تعاملات بین بافت عضله و متابولیسم استخوان در مدل موش های آرتروزی متعاقب سه روش درمانی، تمرین، اوزون و سلول های بنیادی
محورهای موضوعی : فعالیت بدنی و تندرستی
زهرا حدادپور
1
,
هاجر عباس زاده
2
,
پروین فرزانگی
3
1 - دانشجوی دکتری، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
2 - دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
3 - دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
کلید واژه: سلول های بنیادی, تمرین, آرتروز, اوزون,
چکیده مقاله :
هدف: ژن های a-actinin3 ،pgc-1α در تغییرات عضلانی مرتبط با مشکلات استخوانی نقش دارند. هدف پژوهش حاضر تعیین اثر سه روش درمانی، تمرین، اوزون و سلول های بنیادی بر عوامل تنظیمی و مهاری مؤثر بر تعاملات بین بافت عضله و متابولیسم استخوان در مدل موش های آرتروزی بود.روش : 63 سر موش نر (میانگین سنی 10 هفته و میانگین وزنی 250 تا 300 گرم) به 9 گروه؛ کنترل-سالم، کنترل-بیمار ، بیمار-سالین، بیمار-تمرین، بیمار-ازون، بیمار-سلول ، بیمار-سلول -ازون، بیمار-تمرین-ازون و بیمار-تمرین-سلول تقسیم شدند. استئوآرتریت با روش جراحی به موش ها القاء شد. برنامه تمرینی شامل 30 دقیقه دویدن روی ترمیل بدون شیب و سرعت 16 متر در دقیقه بود. 106×1 سلول بر کیلوگرم به موش ها تزریق شد. ازون در خط مفصلی تیپوفمورال زانو و با غلظت 20µg/ml تزریق شد. سنجش بیان ژنa-actinin3 ،pgc-1α به روش Real time PCR انجام شد.یافته ها: گروه های سلول+تمرین، تمرین+ازون و سلول+ازون موجب یک افزایش معنی دار در بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله رانی در مقایسه با گروه های سلول، تمرین و ازون شدند(05/0P<). در گروه تمرین+سلول این تغییرات مشهودتر بود. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که ترکیبی از تمرین و سلول با افزایش در بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله رانی احتمالا می تواند اثرات مفیدی بر تعاملات بین عضله و استخوان در مدل موش های آرتروزی داشته و در نتیجه خطرات تحلیل و ضعف عضلات ناشی از عوارض آرتروز را کاهش دهد.
Aims: Objective: a-actinin3, pgc-1α genes are involved in muscle changes related to bone problems. The aim of the present study was to determine the effect of three treatment methods, exercise, ozone and stem cells on regulatory and inhibitory factors affecting the interactions between muscle tissue and bone metabolism in arthritic mice model.Materials and methods: 63 male mice (average age 10 weeks and average weight 250 to 300 grams) into 9 groups; Healthy control, control-patient, patient-saline, patient-exercise, patient-ozone, patient-cell, patient-cell-ozone, patient-exercise-ozone and patient-exercise-cell were divided. Osteoarthritis was induced to mice by surgical method. The training program included 30 minutes of running on the treadmill without a slope at a speed of 16 meters per minute. 1 x 106 cells/kg were injected into mice. Ozone was injected in the tifofemoral joint line of the knee with a concentration of 20 µg/ml. The expression of α-actinin3, pgc-1α gene was measured by real time PCR method.Findings: cell+exercise, exercise+ozone, and cell+ozone groups caused a significant increase in the expression of a-actinin3, pgc-1α genes in the thigh muscle compared to the cell, exercise, and ozone groups (P<0.05). ). In the exercise+cell group, these changes were more evident.Conclusion: The results showed that a combination of exercise and cells with an increase in the expression of a-actinin3, pgc-1α genes of the thigh muscle can probably have beneficial effects on the interactions between muscle and bone in the arthritic rat model, and as a result, the risks of analysis and Reduce muscle weakness caused by the complications of arthritis.
_||_
تعاملات بین بافت عضله عضلانی و متابولیسم استخوان در مدل موش های آرتروزی متعاقب سه روش درمانی، تمرینات ورزشی، اوزون و سلول های بنیادی در رت های مدل آرتروزی
تعاملات بافت عضلانی و متابولیسم استخوان متعاقب سه روش درمانی تمرینات ورزشی، اُزون و سلول های بنیادی در رت های مدل آرتروزی
عنوان مکرر: تعاملات بین بافت عضلانیه و متابولیسم استخوان در مدل موش رت های آرتروزی
زهرا حدادپور1، هاجر عباس زاده*2، پروین فرزانگی3
1: دانشجوی دکتری، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
*2: دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
3: دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
*نویسنده مسئول: هاجر عباس زاده صورتی
*ایمیل: h.abaszade61@gmail.com
* دانشیار، گروه فیزیولوژی ورزشی، واحد ساری، دانشگاه آزاد اسلامی، ساری، ایران
چکیده
هدف: ژن های a-actinin3 ،pgc-1α در تغییرات عضلانی مرتبط با مشکلات استخوانی نقش دارند. هدف پژوهش حاضر تعیین اثر سه روش مداخله درمانی، تمرینات ورزشی، اوزون و سلول های بنیادی بر عوامل تنظیمی و مهاری مؤثر بر تعاملات بین بافت عضله و متابولیسم استخوان در مدل موش رت های آرتروزی بود.
مواد و روش ها: 63 سر موش رت نر (میانگین سنی 10 هفته و میانگین وزنی 250 تا -300 گرم) به 9 گروه؛ کنترل-سالم، کنترل-بیمار ، بیمار-سالین، بیمار-تمرین، بیمار-اوزون، بیمار-سلول، بنیادی ، بیمار-سلول بنیادی ل-اوزون، بیمار-تمرین-اوزون و بیمار-تمرین-سلول بنبادی تقسیم شدند. استئوآرتریت با روش جراحی به موش رت ها القاء شد. برنامه تمرینات ورزشی شامل 30 دقیقه دویدن روی ترمیل بدون شیب و سرعت 16 متر در دقیقه بود. جهت سلول درمانی 106×1 سلول بر کیلوگرم به موش رت ها تزریق شد. همچنین اوزون در خط مفصلی تیپوفمورال زانو و با غلظت 20µg/ml تزریق شد. سنجش بیان ژنa-actinin3 ،pgc-1α در عضله راست رانی به روش Real time PCR انجام شد.
یافته ها: گروه های بیمار-سلول+-تمرین، بیمار-تمرین+-اوزون و بیمار-سلول+-اوزون در مقایسه با گروه های بیمار-سلول، بیمار-تمرین و بیمار-اوزون موجب یک افزایش معنی دار در بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله راست رانی در مقایسه با گروه های سلول، تمرین و ازون شدند(05/0P<). در گروه بیمار-تمرین+سلول این تغییرات افزایش مشهودتر بود.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که در نهایت می توان گفت ترکیبی از تمرین و سلول با افزایش در بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله راست رانی احتمالا می تواند اثرات مفیدی بر تعاملات بین عضله و استخوان در مدل موش های آرتروزی داشته و در نتیجه خطرات تحلیل و ضعف عضلات ناشی از عوارض آرتروز را کاهش دهد.
کلمات کلیدی: تمرینات هوازی درمانی، اوزون تراپی، سلول های بنیادی، آرتروز درمانی
Interactions between muscle tissue and bone metabolism in arthritic mice model following three treatment methods, exercise, ozone and stem cellsInteractions of muscle tissue and bone metabolism following three therapeutic methods of exercise, ozone and stem cells in arthritis model rats
Frequent title: Interactions between muscle tissue and bone metabolism in the rat model of arthritismuscle tissue and bone metabolism in the rats model of arthritis
Zahra Haddadpoor 1, Hajar Abbaszadeh* 2, Parvin Farzanegi 3
1: Ph.D Candidate, Exercise Physiology Department, Sari Branch, Islamic Azad University, Sari, Iran
*2: Associate Professor, Exercise Physiology Department, Sari Branch, Islamic Azad University, Sari, Iran
3: Associate Professor, Exercise Physiology Department, Sari Branch, Islamic Azad University, Sari, Iran
*Corresponding author: Hajar Abbaszadeh
*Email:h.abaszade61@gmail.com
*Tel: 09112163511
*Address: Exercise Physiology Department, Sari Branch, Islamic Azad University, Sari, Iran
Abstract
Aims: Objective: a-actinin3, pgc-1α genes are involved in muscle changes related to bone problems. The aim of the present study was to determine the effect of three treatment methods, exercise, ozone and stem cells on regulatory and inhibitory factors affecting the interactions between muscle tissue and bone metabolism in arthritis model ratsin arthritic mice model.
Materials and methods: 63 male mice (average age 10 weeks and average weight 250 to 300 grams) into 9 groups; Healthy control, control-patient, patient-saline, patient-exercise, patient-ozone, patient-cell, patient-cell-ozone, patient-exercise-ozone and patient-exercise-cell were divided. Osteoarthritis was induced to mice by surgical method. The training program included 30 minutes of running on the treadmill without a slope at a speed of 16 meters per minute. 1 x 106 cells/kg were injected into micerats. Ozone was injected in the tifofemoral tipofemoral joint line of the knee with a concentration of 20 µg/ml. The expression of α-actinin3, pgc-1α gene was measured by real time PCR method. of α-actinin3, pgc-1α gene expression was measured in the right thigh muscle by real time PCR method.
Findings: cell+exercise, exercise+ozone, and cell+ozone groups caused a significant increase in the expression of a-actinin3, pgc-1α genes in the thigh muscle compared to the cell, exercise, and ozone groups (P<0.05). ). In the exercise+cell group, these changes were more evident. cell+exercise, exercise+ozone and cell+ozone groups caused a significant increase in the expression of a-actinin3 and pgc-1α genes of the right thigh muscle compared to the cell, exercise and ozone groups (P<0.05). In the exercise+cell group, this increase was more evident.
Conclusion: The results showed that a combination of exercise and cells with an increase in the expression of a-actinin3, pgc-1α genes of the thigh muscle can probably have beneficial effects on the interactions between muscle and bone in the arthritic rat model, and as a result, the risks of analysis and Reduce muscle weakness caused by the complications of arthritis.
Key words: Exercise Therapy, exercise, ozoneOzone Therapy, stem cCells Therapy, arthritis
مقدمه
استئوآرتریت یا آرتروز شایعترین بیماری مفصلی است و اصلی ترین تظاهر آسیب شناسی آن در سطح بافتی، تخریب موضعی غضروف مفصلی است، که در مفاصل متحرک به وسیله ی تخریب غضروف مفصلی همراه با استخوان سازی جدید در سطح و حاشیه ی مفاصل درگیر تظاهر می کند. عواملی مانند؛ سن، جنس، نژاد، ژنتیک، تراکم استخوان، هورمونهای جنسی، اختلالات آندوکرینی یا متابولیک، تغذیه، چاقی، ضربه های مفصلی عمده، فشار بیش از حد به مفاصل ناشی از نوع شغل یا ورزش، اختلالات یا نقائص مادرزادی یا رشدی مفاصل، بیماریهای التهابی یا عفونی قبلی مفصل در ایجاد و پیشرفت استئوآرتریت نقش دارند (لوسر1 و همکاران، 2011). محدودیت اصلی در مدیریت بیماران مبتلا به استئوآرتریت، فقدان یک روش درمانی مناسب است که منجر به کند شدن روند پیشرفت بیمار می شود. متدهایی مانند ورزش و کاهش وزن منجر به بهبود علائم می شوند اما تا به امروز عواملی که بر روند پیشرفت بیماری تاثیر بگذارد یافت نشده است (لوسر و همکاران، 2017، هانتر2 و همکاران، 2015). واضح است که درمان امن، موثر و ارزان تر که بتوانند مسیر بیماری را تغییر دهد، تاثیر عمده ای بر کیفیت زندگی و هزینه های مراقبت بهداشتی در آینده خواهد داشتبرای این بیماران خواهد داشت. از طرفی بیماری استئوآرتریت یک بیماری چند فاکتوری است و عواملی که بر اثر چاقی منجر به ایجاد استئوآرتریت می شوند با عواملی که بر اثر افزایش سن منجر به ایجاد بیماری می شوند متفاوت است و همه ی این عوامل نشان می دهند که مداخلات باید یک فنوتیپ خاصی از بیماری را مورد هدف قرار دهند به جای اینکه تمام بیماران را با یک شیوه درمان کرد. (لوسر و همکاران، 2017، هانتر3 و همکاران، 2015). در این میان درمان های مبتنی بر سلول های بنیادی و مهندسی بافت غضروف راه های جدیدی را برای درمان غضروف آسیب دیده باز می کند(لی4 و همکاران، 2016). سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs) به عنوان یک عامل بیولوژیکی درمانی جهت درمان بیماری های التهابی و ترمیم بافت مورد توجه قرار گرفته است. تعدادی از مطالعات قبلی تزریق داخل مفصلی سلول های بنیادیMSCs را در درمان بیماری استئوآرتریت موثر دانسته اند (دساندو5 و همکاران، 2013، لی و همکاران، 2016). سلول های بنیادی از چندین بافت های مختلف گرفته می شوند و پتانسیل تبدیل شدن به بافت های مختلف را نیز دارند (لیو6 و همکاران، 2017). لی و همکارانش در سال 2016 نشان دادند که درمان به وسیله سلول های بنیادیMSCs منجر به ترمیم غضروف آسیب دیده در موش ها می شود(لی و همکاران، 2016). همچنین وان و همکارانش در سال 2012 به بررسی میزان توزیع درد در موش های آرتروزی بعد از تزریق سلول های بنیادی MSCs به زانوی مبتلا پرداختند و مشاهده کردند که موش ها پس از مزانشیمال تراپی بهتر توانستند بر روی پای مبتلا وزن اندازیحرکت کنند (وان7 و همکاران، 2012). یکی دیگر از روش های درمانی پیشنهاد شده برای استئوآرتریت؛ اوزون تراپی می باشد. مولکول اوزون از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است که با هدف درمانی به ساختارهای مختلف بدن مخصوصا در بیماری های مزمن مانند روماتیسم و استئوآتریت اعمال می شود (دی جیسوز8 و همکاران، 2017، کالونگا9 و همکاران، 2012). مقالات متعددی در مورد استفاده از اوزون درون مفصلی در درمان استئوآرتریت وجود دارد (دی جیسوز و همکاران، 2017، فنگ10 و همکاران، 2017، هاشمی و همکاران، 2017، اینورنیزی11 و همکاران، 2017). با توجه به اینکه بیماری استئوآرتریت یک بیماری پیش رونده و تخریب کننده مزمن می باشد و باعث ایجاد بسیاری از ناتوانی ها در فرد می شود، فعالیت ورزشی منظم جزء جدایی ناپذیر در خود درمانی استئوآرتریت زانو به حساب می آید (فوچ12 وهمکاران، 2017). ورزش و کاهش وزن منجر به بهبود علائم استئوآرتریت می شوند (لوسر و همکاران، 2017، هانتر13 و همکاران، 2015). همچنین عدم فعالیت یا ورزش های بسیار شدید منجر به تشدید استئوآرتریت می شود. برنامه های ورزشی منظم با دوز مناسب؛ به پیشگیری از کاهش قدرت عضله و مقاومت در برابر فعالیت های روزانه کمک می کند؛ همچنین منجر به کنترل درد و پیشگیری از کاهش دامنه حرکتی مفصل می شود (کاروالو14 و همکاران، 2010). با این حال تمریناتی که در آب انجام می شود بدلیل ویژگی های منحصر به فردش مانند شناوری برای بیماران استئوآرتریتی ترجیح داده می شود (کوندوراسیلار15 و همکاران، 2018). مقالات متعددی به بررسی اثر ورزش بر استئوآرتریت زانو پرداخته اند(مکالیندون16 و همکاران، 2014، لون17 و همکاران، 2015، آلکاتان18 و همکاران، 2016). از طرفی، مطالعات گزارش دادند که در افراد بیمار درد زانو علاوه بر ناپایداری مفصل، با ضعف عضلات درگیر و ناتوانی این بیماران در ارتباط است (سگال19 و همکاران، 2011). همچنین در مطالعه دیگری گزارش شده است میزان ناتوانی در بیمار مبتلا به استئوآرتریت ممکن است با ضعف، تحلیل و یا آسیب عضلات درگیر در ارتباط باشد (حیدری و همکاران، 2011). بنابراین، با توجه به این که یکی از اهداف درمان این بیماران کاهش درد، حفظ تحرک مفصل و به حداقل رساندن ناتوانی در این افراد است، بررسی راهکارهای تقویت، رشد، بازسازی و مکانیسم های درگیر در نوسازی عضلات آسیب دیده و یا آتروفی شده در استئوآرتریت زانو می تواند به درک بهتر موضوع کمک نماید. مطالعات سلولی گزارش دادند که فاکتورهایی، مانند α-اکتینین-3 و PGC-1α در تحلیل عضلات مرتبط با مشکلات استخوانی به طور همزمان ایفای نقش می کنند (کاوااو20 و همکاران، 2015). نشان داده شده است که α-Actinin 3 در فیبرهای عضلانی سریع اسکلتی بسیار بیان شده و ممکن است بر تمایز عضله به سمت الیاف سریع تأثیر بگذارد. دیده شده که کمبود α-اکتینین 3 ممکن است به کاهش BMD در انسان و موش مربوط باشد. PGC-1α نیز برای تنظیم بیوژنز میتوکندری بسیار مهم است و یک مطالعه نشان داد که PGC-1α القا شده با تمرین بدنی برای متابولیسم اکسیداتیو در عضلات بسیار مهم است . نشان داده شده که بیوژنز میتوکندری ناشی از افزایش سطح PGC-1α به واسطه تمایز استئوبلاستیک ناشی از سیگنالینگ Wntمربوط به سلولهای C3H10T1 / 2 مزانشیمی موش می باشد. این یافته ها نشان می دهد که PGC-1α برخی از نقش ها را در تعهد و تمایز سلولهای بنیادی به استئوبلاست بازی می کند(کاوااو و همکاران، 2015). لذا، با توجه به اینکه سلولهای بنیادی و ازن تراپی متدهای درمانی نسبتا جدیدی هستند که بر تعاملات بین بافت عضله و متابولیسم استخوان موثر به نظر می رسند و تاکنون پژوهشی که به بررسی اثر این روش ها بر عوامل تنظیمی و مهاری موثر بر تعاملات بین بافت عضله و متابولیسم استخوان در بیماران استئوآرتریت به همراه ورزش هوازی منظم باشد، صورت نگرفته است، از این رو در این پژوهش، ما به بررسی اثر سه روش درمانی، تمرین، اوزون و سلول های بنیادی بر عوامل تنظیمی و مهاری مؤثر بر تعاملات بین بافت عضله و متابولیسم استخوان در مدل موش های آرتروزی می پردازیم تا راهکار مفید و مناسبی برای بهبود عملکرد افراد مبتلا به آرتروز بدست آوریم..
مواد و روش ها
این نوع مطالعه حاضر از نوع تجربی بوده است. جامعه آماری شامل 63 سر موش رت صحرائي نر بالغ 10 هفته ای نژاد ويستار، با میانگین وزنی 250 تا 300 گرم بودند. هفت سر رت به طور تصادفی در هر گروه قرار داده شد کهموش ها به طور تصادفی به 9 گروه 7 تایی تقسیم شدند که شامل گروه های؛ کنترل-سالم، کنترل-بیمار، بیمار-سالین، بیمار-تمرین، بیمار-اوزون، بیمار-سلول بنیادی، بیمار-سلول بنیادی -اوزون، بیمار-تمرین-اوزون و بیمار-تمرین-سلول بنبادی بودند. گروه های کنترل-سالم، کنترل-بیمار، بیمار-سالین(تزریق سالین برای کنترل اثرات احتمالی تزریق ناشی مداخلات پژوهش)، بیمار-تمرین، بیمار-ازن تراپی، بیمار-MSCs، بیمار-MSCs-ازن تراپی، بیمار-تمرین-ازن تراپی و بیمار-تمرین- MSCs بودند. آزمودنی هاحیوانات در محیطی با دمای محیط2±22 درجه سانتی گراد و رطوبت 5±55 درصد نگهداری شدند. غذا و آب مورد نیاز به صورت آزادانه در اختیار آنان قرار گرفت.
نحوه القاء استئوآرتریت
استئوآرتریت با روش جراحی مالفیت21 و همکاران (2015)، به موش ها القاء شد (مالفیت و همکاران، 2015). سپس موش ها به وسیله کتامین و زایلازین بیهوش شدند. بعد از اصلاح زانوی راست، یک برش یک سانتی متری برای ظاهر ساختن مفصل زانو ایجاد شد. مفصل زانو بلافاصله با جابجایی جانبی استخوان کشکک و لیگامان پتلار باز شد. یک برش طولی از طریق برش مدیال پاراپتلار داخلی22 ایجاد شد. جابجایی جانبی پتلا و لیگامان پتلا توسط فورسپس انجام شد و سپس یک برش ناقص در لیگامان صلیبی داخلی بدون آسیب به غضروف مفصلی و دیگر لیگامنت ها ایجاد شد. در نهایت کپسول مفصلی با 6 شش بخیه قابل جذب و پوست نیز با 6 شش بخیه ابریشمی بسته شد (مالفیت23 و همکاران،2015. ). برای تایید مدل هم از مقایسه میکروسکوپی از برشهای بافت غضروف استخوانی در گروههای نرمال و مدل استئوارتریت استفاده شد که در شکل یک مشاهده می شود.
برنامه تمرینات ورزشی ی
یک ماه بعد از عمل جراحی یک هفته صرف آشنایی و سازگاری رت ها با محیط پژوهش و نوار گردان شد. بدین منظور موش هارت ها 3 سه روز در هفته، به صورت متناوب، به مدت 10 دقیقه با سرعت 16 متر در دقیقه حدود 60 تا - 70 درصد Vo2max و شیب صفر درصد روی تردمیل فعالیت داشتند. برنامه تمرین اصلی شامل 30 دقیقه دویدن روی ترمیل بدون شیب و با سرعت 16 متر در دقیقه در هفته اول بود که با رعایت اصل اضافه بار به صورت پیشرونده مدت تمرینات به 50 دقیقه در هفته هشتم رسید. همچنین پنج دقیقه با سرعت 8هشت متر در دقیقه، قبل و بعد از تمرین برای گرم و سرد کردن حیوانات اختصاص یافت. گروه های بدون تمریناتکنترل در طول اجرای تمرینات ورزشی فقط روی تردمیل ایستاده و دستگاه روشن نمی شد.
نحوه تهیه و تزریق سلول های بنیادی
سلول بنیادی مزانشیمی MSCs از مغر استخوان موش رت های نر نژاد ویستار سالم پس از بیهوشی با کتامین و زایلازین استخراج شد. سلول بنیادی MSCs جدا شده در محیطی DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium) با FBS 20% نرمال سالین 20 درصد (Fetal Bovine Serum) در طول یک شبانه روز برای انتخاب سلول های چسبان انکوبه شدند. کشت ها از محیط فلاسک هر سه روز تعویض شدند تا سلول هایی که نچسبیده اند جدا شوند و سلول بنیادی مزانشیمی MSCs ها بعد از 3 تا 4 بار پاساژ شدن به <90% خلوص رسیدند و به هدف تزریق انتخاب شدند. موش هایی که در گروه MSCs بودند،106×1 سلول بر کیلوگرم از طریق تزریق داخل مفصلی سلول بنیادی مزانشیمی MSCs دریافت نمودند که. MSCsدر به مفصل زانوی راست موش ها تزریق شد.
اوزون تراپی
اوزون از اکسیژن پزشکی درجه 2 توسط دستگاه اُزون ساز ( OZOMED 01) ساخته شد. اُاوزون ازن توسط یک تخلیه الکتریکی با شدت کم تولید شد و غلظت آن با استفاده از اشعه ماوراء بنفش در 254 نانومتر اندازه گیری شد. اوزون در خط مفصلی تیپوفمورال زانو و با غلظت 20µg/ml یک بار در هفته به مدت سه هفته 21 روز بعد از آرتروزی کردن موش رت ها تزریق شد.
نحوه نمونه برداری و اندازه گیری بیان ژن های a-actinin3 و pgc-1α متغیرهای تحقیق
پس از اجرای تحقیقاتمام مداخلات (تمرینات ورزشی، اُاوزون و سلول تراپی) تمام حیوانات با شرایط کاملاً مشابه و به دنبال 12 14تا - 14 12 ساعت ناشتایی و 48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرینی و تزریقات (جهت حذف اثرات حاد تمرین و دیگر مداخلات)، با تزریق داخلی صفاقی کتامین و زایلازین بیهوش و فدا شدند. پس از شکفتن حفره شکمی، بافت عضله رانی به دقت جدا و پس از شستشو با آب مقطر فریز شد. تمامی بافت فریز شده عضله رانی پس از پودر شدن (ساییده شدن) در نیتروژن مایع، در بافر پروتئاز هموژنیزه شده سپس به مدت 20 دقیقه با سرعت 12 هزار دور در دقیقه در دمای 4 چهار درجه سانتی گراد سانتریفوژ شد. محلول در دمای 80- درجه سانتی گراد منجمد شد تا برای آنالیز شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد. مطالعات بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α در بافت عضله رانی به روش Real time PCR (Real time polymerase chain reaction) سنجش و پس از کمی سازی مقادیر بیان ژن تجزیه و تحلیل شد.
در ابتدا، نمونه های عضلانی در بافر فسفات (pH 7.0) در دمای 4 درجه سانتیگراد با هموژنیزه کننده همگن شدند. کل RNA ها از بافت عضله رانی در تمام موش ها طبق پروتکل شرکت سازنده (کیاژن، آلمان) استخراج شد. برای تخمين کمیت و کيفيت RNA های استخراج شده از روش اسپکتروفتومتری با خاصیت جذب نور در طول موج 260 نانومتر استفاده شد. پس از استخراج RNA با خلوص و غلظت بالا از تمامی نمونه های مورد مطالعه، مراحل سنتز cDNA طبق پروتکل شرکت سازنده (Fermentas, USA) انجام گرفت و سپس cDNA سنتز شده جهت انجام واکنش رونویسی معکوس مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا کلیه پرایمر های طراحی شده مربوط به ژن MEF-2C، مورد بررسی قرار گرفت (جدول یک) و سپس بررسی بیان ژن ها با استفاده از روش کمی q-RT PCR انجام گرفت. بیان ژن های مورد نظر با روش PCR Real-Time و با دستگاه Real Q-PCR 29 Master Mix Kit (Amplicon، دانمارک) در 40 سیکل انجام شد.
جدول 1-مشخصات پرایمرهای مورد استفاده جهت همسان سازی ژن های actinin3 و pgc-1α
ژن | Forward primer 5´-3´ | Reverse primer 5´-3´ | Annealing Temperature |
actinin3 | CTGTTGCCTGTGGTAAGTGGG | TGGTCACAGTATGCAGGAGGG | 60℃ |
pgc-1α | TGCTGCTGTTCCGTTTTC | CCCTGCCATTGTTAAGACC | 60℃ |
آنالیزهای آماری
توصیف کمی داده ها با استفاده از میانگین± و انحراف استاندارد بیان شد و جهت تعیین نرمال بودن توزیع داده ها از آزمون شاپیروویلک استفاده شد. همچنین برای بررسی تغییرات معنی دار هر یک از متغیرهای تحقیق، بین گروه های مختلف، از روش آنالیز واریانس یک طرفه و درصورت مشاهده تفاوت معنی دار آماری از آزمون تعقیبی توکی استفاده شد. کلیه عملیات آماری با استفاده از نرم افزار GraghPadprism 8 و در سطح معناداری Pp<0.05 انجام شد.
نتایج
برای تایید مدل هم از مقایسه میکروسکوپی استفاده شد که در شکل یک مشاهده می شود. نتایج به دست امده در رنگ آمیزی H&E بافت زانو نشان داد که در بافت زانو در رت های مدل آسیب استئوارتریت نسبت به گروه سالم، سلول های کندروسیت دچار تخریب شده بودند. به علاوه میزان تخریب در غشاء سینویال و لیگامان های جانبی و عضلات نگهدارنده در سمت القاء مدل مشاهده گردید. بر اساس نتایج مشاهده شده، تخریب بافت استخوانی در ناحیه زیر غضروف مفصلی به صورت کاملا مشهود ارزیابی گردید. از طرفی گروه های ایزوژنیک که شامل محل تجمعات چندین کندروسیت در یک حفره و نشان از تکثیر سلول های غضروف ساز می باشد به میزان کمی در این گروه مشاهده شد (شکل یک).
شکل یک. بررسی میکروسکوپی از برشهای بافت غضروف استخوانی در گروههای نرمال و مدل استئوارتریت. رنگ آمیزی H&E (بزرگنمایی X20)
نتایج بیانگر وجود تفاوت معنی دار بیان ژن های a-actinin3 و pgc-1α عضله راست رانی در بین گروه های مختلف پژوهش است (جدول 2). میانگین بیان ژن a-actinin3 عضله راست رانی در گروه کنترل-بیمار و بیمار-اوزون در مقایسه با سایر گروهها کاهش معنی دار داشته است(0001/0P<). گروه های بیمار-سلول-تمرین، بیمار-تمرین-اوزون نسبت به بیمار-سلول-اوزون، بیمار-تمرین و بیمار-سلول موجب یک افزایش معنی داری در بیان ژن a-actinin3 عضله راست رانی شدند (05/0P<). افزایش بیان ژن a-actinin3 عضله راست رانی در رت های تحت درمان با ترکیبی از تمرین-سلول به طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود (جدول 3، 05/0P<).
نتایج آزمون تحلیل واریانس برای بیان ژن های a-actinin3 و pgc-1α عضله رانی در گروههای مختلف در جدول 1 نشان داده شده است. ارزش F محاسبه شده (1/100، 47/23) و معنادار بودن آن در سطح 0001/0P<، بیانگر وجود تفاوت معنی دار بیان ژن های a-actinin3 و pgc-1α عضله رانی در بین گروه های مختلف پژوهش است. بیشترین بیان ژن a-actinin3 عضله رانی در گروه MSCs+تمرین و کمترین سطوح آن در گروه بیمار مشاهده شد. میانگین بیان ژن a-actinin3عضله رانی عضله در موش های مبتلا به آرتروز در گروه بیمار و ازن در مقایسه با سایر گروهها کاهش معنی دار داشته است(0001/0P<). گروه های MSCs+تمرین، تمرین+ازون نسبت به MSCs+ازون، تمرین و سلول موجب یک افزایش معنی داری در بیان ژن a-actinin3عضله رانی شدند(05/0P<). به طور قابل توجهی، افزایش بیان ژن a-actinin3 عضله رانی در موش های تحت درمان با ترکیبی از تمرین+ MSCs به طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود(شکل 1، 05/0P<).
بیشترین بیان ژن pgc-1α عضله رانی نیز در گروه MSCs+تمرین و کمترین سطوح آن در گروه بیمار مشاهده شد. میانگین بیان ژن pgc-1α عضله رانی عضله در موش های مبتلا به آرتروز در گروه بیمار و ازون در مقایسه با سایر گروهها کاهش معنی دار داشته است(05/0P<). گروه های MSCs+تمرین، تمرین+ازون و MSCs+ازون و تمرین موجب یک افزایش معنی داری در بیان ژن pgc-1α عضله رانی در مقایسه با گروه MSCs، شدند(05/0P<). به طور قابل توجهی، افزایش بیان ژن pgc-1α عضله رانی در موش های تحت درمان با ترکیبی از تمرین+ MSCs به طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود(شکل 2، 05/0P<).
جدول 12. نتایج آزمون تحلیل واریانس یکراهه برای میزان بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله رانی
p | df | F | آماره |
0001/0>* | (36، 8) | 1/100 | بیان ژن a-actinin3 |
0001/0>* | (36، 8) | 47/23 | بیان ژن pgc-1α |
جدول 3. مقایسات دوگانه سطوح میانگین mRNA برای بیان ژن a-actinin3 در عضله راست رانی در بین گروه های مختلف پژوهش.
بیمار-تمرین- سلول | بیمار-تمرین -اوزون | بیمار-اوزون- سلول | بیمار-تمرین | بیمار-سلول | بیمار-اوزون | کنترل-بیمار |
| |
0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | کنترل-سالم | |
0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 9999/0 | - | کنترل-بیمار | |
0001/0> | 0001/0> | 0001/0> | 0008/0 | 0001/0> | - | - | بیمار-اوزون | |
0001/0> | 0066/0 | 9999/0 | 9956/0 | - | - | - | بیمار-سلول | |
0001/0> | 0007/0 | 9943/0 | - | - | - | - | بیمار-تمرین | |
0002/0 | 0077/0 | - | - | - | - | - | بیمار-اوزون- سلول | |
9206/0 | - | - | - | - | - | - | بیمار-تمرین - اوزون | |
- | - | - | - | - | - | - | بیمار-تمرین-سلول | |
همچنین،
میانگین بیان ژن pgc-1α عضله راست رانی در گروه کنترل-بیمار و بیمار-اوزون در مقایسه با سایر گروهها کاهش معنی دار داشته است(05/0P<). گروه های بیمار-سلول-تمرین، بیمار-تمرین-اوزون و بیمار-سلول-اوزون و بیمار-تمرین موجب یک افزایش معنی داری در بیان ژن pgc-1α عضله راست رانی در مقایسه با گروه بیمار-سلول شدند(05/0P<). افزایش بیان ژن pgc-1α عضله راست رانی در رت های تحت درمان با ترکیبی از بیمار-تمرین-سلول به طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود (جدول4، 05/0P<).
جدول 4. مقایسات دوگانه سطوح میانگین mRNA برای بیان ژن pgc-1α در عضله راست رانی در بین گروه های مختلف پژوهش
بیمار-تمرین- سلول | بیمار-تمرین-اوزون | بیمار-اوزون- سلول | بیمار-تمرین | بیمار-سلول | بیمار-اوزون | کنترل-بیمار |
|
0313/0 | 0166/0 | 0071/0 | 0083/0 | 0034/0 | 0033/0 | 0033/0 | کنترل-سالم |
0252/0 | 0090/0 | 0097/0 | 0132/0 | 0004/0 | 0696/0 | - | کنترل-بیمار |
0253/0 | 0091/0 | 0098/0 | 0133/0 | 0014/0 | - | - | بیمار-اوزون |
0270/0 | 0099/0 | 0111/0 | 0145/0 | - | - | - | بیمار-سلول |
1504/0 | 1341/0 | 9833/0 | - | - | - | - | بیمار-تمرین |
2025/0 | 1061/0 | - | - | - | - | - | بیمار-اوزون- سلول |
5403/0 | - | - | - | - | - | - | بیمار-تمرین - اوزون |
- | - | - | - | - | - | - | بیمار-تمرین-سلول |
شکل 1. مقایسه سطوح میانگین mRNA برای بیان ژن a-actinin3 در عضله رانی که به وسیله Real time PCR مشخص شد. گروه کنترل-سالم(con)، گروه آرتروز(patient)، گروه آرتروز+سالین(salin)، گروه آرتروز+ازون تراپی(ozone)، گروه آرتروز+تزریق سلول های بنیادی(cell)، گروه آرتروز+تمرین(exe)، گروه آرتروز+ ازون تراپی+تزریق سلول های بنیادی(ozone-cell)، گروه آرتروز+ازون تراپی+تمرین(ozone-exe)، گروه آرتروز+تزریق سلول های بنیادی+تمرین(cell-exe). تفاوت معنی داری در سطوح میانگین Myostatin در گرو ه های با علامت * وجود داشت (****: P<0.0001; ***: P=0.0001; **:0.0001<P<0.05; ns: no significant).
شکل 2. مقایسه سطوح میانگین mRNA برای بیان ژن pgc-1α در عضله رانی که به وسیله Real time PCR مشخص شد گروه کنترل-سالم(con)، گروه آرتروز(patient)، گروه آرتروز+سالین(salin)، گروه آرتروز+ازون تراپی(ozone)، گروه آرتروز+تزریق سلول های بنیادی(cell)، گروه آرتروز+تمرین(exe)، گروه آرتروز+ ازون تراپی+تزریق سلول های بنیادی(ozone-cell)، گروه آرتروز+ازون تراپی+تمرین(ozone-exe)، گروه آرتروز+تزریق سلول های بنیادی+تمرین(cell-exe). تفاوت معنی داری در سطوح میانگین Myostatin در گرو ه های با علامت * وجود داشت (****: P<0.0001; ***: P=0.0001; **:0.0001<P<0.05; ns: no significant).
بحث
در این پژوهش، ما اثرات مثبت سه روش درمانی، تمرین، اوزون و سلول های بنیادی و ترکیب آنها بر بیان ژن هایa-actinin3 ، و pgc-1α در عضله راست رانی مدل موش رت های آرتروزی را مورد ارزیابی قرار دادیم.
نتایج ما نشان داد، بیان ژن های a-actinin3 ، های a-actinin3 و pgc-1αpgc-1α در عضله راست رانی در مدل موش رت های آرتروزی نسبت به رت های سالم کاهش می یابد. در مقابل، انجام تمرین ورزشی با شدت متوسط روی نوارگردان، تزریق سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان و نیز اثر اوزون تراپی موجب افزایش بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله راست رانی شد. با این حال، زمانی که از ترکیب این مداخلات استفاده شد، نتایج قابل توجهی دیده شد. به طوریکه گروه های بیمار-تمرین-سلول، بیمار-تمرین-اوزون و بیمار- اوزون-سلول موجب افزایش معنی دار در بیان ژن های actinin3 ،pgc-1α عضله رانی در مقایسه با سایر گروه ها داشتند و این تغییرات در موش های تحت درمان با ترکیبی از تمرین-سلول به طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود. pgc-1αPGC-1α ، یک فاکتور فعال کننده رونویسی کمکی (عامل تعامل رونویسی) است و ژنهای مربوط به متابولیسم انرژی را کنترل می کند. PGC-1α بیوژنز میتوکندری و عملکردهای آن را نیز کنترل می کند. و با استفاده از تعامل با گیرنده هورمونی هسته ای PPAR-r -γ تعامل پیچیده ای با فاکتورهای رونویسی دارد، و تعاملات یا سطح فعالیت آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP) را در پاسخ به پروتئین اتصال دهنده عنصر (CREB) و فاکتورهای تنفسی هسته ای(NRF) کنترل می کند. همچنین، PGC-1α به طور مستقیم محرک فیزیولوژیکی برون زا و بیوژنز میتوکندری را بهم متصل می کند و آنها را کنترل می کند، و این یک عامل اصلی در تصمیم گیری در مورد نوع فیبر عضلانی است. عضله اسكلتي بزرگترين قسمت از كل بدن را تشكيل مي دهد و فعال ترين قسمت است، خصوصاً هنگامي كه افزايش فعاليت بدني وجود دارد. این عمل اکسیداتیو میتوکندری را افزایش می دهد و بنابراین تعادل انرژی کلی بدن را حفظ و کنترل می کند. گزارش شده، موشهایی که دارای بیان بیش از حد pgc-1α PGC-1α در عضله اسکلتی با دستکاری ژن هستند، میزان میتوکندری بیشتری دارند و انتقال فیبر عضلانی به فیبر عضله کند بیشتر است، که از قدرت اکسید کننده بالاتری برخوردار است (جونگ24 و همکاران، 2014). همچنین، نشان داده شده که α-Actinin actinin 3 در فیبرهای عضلانی سریع اسکلتی بسیار بیان شده و ممکن است بر تمایز عضله به سمت الیاف سریع تأثیر بگذارد. یانگ و همکاران نشان دادند که کمبود α-actinin 3 α-اکتینین 3 ممکن است به کاهش BMD چگالی استخوانی در انسان و موش رت مربوط باشد(کاوااو و همکاران، 2015).. از طرفی، عدم استفاده از مفصل آرتروزي، منجر به ضعف عضلاني شده و از آنجا كه عضلات نقش قابل توجهي در حفاظت از غضروف به عهده دارند، تقويت عضلات اطراف مفصل بسيار مهم است. تحقيقات نشان داده است كه اگر به دليل درد، عضلات و اندامها حركت چنداني نداشته باشند، دچار ضعف شده و روزانه حدود 5 درصد از حجم عضله كاهش مي يابد. متخصصان به اين بيماران پيشنهاد مي كنند با انجام ورزشهاي مناسب به تقويت بدن بپردازند. قدرت عضله به وسيله نيروي توليد شده در آن تقويت مي شود كه يكي از ساده ترين كارها براي كمك به آن انجام ورزش هايي است كه عضله به طور مكرر منقبض و منبسط شود(لوریو25 و همکاران، 2013، کیوایستاد26 و همکاران، 2015). نتایج تحقیق حاضر نشان داد که انجام تمرین ورزشی با شدت متوسط روی نوارگردان موجب افزایش بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله رانی می شود. کاروالو و همکاران (2010) بیان کردند که عدم فعالیت یا ورزش های بسیار شدید منجر به تشدید استئوآرتریت می شود. در مقابل برنامه های ورزشی منظم با دوز مناسب؛ به پیشگیری از کاهش قدرت عضله و مقاومت در برابر فعالیت های روزانه کمک می کند؛ همچنین منجر به کنترل درد و پیشگیری از کاهش دامنه حرکتی مفصل می شود (کاروالو و همکاران، 2010). فرانسن27 و همکارانش(2017) در یک مقاله مروری به بررسی اثر تمرین درمانی بر استئوارتریت زانو پرداختند. با 44 آزمایش نشان دادند که ورزش به میزان قابل توجهی کاهش درد، بهبود عملکرد فیزیکی را بلافاصله پس از درمان به میزان متوسط نشان می دهد و با بررسی13 مطالعه نشان دادند که ورزش به میزان قابل توجهی کیفیت زندگی را بلافاصله پس از درمان با اثر کوچک بهبود بخشید. علاوه بر این، 12 مطالعه اطلاعات پایداری را 2 ماه تا 6 ماه پس از درمان با ورزش در مورد کاهش قابل توجه درد زانو نشان دادند (فرانسن و همکاران، 2017). همهمانطور که قبلا بیان شد علاوه بر تمرین درمانی از روش های دیگری مانند سلول درمانی و اوزون تراپی نیز برای بهبود افراد مبتلا به استئوآرتریت استفاده می شود. در پژوهش حاضر به بررسی اثر تزریق سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان و نیز اثر ازون تراپی بر روی موش های مدل آرتروزی پرداخته شد. نتایج پژوهش ما نشان داد هر دو روش درمانی سلول و ازون تراپی موجب افزایش بیان ژن actinin3 ،pgc-1α در عضله رانی شد. با این حال، زمانی که از ترکیب این مداخلات استفاده شد نتایج قابل توجهی دیده شد. به طوریکه گروه های MSCs+تمرین، تمرین+ازون و MSCs+ازون موجب افزایش معنی دار در بیان ژن های actinin3 ،pgc-1α عضله رانی در مقایسه با سایر گروه ها داشتند و این تغییرات در موش های تحت درمان با ترکیبی از تمرین+ MSCsبه طور معنی داری بیشتر از سایر گروه ها بود. همسو با یافته های ما گیبس28 و همکاران(2015) به بررسی اثر ترکیبی درمان برنامه توانبخشی ورزشی و تزریق درون مفصلی پیوند مغز استخوان استرومد و پلاسمای غنی از پلاکت(PRP) در بیماران مبتلا به استئوآرتریت زانو پرداختند. همه بیماران در عملکرد فیزیکی تست صعود از پله و برگشت به حالت نرمال را اجرا کردند. یافته ها نشانگر آن است بهبود نتایج حاصل عمل ترکیبی از تزریق درون مفصلی پیوند مغز استخوان استرومد و پلاسمای غنی از پلاکت همراه با تمرینات ورزشی در افراد استئوآرتریت می باشد. از 7 هفت نوع مفصل درمان شده، در همه بیماران مقیاس درد با امتیاز 96 و کیفیت زندگی با امتیاز 93 بهبود یافت. عملکرد اجرا و معیارهای عملکرد به حالت عادی برگشته و این درمان برای اختلالات استئوآرتریت بسیار موثر بود (گیبس و همکاران، 2015). لی29 و همکاران نیز در سال 2016 نشان دادند که درمان به وسیله MSCs منجر به ترمیم غضروف آسیب دیده در موش ها می شود (لی و همکاران، 2016). همچنین وان30 و همکارانش در سال 2012 به بررسی میزان توزیع درد در موش های آرتروزی بعد از تزریق MSCs به زانوی مبتلا پرداختند و مشاهده کردند که موش ها پس از مزانشیمال تراپی بهتر توانستند بر روی پای مبتلا وزن اندازی کنند (وان و همکارانش، 2012). همچنین مطالعات اثر سلول های بنیادی در درمان آتروفی را نشان دادند (گمرت31 و همکاران، 2014). استفاده از سلول های بنیادی نه تنها ساختار مفصل آسیب دیده، بلکه جنبه های ضدالتهابی و تعدیل سیستم ایمنی را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. سلولهای بنیادی دو ویژگی مهم دارند که آنها را از انواع دیگر سلولها جدا می کنند. این سلولها، سلولهایی غیرتخصصی هستند یعنی عمل خاصی را مانند سلولهای عضله ی قلب انجام نمی دهند و قدرت باز سازی و احیای خودشان را از طریق تقسیم سلولی دارا هستند و دیگر اینکه این سلولها تحت شرایط ازمایشگاهی به سلول هایی با کارگرد تخصصی تبدیل می شوند. یانگ و همکاران نشان دادند که مکانیسم تأثیر MSC سلول های بنیادی در درمان بالینی آسیب دیدگی زانو، یک مکانیسم ضد التهابی است که سبب بهبود تمایز سلولی می شود (یانگ32 و همکاران، 2015). از طرف دیگر، ازون درمانی نیز باعث تولید ماده و گاز اوزون در بافت ها و بازسازی بافت های آسیب دیده و بافتهای ضعیف در اطراف مفاصل می شود. اوزون درمانی باعث توقف درد و التهاب، رساندن جریان خون بهتر، افزایش مواد مغذی برای بافتها، رساندن اکسیژن به بافتهای اسیب دیده می شود. این روش باعث بهبود حرکت و کاهش درد مفصل هم می شود. کاملیا و همکاران اثرات مفید اوزون را افزایش عرضه اکسیژن در بافت های تحت تأثیر التهاب و درد، افزایش جریان خون و از بین بردن زواید متابولیک در مفاصل آسیب دیده، از بین بردن انسداد موادی که التهاب و درد را حفظ می کند، تقویت سیستم ایمنی بدن، تحریک مکانیسم های بهبود سلامت در بدن و در نتیجه، تحرک مفصلی بهتر و عملکرد بهتر سیستم بدن مطرح می کنند (کاملیا33 و همکاران، 2014). به طور کلی مکانیسم های احتمالی ازون تراپی شامل: ضد درد، ضد التهاب، تاثیرات آنتی اکسیدانتی (به وسیله فعال کردن متابولیسم های سلولی، کاهش سنتز پروستاگلاندین)، بهبود کیفیت اکسیژن رسانی به بافت ها(از طریق عمل بی هوازی، وازودیلاسیون و تحریک آنژیوژنز) می باشد(دی جسوز34 و همکاران، 2017، کالونگا35 و همکاران، 2012). تحقیقات دیگر نیز نشان دادند که اوزون تراپی می تواند درد بیماران مبتلا به استئوآرتریت متوسط را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و موجب بهبود وضعیت عملکردی آنها می شود. مکانیزمی که اوزون می تواند آستانه درد را بالا ببرد، احتمالاً تحریک دستگاه ضد درد است که به واسطه سروتونین درون زا و مواد افیونی انجام می شود (هاشمی و همکاران، 2016).
بنابراین، یافته های ما نشان دادند که درمان ترکیبی با تزریق سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان و انجام تمرین با شدت متوسط ونیز ترکیب ازون تراپی و انجام تمرین هر دو، می تواند برای بهبود بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله ونیز تعامل مؤثر عضله با استخوان در موش های مبتلا به استوآرتریت نسبت به روش های درمانی دیگر مانند سلول، ازن و تمرین تنها، مناسب تر باشد و قابل ذکر است که درمان ترکیبی تزریق سلول های بنیادی مشتق از مغز استخوان و انجام تمرین با شدت متوسط بیش از ترکیب اوزون تراپی و انجام تمرین تأثیرگذار بوده است. گرچه سلول های بنیادی دارای خواص ترمیم کنندگی، ضدالتهابی و تعدیل کننده سیستم ایمنی هستند، ترکیب آن با تمرین درمانی می تواند برای کاهش اختلالات ناشی از آرتروز مؤثرتر باشد.
نتیجه گیری
به طور کلی نتایج نشان داد که ترکیبی از تمرین و سلول با بیشترین افزایش در بیان ژن های a-actinin3 ،pgc-1α عضله رانی احتمالا می تواند اثرات مفیدی بر عوامل تحریکی و مهاری تعاملات بین عضله و استخوان در مدل موش های آرتروزی داشته و در نتیجه خطرات تحلیل و ضعف عضلات ناشی از عوارض آرتروز را کاهش دهد.
تشکر و قدر دانی: بدینوسیله نویسندگان مقاله از مسئولان آزمایشگاه حیوانی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری به دلیل همکاری های لازم سپاسگزاری می نمایند.
تأییدیه اخلاقی: این پژوهش توسط کمیته مراقبت از حیوانات و استفاده از آن در دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری تایید شده است(شماره مجوز تصویب:IR.IAU.REC.1398.33).
تعارض منافع: هیچ گونه تعارض منافع توسط نویسندگان بیان نشده است.
منبع مالی: این مقاله مستخرج از رساله دکتری با کد رهگیری 70363 در سامانه پژوهشیار دانشگاه آزاد اسلامی و با هزینه شخصی می باشد.محققین انجام شده است.
منابع
Alkatan, M., Baker, J. R., Machin, D. R., Park, W., Akkari, A. S., Pasha, E. P., & Tanaka, H. (2016). Improved function and reduced pain after swimming and cycling training in patients with osteoarthritis. The Journal of rheumatology, jrheum-151110.
Calunga, J. L., Menéndez, S., León, R., Chang, S., Guanche, D., Balbín, A., ... & García, P. (2012). Application of ozone therapy in patients with knee osteoarthritis. Ozone: Science & Engineering, 34(6), 469-475.
Camelia C, Madalina I, Tatiana M, Marilena P, Oana A. The role of ozone therapy in maintaining the articular function and in relieving the pain for patients with knee osteoarthritis. ARS Medica Tomitana. 2014 Feb 1;20(1):25-9.
Carvalho, N. A. D. A., Bittar, S. T., Pinto, F. R. D. S., Ferreira, M., & Sitta, R. R. (2010). Manual for guided home exercises for osteoarthritis of the knee. Clinics, 65(8), 775-780.
De Jesus, C. C. L., dos Santos, F. C., de Jesus, L. M. O. B., Monteiro, I., Sant’Ana, M. S. S. C., & Trevisani, V. F. M. (2017). Comparison between intra-articular ozone and placebo in the treatment of knee osteoarthritis: A randomized, double-blinded, placebo-controlled study. PloS one, 12(7), e0179185.
Desando, G., Cavallo, C., Sartoni, F., Martini, L., Parrilli, A., Veronesi, F., ... & Grigolo, B. (2013). Intra-articular delivery of adipose derived stromal cells attenuates osteoarthritis progression in an experimental rabbit model. Arthritis research & therapy, 15(1), R22.
Feng, X., & Beiping, L. (2017). Therapeutic Efficacy of Ozone Injection into the Knee for the Osteoarthritis Patient along with Oral Celecoxib and Glucosamine. Journal of clinical and diagnostic research: JCDR, 11(9), UC01.
Focht, B. C., Garver, M. J., Lucas, A. R., Devor, S. T., Emery, C. F., Hackshaw, K. V., ... & Rejeski, W. J. (2017). A group-mediated physical activity intervention in older knee osteoarthritis patients: effects on social cognitive outcomes. Journal of behavioral medicine, 40(3), 530-537.
Fransen, M., Nairn, L., Bridgett, L., Crosbie, J., March, L., Parker, D., ... & Harmer, A. R. (2017). Post‐acute rehabilitation after total knee replacement: a multicenter randomized clinical trial comparing long‐term outcomes. Arthritis care & research, 69(2), 192-200.
Gehmert, S., Wenzel, C., Loibl, M., Brockhoff, G., Huber, M., Krutsch, W., ... & Gehmert, S. (2014). Adipose tissue-derived stem cell secreted IGF-1 protects myoblasts from the negative effect of myostatin. BioMed research international, 2014.
Gibbs, N., Diamond, R., Sekyere, E. O., & Thomas, W. D. (2015). Management of knee osteoarthritis by combined stromal vascular fraction cell therapy, platelet-rich plasma, and musculoskeletal exercises: a case series. Journal of pain research, 799-806.
Hashemi, M., Khameneh, S. M. H., Dadkhah, P., & Mohajerani, S. A. (2017). Effect of Intraarticular injection of ozone on inflammatory cytokines in knee osteoarthritis. Journal of Cellular & Molecular Anesthesia, 2(2), 37-42.
Hashemi, M., Nabi, B. N., Saberi, A., Sedighinejad, A., Haghighi, M., & Farzi, F. (2016). The comparison between two methods for the relief of knee osteoarthritis pain: Radiofrequency and intra-periarticular ozone injection: A clinical trial study. Int J Med Res Health Sci, 5(7S), 539-546.
Heidari, B. (2011). Knee osteoarthritis prevalence, risk factors, pathogenesis and features: Part I. Caspian journal of internal medicine, 2(2), 205. PMCID
Hunter, D. J., Beavers, D. P., Eckstein, F., Guermazi, A., Loeser, R. F., Nicklas, B. J., ... & Messier, S. P. (2015). The Intensive Diet and Exercise for Arthritis (IDEA) trial: 18-month radiographic and MRI outcomes. Osteoarthritis and cartilage, 23(7), 1090-1098.
Invernizzi, M., Stagno, D., Carda, S., Grana, E., Picelli, A., Smania, N., ... & Baricich, A. (2017). Safety of intra-articular oxygen-ozone therapy compared to intra-articular sodium hyaluronate in knee osteoarthritis: a randomized single blind pilot study. Int J Phys Med Rehabil, 5(385), 2.
Jung, S., & Kim, K. (2014). Exercise-induced PGC-1α transcriptional factors in skeletal muscle. Integrative medicine research, 3(4), 155-160.
Kawao, N., & Kaji, H. (2015). Interactions between muscle tissues and bone metabolism. Journal of cellular biochemistry, 116(5), 687-695.
Kunduracilar, Z., Sahin, H. G., Sonmezer, E., & Sozay, S. (2018). The effects of two different water exercise trainings on pain, functional status and balance in patients with knee osteoarthritis. Complementary therapies in clinical practice, 31, 374-378.
Li, M., Luo, X., Lv, X., Liu, V., Zhao, G., Zhang, X., ... & Wang, W. (2016). In vivo human adipose-derived mesenchymal stem cell tracking after intra-articular delivery in a rat osteoarthritis model. Stem cell research & therapy, 7(1), 160.
Liu, W., Sun, Y., He, Y., Zhang, H., Zheng, Y., Yao, Y., & Zhang, Z. (2017). IL-1β impedes the chondrogenic differentiation of synovial fluid mesenchymal stem cells in the human temporomandibular joint. International journal of molecular medicine, 39(2), 317-326.
Loeser, R. F. (2011). Aging and osteoarthritis. Current opinion in rheumatology, 23(5), 492.
Loeser, R. F. (2017). The role of aging in the development of osteoarthritis. Transactions of the American Clinical and Climatological Association, 128, 44.
Loureiro, A., Mills, P. M., & Barrett, R. S. (2013). Muscle weakness in hip osteoarthritis: a systematic review. Arthritis care & research, 65(3), 340-352.
Lun, V., Marsh, A., Bray, R., Lindsay, D., & Wiley, P. (2015). Efficacy of hip strengthening exercises compared with leg strengthening exercises on knee pain, function, and quality of life in patients with knee osteoarthritis. Clinical Journal of Sport Medicine, 25(6), 509-517.
Malfait, A. M., & Little, C. B. (2015). On the predictive utility of animal models of osteoarthritis. Arthritis research & therapy, 17(1), 225.
McAlindon, T. E., Bannuru, R., Sullivan, M. C., Arden, N. K., Berenbaum, F., Bierma-Zeinstra, S. M., ... & Kwoh, K. (2014). OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthritis and cartilage, 22(3), 363-388.
Øiestad, B. E., Juhl, C. B., Eitzen, I., & Thorlund, J. B. (2015). Knee extensor muscle weakness is a risk factor for development of knee osteoarthritis. A systematic review and meta-analysis. Osteoarthritis and cartilage, 23(2), 171-177.
Segal, N. A., & Glass, N. A. (2011). Is quadriceps muscle weakness a risk factor for incident or progressive knee osteoarthritis?. The Physician and sportsmedicine, 39(4), 44-50. https://doi.org/10.3810/psm.2011.11.1938
Van Buul, G. M., Siebelt, M., Leijs, M. J., Bos, P., Waarsing, J. H., Kops, N., ... & van Osch, G. J. (2012). Mesenchymal stem cell therapy in a rat model of osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage, 20, S275.
Yang, X., Zhu, T. Y., Wen, L. C., Cao, Y. P., Liu, C., Cui, Y. P., ... & Liu, H. (2015). Intraarticular injection of allogenic mesenchymal stem cells has a protective role for the osteoarthritis. Chinese medical journal, 128(18), 2516-2523.
[1] . Loeser
[2] . Hunter
[3] . Hunter
[4] . Li
[5] . Desando
[6] . Liu
[7] . Van
[8] . De Jesus
[9] . Calunga
[10] . Feng
[11] . Invernizzi
[12] . Focht
[13] . Hunter
[14] . Carvalho
[15] . Kunduracilar
[16] . McAlindon
[17] . Lun
[18] . Alkatan
[19] . Segal
[20] . Kawao
[21] . Malfait
[22] . Medial Parapatelar
[23] . Malfait
[24] . Jung
[25] . Loureiro
[26] . Øiestad
[27] . Fransen
[28] . Gibbs
[29] .Li
[30] . Van
[31] . Gehmert
[32] . Yang
[33] . Camelia
[34] . De Jesus
[35] . Calunga
