RANKL/RANK / OPG Pathway: en mekanism som är involverad i träningsinducerad benremodellering

Abstrakt

ben som ett levande organ består av cirka 70% mineral och 30% organisk komponent. Cirka 200 miljoner människor lider av osteopeni och osteoporos runt om i världen. Det finns flera sätt att skydda ben från endogena och exogena riskfaktorer. Planerad fysisk aktivitet är ett annat användbart sätt att skydda benhälsan. Det har undersökts att ordnad träning effektivt skulle reglera benmetabolismen. Hittills har ett antal system upptäckt hur träning kan hjälpa benhälsan. Tidigare studier rapporterade olika mekanismer för effekten av träning på benhälsan genom modulering av benremodellering. Regleringen av RANKL/RANK/OPG-väg i träning och fysisk prestanda som ett av de viktigaste ombyggnadssystemen anses emellertid inte vara omfattande i tidigare bevis. Därför är syftet med denna översyn att klargöra träningspåverkan på benmodellering och ombyggnad, med en koncentration på dess roll vid reglering av RANKL/RANK/OPG-väg.

1. Inledning

ben som levande organ består av cirka 70% mineral och 30% organiskt material. Kalcium-och fosforkristaller, hydroxiapatit och vissa joner som natrium, fluorid och magnesium är beståndsdelar i mineraldelen. Den organiska delen innehåller mestadels kollagenfiber och i en lägre mängd glykoproteiner och proteoglykaner . Skelettet har flera roller i kroppen, såsom att skydda inre organ, kroppens ram och säker förvaring för vissa viktiga mineraler som kalcium. I motsats till vad det verkar, ben är en levande vävnad som är i omsättning hela tiden . Cirka 200 miljoner människor lider av osteopeni och osteoporos runt om i världen; cirka 1 av 3 kvinnor och 1 av 5 män äldre än 50 år har vissa former av benavvikelser . Från befolkningens åldrande har det uppskattats att förekomsten av bensjukdomar skulle stiga upp inom en snar framtid. I Förenta staterna uppskattas att benstörningar skulle öka 2, 4 gånger hos kvinnor och 3, 1 gånger hos män fram till 2050 .

ben har olika typer av celler inklusive osteoklaster, osteoblaster, osteocyter och benfoderceller . Osteoblaster härstammar från hematopoietiska stamceller (HSCs, makrofaglinje av hematopoietiska stamceller), och osteoklaster härstammar från mesenkymala stamceller (MSC) via vissa steg såsom osteoprogenitorer och preosteoblaster . I grund och botten innefattar benmodellering och ombyggnad osteoklasterfunktion vid avlägsnande av benytan och osteoblasterfunktion vid utfällning av ny matris i dem . Denna process är ansvarig för att skydda skelettfunktionen och återställa frakturen. Varje form av defekt i samordning av benomsättningen skulle leda till bensjukdomar som Pagets sjukdom, Fibrös dysplasi, artros, osteoporos och bräcklighetsfrakturer .

osteoklaster är de viktigaste cellerna som ansvarar för benresorption. De är placerade på ytan av ben och bildar grävningar genom sin funktion. Aktiverade osteoklaster frisätter proteolytiska enzymer som förstör bindväv i ben. De utsöndrar också vissa syror som löser mineraldelen av ben . Genom de olika stadierna av osteoblastdifferentiering förändras nivån på vissa biomarkörer, som är kända som osteogena markörer, signifikant. Bland dessa markörer kan osteokalcin (OCL), Runx2, alkaliskt fosfatas och osterix (Osx) namnges. Å andra sidan, för modulering av monocyt-till-osteoklastdifferentiering, skulle osteoblaster frigöra osteoprotegerin (OPG) och receptoraktivator av NF-kB-ligand (RANKL), såväl som makrofagkolonistimulerande faktor (M-SCF) . RANKL/RANK, Wnt/b-catenin och Jagged1 / Notch1 är 3 viktiga vägar modulerade av osteoblaster som påverkar bentätheten via reglering av osteoblaster och osteoklasterfunktioner . I RANKL/RANK/OPG-vägen binder RANKL till RANK som dess receptor och leder så småningom till osteoklastprekursormognad. Osteoprotegerin är känt som en lockreceptor för RANKL som förhindrar RANKL-RANK-bindning och följande reaktioner .

det finns flera riskfaktorer för benhälsa som åldrande , östrogenbrist, inflammation , metaboliska sjukdomar, felaktig kost , njursvikt , biverkningar av vissa läkemedel som glukokortikoider och oxidativ stress . Det finns olika sätt att skydda skelettet från sjukdom och resorption eller åtminstone fördröja uppkomsten av sådana störningar. Till exempel kan fysisk aktivitet, hälsosam kost och medicinsk intervention hjälpa till att förebygga åldersrelaterad benförlust eller osteoporos . Flera mediciner som benresorptionshämmare och benbildningsstimulatorer finns i en postmenopausal behandlingsuppställning . Dessa inkluderar bisfosfonater (t .ex. alendronat) , strontiumranelat , denosumab (RANKL-hämmare) och PTH. En begränsning i denna typ av behandling är riskerna för komplikationer som feber eller muskelsmärta . Att ha en ordentlig regim som är näringstät är en av de viktigaste strategierna för att spara och öka benmassan. Vitamin D, kalcium, fosfor, magnesium, zink och koppar är några exempel på nödvändiga näringsämnen för skeletthälsa .

planerad fysisk aktivitet är en annan användbar plan för att upprätthålla optimal benhälsa. Det har föreslagits att planerad träning effektivt skulle reglera benmetabolismen . Vissa studier har rapporterat att träning kan skjuta upp början av osteoporos genom att förbättra toppbenmassan inom tonåren . Den exakta mekanismen genom vilken träning förbättrar benhälsan är inte klar ännu. Det har emellertid accepterats att ökad muskelmassa och mekanisk stress i ben resulterar i att öka osteoblastaktiviteterna . Tidigare studier rapporterade olika mekanismer som täcker effekten av träning på benhälsan genom modulering av benremodellering. Regleringen av RANKL/RANK / OPG-vägen som ett av de viktigaste ombyggnadssystemen anses emellertid inte vara omfattande i tidigare rapporter. Därför var syftet med denna översyn att klargöra träningspåverkan på benmodellering och ombyggnad, med en koncentration på rollen för RANKL/RANK/OPG-vägen.

2. RANK/RANKL / OPG-vägen

RANKL/RANK/OPG-systemet är känt för sina roller i osteoklastmognad, benmodellering och benremodellering. Receptoraktivator av NF-kB (RANK), receptoraktivator av NF-kB ligand (RANKL) och osteoprotegerin (OPG) är huvudkomponenterna i detta signalsystem. Intressant är att delta i benhemostas inte den enda effekten av RANKL/RANK/OPG-vägen .

RANKL (även känd som OPGL, ODF och TRANCE), som ett homotrimeriskt protein, produceras av osteoblaster och några andra celler som aktiverade T-celler . Den utsöndrade typen av RANKL är ett resultat av proteolytisk uppdelning eller alternativ skarvning på membranformen . Matrismetalloproteaser (MMP3 eller 7) och ADAM (en disinterin-och metalloproteasdomän) är ansvariga för RANKL-proteolytisk klyvning . RANKL, som är en utsöndring av preosteoblaster, osteoblaster, osteocyter och periosteala celler , gör RANK aktiverad, vilket uttrycks av osteoklaster och dess prekursorer . RANKL har uppdrag för att stimulera preosteoklasternas differentiering , vidhäftning osteoklaster till benvävnad och deras efterföljande aktivering och deras underhåll . Preosteoklaster kombineras och gör en multinukleär cell som påverkas av RANKL inte klart.

RANKL kan också produceras av andra organ som tymus, lymfkörtlar, lung-och bröstkörtlar, liksom mjälten och benmärgen . RANKL kan frigöras från epitelceller i lobulerna i bröstkörtlarna under graviditeten. Baserat på en djurstudie hjälper RANKL till hyperplasi av dessa epitelceller som är nödvändiga för laktation och mjölkproduktion .

RANK är också en homotrimerisk transmembranreceptor från TNF-familjen. Dess primära uttryck är begränsat till OPC, dendritiska celler och mogna osteoklaster . RANK har inte medfödd proteinkinasaktiverande aktivitet som andra TNF-familjereceptorer har. Alla TRAFs 2, 5 och 6 binder till rang men endast TRAF 6 krävs för benhälsa . Bortsett från benceller skulle rang uttryckas av vissa karcinomceller, såsom bröstcancer eller prostatacancer, och uttrycks också i bröstkörteln . En av rollerna av rang som har fått uppmärksamhet är dess roll i cancercellsproliferation; detta gör rang intressant i framtida terapi för cancer .

förutom osteoblaster finns det gott om celler som kan uttrycka osteoprotegeriner, såsom hjärta, lever, mjälte och njure. En ny studie föreslog att B-celler ansvarar för 64% av benmärgs-OPG-uttrycket . Som en TNF-superfamilj spelar OPG en anti-osteoklastogenesroll med bindning till RANKL . OPG deltar som en lockreceptor för RANKL och hämmar RANKL-RANK-bindning genom den. Faktum är att flera medel som inducerar RANKL påverkar OPG-reglering . Nya studier har visat att ökningar av OPG-nivåer i plasma hos postmenopausala kvinnor leder till förstärkning av benmassan . Vidare befanns OPG i ett experiment som utfördes med användning av möss vara ett skydd av stora kärl från förkalkning . Dessutom har OPG föreslagits som en hämmare av aterosklerotisk plackförkalkning .

3. RANKL/RANK / OPG-väg och benmetabolism

före upptäckten av RANKL/RANK/OPG-signalvägen på 1990-talet föreslogs att vissa medel uttryckta av osteoblaster är ansvariga för osteoklastaktivering. Men det var oväntat att dessa agenter har varit medlemmar i TNF-superfamiljen och de kunde ha fler funktioner än benomsättningen i kroppen . Självklart är det osteoblasts uppgift att rekrytera osteoklaster för benresorptionsplatser. Osteoblaster kan också reglera benresorption genom att utsöndra OPG och RANKL. Faktum är att RANKL inbäddad från osteoklaster binder till dess receptor (RANK) på ytan av OCPs och ökar osteoklasternas differentiering och mogna osteoklaster. OPG kan binda till RANKL och hämmar osteoklastdifferentiering vilket innebär uppreglering av OPG/RANKL-förhållandet som förhindrar osteoklastogenes . I likhet med andra TNF-familjereceptorer har RANK inga medfödda proteinkinasaktiviteter för att reglera signalvägen. TRAF 6 är den enda väsentliga TRAF, bland alla traf, som binder till rang för att reglera OCP och osteoklaster aktiviteter. För att stödja detta påstående har flera studier rapporterat att en brist i TRAF 6 resulterar i utveckling av osteoporos .

förmodligen är den avgörande determinanten i benresorption RANKL/OPG-förhållandet. För det mesta leder både RANKL-uppreglering och OPG-nedreglering till benförlust . Det finns flera endogena faktorer som påverkar kontrollen av RANKL/RANK / OPG-systemet inklusive vissa cytokiner (TNF-a, IL-1, IL-6, IL-4, IL-11 och IL-17), hormoner (vitamin D, östrogen och glukokortikoider) och mesenkymala transkriptionsfaktorer . OPG regleras av inte bara cytokiner, hormoner och tillväxtfaktorer utan också av Wnt/b-catenin . För osteoklastprekursorer omvandling till mogna osteoklaster behövs c-Fos som är en aktiverad transkriptionsfaktor för RANKL . sRANKL är den lösliga formen av RANKL som förekommer i plasma. Eliminering av RANKL och RANK i djurstudier visar en stor effekt för att hämma förlust av benmassa och osteoporos . Baserat på kliniska observationer leder ökade OPG-koncentrationer i plasma till ökad benmassdensitet hos postmenopausala kvinnor .

i så många skelett-och icke-skelettstörningar kan förändringar i RANKL-och OPG-proteiner och deras mRNA observeras . Förbättring i ROS (reaktiva syrearter) produktion genom funktionen av NADPH-oxidasenzymer kontrollerar osteoklastogenes via reglering av RANKL-uttryck . Även proinflammatoriska cytokiner som ökar i inflammatoriska tillstånd leder till överuttryck av RANKL av T-celler som korrelerar med lägre benmassdensitet (BMD) . I vissa patologiska tillstånd som postmenopausal osteoporos eller artrit reumatoid som påverkade hormoner och cytokiner nivå, benresorption skulle öka avsevärt. Dessa typer av sjukdomar skulle öka benremodellering mestadels genom förbättring av RANKL och m-CSF-uttryck .

Juvenil Paget-sjukdom diagnostiseras via osteopeni, frakturer, snabb ombyggnad i vävda ben och utveckling av bendeformiteter. I två fall av Paget-sjukdom har utarmning i OPG rapporterats . Idiopatisk hyperfosfatasi är också en autosomal osteopatisk medicin och förändringar i OPG-nivå har en viktig roll i denna sjukdom. I detta avseende har OPG-inaktivering observerats i vissa kliniska prövningar . RANGSIGNALVÄG är involverad i en jättecelltumör av ben (GCTB) som är en sällsynt och smärtsam cancer. Denna kaskad leder till överdriven benresorption och metastasering hos dessa patienter . Vid reumatoid artrit resulterar inflammation advent i överuttryck i RANKL och därefter benförsvagning .

3.1. Motion och benhälsa

motion eller planerad fysisk aktivitet ska bidra till att bibehålla optimal hälsa och hälsosam kroppsvikt . Övning kan indikera en” föryngrande effekt ” och eventuellt förhindra åldersrelaterade skelettstörningar och benresorption . Motion har flera fördelar för att skydda kroppens hälsa, särskilt benmodellering och ombyggnad . Förmågan för ben att justera med mekanisk kraft och stress har observerats i slutet av 19th century .

mekanisk belastning är ett av de viktigaste medlen för förbättring av benmassa. Mekanostatteorin, som först nämns av Frost, uttrycker att ben har sitt eget medfödda biologiska system för att inducera benbildning som svar på mekaniska krafter. Detta system inkluderar benceller, stora osteocyter som är imponerade av mekanisk belastning, överför den till osteoklasterna och osteoblasterna och resulterar i reglering av skeletthomeostasen . Det har accepterats att mekaniska krafter hjälper till att främja benmassa och styrka. Intressant kan skelettet skilja mellan inre kraft och töjningsdriven . Osteoblaster, osteoklaster och andra benceller påverkas av olika endogen-och exogenfaktorer som cytokiner. Proinflammatoriska och antiinflammatoriska cytokiner har stora roller i skelettmodellering och ombyggnad . Studier har visat att ledsjukdomar som artrit kan göra asymmetri pro – och antiinflammatoriska cytokiner, vilket leder till benförlust . Motion kan öka antiinflammatoriska cytokiner och orsaka förbättring av inflammatoriska cytokiner . Mekanisk belastning som en övning reglerar också kollagensyntes under benbildning . Muskelspänning överförs till benen och leder till provokation av osteoblaster . Däremot skulle sjön av motion, viktlöshet eller bedridden minska osteoblastaktiviteten och öka osteoklastfunktionen .

övning kategoriseras i 6 klasser: statiska viktbärande övningar som enstaka benstående, högeffektiva viktbärande övningar som löpning eller dans, lågeffektiva viktbärande övningar som Tai Chi, högeffektiva icke-viktbärande övningar, lågeffektiva icke-viktbärande övningar som simning och kombinationsövningar . Undersökningar har visat att regelbunden fysisk aktivitet med lång varaktighet och måttlig intensitet skulle minska benresorptionen och öka benmassan hos både friska och patologiska personer . Benhälsan skulle förbättras genom viktbärande övningar och hjälper bentäthet i tillväxt, vilket främjar benhälsa vid åldrande . I en 12-månaders klinisk studie hade postmenopausala inaktiva kvinnor med höga träningsdoser en större bentäthet jämfört med kvinnor med måttlig dosövning. Denna effekt förblev i nästan ett år efter avslutad studie . Intensiv viktbärande övning kan sprida p1np -, BAP -, OPG -, fosfat-och PTH-nivåer .

övning ger en cykel av reaktioner i hypotalamus-hypofys-binjurlinjen eller hypotalamus-hypofys-gonadlinjen. Dessa reaktioner stimulerar vissa hormonuttryck som hjälper MSC-differentiering till osteoblaster, inklusive tillväxthormon, PTH, PGE2 och sköldkörtelhormoner . Sclerostin, en viktig roll i benbildning, är ett protein uttryckt av osteocyter. I själva verket stöder sclerostin benmassa genom att förbjuda Wnt/B-catenin-vägen. Wnt är en signalväg som sprider osteoprogenitor och minimerar mogna osteoblaster apoptos. Övning och den efterföljande mekaniska belastningen leder till minskningen av bensklerostinsyntes. Därefter ökar osteoblastisk benbildning och osteoklastisk benförlust minskar . Det finns några starka bevis som visade träningsnedgång mRNA-nivåer av markörer från benresorption som fälla, cathepsin-K och kalcitoninreceptorer . Dessutom kan deltagande i träning öka vissa osteogena markörer som OCL, Runx2, Osx, BAP, BMP2 och kollagen typ 1 i osteoblaster . Det har visats att BAP och OCL, som är benbildningsmarkörer, uppregleras och TRAP (tartratresistent surt fosfatas), som är en benresorptionsmarkör, nedregleras inom en 8-veckors träningsplan hos kvinnor .

det har visats att träning främjar benhälsa genom RANKL/RANK/OPG-vägreglering också .

3.2. Gynnsamma effekter av träning på benhälsan genom RANKL/RANK / OPG-reglering

Figur 1 presenterar detaljerna om träningens positiva roll vid benremodellering. Osteoblaster och osteoklaster är ansvariga för benbildning respektive benresorption. Så effekterna av träning på dessa 2 typer av celler skulle hjälpa till att förstå sambandet mellan träning, benmodellering och benremodellering . Övning är ansvarig för undertryckandet i osteoklastogenes och benremodellering, som förmedlas genom OPG/RANKL-vägen som frigörs av osteoblaster, osteocyter och MSC .

Figur 1
interaktion mellan träning och RANKL/RANK/OPG biomolekylär väg. OPG: osteoprotegerin; rang: receptoraktivator av kärnfaktor kB; RANKL: receptoraktivator av NF-kB ligand.

det finns flera djurstudier som undersöker effekten av kroniska övningar på vägen. I en studie utförd med råttor med CKD ökade uttrycket av RANKL och osteokalcin efter uthållighetsträning . En annan studie visade effekterna av träning på glukokortikoidinducerad osteoporotisk som undersöktes hos råttor. Resultaten av denna studie bekräftade att RANKL och RANKL-inducerad benförlust skulle hämmas av vibrations-och löpbandsträning . Det föreslogs att löpbandet och vibrationsstimuleringsövningen leder till en minskning av RANKL-uttryck och en ökning av OPG-uttryck i de glukokortikoidinducerade osteoporotiska råttorna . OPG och RANKL ökade meningsfullt som svar på 5-minuters fysisk aktivitet. I denna studie, som utfördes på prednisoloninducerade osteoporotiska råttceller, löpband och vibrationsplattformsträning användes som exempel på fysisk träning. Resultaten från gruppen behandlad med löpband och vibrationsstimuleringsträning indikerade en efterföljande minskning av RANKL och en ökning av OPG-nivåer . Vissa begränsade djurstudier rapporterade positiva effekter av akut träning på vägen. Minskade RANKL-nivåer och ökade OPG-nivåer har observerats i ett experiment med akut träningsmurina MC3T3-E1-osteoblaster . I en kronisk träningsstudie som utfördes på råttor visades en förbättring av OPG/RANKL-förhållandet på grund av en minskning av RANKL-uttrycket . Å andra sidan har en in vitro-studie illustrerat att mekanisk belastning kan leda till överflöd i OPG-nivåer och minskningar i m-CSF-nivåer utan förändringar i RANKL-nivåer i humana osteoblaster . Rubin et al. föreslog att mekanisk belastning kan orsaka en minskning av RANKL, vilket resulterar i starkt skydd av benförlust och osteoklastproliferation .

flera tidigare studier rapporterade påverkan av akuta övningar på RANKL/RANK/OPG-vägen. Scott et al. rapporterade att akut uthållighetsträning orsakar en ökning av nivåerna av BAP och OPG hos friska män . Högintensiv akut träning skulle förbättra OPG och RANKL direkt. Denna studie har också visat att 5-minuters träning ökar IL-1a, IL-1b, IL-6 och TNF-a och 1-timmars träning förde dem tillbaka till grundnivåerna . Resultaten av en annan studie föreslog att uthållighetskörning gjorde en minskning av sRANKL och en ökning av OPG-koncentrationer. Intensiteten i dessa resultat beror på banans avstånd och varaktighet . Efter en prestationsperiod med 80% VO2max och 40% VO2max intensitet har OPG-nivåerna i serum ökat strax under högintensiva träningsförhållanden hos äldre kvinnor . Baserat på en klinisk prövning gjord av Mezil et al., den lågintensiva högintensiva träningen skulle öka OPG -, RANKL-och ALP-nivåerna hos manliga universitetsstudenter . Författarna noterade att i avsaknad av adekvat träning skulle RANKL/RANK/OPG-baneffekter vara minimala . Akut träningsövning med 60% eller 80% VO2max-intensitet kunde inte ändra serum RANKL-och OPG-nivåer eller RANKL/RANK/OPG mRNA-uttryck hos college kvinnor .

förutom akut träning har de kroniska övningarna liknande effekter på RANKL/RANK/OPG-vägen. I en undersökning orsakar långvarig och intensiv kronisk träning uppreglering av OPG-uttryck hos postmenopausala kvinnor jämfört med det i stillasittande fall . En artikel rapporterade att efter en 10-veckors högeffektiv gångplan minskade den signifikant RANKL-nivåer utan signifikanta förändringar i OPG-nivåer hos medelålders män . Vissa resultat föreslog att RANKL-och OPG-nivåer och deras uttryck inte nödvändigtvis förändras genom träning. Till exempel hade en 32-veckors motståndsövning åtföljd av viktbärande träning ingen effekt på RANKL-och OPG-nivåerna och deras förhållande . På samma sätt observerades inga signifikanta förändringar i RANKL-och OPG-nivåer hos äldre kvinnor efter 8 månaders motståndsövning eller aerob träning . Efter 12 veckors kombinerad träning, Kim et al. fann inga signifikanta förändringar i serum OPG-och RANKL-koncentrationer, inte heller i RANKL/RANK / OPG-signalering av mRNA-uttryck .

tillsammans med djur-och mänskliga vuxenstudier finns det flera spår som inkluderar barn och ungdomar. Dessa studier fokuserade mest på akuta övningar. I en av dessa studier har osteokines svar på vila och plyometriska övningar hos barn utvärderat. Pojkar och flickor med 10 år i genomsnitt inkluderades i denna studie och mängderna RANKL och OPG mättes före och efter träning (5 min, 1 timme och 24 timmar). I analysen före träning visade det sig att pojkar har högre nivåer av RANKL som indikerade diskrimineringen i benomsättningen mellan de två könen genom tillväxttiden. Flickor visade en minskning av RANKL genom motion och det har hållit minska mer när de fortsatte att utöva till 24 h. OPG förstärks av motion; denna förbättring är högre hos pojkar specifikt i 5 min och 1 timmars träning mot flickor som indikerade ökningen endast på 24 h träningsnivå . Den andra undersökningen har mätt plyometric exercise (high-impact) effekter på ben hos unga kvinnor och resultaten uttryckte en minskning av RANKL-nivåer efter 5-minuters träning. Det stannade lägre än grundnivån (före träning) fram till slutet av 24 timmars träning. OPG förändrades dock inte på betydande nivåer . Upptäckten av en undersökning visade att en session med plyometrisk träning kunde öka både OPG och ALP (alkaliskt fosfatas) hos pojkar och unga män . En annan studie undersökte benmassans effekter av träning på tonåriga flickor. Deltagarna delades in i 4 grupper: träning med hög effekt, träning med medelhög effekt, träning utan påverkan och fysisk aktivitet på fritiden. Resultaten representerar ingen signifikant variation i OPG-nivåer bland grupper; vi har en liten minskning av OPG genom att växa bara i en högeffektgrupp. RANKL-nivåerna ökade också tillsammans med ålder utom i träning utan påverkan (simmare) vilket gjorde en minskning av RANKL . Jämförelsen mellan de professionella unga kvinnliga tränare som utövar 12-30 timmar per vecka och nonathlete flickor som gör oplanerad fysisk aktivitet mindre än 3 timmar i veckan har visat att RANKL ökar samtidigt med åldrande i båda grupperna. Ingen signifikant förändring rapporterades i dem . Tabell 1 visar egenskaperna hos studierna som undersöker effekterna av olika typer av övningar på RANKL/RANK/OPG-vägen.

Studienamn, år träningstyp behandlingstid Art / population / tillstånd signifikant resultat
Scott et al. 2011 akut, viktbärande uthållighetsträning 8 dagar friska män OPG, BAP
Kish et al. 2015 plyometrisk träning 5 minuter, 1 timme och slutligen 24 timmar efter träning friska pojkar och män OPG, ALP
Bergstraukism et al. 2011 fysisk träning (snabb gång + aerob träning) 1 år postmenopausala kvinnor OPG, RANKL brasilian, sclerostin↔
Rubin et al. 2000 mekanisk stam av en flexcell bioflex instrument 3 dagar Murina ben stromala celler RANKL↓
Notomi et al. 2014 motståndsträning 8 veckor manliga Sprague Dawley råttor RANKL
Mezil et al. 2015 högintensiv träning med låg effekt 5 minuter efter träning manliga universitetsstudenter ALP, OPG, RANKL
1 timme efter träning ALP
24 timmar efter träning ALP
Troib et al. 2016 uthållighet löpband motion 4 veckor unga och tillväxt utvecklingsstörda kronisk njursjukdom råttor RANKL, osteokalcin
Pichler et al. 2013 löpband och vibrationsstimuleringsträning NS osteoporos råttor OPG, RANKL↓
Esen 2009 högintensiv gång (n = 14) 10 veckor medelålders män OPG ovarian, sRANKL↓
Esen 2009 måttlig intensitet gång (n = 13) 10 veckor medelålders män OPG ovarian, sRANKL↔
Ziegler et al. 2005 Uthållighetslöpningsavstånd på 42.195 km de första 30 minuterna av att avsluta körningen långdistanslöpare srankl Ukrainian, OPG
Ziegler et al. 2005 uthållighet som kör kortare avstånd på 15,8 km de första 30 minuterna av att avsluta körningen långdistanslöpare srankl Ukrainian, OPG↔
Tang et al. 2006 cyklisk dragstam med användning av en flexercell-stamenhet med 6%, 12% eller 18% töjning 24 timmar Murina MC3T3-E1 osteoblaster OPG, OPG mRNA-uttryck, srankl pankreas, RANKL mRNA-uttryck)
Kim et al. 2019 kombinerad träning 12 veckor friska college-kvinnor OPG Bulgarian, RANKL Ukrainian, RANKL/RANK / OPG signalering av mRNA-uttryck↔
Saunders et al. 2006 småskalig lastmaskin som ger via böjning 3 timmar osteoblastisk MG – 63 celler OPG, RANKL, OPG / RANK-förhållande
Kim et al. 2017 akut övning av hög (80% VO2max) intensitet omedelbart efter och sedan återhämtning 60 minuter efter träning osteopeni äldre kvinnor OPG, RANKL↔
Kim et al. 2017 akut övning av låg (40% VO2max) intensitet omedelbart efter och sedan återhämtning 60 minuter efter träning osteopeni äldre kvinnor OPG↔
Marques et al. 2013 motståndsövning åtföljd av viktbärande träning 32 veckor friska äldre vuxna RANKL Bulgarian, OPG Ukrainian, OPG/RANKL ratio↔
Marques et al. 2011 motståndsövning (RE) 8 månader äldre kvinnor RANKL exportorienterade, OPG, OPG/RANKL system↔
Marques et al. 2011 aerob träning (ae) 8 månader äldre kvinnor
Kim et al. 2018 akut övning av hög (80% VO2max) intensitet omedelbart efter och sedan återhämtning 90 minuter efter träning friska college kvinnor RANKL Ukrainian, OPG Ukrainian, RANKL/RANK/OPG pathway mRNA expression↔
Kim et al. 2018 akut övning av måttlig (60% VO2max) intensitet omedelbart efter och sedan återhämtning 90 minuter efter träning friska college kvinnor RANKL Ukrainian, OPG Ukrainian, RANKL/RANK/OPG pathway mRNA expression↔
Klentrou et al. 2018 vila och efter plyometrisk träning (5 min, 1 h och 24 h) 24 timmar pojkar och flickor (10 år i genomsnitt) flickor: OPG, RANKL Ukrainian
Pojkar: OPG, RANKL
Dekker et al. 2017 1 vila och 3 efter träning (5 min, 1 h och 24 h) 24 timmar premenarcheal och postmenarcheal girls RANKL OSPG OSPG OSPG
OPG / RANKL
ma Usbi m. fl. 2011 träning 12-30 h/vecka) professionell idrottare (jämfört med fritidsklassisk aktivitet 3 h/vecka (nonathlete) flickor (ålder 10-17, 2 år) OPG ovarian RANKL
ma Usbi m. fl. 2013 deltagarna är indelade i 4 grupper: träning med hög effekt, träning med medelhög effekt, träning utan påverkan och fysisk aktivitet på fritiden flickor från 10,7 till 18,0 år gamla OPG ovarian RANKL
Tabell 1
Allmänna egenskaper hos studierna som undersöker effekterna av övningar på RANKL/RANK/OPG-reglering. ALP: alkaliskt fosfatas; BAP: ben alkaliskt fosfatas, OPG: osteoprotegerin; rang: receptoraktivator av kärnfaktor kB; RANKL: receptoraktivator av NF-kB ligand.

trots starka bevis för effekterna av mekaniska belastningar på RANKL/RANK/OPG-signalsystemet är vår kunskap fortfarande begränsad om hur denna väg kan bidra till optimal benhälsa.

4. Slutsats

baserat på de olika studierna som vi granskade har antitesresultat dykt upp. I de flesta studierna främjar träning och fysiska aktiviteter benhälsan genom att öka OPG och minska RANKL-nivåerna. Det finns dock flera undersökningar som rapporterade ingen förändring i OPG-och RANKL-nivåer efter träning. Intressant är att de flesta experiment som vi undersökte har utförts med högintensiv träning. Enligt dessa studier behöver den faktiska effekten av träning på RANKL/RANK/OPG-systemet fler undersökningar. Oavsett, den positiva effekten av övningar på benhälsa och det övergripande välbefinnandet är obestridligt.

intressekonflikter

författarna förklarar att det inte finns några intressekonflikter angående publiceringen av detta manuskript.