Comparison of the effects of zoledronic acid and exercise on bone mineral density and biomechanics in rats with induced osteoporosis

Osteoporoz oluşturulan sıçanlarda zoledronik asit ve egzersizin kemik mineral yoğunluğu ve biyomekaniği üzerine etkilerinin karşılaştırılması

Abstract

Objectives: This study aims to compare the effects of zoledronic acid and exercise on the bone mineral density (BMD) and biomechanics in rats with induced osteoporosis.Materials and methods: Thirty-two three-month-old female Wistar albino rats were enrolled in this study. In the control group (n=8), only skin incision was performed. Bone mineral density was measured in the ovariectomized rats after two months. The rats with osteopenia were randomly divided into three groups. The first group (n=8) received single dose 0.1 mg/kg intravenous zoledronic acid, while the second group (n=8) underwent treadmill exercise test. The third group (n=8) received no medication or exercise. All rats were sacrificed at the end of week 12. The BMD of the right femurs was measured. The three-point bending test was performed on the left femurs.Results: The mean BMD values 12 weeks after surgical menopause was significantly higher in the control group than the other groups (p 0.05). The mean maximum stress values of the samples from the control group were significantly higher than the other groups (p< 0.05). The mean maximum strain value in the control group was higher than the zoledronic acid group and ovariectomy group (p< 0.05). Ovariectomy group had a lower biomechanical strength compared to the other groups. The maximum strain values of the exercise group were significantly higher than the zoledronic acid group and ovariectomy group (p< 0.05).Conclusion: Our study results show that exercise is as effective as the zoledronic acid therapy in the treatment and prevention of osteoporosis

Özet

Amaç: Bu çalışmada osteoporoz oluşturulan sıçanlarda zoledronik asit ve egzersizin kemik mineral yoğunluğu (KMY) ve biyomekaniği üzerine olan etkileri karşılaştırıldı.Gereç ve yöntemler: Çalışmaya 32 adet üç aylık dişi Wistar albino sıçan alındı. Kontrol grubuna (n=8) yalnızca cilt insizyonu yapıldı. Overektomize edilen sıçanlara iki ay sonra KMY ölçümü yapıldı. Osteopeni saptanan sıçanlar rastgele üç gruba ayrıldı. Birinci gruba (n=8) tek doz 0.1 mg/kg intravenöz zoledronik asit, ikinci gruba (n=8) treadmill egzersiz testi uygulandı. Üçüncü gruba ise (n=8), ilaç ve egzersiz uygulanmadı. On iki hafta sonunda sıçanların tümü sakrifiye edildi. Sağ femurların KMY ölçümü yapıldı. Sol femurlara ise üç nokta eğme testi yapıldı.Bulgular: Cerrahi menopozdan 12 hafta sonra ortalama KMY değerleri, diğer gruplara kıyasla, kontrol grubunda anlamlı düzeyde daha yüksekti (p 0.05). Kontrol grubundaki örneklerin ortalama maksimum stres değerleri, diğer gruplara kıyasla, anlamlı düzeyde daha yüksekti (p< 0.05). Kontrol grubundaki ortalama maksimum gerilme değeri, zoledronik asit grubu ve overektomi grubuna kıyasla, daha yüksekti (p< 0.05). Overektomi grubu, diğer gruplara kıyasla, daha zayıf biyomekanik dayanıma sahipti. Egzersiz grubunun maksimum gerilme değerleri, zoledronik asit grubu ve overektomi gruplarına kıyasla, anlamlı düzeyde daha yüksek bulundu (p< 0.05).Sonuç: Çalışma sonuçlarımız, osteoporozun tedavisinde ve önlenmesinde egzersizin zoledronik asit tedavisi kadar etkili olduğunu göstermektedir