سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

همتی فارسانی, زهرا, بنی طالبی, ابراهیم, فرامرزی, محمد, بی غم صادق, امین. (1400). تاثیر شدت‌های مختلف تمرین مقاومتی بر بیان microRNA-204 و فاکتور نسخه‌برداری استئوژنز Runx2 و برخی خواص بیومکانیکی استخوان موش‌های صحرایی نر سالمند نژاد ویستار. , 14(1), 38-48. doi: 10.52547/joeppa.14.1.38
زهرا همتی فارسانی; ابراهیم بنی طالبی; محمد فرامرزی; امین بی غم صادق. "تاثیر شدت‌های مختلف تمرین مقاومتی بر بیان microRNA-204 و فاکتور نسخه‌برداری استئوژنز Runx2 و برخی خواص بیومکانیکی استخوان موش‌های صحرایی نر سالمند نژاد ویستار". , 14, 1, 1400, 38-48. doi: 10.52547/joeppa.14.1.38
همتی فارسانی, زهرا, بنی طالبی, ابراهیم, فرامرزی, محمد, بی غم صادق, امین. (1400). 'تاثیر شدت‌های مختلف تمرین مقاومتی بر بیان microRNA-204 و فاکتور نسخه‌برداری استئوژنز Runx2 و برخی خواص بیومکانیکی استخوان موش‌های صحرایی نر سالمند نژاد ویستار', , 14(1), pp. 38-48. doi: 10.52547/joeppa.14.1.38
همتی فارسانی, زهرا, بنی طالبی, ابراهیم, فرامرزی, محمد, بی غم صادق, امین. تاثیر شدت‌های مختلف تمرین مقاومتی بر بیان microRNA-204 و فاکتور نسخه‌برداری استئوژنز Runx2 و برخی خواص بیومکانیکی استخوان موش‌های صحرایی نر سالمند نژاد ویستار. , 1400; 14(1): 38-48. doi: 10.52547/joeppa.14.1.38

تاثیر شدت‌های مختلف تمرین مقاومتی بر بیان microRNA-204 و فاکتور نسخه‌برداری استئوژنز Runx2 و برخی خواص بیومکانیکی استخوان موش‌های صحرایی نر سالمند نژاد ویستار

نشریه فیزیولوژی ورزش و فعالیت بدنی
دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 27، فروردین 1400، صفحه 38-48    اصل مقاله (444.69 K)
نوع مقاله: علمی - پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.52547/joeppa.14.1.38
نویسندگان
زهرا همتی فارسانی* 1؛ ابراهیم بنی طالبی2؛ محمد فرامرزی3؛ امین بی غم صادق4
1گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه اردکان، یزد، ایران
2گروه علوم ورزشی، دانشکدة ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
3گروه فیزیولوژی ورزشی ، دانشکده علوم ورزشی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
4دانشکدة دامپزشکی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
چکیده
هدف: استخوان‌ها به‌طور وسیعی تحت تأثیر تغذیه، سطح فعالیت و سبک زندگی قرار می‌گیرند و سازگاری‌های ساختاری در شکل و اندازة استخوان از طریق نیروهای ناشی از تحمل وزن و نیروهای اعمال‌شده توسط عضلات اتفاق می‌افتد. ازاین‌رو هدف از مطالعة حاضر این است که آیا شدت‌های مختلف تمرین مقاومتی بر بیان mir-204 و برخی خواص بیومکانیکی استخوان موش‌های نر سالمند نژاد ویستار تأثیر دارد؟
روش‌ها: 24 سر موش نر سالمند نژاد ویستار (میانگین سن 23 ماه، میانگین وزن 93/437گرم) در سه گروه مساوی هشت‌تایی شامل تمرینات مقاومتی با شدت متوسط (60 درصد حداکثر ظرفیت حمل ارادی (MVCC)) و تمرینات مقاومتی با شدت بالا (80 درصد MVCC) و گروه کنترل قرار گرفتند و به‌طور تصادفی براساس وزن اولیه تقسیم شدند. تمرینات مقاومتی با استفاده از نردبان مقاومتی و 5 روز در هفته به مدت 8 هفته انجام گرفت. بعد از پایان دورة تمرین بیانmir-204  در بافت مغز استخوان درشت‌نئی به روش RT–PCR اندازه‌گیری و با استفاده از فرمول ΔΔCT- 2 کمی شدند. همچنین از آزمون خمش سه‌نقطه‌ای برای تعیین خواص بیومکانیکی استخوان استفاده شد. تحلیل آماری با استفاده از تحلیل واریانس تک‌راهه و آزمون کروسکال والیس با سطح 05/ 0P≤ انجام گرفت.
نتایج: میزان بیان  mir-204(539/0P=)، Runx2 (960/0P=)، مدولاسیون (82/0P=)، قدرت بیشینه و استرس (80/0P=)، انرژی شکست (99/0P=) و نیروی استخوان (81/0P=) در گروه‌های تمرینی با شدت بالا و متوسط نسبت به گروه کنترل تفاوت معناداری نداشت.
نتیجه‌گیری: با توجه به عدم معناداری در نتایج تحقیق، به‌نظر می‌رسد مدت تمرین برای تأثیرگذاری بر متغیرهای استخوان کافی نبوده است، ازاین‌رو نیاز است دوره‌های طولانی‌تر این نوع تمرینات ورزشی، در تحقیقات آینده بررسی شود.
کلیدواژه‌ها
mir-204؛ RUNX2؛ خواص بیومکانیکی استخوان؛ تمرین مقاومتی؛ متابولیسم استخوان
عنوان مقاله [English]
The effect of different intensities Resistance Training on expression mir-204 and transcription factors of osteogenic, Runx2 and biomechanical properties on bone in Old male Wistar rats
نویسندگان [English]
ZAHRA HEMATI FARSANI1؛ Ebrahim Banitalebi2؛ Mohamad Faramarzi3؛ Amin Bigham-Sadegh4
1Department of Physical Education and Sports Science, Ardakan University, Yazd, Iran
2Department of Sports Sciences, Faculty of Literature and Humanities, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
3Department of exercise physiology, University of Isfahan, Isfahan, Iran,
4, Faculty of Veterinary Medicine, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
چکیده [English]
Purpose:  Bones are largely influenced by nutrition, activity levels and lifestyle, and structural adaptations in the form and size of the bone occur by the forces of weight bearing and forces applied by the muscles. Therefore, the aim of the present study was to determine whether different resistance training intensities affect on expression of mir-204 and transcription factors of osteogenic, Runx2 and biomechanical properties on bone in old male wistar rats.  
Methods: This experimental study was done on 24 Wistar male rats (23 months old and with an average weight of 437.93 gram). They were randomly divided into three equal groups (n=8) include moderate (60% maximum voluntary carrying capacity: MVCC) and high intensity (80% MVCC) resistance training and control according to initial weight. The two training groups completed eight weeks of training program, five days a week according to resistance protocols. After completing training, expression of mir-204 on bone marrow were measured RT-PCR and Three – point bending test was used to determine bone biomechanical properties. The statistical analysis was performed using Kruskal-Wallis and one-way ANOVA test with significance level of P < 0.05
Results: There was no significance in expression of mir-204 (P = 0.539), Runx2 (P = 0.960), module (P = 0.82), stress (P = 0.80), fracture energy (P = 0.99) and bone force (P = 0.81) between the intervention groups and control group.
Conclusion: It seems that considering the lack of meaning in the results of this study, it seems that the duration of exercise was not sufficient to influence bone variables. then longer periods of this type of exercise exercise will be investigated in future research.
Keywords: Biomechanical properties, Resistance training, Mir-204, Runx2
 
کلیدواژه‌ها [English]
bone metabolism, biomechanical properties, resistance training, mir, 204, Runx2
مراجع
  1. Schwartz AV. Marrow fat and bone: review of clinical findings. Frontiers in endocrinology. 2015; 6 (40): 1-6.
    2. Zhang Y, Gao Y, Cai L, Li F, Lou Y, Xu N, et al. MicroRNA-221 is involved in the regulation of osteoporosis through regulates RUNX2 protein expression and osteoblast differentiation. American journal of translational research. 2017; 9(1): 126–135.
    3. Chen H, Ji X, She F, Gao Y, Tang p. miR-628-3p regulates osteoblast differentiation by targeting RUNX2: Possible role in atrophic non-union. International journal of molecular medicine. 2017; 39(2): 279-286.
    4. Feichtinger X, Muschitz C, Heimel P, Baierl A, Fahrleitner-Pammer A, Redl H, et al. Bone-related Circulating MicroRNAs miR-29b-3p, miR-550a-3p, and miR-324-3p and their Association to Bone Microstructure and Histomorphometry. Scientific reports. 2018; 8(1): 4867.
    5. Chang H, Wang Y, Liu H, Nan X, Wong S, Peng S, et al. Mutant Runx2 regulates amelogenesis and osteogenesis through a miR-185-5p-Dlx2 axis. Cell death & disease. 2017; 8(12): 3221.
    6. Huang J, Zhao L, Xing L, Chen D. MicroRNA‐204 regulates Runx2 protein expression and mesenchymal progenitor cell differentiation. Stem cells. 2010; 28(2): 357-364.
    7. Cole JH, van der Meulen MC. Whole bone mechanics and bone quality. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2011; 469(8): 2139-49.
    8. Peterson KJ. Mechanical Properties of Bone Due to SOST Expression: A 3-Point Bending Assessment of Murine Femurs. 2012; 49: 1-174
    9. Turner CH, Robling AG. Mechanisms by which exercise improves bone strength. Journal of bone and mineral metabolism. 2005; 23(1): 16-22.
    10. Kerr D, Ackland T, Maslen B, Morton A, rechard p. Resistance training over 2 years increases bone mass in calcium-replete postmenopausal women. Journal of Bone and Mineral Research. 2001; 16(1): 175-181.
    11. Singulani MP, Stringhetta-Garcia CT, Santos LF, Morais SRL, Louzada MJQ, Oliveira SHP, et al. Effects of strength training on osteogenic differentiation and bone strength in aging female Wistar rats. Scientific reports. 2017; 7: 42878.
    12. Smith-Vikos T, Slack FJ. MicroRNAs and their roles in aging. J Cell Sci. 2012; 125(1): 7-17.
    13. Chen YJ, Chang WA, Huang MS, Chen CH, Wang KY, Hsu YL, et al. Identification of novel genes in aging osteoblasts using next-generation sequencing and bioinformatics. Oncotarget. 2017; 8(69): 113598.
    14. Yuan Y, Zhang L, Tong X, Zhang M, Zhao Y, Guo J, et al. Mechanical stress regulates bone metabolism through micrornas. J Cell Physiol. 2017; 232(6): 1239-1245.
    15. Mohan S, Wergedal JE, Das S, Kesavan C. Conditional disruption of miR17-92 cluster in collagen type I-producing osteoblasts results in reduced periosteal bone formation and bone anabolic response to exercise. Physiol Genomics. 2014; 47(2): 33-43.
    16. Zuo B, Zhu JF, Li J, Wang CD, Zhao XY, Cai GQ, et al. microRNA-103a Functions as a Mechanosensitive microRNA to Inhibit Bone Formation Through Targeting Runx2. J BONE MINER RES. 2015; 30(2): 330-345.
    17. Wang H, Sun Z, Wang Y, Hu Z, Zhou H, Zhang L, et al. miR-33-5p, a novel mechano-sensitive microRNA promotes osteoblast differentiation by targeting Hmga2. Sci rep-uk. 2016; 6: 23170
    18. Cadore EL, Brentano MA, Kruel LFM. Effects of the physical activity on the bone mineral density and bone remodelation. Revista Brasileira de Medicina do Esporte. 2005; 11(6): 373-379.
    19. Bailey C, Brooke-Wavell K. Exercise for optimising peak bone mass in women: Postgraduate Symposium. P Nutr Soc. 2008; 67(1): 9-18.
    20. Kiuchi A, Shimegi S, Tanaka I, Izumo N, Fukuyama R, Nakamuta H, et al. Dose-response effects of exercise intensity on bone in ovariectomized rats. International JSHS. 2006; 4: 10-18.
    21. Song F, Jiang D, Wang T, Wang Y, Lou Y, Zhang Y. Mechanical stress regulates osteogenesis and adipogenesis of rat mesenchymal stem cells through PI3K/Akt/GSK-3β/β-catenin signaling pathway. Biomed Res Int. 2017; 2017.
    22. Gregov C, Šalaj S. The Effects of Different training modalities on bone mass: a Review. Kinesiology: International journal of fundamental and applied kinesiology. 2014, 46(1): 10-29.
    23. Markou KB, Mylonas P, Theodoropoulou A, Kontogiannis A, Leglise M, Vagenakis AG, et al.The influence of intensive physical exercise on bone acquisition in adolescent elite female and male artistic gymnasts. J Endocrinol Metab. 2004; 89:4383–87.

24. Maddalozzo GF, Snow CM. High intensity resistance training effects on bone in older men and women. Calcif Tissue Int. 2000; 66:399–404.
25. de Cassia Marqueti R, Almeida JA, Guzzoni V, Boghi F, Renner A, Silva PE, et al. Resistance training minimizes the biomechanical effects of aging in three different rat tendons. J Biomech. 2017; 53: 29-35.
26. Krug AL, Macedo AG, Zago AS, Rush JWE, Santos CF, Amaral SL. High-intensity resistance training attenuates dexamethasone-induced muscle atrophy. Muscle Nerve. 2016; 53(5): 779-88.
27. Macedo AG, Krug ALO, Herrera NA, Zago AS, Rush JWE, Amaralab SL. Low-intensity resistance training attenuates dexamethasone-induced atrophy in the flexor hallucis longus muscle. J Steroid Biochem Mol Biol. 2014;143: 357-64.
28. Fani F, Abbassi Daloii A, Abdi A. The effect of 8 weeks of endurance training and L-NAME on Apelin in adipose tissue in elderly male’s rats. J practi studi bio sport. 2016; 4(8): 77-88. [In Persian].
29. Drummond LR, Carlo RD, Silva KAD, Rodrigues AC, Soares PNP, Gomes TNP, et al. Enhanced femoral neck strength in response to weightlifting exercise training in maturing male rats. International SportMed Journal. 2013; 14(3): p. 155-167.
30. Notomi T, Okimoto N, Okazaki Y, Tanaka Y, Nakamura T, Suzuki M. Effects of tower climbing exercise on bone mass, strength, and turnover in growing rats. J Bone Miner Res. 2001; 16(1):166-74.
31. Kim SH, Kim GJ, Umemura T, Lee SG, Cho KJ. Aberrant expression of plasma microRNA-33a in an atherosclerosis-risk group. Mol Biol Rep. 2017; 44(1): 79-88.
32. Renno AC, Silveira Gomes AR, Nascimento RB, Salvini T, Parizoto N. Effects of a progressive loading exercise program on the bone and skeletal muscle properties of female osteopenic rats. Experimental gerontology. 2007; 42(6): 517-522.
33. Li Y, Ge C, Long JP, Begun DL, Rodriguez JA, Goldstein SA, et al., Biomechanical stimulation of osteoblast gene expression requires phosphorylation of the RUNX2 transcription factor. JBMR. 2012; 27(6): 1263-1274.
34. Aido MIFd. The influence of age and mechanical loading on bone structure and material properties. TU Berlin: IBMS BoneKE. 2015;2015: 84-88.
35. Going SB, Farr JN. Exercise and bone macro-architecture: is childhood a window of opportunity for osteoporosis prevention? Int J Body Compos Res. 2010; 8: 1.
36. Razi H, Birkhold AI, Weinkamer R, Duda GN, Willie BM, Checa S. Aging leads to a dysregulation in mechanically driven bone formation and resorption. JBMR. 2015; 30(10): 1864-1873.
37. janz KF, Letuchy EM, Burns TL, Francis SL, Levy SM. Muscle Power Predicts Adolescent Bone Strength: Iowa Bone Development Study. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(10):2201-6.
38. Wheater G, Elshahaly M, Tuck SP, Datta HK, van Laar JM. The clinical utility of bone marker measurements in osteoporosis. J Transl Med. 2013; 11(1): 201.
39. Tavafzadeh SS, Ooi FK, Chen CK, Sulaiman SA, Hung LK. Bone mechanical properties and mineral density in response to cessation of jumping exercise and honey supplementation in young female rats. BioMed research international. 2015; 2015.

40. Kemmler W, von Stengel S, Kohl M. Exercise frequency and bone mineral density development in exercising postmenopausal osteopenic women. Is there a critical dose of exercise for affecting bone? Results of the Erlangen Fitness and Osteoporosis Prevention Study. Bone. 2016. 89: 1-6.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 3,659
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,811