RANKL/RANK / OPG Pathway: En Mekanisme Involvert I Trening-Indusert Bein Remodeling

Abstrakt

Bein som et levende organ består av ca 70% mineral og 30% organisk komponent. Omtrent 200 millioner mennesker lider av osteopeni og osteoporose rundt om i verden. Det er flere måter å beskytte bein mot endogene og eksogene risikofaktorer. Planlagt fysisk aktivitet er en annen nyttig måte å beskytte beinhelsen på. Det har blitt undersøkt at arrangert trening effektivt ville regulere beinmetabolisme. Inntil nå har en rekke systemer oppdaget hvordan trening kan hjelpe beinhelsen. Tidligere studier rapporterte ulike mekanismer for effekten av trening på beinhelse ved modulering av beinremodeling. Reguleringen AV RANKL / RANK / OPG-banen i trening OG fysisk ytelse som et av de viktigste remodelleringssystemene anses imidlertid ikke som omfattende i tidligere bevis. Derfor er målet med denne gjennomgangen å avklare utøve innflytelse på bein modellering og remodeling, med en konsentrasjon på sin rolle i å regulere RANKL / RANK / OPG pathway.

1. Innledning

Bein som et levende organ består av ca 70% mineral og 30% organisk materiale. Kalsium-og fosforkrystaller, hydroksyapatitt og noen ioner som natrium, fluor og magnesium er bestanddeler av mineraldelen. Den organiske delen inneholder for det meste kollagenfiber og, i en lavere mengde, glykoproteiner og proteoglykaner . Skjelettet har flere roller i kroppen, for eksempel å beskytte indre organer, kroppens ramme og sikker lagring for noen viktige mineraler som kalsium. I motsetning til hva det ser ut, er bein et levende vev som er i omsetning hele tiden . Om lag 200 millioner mennesker lider av osteopeni og osteoporose rundt om i verden; omtrent 1 av 3 kvinner og 1 av 5 menn eldre enn 50 år har noen former for beinabnormaliteter . Fra befolkningens aldring har det blitt anslått at forekomsten av bein sykdommer vil stige opp i nær fremtid. I Usa er det anslått at beinforstyrrelser vil øke 2,4 ganger hos kvinner og 3,1 ganger hos menn til 2050 .

Bein har ulike typer celler, inkludert osteoklaster, osteoblaster, osteocytter og beinforingsceller . Osteoblaster stammer fra hematopoietiske stamceller (HSCs, makrofaglinje av hematopoietiske stamceller), og osteoklaster stammer fra mesenkymale stamceller (MSCs) via noen stadier som osteoprogenitors og preosteoblaster . Fundamentalt, ben modellering og remodeling inkluderer osteoklaster funksjon i fjerning av benoverflaten og osteoblaster funksjon på utløsende ny matrise i dem . Denne prosessen er ansvarlig for å beskytte skjelettfunksjonen og bruddgjenoppretting. Enhver form for defekt i beinomsetningskoordinasjon vil resultere i bein sykdommer som Pagets sykdom, fibrøs dysplasi, slitasjegikt, osteoporose og bruddfrakturer .

Osteoklaster er de viktigste cellene som har ansvaret for benresorpsjon. De er plassert på overflaten av bein og danner grøfter etter deres funksjon. Aktiverte osteoklaster frigjør proteolytiske enzymer som ødelegger bindevev i bein. De utskiller også noen syrer som løser mineraldelen av bein . Gjennom de ulike stadiene av osteoblaster differensiering, endres nivået på noen biomarkører, som er kjent som osteogene markører, betydelig. Blant disse markørene kan osteocalcin (OCL), Runx2, alkalisk fosfatase og osterix (Osx) bli navngitt. På den annen side, for å modulere monocyt-til-osteoklastdifferensiering, ville osteoblaster frigjøre osteoprotegerin (OPG) og reseptoraktivator AV NF-kB ligand (RANKL), samt makrofagkolonistimulerende faktor (M-SCF) . RANKL / RANK, Wnt / b-catenin og Jagged1 / Notch1 er 3 viktige veier modulert av osteoblaster som påvirker benmassetettheten via regulering av osteoblaster og osteoklaster-funksjoner . I RANKL/RANK/OPG bindes RANKL TIL RANK som reseptor og fører til slutt til modning av osteoklastforløperen. Osteoprotegerin er kjent som en lokkedue reseptor FOR RANKL som hindrer RANKL-RANK binding og følgende reaksjoner .

det er flere risikofaktorer for beinhelse som aldring, østrogenmangel , betennelse, metabolske sykdommer , feil dietter , nyresvikt , bivirkninger av noen stoffer som glukokortikoider og oksidativt stress . Det finnes ulike måter å beskytte skjelettet mot sykdom og resorpsjon eller i det minste forsinke utbruddet av slike lidelser. For eksempel kan fysisk aktivitet, sunt kosthold og medisinsk inngrep bidra til å forebygge aldersrelatert bentap eller osteoporose . Flere medisiner som beinresorpsjon hemmere og beindannelse stimulatorer er i en postmenopausal behandling lineup . Disse inkluderer bisfosfonater (f .eks. alendronat), strontiumranelat , denosumab (RANKL-hemmer) og PTH. En begrensning i denne typen behandling er risikoen for komplikasjoner som feber eller muskelsmerter . Å ha et riktig diett som er næringsrikt er en av de viktigste strategiene for å spare og øke benmassen. Vitamin d, kalsium, fosfor, magnesium, sink og kobber er noen eksempler på nødvendige næringsstoffer for skjeletthelsen .

Planlagt fysisk aktivitet er en annen nyttig plan for å opprettholde optimal beinhelse. Det har blitt foreslått at planlagt trening effektivt ville regulere beinmetabolisme . Noen studier har rapportert at trening kan utsette begynnelsen av osteoporose ved å forbedre toppbenmassen innen ungdomsårene . Den nøyaktige mekanismen som trening forbedrer beinhelsen er ikke klart ennå. Det har imidlertid blitt akseptert at økende muskelmasse og mekanisk stress i bein resulterer i å øke osteoblaster aktiviteter . Tidligere studier rapporterte ulike mekanismer som dekker effekten av trening på beinhelse ved modulering av beinremodeling. Reguleringen AV RANKL/RANK / OPG pathway som et av de viktigste remodelleringssystemene anses imidlertid ikke som omfattende i tidligere rapporter. Derfor, målet med denne gjennomgangen var å avklare utøve innflytelse på bein modellering og remodeling, med en konsentrasjon på rollen TIL RANKL / RANK / OPG banen.

2. RANK/RANKL/OPG Pathway

RANKL/RANK/OPG-systemet er kjent for sine roller i osteoklaster modning, bein modellering og bein remodeling. Reseptoraktivator AV NF-kB (RANK), reseptoraktivator AV nf-kB ligand (RANKL) og osteoprotegerin (OPG) er hovedkomponentene i dette signalsystemet. Interessant, å ta del i beinhemostase er ikke den eneste effekten AV RANKL/RANK/OPG-banen .

RANKL (OGSÅ KJENT SOM OPGL, ODF og TRANCE), som et homotrimerisk protein, produseres av osteoblaster og noen andre celler som aktiverte T-celler . Den utskilte TYPEN RANKL er et resultat av proteolytisk deling eller alternativ spleising på membranformen . Matrix metalloproteaser (MMP3 eller 7) OG ADAM (et disintegrin-og metallprotease-domene) er ansvarlige for RANKL proteolytisk spaltning . RANKL, som er en sekresjon av preosteoblaster, osteoblaster, osteocytter og periostale celler , gjør RANK aktivert, som uttrykkes av osteoklaster og dets forløpere . RANKL har oppdrag for å stimulere preosteoklaster ‘ differensiering, tilslutning osteoklaster til benvev og deres følgende aktivering, og deres vedlikehold . Preosteoclasts kombinere sammen og lage en multinuclear celle som påvirkes AV RANKL ikke klart.

RANKL kan også produseres av andre organer som tymus, lymfeknuter, lunge og brystkjertler, samt milt og benmarg . RANKL kan frigjøres fra epitelceller i lobules av brystkjertlene under svangerskapet. BASERT på en dyrestudie hjelper RANKL i hyperplasi av disse epitelceller som er nødvendig for laktasjon og melkeproduksjon .

RANG er også en homotrimerisk transmembranreseptor fra tnf-familien. Dens primære uttrykk er begrenset Til OPCs, dendritiske celler og modne osteoklaster . RANK har ikke medfødt proteinkinaseaktiverende aktivitet som andre tnf-familiereseptorer har. Alle TRAFs 2, 5 og 6 binder SEG TIL RANG, MEN BARE TRAF 6 er nødvendig for beinhelse . Bortsett fra beinceller, VIL RANG bli uttrykt av noen karsinomceller, som brystkreft eller prostatakreft, og også uttrykt i brystkjertelen . EN AV ROLLENE TIL RANG som har fått oppmerksomhet er dens rolle i kreftcelleproliferasjon; dette gjør RANG interessant i fremtidig terapi for kreft.

i tillegg til osteoblaster er det mange celler som kan uttrykke osteoprotegeriner, som hjerte, lever, milt og nyre. En nylig studie antydet At B-celler har ansvaret for 64% av beinmarg OPG-uttrykk . SOM en tnf-superfamilie spiller OPG en anti-osteoklastogeneserolle med binding til RANKL . OPG tar del som en lokkedue reseptor FOR RANKL og hemme RANKL-RANG binding gjennom det. Faktisk påvirker FLERE agenter SOM induserer RANKL OPG-regulering . Nylige studier har vist at økninger i plasma OPG-nivåer hos postmenopausale kvinner fører til benmasseforsterkning . Videre, I et eksperiment utført ved bruk av mus, BLE OPG funnet å være en beskytter av store kar fra forkalkning . VIDERE HAR OPG blitt foreslått som en inhibitor av aterosklerotisk plakkforkalkning .

3. RANKL/RANK / OPG-Bane Og Benmetabolisme

før oppdagelsen AV RANKL / RANK / OPG-signalveien på 1990-tallet ble det foreslått at noen midler uttrykt av osteoblaster er ansvarlige for osteoklastaktivering. Men det var uventet at disse agentene har vært medlemmer AV tnf superfamilien, og de kunne ha flere funksjoner enn beinomsetningen i kroppen . Det er åpenbart at det er osteoblaster oppgave å rekruttere osteoklaster for benresorpsjonssteder. Osteoblaster kan også regulere benresorpsjon ved å utskille OPG og RANKL. FAKTISK BINDER RANKL innebygd fra osteoklaster til sin reseptor (RANG) på Overflaten Av OCPs og øker osteoklaster differensiering og modne osteoklaster. OPG kan binde SEG TIL RANKL og hemmer osteoklastdifferensiering, noe som betyr oppregulering AV OPG/RANKL-forhold som forhindrer osteoklastogenese . I likhet med andre tnf-familiereseptorer har RANK ingen medfødte proteinkinaseaktiviteter for å regulere signalveien. TRAF 6 er den eneste viktige TRAF, blant Alle TRAFs, som binder SEG TIL RANG for å regulere OCPs og osteoklaster aktiviteter. For å støtte dette kravet, har flere studier rapportert at en mangel I TRAF 6 resulterer i utvikling av osteoporose .

Sannsynligvis er den avgjørende determinanten i benresorpsjon RANKL / OPG-forholdet. Mesteparten av tiden, BÅDE RANKL oppregulering og OPG nedregulering føre til bentap . DET er flere endogene faktorer som påvirker kontrollen AV RANKL/RANK/OPG-systemet, inkludert noen cytokiner (TNF-a, IL-1, IL-6, IL-4, IL-11 og IL-17), hormoner (vitamin D, østrogen og glukokortikoider) og mesenkymale transkripsjonsfaktorer . OPG er regulert av ikke bare cytokiner, hormoner og vekstfaktorer, men også Av Wnt / b-catenin . Ved konvertering av osteoklastprekursorer til modne osteoklaster er c-Fos nødvendig, som er EN aktivert transkripsjonsfaktor FOR RANKL . sRANKL er løselig form AV RANKL som vises i plasma. Eliminasjon AV RANKL og RANK i dyrestudier viser en stor effekt på hemming av benmassetap og osteoporose . Basert på kliniske observasjoner fører økt OPG-konsentrasjon i plasma til økt bentetthet hos postmenopausale kvinner .

i så mange skjelett-og ikke-skjelettlidelser er endringer I RANKL-og OPG-proteiner og deres mRNA observerbare . Forbedring I ROS (reaktiv oksygen arter) produksjon gjennom funksjonen AV NADPH oksidase enzymer styrer osteoklastogenese via regulere RANKL uttrykk . Proinflammatoriske cytokiner som øker i inflammatoriske tilstander fører også til OVERUTTRYKK AV RANKL av T-celler som korrelerer med LAVERE benmassetetthet (BMD) . I noen patologiske tilstander som postmenopausal osteoporose eller leddgikt revmatoid som påvirket hormoner og cytokiner nivå, vil benresorpsjon øke betydelig. Disse typer sykdommer vil øke bein remodeling hovedsakelig GJENNOM RANKL og M-CSF uttrykk ekstrautstyr .

Juvenil Paget sykdom diagnostiseres via osteopeni, frakturer, rask remodeling i vevde bein og utvikling av beindeformiteter. I to Tilfeller Av Paget-sykdom er uttømming i OPG rapportert . Idiopatisk hyperfosfatasi er også en autosomal osteopatisk medisin, og endringer I OPG-nivå har en viktig rolle i denne sykdommen. I denne forbindelse er OPG inaktivering observert i noen kliniske studier . RANK signalveien er involvert i en gigantisk celle svulst i bein (GCTB) som er en sjelden og smertefull kreft. Denne kaskade fører til overdreven benresorpsjon og metastase hos disse pasientene . Ved revmatoid artritt, betennelse advent resulterer i overuttrykk I RANKL og senere ben-svekkelse .

3.1. Trening Og Beinhelse

Trening eller planlagt fysisk aktivitet skal bidra til å opprettholde optimal helse og sunn kroppsvekt . Trening kan indikere en «foryngende effekt» og muligens forhindre aldersrelaterte skjelettforstyrrelser og benresorpsjon . Trening har flere fordeler i å beskytte kroppen helse spesielt bein modellering og remodeling . Evnen til bein å justere med mekanisk kraft og stress har blitt observert i slutten av det 19 .århundre.

Mekanisk belastning er en Av de viktigste midlene for forbedring av beinmassetetthet. Mechanostat-teorien, som Først nevnes Av Frost, uttrykker at bein har sitt eget medfødte biologiske system for å indusere beindannelse, som svar på mekaniske krefter. Dette systemet omfatter benceller, store osteocytter som er imponert av mekanisk belastning, overføre den til osteoklaster og osteoblaster og resulterer i regulering av skjelettet homeostase . Det har blitt akseptert at mekaniske krefter bidrar til å fremme benmasse og styrke. Interessant nok kunne skjelettet diskriminere mellom intern kraft og belastningsdrevet . Osteoblaster, osteoklaster og andre benceller påvirkes av ulike endogen-og eksogenfaktorer som cytokiner. Proinflammatoriske og antiinflammatoriske cytokiner har store roller i skjelettmodellering og remodeling . Studier har vist at leddforstyrrelser som leddgikt kan gjøre asymmetri pro-og antiinflammatoriske cytokiner, noe som fører til tap av bein . Trening kan øke antiinflammatoriske cytokiner og forårsake forbedring i inflammatoriske cytokiner . Også mekanisk belastning som en øvelse regulerer kollagensyntese under beindannelse . Muskelspenning overføres til beinene og fører til å provosere osteoblastproliferasjon . I kontrast vil innsjøen av trening, vektløshet eller sengetøy redusere osteoblast aktivitet og øke osteoklaster funksjon .

Trening er kategorisert i 6 klasser: statiske vektbærende øvelser som single-leg stående, høy effekt vektbærende øvelser som løping eller dans, lav-effekt vektbærende øvelser Som Tai Chi, høy effekt ikke-vektbærende øvelser, lav effekt ikke-vektbærende øvelser som svømming og kombinasjonsøvelser . Undersøkelser har indikert at regelmessig fysisk aktivitet med lang varighet og moderat intensitet vil redusere benresorpsjon og øke benmassen hos både friske og patologiske personer . Bone helse vil forbedre gjennom vektbærende øvelser og hjelper bein tetthet i vekst, fremme bein helse i aldring . I en 12-måneders klinisk studie hadde postmenopausale inaktive kvinner med høye doser trening en større beinmassetetthet sammenlignet med kvinner med moderat dose trening. Denne effekten forble i nesten et år etter endt studie . Intensiv vektbærende trening kan forplante p1np, BAP, OPG, fosfat og PTH nivåer .

Øvelse bringer en syklus av reaksjoner i hypothalamus-hypofysen-adrenal linje eller hypothalamus-hypofysen-gonad linje. Disse reaksjonene stimulerer noen hormonuttrykk som hjelper MSC differensiering til osteoblaster, inkludert veksthormon, PTH, PGE2 og skjoldbruskhormoner . Sclerostin, en viktig rolle i beindannelse, er et protein uttrykt av osteocytter. Faktisk støtter sclerostin benmasse ved å forby wnt / b-catenin-banen. Wnt er en signalvei som prolifererer osteoprogenitor og minimerer moden osteoblast apoptose. Trening og den etterfølgende mekaniske belastningen fører til reduksjon i beinsklerostinsyntese. Etterpå øker osteoblastisk bendannelse og osteoklastisk bentap reduseres . Det er noen sterke bevis som viste trening nedgang mRNA nivåer av markører fra benresorpsjon SOM TRAP, cathepsin-K, og kalsitonin reseptorer . Videre kan deltakelse i trening øke noen osteogene markører som OCL, Runx2, Osx, BAP, BMP2 og kollagen type 1 i osteoblaster . DET er vist AT BAP og OCL, som er bendannelse markører, er oppregulert og FELLE (tartrat-resistent syre fosfatase), som er en benresorpsjon markør, er nedregulert innenfor en 8-ukers treningsplan hos kvinner.

det har vist seg at trening fremmer beinhelse gjennom RANKL/RANK/OPG pathway regulering også .

3.2. Gunstige Effekter Av Trening På Beinhelse Ved RANKL/RANK/OPG Regulering

Figur 1 presenterer detaljene i den positive rollen som trening i beinremodellering. Osteoblaster og osteoklaster er ansvarlige for henholdsvis bendannelse og benresorpsjon. Så effekten av trening på disse 2 typer celler vil bidra til å forstå sammenhengen mellom trening, benmodellering og benremodeling . Trening er ansvarlig for undertrykkelsen i osteoklastogenese og benremodeling, som medieres GJENNOM OPG / RANKL-banen som frigjøres av osteoblaster, osteocytter og MSCs .

Figur 1
Interaksjon av trening OG RANKL / RANK / OPG biomolekylær vei. OPG: osteoprotegerin; RANG: reseptoraktivator av nukleær faktor kB; RANKL: reseptoraktivator AV NF-kB ligand.

det er flere dyreforsøk som undersøker effekten av kroniske øvelser på banen. I en studie utført ved bruk av rotter med CKD, økte uttrykket FOR RANKL og osteocalcin etter utholdenhet tredemølle trening . En annen studie viste effekten av trening på glukokortikoid-indusert osteoporotisk som ble undersøkt hos rotter. Resultatene av denne studien bekreftet AT RANKL og RANKL-indusert bentap ville bli hemmet av vibrasjon og tredemølle trening . Det ble foreslått at tredemølle – og vibrasjonsstimuleringsøvelsen fører til en reduksjon I RANKL-uttrykk og en økning I OPG-uttrykk i glukokortikoidinducerte osteoporotiske rotter . OPG og RANKL økte meningsfylt som følge av 5-minutters fysisk aktivitet. I denne studien, som ble utført på prednisolon-induserte osteoporotiske rotterceller, ble tredemølle og vibrasjonsplattformstrening brukt som eksempler på fysisk trening. Resultatene fra gruppen som ble behandlet med tredemølle og vibrasjonsstimulering, indikerte en påfølgende reduksjon I RANKL og en økning i OPG-nivåer . Noen begrensede dyrestudier rapporterte gunstige effekter av akutt trening på banen. Redusert RANKL nivåer og økt OPG nivåer har blitt observert i et eksperiment ved hjelp av akutt trening murine MC3T3-E1 osteoblaster . I en kronisk treningsstudie som ble utført hos rotter, ble det vist en økning I OPG / RANKL-ratio på grunn av en reduksjon I RANKL-ekspresjon . På den annen side har en in vitro-studie vist at mekanisk belastning kan føre til overflod I OPG-nivåer og nedgang I M-CSF-nivåer uten endringer i RANKL-nivåer i humane osteoblaster . Rubin et al. antydet at mekanisk belastning kan føre til en reduksjon I RANKL, noe som resulterer i sterk beskyttelse av bentap og osteoklastproliferasjon .

Flere tidligere studier rapporterte påvirkning av akutte øvelser PÅ RANKL / RANK / OPG-banen. Scott et al. rapportert at akutt utholdenhetstrening fører til en økning i nivåer AV BAP og OPG hos friske menn . Høyintensiv akutt trening vil øke OPG og RANKL umiddelbart. Også denne studien har vist at 5-minutters trening øker IL-1A, IL-1B, IL-6 og TNF-a og 1-timers trening brakte dem tilbake til grunnleggende nivåer . Resultatene fra en annen studie antydet at utholdenhetsløp gjorde en reduksjon i sRANKL og en økning i OPG-konsentrasjoner. Intensiteten i disse resultatene avhenger av avstanden og varigheten av banen . ETTER en ytelsesperiode med 80% VO2max og 40% VO2max intensitet, HAR OPG-nivåene i serum økt like under treningsforhold med høy intensitet hos eldre kvinner . Basert på en klinisk studie utført Av Mezil et al., vil lav-effekt høy intensitet trening øke OPG, RANKL, OG ALP nivåer i mannlige studenter . Forfatterne bemerket at, i fravær av tilstrekkelig trening, VILLE RANKL/RANK/OPG pathway effekter være minimal . Akutt trening med 60% Eller 80% VO2max intensitet kunne ikke endre serum RANKL og OPG nivåer, ELLER RANKL/RANK / OPG mRNA uttrykk i college kvinner .

i tillegg til akutt trening utøver de kroniske øvelsene lignende effekter PÅ RANKL / RANK / OPG-bane. I en undersøkelse forårsaker langvarig og intensiv kronisk trening oppregulering AV OPG-uttrykk hos postmenopausale kvinner sammenlignet med stillesittende tilfeller . En artikkel rapporterte at etter en 10-ukers high-impact walking plan, det betydelig redusert RANKL nivåer uten vesentlige endringer I OPG nivåer i middelaldrende menn . Noen funn antydet AT RANKL og OPG nivåer og deres uttrykk ikke nødvendigvis endres ved trening. For eksempel hadde en 32-ukers motstandsøvelse ledsaget av vektbærende trening ingen effekt på RANKL-og OPG-nivåer og deres forhold . På samme måte, hos eldre kvinner, etter 8 måneders motstandsøvelse eller aerob trening, ble det ikke observert signifikante endringer i RANKL-og OPG-nivåer . Etter 12 uker med kombinert trening, Kim Et al. fant ingen signifikante endringer i serum OPG og RANKL konsentrasjoner, eller I RANKL / RANK / OPG signalering mRNA uttrykk .

sammen med dyr og mennesker voksne studier, er det flere stier som inkluderer barn og ungdom. Disse studiene fokuserte mest på akutte øvelser. I en av disse studiene har osteokinene responser på hvile og plyometriske øvelser hos barn evaluert. Gutter og jenter med 10 år i gjennomsnitt ble inkludert i denne studien, og mengdene RANKL og OPG ble målt før og etter trening(5 min, 1 time og 24 timer). I pre-treningsanalysen viste det seg at gutter har høyere NIVÅER AV RANKL som indikerte diskriminering i beinomsetning mellom de to kjønnene gjennom veksttiden. Jenter viste en reduksjon i RANKL gjennom trening, og det har holdt å redusere mer når de fortsatte å trene til 24 timer.; denne forbedringen er høyere hos gutter spesielt i 5 min og 1-timers trening mot jenter som indikerte økningen bare på 24 h treningsnivå . Den andre undersøkelsen har målt plyometric exercise (high-impact) effekter på bein hos unge kvinner og resultatene uttrykte en reduksjon i RANKL nivåer etter 5-minutters trening. Det ble lavere enn grunnnivået (pre-øvelse) til slutten av 24 h trening. OPG endret seg imidlertid ikke på betydelige nivåer . Funnet av en undersøkelse viste at en økt plyometrisk trening kunne øke BÅDE OPG og alp (alkalisk fosfatase) hos gutter og unge menn . En annen studie undersøkte benmassens virkninger av trening på unge jenter. Deltakerne ble delt inn i 4 grupper: høy effekt trening, middels effekt trening, no-impact trening og fritid fysisk aktivitet. Resultatene representerer ingen signifikant variasjon I OPG-nivåer blant gruppene; vi har en liten reduksjon I OPG gjennom å vokse bare i en høy effektgruppe. OGSÅ ØKTE RANKL nivåer sammen med alder unntatt i no-impact øvelse (svømmere) som gjorde en reduksjon I RANKL . Sammenligningen mellom profesjonelle unge kvinnelige trenere som trener 12-30 timer per uke og nonathlete jenter som gjør uplanlagt fysisk aktivitet mindre enn 3 timer i uken har vist AT RANKL øker samtidig med aldring i begge grupper. Ingen vesentlige endringer ble rapportert i dem . Tabell 1 viser egenskapene til studiene som undersøker effekten av ulike typer øvelser på RANKL / RANK / OPG-banen.

Studienavn, år Treningstype Behandlingstid Arter / populasjon / tilstand Signifikant utfall
Scott et al. 2011 Akutt, vektbærende utholdenhetstrening 8 dager Friske menn OPG, BAP
Kish et al. 2015 Plyometrisk trening 5 minutter, 1 time og til slutt 24 timer etter trening Friske gutter og menn OPG, ALP
Bergstr@m et al. 2011 Fysisk trening (rask gange + aerob trening) 1 år Postmenopausale kvinner opg, RANKL↔, sclerostin↔
Rubin et al. 2000 Mekanisk belastning av en flexcell bioflex instrument 3 dager murine bein stromale celler RANKL↓
Notomi et al. 2014 Styrketrening 8 uker Mannlige sprague Dawley rotter RANGL↓, OPG↔, OPG/RANGL
Mezil et al. 2015 høy intensitet lav effekt trening 5 minutter etter trening Mannlige universitetsstudenter ALP, OPG, RANKL
1 time etter trening ALP
24 timer etter trening ALP
Troib et al. 2016 Utholdenhet tredemølle trening 4 uker Unge og vekst-retarded kronisk nyresykdom rotter RANKL, Osteocalcin
Pichler et al. 2013 Tredemølle og vibrasjonsstimulering trening NS Osteoporose rotter OPG, RANKL↓
Esen 2009 gå med høy intensitet (n = 14) 10 uker Middelaldrende menn OPG↔, sRANKL↓
Esen 2009 gange Med Moderat intensitet (n = 13) 10 uker Middelaldrende menn OPG↔, sRANKL↔
Ziegler et al. 2005 Utholdenhetsløpavstand på 42,195 km de første 30 minuttene etter endt løp Langdistanseløpere srankl↓, OPG
Ziegler et al. 2005 Utholdenhetsløp kortere distanse på 15,8 km de første 30 minuttene etter endt løp Langdistanseløpere srankl↓, OPG↔
Tang et al. 2006 Syklisk strekkstamme ved bruk av en flexercell-stamme med 6%, 12% eller 18% forlengelse 24 timer Murine MC3T3-E1 osteoblaster opg, OPG mRNA-uttrykk, sRANKL↓, rankl mRNA-uttrykk↓ (størrelsesavhengig)
Kim et al. 2019 kombinert trening 12 uker Sunne høyskolehunder OPG↔, RANGL↔, RANGL/RANG/OPG signalering mRNA uttrykk↔
Saunders et al. 2006 småskala lastemaskin som formidler via bøying 3 timer Osteoblastiske MG-63 celler OPG, RANKL↔, OPG / RANK ratio
Kim et al. 2017 Akutt trening av høy (80% VO2max) intensitet umiddelbart etter og deretter restitusjon 60 minutter etter trening Osteopeni eldre kvinner OPG, RANKL↔
Kim et al. 2017 Akutt trening med lav Intensitet (40% VO2max) umiddelbart etter og deretter restitusjon 60 minutter etter trening Osteopeni eldre kvinner OPG↔, RANGL↔
Marques et al. 2013 Motstandsøvelse ledsaget av vektbærende trening 32 uker Friske eldre voksne RANKL↔, OPG↔, OPG/RANKL-forhold↔
Marques et al. 2011 Motstandsøvelse (RE) 8 måneder Eldre kvinner RANGL↔, OPG↔, OPG/RANGL system↔
Marques et al. 2011 Aerob trening (AE) 8 måneder Eldre kvinner RANGL↔, OPG↔, OPG/RANGL system↔
Kim et al. 2018 Akutt trening av høy (80% VO2max) intensitet umiddelbart etter og deretter gjenoppretting 90 minutter etter trening Friske college kvinner RANKL↔, OPG↔, RANKL/RANG/OPG pathway mRNA uttrykk↔
Kim et al. 2018 Akutt trening av moderat (60% VO2max) intensitet umiddelbart etter og deretter restitusjon 90 minutter etter trening Friske college kvinner RANKL↔, OPG↔, RANKL/RANG/OPG pathway mRNA uttrykk↔
Klentrou et al. 2018 Hvile og følge plyometrisk trening (5 min, 1 time og 24 timer) 24 timer Gutter og jenter (10 år i gjennomsnitt) Jenter: OPG, RANKL↓
Gutter: OPG, RANKL
Dekker et al. 2017 1 hvile og 3 etter trening (5 min, 1 time og 24 timer) 24 timer Premenarkeale og postmenarkeale jenter RANGL↓OPG↔
Ma@moun et al. 2011 Trening 12-30 timer / uke) profesjonell idrettsutøver (sammenlignet med fritid fysisk aktivitet ≤ 3 timer/uke (nonathlete) Jenter (alder 10-17.2 år) OPG↔
Ma@moun et al. 2013 Deltakerne er delt inn i 4 grupper: høy effekt trening, middels effekt trening, no-impact trening, og fritid fysisk aktivitet Jenter fra 10.7 til 18.0 år OPG↔
Tabell 1
Generelle karakteristikker ved studier som undersøker effekten av øvelser på RANKL/RANK / OPG regulering. ALP: alkalisk fosfatase; BAP: ben alkalisk fosfatase, OPG: osteoprotegerin; RANG: reseptoraktivator av nukleær faktor kB; RANKL: reseptoraktivator AV NF-kB ligand.

Til tross for sterke bevis for virkningen av mekaniske belastninger PÅ RANKL / RANK / OPG-signalsystemet, er vår kunnskap fortsatt begrenset om hvordan denne banen kan bidra til optimal beinhelse.

4. Konklusjon

basert på de ulike studiene som vi gjennomgikk, har antitese resultater dukket opp. I de fleste studiene fremmer trening og fysiske aktiviteter beinhelse ved å øke OPG og redusere RANKL nivåer. Det er imidlertid flere undersøkelser som rapporterte ingen endring i OPG og RANKL nivåer etter trening. Interessant nok har de fleste forsøkene vi undersøkte blitt utført med høy intensitetsøvelse. Ifølge disse studiene trenger den faktiske effekten av trening på RANKL/RANK/OPG-systemet flere undersøkelser. Uansett er den positive effekten av øvelser på beinhelse og det generelle velvære ubestridelig.

Interessekonflikter

forfatterne erklærer at det ikke foreligger interessekonflikter når det gjelder publisering av det foreliggende manuskriptet.