (0.25 ± 0 mg/L) groups. In the femoral neck, there was a higher number of osteoblasts in CO (362.5 ± 23.9) than in GBO (150 ± 19.5) and CONO (225.8 ± 22.4) groups. A greater number of osteoclasts was also observed in CO (1.9 ± 0.6) as compared to CS (0 ± 0) and in GBO (2.8 ± 1.2) as compared to CONO (0.4 ± 0.2) groups. The number of osteocytes and the matrix area were higher in CS than in the other groups. In the greater trochanter, the number of osteoblasts was higher in CO (280,5 ± 27,3) as compared to the CS (211.4 ± 21.1) group. Osteoclasts were more numerous in GBO (4 ± 1,5) than in GBS (0.5 ± 0.5), CO (1.1 ± 0.5) and CONO (0.4 ± 0.2) groups. The matrix area was smaller in CO (115901.6 ±7298.8 &#956;m) than in GBO (165584,8 ±9814,9 &#956;m) and CONO (145561,8 ±4403,8 &#956;m) groups. These results indicate that low-intensity running training did not influence significantly the femoral and tibial structural and cellular properties in ovariectomized rats. Nevertheless, low intensity swimming training increased the femoral BMD, but did not influence significantly the bone cellular properties in these animals.
Palavras-chave: Osteoporose - Tratamento
Menopausa
Exercícios físicos
Ciência - Experiências
Osteoporosis - Treatment
Menopause
Exercise
Science - Experiments
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Análises quantitativas e moleculares do Genoma; Biologia das células e dos tecidos
Programa: Doutorado em Biologia Celular e Estrutural
Citação: FERNANDES, Bárbara Braga. Influence of low-intensity running and swimming training on femoral and tibial structural and cellular properties in ovariectomized rats. 2014. 80 f. Tese (Doutorado em Análises quantitativas e moleculares do Genoma; Biologia das células e dos tecidos) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2014.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/272
Data do documento: 28-Fev-2014
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