HIGH-IMPACT DROP EXERCISE ALTERS MECHANICAL PROPERTIES IN OSTEOPENIC BONE

Abstract

ABSTRACT Introduction: Osteopenia is a reversible condition and precedes osteoporosis. Physical activity and mechanical loading appear to play an important role in the regulation of bone homeostasis, without the side effects of targeted drug therapy. However, there is controversy as to which type of stimulus promotes more effective adaptations with respect to mechanical properties of bones. Objective: To investigate the effects of high-impact drop training on bone structure after ovariectomy-induced osteopenia in 40 10-week-old female Wistar rats. Methods: Twenty female rats (prevention program) were randomly assigned into two groups (n=10): Ovariectomized sedentary (OVXs), and OVX trained (OVX+Dropt). OVX+Dropt animals began training 3 days after surgery. Another twenty female rats (treatment program) were randomly assigned to two other groups (n=10): Ovariectomized sedentary (OVXs), and OVX trained (OVX+Dropt). OVX+Dropt animals began training 60 days after surgery. The rats in the trained groups were dropped from 40 cm height 20 times/day, 5 days/week over a period of 12 weeks period. At the end, the biomechanical tests were analyzed. Results: The final load and stiffness of the left tibia in the trained groups were higher than in the sedentary groups (p<0.05). Conclusions: Dropping exercise induced favorable changes in bone mechanical properties. High-impact drop exercise is effective to prevent bone loss after ovariectomy even when osteopenia is already established.RESUMEN Introducción: La osteopenia es una enfermedad reversible y precede a la osteoporosis. La actividad física y la carga mecánica parecen desempeñar un papel importante en la regulación de la homeostasis ósea, sin los efectos secundarios de la terapia farmacológica dirigida. Sin embargo, es controvertido qué tipo de estímulo promueve adaptaciones más eficaces con respecto a las propiedades mecánicas de los huesos. Objetivo: Investigar los efectos del entrenamiento de caída con alto impacto sobre la estructura ósea después de osteopenia inducida por ovariectomía en 40 ratas Wistar hembras de diez semanas de edad. Métodos: Se asignaron aleatoriamente veinte ratas (programa de prevención) en dos grupos (n = 10): Ovariectomizadas sedentarios (OVXs) y OVX entrenadas (OVX + Drope). Los animales OVX + Drope comenzaron a entrenar tres días después de la cirugía. Otras veinte ratas hembras (programa de tratamiento) fueron asignadas aleatoriamente a otros dos grupos (n = 10): Ovariectomizadas sedentarias (OVXs) y OVX entrenadas (OVX + Drope). Los animales OVX + Drope iniciaron el entrenamiento 60 días después de la cirugía. Las ratas en los grupos entrenados se dejaron caer de una altura de 40 cm 20 veces/día, 5 días/semana durante un período de 12 semanas. Al final, se analizaron las pruebas biomecánicas. Resultados: La carga y rigidez de la tibia izquierda en los grupos entrenados fueron mayores que en los grupos sedentarios (p < 0,05). Conclusiones: El ejercicio de caída provocó cambios favorables en las propiedades de los huesos. El ejercicio de caída con impacto es eficaz para prevenir la pérdida ósea después de la ovariectomía, incluso cuando la osteopenia ya está establecida.RESUMO Introdução: A osteopenia é uma doença reversível e precede a osteoporose. A atividade física e a carga mecânica parecem desempenhar um papel importante na regulação da homeostase óssea, sem os efeitos colaterais da terapia medicamentosa direcionada. No entanto, é controverso qual tipo de estímulo promove adaptações mais eficazes com relação às propriedades mecânicas dos ossos. Objetivo: Investigar os efeitos do treinamento de queda com impacto sobre a estrutura óssea depois de osteopenia induzida por ovariectomia em 40 ratas Wistar com 10 semanas de idade. Métodos: Vinte ratas (programa de prevenção) foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos (n = 10): Ovariectomizadas sedentárias (OVXs) e OVX treinadas (OVX + Dropt). Os animais OVX + Dropt começaram a treinar três dias após a cirurgia. Outras vinte ratas (programa de tratamento) foram alocadas aleatoriamente em outros dois grupos (n = 10): Ovariectomizadas sedentários (OVXs) e OVX exercitadas (OVX + Dropt). Os animais OVX + Dropt iniciaram o treinamento 60 dias após a cirurgia. As ratas nos grupos treinados foram deixadas cair 20 vezes/dia, 5 dias/semana, de altura de 40 cm durante um período de 12 semanas. Ao final, foram analisados os testes biomecânicos. Resultados: A carga final e a rigidez da tíbia esquerda nos grupos treinados foram maiores do que nos grupos sedentários (p < 0,05). Conclusões: O exercício de queda provocou alterações favoráveis nas propriedades mecânicas dos ossos. O exercício de queda com impacto é eficaz para prevenir a perda óssea após ovariectomia, mesmo quando a osteopenia já está estabelecida