Jin-Ran Chen

1 Centrul de nutriție pentru copii din Arkansas/Universitatea din Arkansas pentru științe medicale,

creșterea

Oxana Lazarenko

1 Centrul de nutriție pentru copii din Arkansas/Universitatea din Arkansas pentru științe medicale,

Michael Blackburn

1 Centrul de nutriție pentru copii din Arkansas/Universitatea din Arkansas pentru științe medicale,

Eugenia Carvalho

2 Universitatea din Arkansas pentru Științe Medicale,

Kartik Shankar

3 Facultatea de Medicină a Universității din Colorado,

Elisabet Børsheim

2 Universitatea din Arkansas pentru Științe Medicale,

Abstract

Obiective

S-a recunoscut că solicitările mecanice asociate cu activitatea fizică (AP) au efecte benefice asupra creșterii densității minerale osoase (DMO) și a îmbunătățirii calității osoase la modele umane și animale. Pe de altă parte, la rozătoare, dieta bogată în grăsimi (HFD) și obezitatea cresc adipozitatea măduvei osoase ducând la creșterea producției de citokine pro-inflamatorii care activează resorbția osoasă indusă de RANKL. În studiul actual, am investigat dacă creșterea PA pe termen scurt prin acces la roata voluntară în timpul vieții timpurii are efecte persistente asupra resorbției osoase induse de HFD.

Metode

Șaizeci (60) de șoareci masculi C57BL6/J de patru săptămâni au fost împărțiți în două grupuri; fără sau cu PA, acces la roata de rulare voluntară (7 - 8 km pe zi) timp de 4 săptămâni, cu acces ad libitum la dieta de control pentru toate animalele. După 4 săptămâni cu sau fără PA, șoarecii au fost în continuare împărțiți în dieta de control sau grupuri HFD timp de 8 săptămâni, înainte ca toate animalele să fie trecute înapoi la dieta de control pentru încă 4 săptămâni. Șoarecii din grupurile HFD au fost semnificativ mai grei, cu mai multă adipozitate vs. grup de control la punctul de timp de studiu de 12 săptămâni și a revenit la niveluri de șoareci cu dietă de control continuă la punctul de timp de studiu de 16 săptămâni.

Rezultate

Folosind CT cantitativ periferic (pQCT) și micro-CT scanare pe tibii ex vivo, am stabilit că BMD trabeculară și volumul osos au fost semnificativ crescute la animale după 4 săptămâni de PA și dietă de control comparativ cu animalele sedentare fără acces la roți. Opt săptămâni de HFD s-au deteriorat dezvoltarea osoasă la șoareci, micro-CT a arătat o reducere semnificativă cu 9% a procentului de volum osos, iar analiza pQCT a arătat o reducere semnificativă cu 6% a densității osoase trabeculare a șoarecilor comparativ cu acei șoareci cu dietă standard. În mod neașteptat, viața timpurie PA a exacerbat pierderea osoasă trabeculară indusă de HFD la șoareci adulți. Viața timpurie PA a accelerat osteoclastogeneza indusă de HFD la șoareci adulți. În conformitate cu aceste date, studiile de transducție a semnalului au arătat că expresia Ezh2 și NFATc1 indusă de HFD și expresia IRF8 au fost amplificate în celulele hematopoietice neaderente.

Concluzii

Creșterea PA la începutul vieții este capabilă să mărească masa osoasă; cu toate acestea, modifică programul de diferențiere celulară hematopoietică a măduvei osoase indus de HFD pentru a exacerba resorbția osoasă dacă PA este oprită.

Surse de finanțare

Sprijinit parțial de proiectul USDA-ARS 6026-51.000-010-05S.