Evaluation of Mineral Density and Bone Metabolism in Rats under Various Vibration Parameters

Kostyshyn, Nazar; Gzhegotskyi, Mechyslav

doi:10.25040/ecpb2016.02.005

Cited by 3 publications

(2 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…9). As a result of the conducted research, the conclusion may be drawn that the chronic influence of whole body vibration can affect bone tissue and the organism in general, by intensifying the development of pathological processes induced by the negative effects of the environment [10,24]. Because of our work, the dependence of the osteocalcin concentration in the blood of experimental animals on bone tissue metabolism levels, as well as the degree of manifestation of alternative changes in its structure, has been defined.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 96%

See 1 more Smart Citation

Assessment of structural and functional condition of rats bone tissue under the influence of various parameters of vibration

Kostyshyn

Grzegotsky

Servetnyk

2018

Current Issues in Pharmacy and Medical Sciences

View full text Add to dashboard Cite

Whole body vibration involves the exposure of the entire human body to direct contact with environmental vibration. Chronic mechanical vibrations, combined with the physical attributes of the human body, can amplify the incoming energy and present the potential for negative health effects. Vibration exposure can, thus, result in adverse health effects such as spinal injuries, abdominal neurological and cardiovascular disorders. These can manifest indirectly as an accident causal factor. The aim of our research is to study the impact of vibration fluctuations of different frequencies on the structural and functional condition and mechanisms of bone remodelling. An experimental study was, therefore, conducted on mature male rats. For assessment of bone metabolism in the venous blood of rats, osteocalcin level was determined, while fragments of rats’ lumbar vertebrae were subsequently taken for histologic examination. Our work revealed that with the increase of vibration frequency, an increase of osteocalcin level in the blood of experimental animals comes about. Moreover, we noted after terminating vibration fluctuations on the 56th day of the experiment, osteocalcin levels are gradually reduced. In addition, in the course of histological study of specimens of lumbar vertebrae bone tissue, even as early as of the 28th day of the experiment, evidences of acute impairment of the bone tissue and initial signs of its remodelling are clearly traced. Indeed, on the 56th day, the remodelling processes represented by enhanced regeneration in the zone of the cartilage plate, increased in proliferation activity. We also saw hyperplasia of chondrocytes, hypertrophy of the respective zones of cartilage tissue, zones of forming immature bone tissue on the areas of previous damage, focal replacement fibrosis and angiomatosis. Hence, with increasing vibratory acceleration of 0,5 g, the rate of bone metabolism grows, osteoblast activation processes are accelerated and the impairment of collagen and calcium loss is increased. All this leads subsequently to the occurrence of osteoporosis.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 96%

“…A vibrating platform with a container wherein a test group of rats was placed, was attached to the vibration pump stem. Vibration acceleration of the device was controlled using the remote control AFC-120 [24].…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Assessment of structural and functional condition of rats bone tissue under the influence of various parameters of vibration

Kostyshyn

Grzegotsky

Servetnyk

2018

Current Issues in Pharmacy and Medical Sciences

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Evaluation of structural and functional state of rat’s bone tissue under whole body vibration

Kostyshyn¹,

Grzhegotsky²,

Servetnyk³

2017

Ukr. ž. probl. med. pr.

View full text Add to dashboard Cite

Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького Вступ. Тривалий вплив загальної вібрації здатний негативно впливати на кісткову тканину та організм в цілому, потенціюючи розвиток патологічних процесів, викликаних негативними впливами зовнішнього середовища. Цей екстремальний фактор може призводити до несприятливих наслідків для організму, таких як ушкодження хребта, розладів роботи органів черевної порожнини, неврологічних і серцево-судинних захворювань. Експериментальні дослідження, проведені на тваринах, повідомляють про зміни ремоделювання кісткової тканини у відповідь на низькочастотну загальну вібрацію, проте, є недостатньо даних про вплив вібрації з середньою та високою частотою. Мета дослідження-вивчення впливу вібраційних коливань різної частоти на структурно-функціональний стан та механізми ремоделювання кісткової тканини. Матеріали та методи дослідження. Експериментальне дослідження проведено на зрілих щурах-самцях. Для гістологічного дослідження були взяті фрагменти стегнової кістки піддослідних тварин. Результати. У всіх дослідних групах спостерігається зв'язок між силою вібраційних коливань та швидкістю метаболічних процесів у кістковій тканині. При гістологічному дослідженні препаратів стегнової кістки на 28 добу експерименту прослідковуються ознаки гострого пошкодження кісткової тканини та початкові прояви її ремоделювання. Процеси ремоделювання кістки у тварин та початкові прояви остеогенезу досягають максимальних значень після зупинки вібраційних впливів. На 56 добу експерименту процеси ремоделювання максимально виражені та проявляються посиленою регенерацією в зоні хрящової пластинки, підвищеною проліферативною активністю та гіперплазією хондроцитів, гіпертрофією відповідних зон хрящової тканини, зонами формування незрілої кісткової тканини з формуванням поодиноких гаверсових каналів у ділянках попередніх пошкоджень, вогнищевим замісним фіброзом та ангіоматозом. Висновки. Отримані результати дають підставу вважати, що зі збільшенням частоти вібрації (з 15 до 75 Гц) зростає швидкість метаболізму кісткової тканини, прискорюються процеси активації остеобластів, посилюються ушкодження колагену та втрата кальцію, що ведуть до виникнення остеопорозу.

show abstract

Effect of Mechanical Stimuli on Remodeling and Mineral Density of the Spine

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

The aim: The aim of our study was to determine effect of whole body vibration on the bone tissue remodeling, determine the correlation between bone mineral density, markers of bone metabolism and level of vibration stimulus. Materials and methods: Four experimental groups Wistar rats were exposed to vertical whole body vibration during 28 days. Blood intake and QCT-scanning of the lumbar spine was performed on the 28th and 56th day of study. Results: The largest loss of trabecular bone was observed in experimental groups III (0.51g) and IV (1.15g), which was decreasing to 12% (p<0.05) and 14% (p<0.05), respectively, in comparison with the control group. After 56th day of the experiment, bone loss dynamics was the following: in the 1st group ≤ 10% (p <0.05), in the 2nd ≤ 12% (p <0.05), in the 3rd ≤ 17 % (p <0.05), and 4th ≤ 22% (p <0.05) compared with the control group. Changes in the level of hydroxyproline in the first experimental group were not statistically significant (p>0.05), in the second group – increased by 19.3% compared with the control rates, in the third – by 65.3%, and in the fourth – the level doubled (p<0.05). Increase of free hydroxyproline indicates violations in the balance between destruction and compensatory acceleration of collagen biosynthesis, which gradually decreases up to the 56th day. It has been determined that with the increase in vibration frequency, elevation of osteocalcin level in rats’ blood is observed. Conclusions: Acceleration 0.51g increases the rate of bone metabolism, causes collagen metabolism disorders, loss of bone mineral mass, which further leads to osteoporosis.

show abstract

Evaluation of Mineral Density and Bone Metabolism in Rats under Various Vibration Parameters

Cited by 3 publications

References 17 publications

Assessment of structural and functional condition of rats bone tissue under the influence of various parameters of vibration

Assessment of structural and functional condition of rats bone tissue under the influence of various parameters of vibration

Evaluation of structural and functional state of rat’s bone tissue under whole body vibration

Effect of Mechanical Stimuli on Remodeling and Mineral Density of the Spine

Contact Info

Product

Resources

About