بررسی تاثیر ویبراسیون کل بدن با فرکانس و دامنه متفاوت بر مقاومت خمشی، تراکم یون کلسیم و هیستومورفومتری استخوان فمور و تیبیا در رت اوراکتومی

59,000تومان

توضیحات

دانشگاه بوعلی سینامشخصات رساله/پايان نامه تحصيلي
عنوان:
بررسی تاثیر ویبراسیون کل بدن با فرکانس و دامنه متفاوت بر مقاومت خمشی، تراکم یون کلسیم و هیستومورفومتری استخوان فمور و تیبیا در رت اوراکتومی

چكيده:
پوکی استخوان یک اختلال اسکلتی است که درآن قدرت مکانیکی استخوان کاهش یافته و منجر به شکستگی استخوان می شود، لذا توجه به روش هایی برای حفظ استحکام استخوان و مهار پوکی استخوان مهم تلقی می شود. هدف از این تحقیق، تعیین تاثیر ویبراسیون کل بدن با فرکانس و دامنه ی متفاوت بر مقاومت مکانیکی، تراکم یون کلسیم و هیستومورفومتری استخوان ران و درشت نی در رت اوراکتومی بود. تعداد 41 سر رت اوراکتومی پس از گذشت سه ماه بطور تصادفی به 5 گروه تقسیم شدند: گروه فرکانس بالا، دامنه بالا (9 (n=، گروه فرکانس بالا، دامنه پایین(9 (n=،گروه فرکانس پایین، دامنه بالا(9 (n= ،گروه فرکانس بالا، دامنه بالا(9 (n= و گروه Sham (5(n= . 6 سر رت سالم بدون جراحی اوراکتومی نیز در گروه کنترل جای گرفتند. گروه های تمرینی 3 بار در هفته بمدت 8 هفته روی دستگاه ویبره با زمان پیشرونده قرار گرفتند. گروه Sham با همین پروتکل روی دستگاه خاموش قرار بودند. در پایان هفته هشتم، حیوانات توسط استنشاق دی اتیل اتر قربانی شدند و استخوان ران و درشت نی رت ها جدا شد. استخوان ران و درشت نی راست برای انجام تست مقاومت خمشی سه نقطه به آزمایشگاه بیومکانیک منتقل شد. از شاخص های استرس، سفتی، انرژی جذب شده و جابجایی استخوان بعنوان ملاک سنجش مقاومت مکانیکی استخوان استفاده شد. تراکم یون کلسیم در استخوان درشت نی چپ بوسیله ی جذب اتمی شعله ای( اسپکتروفتومتری) مورد ارزیابی قرار گرفت. استخوان ران چپ برای بررسی هیستومورفومتری، به روش متداول لام اماده و با هماتوکسلین و آئوزین رنگ آمیزی شد. یافته ها نشان داد هشت هفته تمرینات ویبراسیون توانست تاثیر معنی داری بر مقاومت مکانیکی استخوان داشته باشد و پارامتر های بیومکانیکی استخوان در رت اوراکتومی را به سطح استخوان سالم برساند. در بین گروه های تمرینی، گروهHFLA افزایش بیشتری در مقاومت مکانیکی استخوان نسبت به گروه های دیگر تمرینی نشان داده است و مقاومت مکانیکی استخوان در دو گروه تمرینی HFLA و LFHA که هر دو گروه از شدت تمرینی تقریبا یکسانی برخوردار بودند ولی نتایج پارامترهای بیومکانیکی در گروه تمرینی HFLA بطور چشمگیری بهتر از گروه LFHA بود. رت ها بعد از اوراکتومی، استخوان درشت نی بهتر به تمرینات WBV جواب داده است. تمرینات WBV روی تراکم یون کلسیم در تمامی گروه های تمرینی افزایش داشته و به سطح نرمال در گروه کنترل (سالم)رسیده و در گروه شم کمتر از بقیه گروه ها می باشد هر چند اختلاف معنی دار نیست. درهر دو استخوان متراکم و اسفنجی گروه فرکانس بالا، دامنه پایین (HFLA) بیشترین افزایش مساحت را نسبت به گروه های تمرینی دیگر داشت. بین شاخص های مقاومت مکانیکی استخوان و شاخص های هیستومورفومتری استخوان هماهنگی وجود دارد.

واژه های کلیدی: ویبراسیون کل بدن، مقاومت خمشی، تراکم یون کلسیم، هیستومورفومتری، رت اوراکتومی

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: طرح پژوهش
1-1- مقدمه……………. 2
1-2- بیان مسئله……..3
1-3- ضرورت تحقیق 7
1-4- اهداف تحقیق.. 9
1-4-1- هدف کلی 9
1-4-2- اهداف اختصاصی 9
1-5 – فرضیات تحقیق 10
1-6- قلمرو تحقیق.. 10
1-7- محدودیت های تحقیق 11
1-8- تعریف عملیاتی متغیر های تحقیق 11
1-8-1- متغیرمستقل 11
1-8-2- متغیرهای وابسته 12
فصل دوم: کلیات پژوهشی
مقدمه ……………14
2-1- اساس ارتعاشات مکانیکی 14
2-2- ارتعاشات کل بدن 16
2-3- نیروهای وارد بر استخوان 18
2-4- مقاومت مکانیکی استخوان 21
2-4-1- بازسازی استخوان 21
2-4-2- سازوکار بروز پوکی استخوان 21
2-4-3- پاسخ استخوان نسبت به بارگذاری 23
2-4-4- مکانیسم انطباق مکانیکی استخوان 25
2-4-5- پاسخ عضله به بارگذاری 30
2-4-6- تست مکانیکی استخوان 31
2-5- ساختمان میکروسکوپی استخوان 34
2-5-1- سلول های پوششی استخوان 36
2-5-2- ترکیب استخوان 37
2-6- ساختمان ماکروسکوپی استخوان 39
2-6-1- استخوان متراکم و اسفنجی 39
2-6-2- استخوان از لحاظ تکاملی 40
2-7- کلسیم……….. 41
2-8- پیشینه تحقیق.. 42
2-8 – جمع بندی. … 49

فصل سوم: تبیین پژوهش
مقدمه……….. 52
3-1- تهیه و نگهداری رت 52
3-1-1- نمونه مورد مطالعه 52
3-1-2 – قفس رت ها 53
3-1-3 – خوراک رت ها 53
3-1-4 – سیستم روشنایی و تهویه 54
3-1-5- رطوبت و دمای محیط 54
3-2-1- بیهوشی رت 54
3-2-2- اجرای جراحی 55
3-3- تحریک مکانیکی 56
3-3-1 – دستگاه تحریک مکانیکی استخوان 56
3-3-2- روش اجرا 58
3-3-3- نمونه برداری 61
3-4- ارزیابی استخوان 62
3-4-1- ارزیابی خمشی استخوان 62
3-4-2- ارزیابی تراکم یون کلسیم 65
3-4-3- ارزیابی هیستومورفومتری استخوان 67
3-5- روش تجزیه و تحلیل آماری داده ها 69
فصل چهارم: تجزيه و تحليل پژوهش
مقدمه………….. 71
4-1- آمار توصیفی. 72
4-2- آمار استنباطی 73
4-3- وزن بدن………. 74
4-4- مقاومت خمشی 76
4-4-1 – استرس 76
4-4-2 – سفتی 79
4-5-3- انرژی جذب شده 84
4-5-4- جابجایی 88
4-5-5- جمع بندی 91
4-6- تراکم یون کلسیم 91
4-7- هیستومورفومتری استخوان متراکم و اسفنجی 93
4-7-1 – جمع بندی 96
فصل پنجم: استنباط و نتيجه‌گيري
مقدمه………….. 103
5-1- خلاصه تحقیق 103
5-2- بحث………………. 104
5-3- نتیجه گیری….. 116
5-4- پیشنهاد های تحقیق 116
5-4-1- پیشنهاد کاربردی 116
5-4-2- پیشنهاد پژوهشی 116
منابع…… 118

فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول3-1- مشخصات گروه ها………………60
جدول3-2- پروتکل انجام ویبراسیون………..61
جدول 4- 1- میانگین و انحراف معیار گروه ها در استخوان ران(Mean±SE) ……………..72
جدول 4-2 – میانگین و انحراف معیار گروه ها در استخوان درشت نی.(Mean±SE) 73
جدول 4- 3- نتایج بدست آمده از آزمون کلوموگروف-اسمیرنوف (05/0P˃) 73
جدول 4-4- نتایج آزمون لون درمراحل پیش آزمون وپس آزمون (05/0P˃) 74
جدول4- 5- مقایسه میانگین و انحراف معیار وزن بدن(Mean±SD) در گروههای مختلف . 75
جدول 4-6 -آزمون تحلیل واریانس یک طرفه استرس در استخوان فمور………..78
جدول4-7- نتایج آزمون توکی در شاخص استرس استخوان فمور…78
جدول4-8- آزمون تحلیل واریانس یک طرفه استرس در استخوان تیبیا…………..80
جدول 4-9- نتایج آزمون توکی در شاخص استرس استخوان تیبیا. 80
جدول 4-10- آزمون تحلیل واریانس یک طرفه سفتی استخوان فمور. 82
جدول 4- 11- نتایج آزمون توکی در شاخص سفتی استخوان فمور. 82
جدول 4- 12- آزمون تحلیل واریانس یک طرفه سفتی استخوان تیبیا. 84
جدول 4-13- نتایج آزمون توکی در شاخص سفتی استخوان تیبیا. 84
جدول 4- 14- آزمون تحلیل واریانس یکسویه استخوان فمور در شاخص انرژی جذب شده 86
جدول 4- 15- آزمون تحلیل واریانس یکسویه انرژی جذب شده در استخوان تیبیا. 87
جدول 4- 16- نتایج آزمون توکی در شاخص انرژی جذب شده استخوان تیبیا. 87
جدول4- 17- آزمون تحلیل واریانس یک طرفه جابجایی در استخوان فمور…..89
جدول4-18- آزمون تحلیل واریانس یک سویه جابجایی در استخوان تیبیا…….. 90
جدول 4- 19- آزمون تحلیل واریانس یک سویه تراکم یون کلسیم در استخوان تیبیا…………92
جدول 4-20- آزمون تحلیل واریانس یک سویه مساحت استخوان متراکم در استخوان فمور…………….. 94
جدول 4- 21- آزمون تحلیل واریانس یک سویه مساحت ترابکولا در استخوان اسفنجی فمور………….. 96

فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل2-1- موج سینوسی در حرکات ارتعاشی…………..15
شکل2- 2- تعیین شماتیک دامنه ارتعاشات…………….. 16
شکل2-3- شکل شماتیک انتقال انرژی توسط دستگاه ویبراسیون….18
شکل 2- 4- نیروهای وارد بر استخوان……..19
شکل 2-5- رفتار آنیزوتروپیک استخوان. ….20
شکل2 -6- مراحل بازسازی استخوان……… 22
شکل2-7- مقایسه استخوان در حالت سالم و پوکی استخوان………23
شکل 2- 8- نظریه فراست…….26
شکل2-9- استرس هیدروستاتیک (فشاری یا کششی). 28
شکل 2-10- درزهای استخوانی شامل کانالیکول ها و لاکونای استخوانی……….29
شکل 2-11- اهمیت بارگذاری متناوب مدل مکانیکی- بیولوژی 29
شکل2- 12- شکل شماتیک نحوه انجام تست خمش سه نقطه. 32
شکل 2-13- نمودار استرس-استرین استخوان. 33
شکل 2 -14- منشا یکسان سلول های استئوسیت و استئو بلاست…..36
شکل2-15- اجزا میکروسکوپی استخوان…. 38
شکل2 -16- استخوان بلند.. 39
شکل 3-1- محل نگهداری رت……………….53
شکل3-2- قفس رت…………….53
شکل3 -3- رت جراحی شده…55
شکل 3-4- نمای کلی دستگاه ویبراسیون…57
شکل 3-5- قرار گرفتن رت در داخل دستگاه ویبراسیون…………….57
شکل 3-6- سسیتم پیچ و فنر برای تغییر ات دامنه……….57
شکل 3-7- موتور ایجاد ارتعاش در زیر صفحه آلومینیمی……………57
شکل 3-8- نمایشگر زمان و فرکانس دستگاه……………..58
شکل 3-‏9 دستگاه Zwick مدل 477514 جهت انجام تست بیومکانیک استخوان. 63
شکل 3-‏10 نحوه قرار گیری استخوان جهت تست خمش سه نقطه. 63
شکل 3-‏11 دستگاه برش استخوان. 64
شکل 3-‏12 نمونه ای از عکس های تهیه شده جهت اندازه گیری سطح مقطع استخوان. 64
شکل 3-‏13 نمایی از بدست آمدن متغیرها با استفاده ار نمودار. 65
شکل 3-14. نمودار غلظت استاندارد فلز کلسیم………….66
شکل 3-15- دستگاه اسپکتروفتومتری مورد استفاده. 68
شکل 3-‏16 دستگاه Histo-Line جهت برش های بسیار نازک از استخوان 68
شکل 4-1- تغییرات وزن حیوانات در گروههای مختلف(Mean±SD). 76
شکل 4-2- میزان استرس در استخوان فمور 77
شکل 4-3- میزان استرس در استخوان تیبیا. 79
شکل 4-4- سفتی استخوان فمور. 81
شکل4-5- سفتی استخوان تیبیا.. 83
شکل4-6- انرژی جذب شده در استخوان فمور… 85
شکل4-7- انرژی جذب شده در استخوان تیبیا.. 86
شکل4-8- جابجایی استخوان فمور. 88
شکل4-9- جابجایی استخوان تیبیا…………. 90
شکل 4-10- تراکم یون کلسیم در استخوان تیبیا.. Error! Bookmark not defined.92
شکل4-11- مساحت استخوان متراکم فمور. 93
شکل4-12- مساحت ترابکولا استخوان اسفنجی تیبیا. 95
شکل 4-13- ناحیه متراکم میانه استخوان فمور در گروه HFLA 97
شکل4-14- ناحیه اسفنجی گردن فمور در گروه HFLA 97
شکل4- 15- ناحیه متراکم میانه استخوان فمور در گروه HFHA 98
شکل4- 16- ناحیه اسفنجی گردن فمور در گروه HFHA 98
شکل4- 17- ناحیه متراکم میانه استخوان فمور در گروه LFLA 99
شکل4- 18- ناحیه اسفنجی گردن فمور در گروه LFLA 99
شکل4- 19- ناحیه متراکم میانه استخوان فمور در گروه LFHA 100
شکل4- 20- ناحیه اسفنجی گردن فمور در گروه LFHA 100
شکل4- 21- ناحیه متراکم میانه استخوان فمور در گروه Sham 101
شکل 3-22- ناحیه اسفنجی گردن فمور در گروه Sham ………101

طرح پژوهشی

1-1- مقدمه
پوکی استخوان یک مشکل جدی برای سلامت عموم جامعه است که کیفیت زندگی افراد جامعه، بویژه زنان میانسال را تحت تأثیر قرارمیدهد. پوکی استخوان یک اختلال اسکلتی است که درآن قدرت مکانیکی استخوان کاهش یافته و منجر به شکستگی استخوان می شود. دلیل اهمیت این بیماری برای نظام سلامت کشور، شکستگی‌ها و به تبع آن تحمیل هزینه‌های مادی و معنوی حاصل از این عارضه می باشد. با توجه به اهمیت بیماری پوکی استخوان و نقش محوری پیشگیری از این بیماری، بدیهی است توجه و حساسیت نسبت به این بیماری در تمامی سطوح ارائه خدمات بهداشتی درمانی کشور و همچنین عموم جامعه به خصوص زنان و دختران كشور امری بسیار ضروری و حائز اهمیت است.

مطالعات متعددی نقش فعالیت جسمانی در پیشگیری و درمان پوکی استخوان را نشان داده اند. اخیرا ویبراسیون کل بدن (WBV) بعنوان یک مداخله ورزشی راهکاری نوید بخش در حیطه ورزش و بازتوانی، جهت افزایش قدرت و توان توجه زیادی را به خود اختصاص داده و بکار گرفته می شود. مشاهده شده است ویبراسیون در بهبود استحکام استخوان در رت اوراکتومی و انسان موثر است. علیرغم تحقیق های متعددی که بر فوائد ویبراسیون در حفظ تراکم استخوان درحیوانات گزارش شده است، اما تمام تحقیقات این موضوع را تائید نمی کنند. همچنین این سوال که کدام پروتکل ارتعاشی شامل فرکانس و دامنه مشخص بر مقاومت استخوان اثر بخشی بهینه دارد، هنوز پاسخ واضحی نداشته است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر چهار نوع سیگنال مختلف ویبراسیون بر استحکام بافت استخوانی موش اوراکتومی است تا اهمیت تغییرسیگنال ارتعاش بر رفتار مکانیکی استخوان که ناشی از پدیده استخوان سازی خواهد بود، بررسی شود.

1-2- بیان مسئله
پوکی استخوان یا استئوپورز طبق تعریف انجمن بهداشت جهانی ( (WHO،« یک اختلال اسکلتی است که در آن قدرت مکانیکی استخوان کاهش یافته و منجر به شکستگی استخوان می شود». سازمان جهانی بهداشت پوكی استخوان را به صورت كاهش تراكم استخوان به 5/2 انحراف معیار كمتر از متوسط حداكثر تراكم استخوانی در افراد جوان جامعه تعریف كرده است(1). مردان وزنان با ورود به سنین بزرگسالی، بطورطبیعی حدود نیم درصد از توده استخوانی خود را درسال از دست می دهند. خانمها با ورود به دوره یائسگی، دچار از دست دادن سریع توده استخوانی میشوند. این کاهش توده استخوانی تا ٥% در سال برای استخوانها ی اسفنجی و بین 3 %-2% در سال برای استخوا نهای متراکم است. بنابراین، باعث می گردد طی ٢٠ سال حدود ٢٠٪ تا ٣٠ ٪ افت تراکم استخوان داشته باشندکه با كاهش تراكم استخوانی به٣٠ تا ٤٠ درصد از حد طبیعی شکستگی استخوان ها بیشتر اتفاق می افتد(1-3). این شکستگی ها علاوه بر تحمیل بار اقتصادی برای فرد و جامعه، هزینه های اجتماعی حاصله مانند معلولیت یا مرگ را نیز بدنبال دارد(3).

برای بررسی رشد استخوان درانسان، مطالعات عمدتاً به رادیوگرافی یا ارزیابی ماركرهای استخوانی محدود می شوند در حالی كه استفاده از مدل حیوانی به بررسی مستقیم خواص مکانیکی استخوان می پردازد. خواص مکانیکی استخوان از جمله: استرس، سفتی استخوان و میزان انرژی جذب شده از پارامترهای اصلی بیان کننده ساختار و عملکرد استخوان می باشد. پس با استفاده از مدل های حیوانی و انجام تستهای مستقیم بیومكانیكی انعكاس بهتری از خواص مكانیكی استخوان در مقایسه با اندازه گیریهای تراكم استخوانی به دست میآید(4).

مشخص شده اوراکتومی رت یک مدل تجربی مناسب جهت بررسی پوکی استخوان در دوره یائسگی می باشدکه چند ماه بعد از اوراکتومی، پوکی استخوان قابل مشاهده است(5).
شکستگی ناحیه پروگزیمال استخوان فمور در انسان یکی از رایج ترین نوع شکستگی در پوکی استخوان است. ناحیه پروگزیمال استخوان رت نیز بسیار شبیه استخوان فمور انسان است. بدلیل شباهت زیاد بین استخوان انسان و رت از آن برای ارزیابی مقاومت استخوان و تغییرات مورفولوژی استفاده می شود(6).

مطابق یافته های پزشکی، بافت استخوان بطور منظم دچار نوسازی می گردد. روند کلی این فرایند با جذب استخوانی توسط تحریک سلول های استئوکلاست آغاز میشود. استخوان سازی توسط سلو ل های استئوبلاست صورت می گیرد. اگر جذب استخوانی زیاد باشد یا تشكیل استخوانی كم شود پوکی استخوان رخ می دهد که مكانیسم اصلی همه ی دلایل پوكی استخوان همین عدم تعادل بین جذب استخوانی وتشكیل آن است(7).

از جمله عوامل محرک و ضد تحلیلی استخوان، حساسیت به محیط مکانیکی است در واقع همان قانون ولف که شکل استخوان، ماهیت عملکردی آن را مشخص می نماید. ارتباط بین ساختار استخوان و نیرو های وارده بر آن از توانایی انطباق پذیری دائم استخوان سالم با محیط تحت بار است و بر همین مبنا امکان انطباق پذیری با محیط موجود را به سیستم اسکلتی میدهد. این توانائی عموما بدلیل خواص نوسازی و باز سازی استخوان است که بافت قدیمی استخوان را در محیط حداقل یا حداکثر بارگذاری استخوان از بین برده وموجب شکل گیری مجدد آن در محیط با بارگذاری مناسب می شود. این انطباق پذیری سیستم اسکلتی با محیط تغییرات معنی داری در جرم، هندسه و خواص مواد استخوان ایجاد می کند(8, 9). از طرفی، هر نوع حركت و فعالیت بر روی زمین نیز به لحاظ مكانیكی، باعث اعمال بار روی استخوان‌های متحمل وزن شده و ساختار آن‌ها را بهبود می‌بخشد. تشکیل و تحلیل استخوان به نیروی خارجی ناشی از نیروی گرانشی و نیروی داخلی تولید شده توسط فعالیت عضلانی حساس است(10). اعمال بار بر روی استخوان بعنوان محرک‌های لازم برای دستیابی به اوج توده استخوانی و حفظ هموستاز آن شناخته شده است(11) .

امروزه تمرینات و فعالیت های ورزشی روند مثبتی در سلامت عمومی افراد دارا است. اثرات مثبت ورزش بر سسیتم گردش خون وعروق، زمان واکنش عضلات، تعادل و هماهنگی ارگان و افزایش کیفیت زندگی در سالخوردگان را بهمراه دارد(12-14). بافت استخوانی در سنین بزرگسالی به رژیم های تمرینی در جهت سنتز استخوانی پاسخ داده است(15). اما ورزش در سنین بالا خطراتی مانند افتادن و شکستگی استخوان در افراد مبتلا به پوکی استخوان را به همراه دارد. لذا، این افراد قادربه انجام هرگونه تمرینی نیستند و جایگزینی روش هایی بجای تمرینات ورزشی برای حفظ سلامتی و جلوگیری از خطر افتادن در این رده سنی ایمن تر می باشد.

اخیرا ویبراسیون کل بدن (WBV) بعنوان یک مداخله ورزشی، راهکاری نوید بخش در حیطه ورزش و بازتوانی جهت افزایش قدرت و توان بکار گرفته شده است(16, 17). نتایج اولیه به نظر میرسد حساسیت بالای استخوان به سیگنال های مکانیکی، ممکن است مبنایی برای مداخلات غیر دارویی باشد که قادر به بازگرداندن یکپارچگی بافت استخوان پس از حوادث یا صدمات شغلی مانند پروازهای فضایی است وب عنوان جایگزین کارامدی در پیشگیری و درمان سارکوپنیا در افراد توصیه شده است(18-20). از طرفی، پاسخ استخوان سازی نسبت به محرک های مکانیکی غیر معمول بر روی استخوان بیشتر و موثرتراست(21). لذا استفاده از بارگذاری توسط ارتعاشات مکانیکی یا ویبراسیون کل بدن بعنوان یک مداخله ورزشی، با بافت بدن بومی تر و روشی ایمن برای جلوگیری از شکستگی و آسیب به دیگر بافت ها پیشنهاد می شود و قابلیت اجرا برای افراد مسن و در معرض پوکی استخوان را نیز دارد.

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “بررسی تاثیر ویبراسیون کل بدن با فرکانس و دامنه متفاوت بر مقاومت خمشی، تراکم یون کلسیم و هیستومورفومتری استخوان فمور و تیبیا در رت اوراکتومی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

87 − = 86