RANKL/RANK/OPG-reitti: mekanismi, joka liittyy liikunnan aiheuttamaan luun uudelleenmuodostukseen

Abstrakti

luut elävänä elimenä koostuvat noin 70% mineraaleista ja 30% orgaanisista komponenteista. Noin 200 miljoonaa ihmistä kärsii osteopeniasta ja osteoporoosista ympäri maailmaa. On olemassa useita tapoja suojata luuta endogeenisilta ja eksogeenisilta riskitekijöiltä. Suunniteltu liikunta on toinen hyödyllinen tapa suojella luuston terveyttä. On tutkittu, että järjestetty liikunta säätelisi tehokkaasti luuston aineenvaihduntaa. Tähän asti useat järjestelmät ovat keksineet, miten liikunta voisi auttaa luuston terveyttä. Aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu erilaisia mekanismeja, joilla liikunta vaikuttaa luuston terveyteen luun uudismuodostuksen modulaatiolla. RANKL/RANK/OPG-reitin säätelyä liikunnassa ja fyysisessä suorituskyvyssä yhtenä tärkeimmistä remodeling-järjestelmistä ei kuitenkaan pidetä kattavana aiemmassa todistusaineistossa. Siksi tämän tarkastelun tavoitteena on selventää liikunnan vaikutusta luun mallinnukseen ja remodelingiin keskittyen sen rooliin RANKL/RANK/OPG-reitin säätelyssä.

1. Johdanto

luut elävänä elimenä koostuvat noin 70% mineraalista ja 30% orgaanisesta aineksesta. Mineraaliosan aineosia ovat kalsium-ja fosforikiteet, hydroksiapatiitti sekä eräät ionit, kuten natrium, fluoridi ja magnesium. Orgaaninen osa sisältää enimmäkseen kollageenikuitua ja pienemmässä määrin glykoproteiineja ja proteoglykaaneja . Luuranko on useita tehtäviä kehossa, kuten suojella sisäelimiä, runko kehon, ja turvallinen varastointi elintärkeitä mineraaleja, kuten kalsiumia. Toisin kuin miltä näyttää, luut ovat elävä kudos, joka on vaihtuvuutta koko ajan . Noin 200 miljoonaa ihmistä kärsii osteopeniasta ja osteoporoosista ympäri maailmaa; noin 1/3 naisista ja 1/5 yli 50-vuotiaista miehistä kärsii jonkinasteisista luun poikkeavuuksista . Väestön ikääntymisestä on arvioitu, että luusairauksien esiintyvyys nousisi lähitulevaisuudessa. Yhdysvalloissa on arvioitu, että luusairaudet lisääntyisivät naisilla 2,4-kertaisesti ja miehillä 3,1-kertaisesti vuoteen 2050 asti .

luissa on erityyppisiä soluja, kuten osteoklasteja, osteoblasteja, osteosyyttejä ja luun vuoraussoluja . Osteoblastit ovat peräisin hematopoieettisista kantasoluista (HSCs, makrofagilinja hematopoieettisten kantasolujen), ja osteoklastit ovat peräisin mesenkymaalisista kantasoluista (MSCs) joidenkin vaiheiden, kuten osteopogenitorien ja preosteoblastien kautta . Pohjimmiltaan luun mallinnus ja remodelointi sisältävät osteoklastien toiminnan luun pinnan poistossa ja osteoblastien toiminnan saostamalla niihin uutta matriisia . Tämä prosessi on vastuussa luuston toiminnan suojaamisesta ja murtumien palauttamisesta. Mikä tahansa vika luun vaihtuvuuden koordinoinnissa johtaisi luustosairauksiin, kuten Pagetin tautiin, kuitumaiseen dysplasiaan, nivelrikkoon, osteoporoosiin ja haurausmurtumiin .

osteoklastit ovat tärkeimmät luun resorptiosta vastaavat solut. Ne sijoittuvat luiden pinnalle ja muodostavat toiminnallaan juoksuhautoja. Aktivoidut osteoklastit vapauttavat proteolyyttisiä entsyymejä, jotka tuhoavat luiden sidekudoksia. Ne erittävät myös joitakin happoja, jotka ratkaisevat luiden mineraaliosan . Osteoblastien erilaistumisen eri vaiheiden kautta joidenkin biomarkkereiden, joita kutsutaan osteogeenisiksi markkereiksi, taso muuttuu merkittävästi. Näistä merkkiaineista voidaan nimetä osteokalsiini (OCL), Runx2, alkalinen fosfataasi ja osterix (Osx). Toisaalta monosyyttien ja osteoklastien erilaistumisen moduloinnissa osteoblastit vapauttaisivat osteoprotegeriiniä (OPG) ja NF-kB-ligandin reseptorin aktivaattoria (RANKL) sekä makrofagiyhdyskuntaa stimuloivaa tekijää (M-SCF). RANKL/RANK, Wnt/b-kateniini ja Jagged1 / Notch1 ovat 3 tärkeää osteoblastien moduloimaa reittiä, jotka vaikuttavat luumassan tiheyteen osteoblastien ja osteoklastien toimintojen säätelyn kautta . RANKL/RANK / OPG-reitillä RANKL sitoutuu RANK-reseptorikseen ja johtaa lopulta osteoklastien esiasteiden kypsymiseen. Osteoprotegeriini tunnetaan RANKL: n houkutusreseptorina, joka estää RANKL-RANK-sitoutumista ja seuraavia reaktioita .

luuston terveydelle on useita riskitekijöitä, kuten ikääntyminen, estrogeenin puute , tulehdus, aineenvaihduntasairaudet , väärä ruokavalio , munuaisten toimintahäiriö , joidenkin lääkkeiden, kuten glukokortikoidien, sivuvaikutukset ja oksidatiivinen stressi . On olemassa erilaisia tapoja suojata luuranko taudeilta ja resorptiolta tai ainakin viivästyttää tällaisten häiriöiden puhkeamista. Esimerkiksi liikunta, terveellinen ruokavalio ja lääketieteelliset toimenpiteet voivat auttaa ikään liittyvän luukadon tai osteoporoosin ehkäisyssä . Useat lääkkeet, kuten luun resorption estäjät ja luun muodostumisen stimulaattorit, ovat postmenopausaalisen hoidon kokoonpanossa . Näitä ovat bisfosfonaatit (esim .alendronaatti) , strontiumranelaatti , denosumabi (RANKL-inhibiittori) ja PTH. Rajoitteena tällaisessa hoidossa on komplikaatioiden, kuten kuumeen tai lihaskivun, riski . Ottaa oikea hoito, joka on ravinteiden tiheä on yksi tärkeimmistä strategioista säästää ja lisätä luumassaa. D-vitamiini, kalsium, fosfori, magnesium, sinkki ja kupari ovat joitakin esimerkkejä välttämättömistä ravintoaineista luuston terveydelle .

suunniteltu liikunta on toinen hyödyllinen suunnitelma optimaalisen luuston terveyden ylläpitämiseksi. On esitetty, että suunniteltu liikunta säätelisi tehokkaasti luuston aineenvaihduntaa . Joissakin tutkimuksissa on todettu, että liikunta voi lykätä osteoporoosin alkua parantamalla luun huippumassaa nuoruusiässä . Tarkka mekanismi, jolla liikunta parantaa luuston terveyttä, ei ole vielä selvillä. On kuitenkin hyväksytty, että lihasmassan ja luuston mekaanisen rasituksen lisääntyminen kiihdyttää osteoblastien toimintaa . Aiemmissa tutkimuksissa raportoitiin erilaisista mekanismeista, jotka kattoivat liikunnan vaikutuksen luuston terveyteen luun uudismuodostuksen modulaation avulla. RANKL/RANK/OPG-reitin säätelyä yhtenä tärkeimmistä remodeling-järjestelmistä ei kuitenkaan pidetä kattavana aiemmissa raporteissa. Siksi tämän tarkastelun tarkoituksena oli selventää liikunnan vaikutusta luun mallinnukseen ja remodelingiin keskittyen RANKL/RANK/OPG-reitin rooliin.

2. RANK/RANKL/OPG-reitti

RANKL/RANK / OPG-järjestelmä tunnetaan rooleistaan osteoklastien kypsymisessä, luuston mallinnuksessa ja luun uudelleenmuodostuksessa. NF-kB: n (RANK) reseptorin aktivaattori, NF-kB: n ligandin (RANKL) reseptorin aktivaattori ja osteoprotegeriini (OPG) ovat tämän signalointijärjestelmän pääkomponentit. Mielenkiintoista on, että luun hemostaasiin osallistuminen ei ole RANKL/RANK/OPG-reitin ainoa vaikutus .

RANKL (tunnetaan myös nimillä OPGL, ODF ja TRANCE) on homotrimeerinen proteiini, jota tuottavat osteoblastit ja eräät muut solut, kuten aktivoidut T-solut . Erittyvä RANKL-tyyppi on seurausta proteolyyttisestä jakautumisesta tai vaihtoehtoisesta liitoksesta kalvomuotoon . Matriisimetalloproteaasit (mmp3 tai 7) ja ADAM (disintegriini-ja metalloproteaasidomeeni) ovat vastuussa RANKL-proteolyyttisestä pilkkoutumisesta . RANKL, joka on preosteoblastien, osteoblastien, osteosyyttien ja periosteaalisolujen eritys , tekee Rankin aktivoituneeksi, mitä ilmentävät osteoklastit ja sen esiasteet . RANKL: n tehtävänä on stimuloida preosteoklastien erilaistumista , osteoklastien kiinnittymistä luukudokseen ja niiden seuraavaa aktivaatiota sekä niiden ylläpitoa . Preosteoklastit yhdistyvät toisiinsa ja muodostavat MONITUMAISEN solun, johon RANKL ei vaikuta.

RANKL: ää voivat tuottaa myös muut elimet, kuten kateenkorva, imusolmukkeet, keuhko-ja maitorauhaset sekä perna ja luuydin . RANKL saattaa vapautua maitorauhasten lobuleissa olevista epiteelisoluista raskauden aikana. Eläinkokeiden perusteella RANKL auttaa näiden epiteelisolujen hyperplasiassa, joka on tarpeen imetyksen ja maidontuotannon kannalta .

RANK on myös TNF-sukuun kuuluva homotrimeerinen transmembraanireseptori. Sen ensisijainen ilmentymä rajoittuu OPC-soluihin, dendriittisoluihin ja kypsiin osteoklasteihin . RANKILLA ei ole synnynnäistä proteiinikinaasiaktivoivaa aktiivisuutta kuten muilla TNF-perheen reseptoreilla. Kaikki TRAFIT 2, 5 ja 6 sitoutuvat sijoitukseen, mutta vain TraFilta 6 vaaditaan luuston terveyttä . Luusolujen lisäksi arvo ilmaistaisiin joillakin karsinooman soluilla, kuten rintasyövällä tai eturauhassyövällä, ja se ilmaistaisiin myös maitorauhasessa . Yksi huomiota saaneista Rankin rooleista on sen rooli syöpäsolujen proliferaatiossa, mikä tekee RANKISTA mielenkiintoisen syöpien tulevassa hoidossa .

osteoblastien lisäksi on runsaasti osteoprotegeriinejä ilmentäviä soluja, kuten sydän, maksa, perna ja munuainen. Tuoreen tutkimuksen mukaan B-solut vastaavat 64 prosentista luuytimen OPG-ilmentymästä . TNF-superperheenä OPG: llä on anti-osteoklastogeneesiä sitova rooli RANKL: ään . OPG osallistuu RANKL: n houkutusreseptorina ja estää RANKL-RANK-sitoutumista sen kautta. Itse asiassa useat aineet, jotka indusoivat RANKL-vaikutusta OPG-sääntelyyn . Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että plasman OPG-pitoisuuden nousu postmenopausaalisilla naisilla johtaa luumassan vahvistumiseen . Lisäksi hiirillä tehdyssä kokeessa OPG: n havaittiin suojaavan suuria aluksia kalkkeutumiselta . Lisäksi OPG: tä on ehdotettu ateroskleroottisen plakin kalkkeutumisen estäjäksi .

3. RANKL/RANK/OPG-reitti ja luun metabolia

ennen RANKL/RANK / OPG-signalointireitin löytymistä 1990-luvulla esitettiin, että eräät osteoblastien ilmentämät aineet ovat vastuussa osteoklastien aktivoitumisesta. Mutta oli odottamatonta, että nämä agentit ovat olleet TNF: n superperheen jäseniä ja niillä voi olla muutakin toimintaa kuin luun vaihtuvuus kehossa . On selvää, että osteoblastien tehtävänä on rekrytoida osteoklasteja luun resorptiokohtiin. Osteoblastit voivat myös säädellä luun resorptiota erittämällä OPG: tä ja RANKL: ää. Itse asiassa osteoklasteista upotettu RANKL sitoutuu OKP: n pinnalla olevaan reseptoriinsa (RANK) ja lisää osteoklastien erilaistumista ja kypsiä osteoklasteja. OPG voi sitoutua RANKL: ään ja estää osteoklastien erilaistumista, mikä tarkoittaa OPG/RANKL-suhteen säätelyä estäen osteoklastogeneesiä . Kuten muillakin TNF-perheen reseptoreilla, RANKILLA ei ole mitään synnynnäistä proteiinikinaasiaktiivisuutta signalointireitin säätelemiseksi. Trafi 6 on kaikista Trafeista ainoa oleellinen Trafi, joka sitoutuu arvojärjestykseen OCPs: n ja osteoklastien toiminnan säätelyssä. Väitteen tueksi useat tutkimukset ovat kertoneet, että Trafin 6: n puutos johtaa osteoporoosin kehittymiseen .

todennäköisesti ratkaiseva tekijä luun resorptiossa on RANKL / OPG-suhde. Useimmiten sekä RANKL upregulation että OPG downregulation johtavat luukatoon . RANKL/RANK/OPG-järjestelmän hallintaan vaikuttavat useat endogeeniset tekijät, mukaan lukien eräät sytokiinit (TNF-a, IL-1, IL-6, IL-4, IL-11 ja IL-17), hormonit (D-vitamiini, estrogeeni ja glukokortikoidit) ja mesenkymaaliset transkriptiotekijät . OPG: tä säätelevät sytokiinien, hormonien ja kasvutekijöiden lisäksi Wnt/b-kateniini . Osteoklastien lähtöaineiden muuttuessa kypsiksi osteoklasteiksi tarvitaan c-Fos, joka on RANKL: n aktivoitu transkriptiotekijä . sRANKL on RANKL: n liukoinen muoto, joka esiintyy plasmassa. RANKL: n ja Rankin eliminaatiolla on eläinkokeissa merkittävä vaikutus luumassan vähenemisen ja osteoporoosin estämisessä . Kliinisten havaintojen perusteella OPG-pitoisuuden lisääminen plasmassa johtaa luun massatiheyden lisääntymiseen postmenopausaalisilla naisilla .

niin monissa luusto-ja nonskeletaalisissa häiriöissä on havaittavissa muutoksia RANKL-ja OPG-proteiineissa ja niiden mRNA: ssa . ROS: n (reactive oxygen species) tuotannon tehostaminen NADPH-oksidaasientsyymien toiminnan kautta ohjaa osteoklastogeneesiä RANKL-ekspressiota säätelemällä . Myös tulehdustiloja lisäävät proinflammatoriset sytokiinit aiheuttavat RANKL: n yliekspressiota T-soluissa, jotka korreloivat alhaisemman luumassan tiheyden (BMD) kanssa . Joissakin patologisissa tiloissa, kuten postmenopausaalisessa osteoporoosissa tai nivelreumassa, joka vaikutti hormoneihin ja sytokiinitasoon, luun resorptio lisääntyisi merkittävästi. Tämäntyyppiset sairaudet lisäisivät luun remodeling lähinnä RANKL ja M-CSF expression lisälaite .

nuorten Paget-tauti diagnosoidaan osteopenian, murtumien, kudottujen luiden nopean uudelleenmuodostumisen ja luun epämuodostumien kehittymisen kautta. Kahdessa Pagetin tautitapauksessa on raportoitu OPG: n heikentymistä . Idiopaattinen hyperfosfatasia on myös autosomaalinen osteopaattinen lääke ja muutokset OPG tasolla on tärkeä rooli tässä sairaudessa. Tässä suhteessa OPG: n inaktivaatiota on havaittu joissakin kliinisissä tutkimuksissa . RANK signalointireitti on mukana jättiläinen solu kasvain luun (GCTB), joka on harvinainen ja kivulias syöpä. Tämä kaskadi johtaa liialliseen luun resorptioon ja etäpesäkkeisiin näillä potilailla . Nivelreumassa tulehduksen tulo johtaa RANKL: n yliekspressioon ja sen jälkeen luuston heikkenemiseen .

3.1. Liikunta ja luuston terveys

liikunnan tai suunnitellun liikunnan oletetaan edistävän optimaalisen terveyden ja terveen ruumiinpainon ylläpitämistä . Liikunta voi olla merkki ”nuorentavasta vaikutuksesta” ja mahdollisesti estää ikään liittyviä luuston häiriöitä ja luun resorptiota . Liikunnalla on useita etuja kehon terveyden suojaamisessa, erityisesti luuston mallinnuksessa ja uudistamisessa . Luiden kyky sopeutua mekaanisella voimalla ja rasituksella on havaittu 1800-luvun lopulla .

mekaaninen kuormitus on yksi tärkeimmistä luumassan tiheyttä lisäävistä tekijöistä. Pakkasen ensimmäisenä mainitsema Mechanostat-teoria ilmaisee, että luilla on oma synnynnäinen biologinen systeemi, joka indusoi luunmuodostusta vastauksena mekaanisille voimille. Tähän järjestelmään kuuluu luusoluja, suuria osteosyyttejä, joihin mekaaninen rasitus vaikuttaa välittäen sen osteoklasteihin ja osteoblasteihin ja johtaen luurangon homeostaasin säätelyyn . On hyväksytty, että mekaaniset voimat edistävät luumassaa ja voimaa. Mielenkiintoista on, että luuranko pystyi erottamaan sisäisen voiman ja rasitusvoiman toisistaan . Osteoblasteihin, osteoklasteihin ja muihin luusoluihin vaikuttavat erilaiset endogeeni-ja eksogeenitekijät kuten sytokiinit. Proinflammatorisilla ja anti-inflammatorisilla sytokiineillä on suuri rooli luurankomallinnuksessa ja uudismuodostuksessa . Tutkimukset ovat osoittaneet, että nivelvaivat, kuten niveltulehdus, voivat tehdä epäsymmetriaa edistäviä ja anti – inflammatorisia sytokiineja, mikä johtaa luukatoon . Liikunta voi lisätä tulehdusta ehkäiseviä sytokiineja ja saada aikaan tulehdussytokiinien paranemista . Myös mekaaninen kuormitus harjoituksena säätelee kollageenisynteesiä luunmuodostuksen aikana . Lihasjännitys siirtyy luihin ja johtaa osteoblastien lisääntymisen provosoimiseen . Sen sijaan liikunta, painottomuus tai vuodepotilas vähentäisi osteoblastien aktiivisuutta ja lisäisi osteoklastien toimintaa .

liikunta luokitellaan 6 luokkaan: staattiset painolastiharjoitukset, kuten yhdellä jalalla seisominen, suuritehoiset painolastiharjoitukset, kuten juoksu tai tanssi, matalavaikutteiset painolastiharjoitukset, kuten Tai Chi, suuritehoiset painolastiharjoitukset, matalavaikutteiset painolastiharjoitukset, kuten uinti ja yhdistelmäharjoitukset . Tutkimukset ovat osoittaneet, että säännöllinen, pitkäkestoinen ja kohtalainen fyysinen rasitus vähentäisi luun resorptiota ja lisäisi luumassaa sekä terveillä että patologisilla henkilöillä . Luuston terveys paranisi painoa kantavilla harjoituksilla ja auttaisi luuntiheyttä kasvussa edistäen luuston terveyttä ikääntymisessä . 12 kuukautta kestäneessä kliinisessä tutkimuksessa suuria liikuntaannoksia käyttäneillä postmenopausaalisilla inaktiivisilla naisilla oli suurempi luumassan tiheys kuin naisilla, joilla oli kohtalainen liikunta. Tämä vaikutus pysyi lähes vuoden tutkimuksen päättymisen jälkeen . Intensiivinen painoa kantava liikunta voi levittää P1NP, BAP, OPG, fosfaatti, ja PTH tasot .

liikunta aiheuttaa reaktiokierron hypotalamus-hypofyysi-lisämunuaislinjassa tai hypotalamus-hypofyysi-gonadilinjassa. Nämä reaktiot stimuloivat eräitä hormoni-ilmaisuja, jotka auttavat MSC: n erilaistumista osteoblasteihin, mukaan lukien kasvuhormoni, PTH, PGE2 ja kilpirauhashormonit . Sklerostiini, jolla on tärkeä rooli luun muodostumisessa, on osteosyyttien ilmaisema proteiini. Itse asiassa sklerostiini tukee luumassaa kieltämällä Wnt / B-kateniinireitin. Wnt on signalointireitti, joka lisää osteopogenitoria ja minimoi kypsien osteoblastien apoptoosin. Liikunta ja sitä seurannut mekaaninen kuormitus johtavat luun sklerostiinisynteesin vähenemiseen. Tämän jälkeen osteoblastien luunmuodostus lisääntyy ja osteoklastien luukato vähenee . On jonkin verran vahvaa näyttöä siitä, että liikunta vähentää luun resorption merkkiaineiden mRNA-tasoja, kuten TRAP -, katepsiini-K-ja kalsitoniinireseptoreita . Lisäksi liikunta voi lisätä joitakin osteogeenisiä merkkiaineita, kuten OCL, Runx2, Osx, BAP, BMP2 ja kollageeni tyyppi 1 osteoblasteissa . On osoitettu, että BAP ja OCL, jotka ovat luun muodostumisen merkkiaineita, ovat yläsääntelyssä ja trap (tartraattiresistentti happofosfataasi), joka on luun resorption merkkiaine, alenee 8 viikon liikuntasuunnitelman sisällä naisilla .

on osoitettu, että liikunta edistää luuston terveyttä myös RANKL/RANK/OPG-reitin säätelyn kautta .

3.2. Liikunnan suotuisat vaikutukset luuston terveyteen RANKL/RANK / OPG-asetuksen mukaan

kuvassa 1 esitetään yksityiskohtaisesti liikunnan positiivinen merkitys luuston uudistumisessa. Osteoblastit vastaavat luun muodostuksesta ja osteoklastit luun resorptiosta. Joten liikunnan vaikutukset näihin 2 solutyyppeihin auttaisivat ymmärtämään liikunnan, luun mallinnuksen ja luun uudelleenmuodostuksen välistä yhteyttä . Liikunta on vastuussa tukahduttaminen osteoklastogeneesin ja luun remodeling, joka välittyy kautta OPG/RANKL reitti vapautuu osteoblastit, osteosyytit, ja MSCs .

Kuva 1

liikunnan ja RANKL/RANK/OPG biomolekulaarisen reitin yhteisvaikutus. OPG: osteoprotegeriini; sijoitus: ydintekijän KB reseptorin aktivaattori; RANKL: NF-kB ligandin reseptorin aktivaattori.

on olemassa useita eläinkokeita, joissa tutkitaan kroonisten harjoitusten vaikutusta reitillä. Tutkimuksessa, jossa käytettiin kroonista munuaistautia sairastavia rottia, RANKL: n ja osteokalsiinin ilmentyminen lisääntyi endurance-juoksumattoharjoituksen jälkeen . Toisessa tutkimuksessa osoitettiin liikunnan vaikutus glukokortikoidien aiheuttamaan osteoporoosiin, jota tutkittiin rotilla. Tämän tutkimuksen tulokset vahvistivat, että RANKL: n ja RANKL: n aiheuttamaa luukatoa estäisivät tärinä-ja juoksumattoharjoittelu . On esitetty, että juoksumatto ja tärinää stimuloiva harjoitus johtavat RANKL-ekspression vähenemiseen ja OPG-ekspression lisääntymiseen glukokortikoidien indusoimilla osteoporoottisilla rotilla . OPG: tä ja RANKL: ää lisättiin merkittävästi 5 minuutin liikunnan jälkeen. Tässä tutkimuksessa, joka tehtiin prednisolonin indusoimilla osteoporoottisilla rotilla, käytettiin juoksumatto-ja tärinäalustaharjoittelua esimerkkeinä fyysisestä harjoittelusta. Juoksumatto-ja tärinästimulaatioharjoituksilla hoidetun ryhmän tulokset osoittivat RANKL: n laskeneen ja OPG: n tason nousseen . Joissakin vähäisissä eläinkokeissa on raportoitu akuutin liikunnan suotuisista vaikutuksista reitille. Kokeessa, jossa käytettiin hiiren mc3t3-E1 osteoblasteja, on havaittu RANKL-tasojen laskua ja OPG-tasojen nousua . Rotilla tehdyssä kroonisessa liikuntatutkimuksessa havaittiin OPG/RANKL-suhteen paraneminen RANKL-ilmaisun vähenemisen vuoksi . Toisaalta in vitro-tutkimus on osoittanut, että mekaaninen rasitus voi johtaa runsauteen OPG-tasoissa ja M-CSF-tasojen laskuun ilman muutoksia RANKL-tasoissa ihmisen osteoblasteissa . Rubin ym. ehdotti, että mekaaninen kuormitus voi aiheuttaa RANKL: n vähenemisen, mikä johtaa voimakkaaseen luukadon ja osteoklastien proliferaation suojaamiseen .

useat aiemmat tutkimukset raportoivat akuuttien harjoitusten vaikutuksesta RANKL/RANK / OPG-reitille. Scott ym. kertoi, että akuutti kestävyysliikunta aiheuttaa BAP-ja OPG-tasojen nousua terveillä miehillä . Voimakas akuutti liikunta parantaisi OPG: tä ja RANKL: ää välittömästi. Myös tämä tutkimus on osoittanut, että 5 minuutin liikunta lisää IL-1a, IL-1B, IL-6, ja TNF-a ja 1 tunnin liikunta toi ne takaisin perustasolle . Toisen tutkimuksen tulokset viittasivat siihen, että kestävyysjuoksu vähensi sRANKL: ää ja kasvatti OPG-pitoisuuksia. Näiden tulosten voimakkuus riippuu polun etäisyydestä ja kestosta . 80% VO2max-intensiteetillä ja 40% VO2max-intensiteetillä suoritetun jakson jälkeen seerumin OPG-tasot ovat nousseet juuri korkean intensiteetin harjoitusolosuhteissa iäkkäillä naisilla . Perustuu kliiniseen tutkimukseen, jonka Mezil et al., matalavaikutteinen korkean intensiteetin harjoitus nostaisi OPG: n, RANKL: n ja ALP: n tasoa miespuolisilla yliopisto-opiskelijoilla . Kirjoittajat huomauttivat, että asianmukaisen liikunnan puuttuessa RANKL/RANK/OPG-reittivaikutukset olisivat minimaaliset . Akuutti harjoitus 60% tai 80% VO2max intensiteetti ei voinut muuttaa seerumin RANKL ja OPG tasot, eikä RANKL / RANK / OPG mRNA ilmaisu college naiset .

akuutin liikunnan lisäksi kroonisilla harjoituksilla on samanlainen vaikutus RANKL/RANK / OPG-reitillä. Tutkimuksessa pitkäkestoinen ja intensiivinen krooninen liikunta aiheuttaa postmenopausaalisilla naisilla OPG-ilmaisun säätelyä verrattuna istumatapauksiin . Artikkelissa kerrottiin, että 10 viikkoa kestäneen voimakkaan kävelysuunnitelman jälkeen se laski RANKL-tasoja merkittävästi ilman merkittäviä muutoksia OPG-tasoissa keski-ikäisillä miehillä . Joidenkin havaintojen mukaan RANKL-ja OPG-tasot ja niiden ilmeet eivät välttämättä muutu liikunnan vaikutuksesta. Esimerkiksi 32 viikon kestävyysharjoituksella, johon liittyi painolastia, ei ollut vaikutusta RANKL-ja OPG-tasoihin ja niiden suhteeseen . Samoin vanhemmilla naisilla 8 kuukauden kestävyysliikunnan tai aerobisen liikunnan jälkeen RANKL-ja OPG-tasoissa ei havaittu merkittäviä muutoksia . 12 viikon yhdistetyn liikunnan jälkeen Kim et al. seerumin OPG-ja RANKL-pitoisuuksissa ei havaittu merkittäviä muutoksia, ei myöskään RANKL/RANK/OPG-signaloinnissa mRNA-ilmaisussa .

eläin-ja ihmisaikuisuustutkimusten ohella on useita polkuja, joissa on mukana lapsia ja nuoria. Nämä tutkimukset keskittyivät lähinnä akuuttiharjoituksiin. Yhdessä näistä tutkimuksista osteokines responses to rest and plyometric exercises in children on arvioitu. Tutkimukseen otettiin mukaan pojat ja tytöt, joiden ikä oli keskimäärin 10 vuotta, ja RANKL: n ja OPG: n määrät mitattiin ennen liikuntaa ja sen jälkeen (5 min, 1 tunti ja 24 tuntia). Harjoitusta edeltäneessä analyysissä kävi ilmi, että pojilla on korkeampi RANKL-taso, mikä viittasi siihen, että luun vaihtuvuus kahden sukupuolen välillä oli kasvuajan kuluessa syrjivää. Tytöt osoittivat RANKL: n vähenemisen liikunnan avulla ja se on vähentänyt enemmän, kun he jatkoivat liikuntaa 24 tuntiin asti.; tämä parannus on suurempi pojilla erityisesti 5 minuutin ja 1 tunnin harjoituksissa tyttöjä vastaan, mikä osoitti kasvua vain 24 tunnin liikuntatasolla . Toinen tutkimus on mitattu plyometric liikunta (korkea-vaikutus) vaikutuksia luita nuorilla naisilla ja tulokset ilmaisivat vähentäminen RANKL jälkeen 5 minuutin harjoituksen. Se pysyi perustasoa alempana (esiharjoitus) 24 tunnin harjoituksen loppuun asti. OPG ei kuitenkaan muuttunut merkittävästi . Tutkimuksen havainto osoitti, että yksi plyometrisen harjoituksen istunto voisi lisätä sekä OPG: tä että ALP: tä (alkalinen fosfataasi) pojilla ja nuorilla miehillä . Toisessa tutkimuksessa selvitettiin liikunnan luumassavaikutuksia teini-ikäisiin tyttöihin. Osallistujat jaettiin 4 ryhmään: teholiikunta, keskivaikutteinen liikunta, vaikutukseton liikunta ja vapaa-ajan liikunta. Tulokset eivät merkitse merkittävää vaihtelua OPG-tasoissa ryhmien välillä; meillä OPG-taso on hieman pienentynyt, koska se kasvaa vain suuren vaikutuksen omaavassa ryhmässä. Myös RANKL-arvot nousivat iän myötä lukuun ottamatta iskukyvyttömyysliikuntaa (uimarit), joka vähensi RANKL-arvoa . Vertailu 12-30 tuntia viikossa liikuntaa harrastavien nuorten naiskouluttajien ja alle 3 tuntia viikossa suunnittelematonta liikuntaa harrastamattomien tyttöjen välillä on osoittanut, että RANKL kasvaa samanaikaisesti ikääntymisen kanssa molemmissa ryhmissä. Niissä ei raportoitu merkittävää muutosta . Taulukossa 1 esitetään erilaisten harjoitusten vaikutuksia RANKL/RANK/OPG-reitillä selvittäneiden tutkimusten ominaisuudet.

huolimatta vahvoista todisteista mekaanisten kuormien vaikutuksesta RANKL/RANK / OPG-signalointijärjestelmään, tietämyksemme on edelleen rajallinen siitä, miten tämä reitti voi edistää optimaalista luuston terveyttä.

4. Päätelmä

tarkastelemiemme eri tutkimusten perusteella on ilmennyt antiteesituloksia. Useimmissa tutkimuksissa liikunta ja liikunta edistävät luuston terveyttä lisäämällä OPG: tä ja laskemalla RANKL-tasoja. On kuitenkin olemassa useita tutkimuksia, joiden mukaan OPG-ja RANKL-tasot eivät ole muuttuneet harjoituksen jälkeen. Mielenkiintoista on, että suurin osa tutkimistamme kokeista on tehty korkean intensiteetin liikunnalla. Näiden tutkimusten mukaan liikunnan todellinen vaikutus RANKL/RANK/OPG-järjestelmään vaatii lisää tutkimuksia. Joka tapauksessa harjoitusten positiivinen vaikutus luuston terveyteen ja yleiseen hyvinvointiin on kiistaton.

eturistiriidat

kirjoittajat ilmoittavat, ettei nykyisen käsikirjoituksen julkaisemiseen liity eturistiriitoja.