Una dieta integrata con calcio e fosforo aumenta il volume osseo dopo trenta giorni di esercizio su tapis roulant ad alta velocità nei topi adulti

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 14616 (2022) Citare questo articolo

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L’esercizio con pesi aumenta la massa ossea e la forza. L’aumento della frequenza di carico osseo durante l’esercizio può rafforzare l’osso. Nei topi, la combinazione dell’esercizio fisico con una dieta integrata con calcio e fosforo aumenta l’area corticale più dell’esercizio da solo. Pertanto, abbiamo ipotizzato che la combinazione di esercizi su tapis roulant ad alta velocità e l’alimentazione dei topi con una dieta integrata con minerali porterebbe ad un’area corticale maggiore rispetto all’esercizio ad alta velocità con una dieta standard e all’esercizio a bassa velocità con una dieta integrata. Topi maschi C57BL/6 di quindici settimane sono stati assegnati a sette gruppi: (1) al basale, (2) senza esercizio alimentato con una dieta di controllo, (3) senza esercizio alimentato con una dieta integrata, (4) con esercizio a bassa velocità alimentato una dieta di controllo, (5) esercizio a bassa velocità alimentato con una dieta integrata, (6) esercizio ad alta velocità alimentato con una dieta di controllo e (7) esercizio ad alta velocità alimentato con una dieta integrata. I topi si sono esercitati trenta giorni per 20 minuti al giorno a 12 m/min o 20 m/min. Le tibie sono state valutate mediante micro-CT e flessione a 4 punti. La frazione dell’area corticale e la frazione del volume dell’osso trabecolare (BV/TV) erano significativamente aumentate dalla dieta integrata. I topi allenati ad alta velocità avevano un peso corporeo significativamente inferiore, senza effetti dannosi per la salute delle ossa. Aumentare la velocità di corsa può ridurre il peso corporeo mantenendo i benefici dell’esercizio fisico e dell’alimentazione sulla salute delle ossa. La corsa può ridurre il peso corporeo senza danneggiare la salute delle ossa.

L'esercizio con carico negli esseri umani e nei topi può aumentare la massa ossea, la resistenza a livello strutturale (osso intero) e/o la qualità dei tessuti, rendendo l'osso più capace di resistere alla frattura1,2,3,4. L’esercizio fisico può anche avere benefici a lungo termine per la salute delle ossa, anche dopo la mancanza di allenamento5,6,7,8,9,10,11,12,13. Negli esseri umani, la massa ossea raggiunge il picco a circa 25 anni di età e successivamente diminuisce. È quindi utile massimizzare l'accumulo di massa ossea nelle prime fasi della vita per mantenere un livello più elevato di massa ossea in età avanzata quando l'esercizio con carico diventa più difficile da eseguire14,15,16.

L'osso risponde al carico derivante dall'esercizio aumentando la massa ossea e/o la forza ossea per accogliere carichi maggiori e prevenire danni17. L'esercizio fisico negli esseri umani e nei roditori può aumentare la massa ossea aumentando l'entità della tensione sull'osso, portando ad un aumento dell'area della sezione trasversale ossea18 e del tasso di formazione ossea19,20. I carichi che generano intensità di deformazione maggiori aumentano il tasso di formazione ossea quando applicati a una frequenza di carico più elevata21. Regimi di esercizio ad alta intensità ottenuti aumentando la velocità del tapis roulant potrebbero quindi essere in grado di aumentare la formazione ossea.

L’aumento della formazione ossea può consentire all’osso di raggiungere un picco di massa ossea maggiore o di raggiungere il picco di massa ossea in un tempo più breve, consentendo un aumento più rapido della resistenza alla frattura. Massimizzare la massa ossea con l’esercizio fisico potrebbe richiedere un maggiore apporto di minerali nella dieta per aumentare contemporaneamente la massa ossea e la qualità del tessuto osseo. Poiché l’esercizio fisico aumenta la richiesta di minerali alimentari22, l’esercizio su tapis roulant può causare un bisogno ancora maggiore di minerali che le normali quantità alimentari non sono in grado di fornire. La combinazione di esercizi su tapis roulant ad alta velocità con una dieta integrata con calcio e fosforo può aumentare ulteriormente la massa ossea oltre ciò che un esercizio standard a velocità inferiore può ottenere.

In condizioni di esercizio standard (correndo a una velocità simile al jogging), i roditori esercitati per 6-12 settimane hanno aumentato il contenuto minerale osseo corticale, l'area, la forza di snervamento e la forza finale13,22,23,24,25. Nei topi giovani adulti, la combinazione dell'esercizio fisico con una dieta integrata con minerali aumenta l'area corticale tibiale rispetto all'esercizio con una dieta standard dopo sole 3 settimane2. È stato quindi ipotizzato che la combinazione di una dieta arricchita di minerali con un esercizio su tapis roulant ad alta velocità porterebbe ad una maggiore area corticale rispetto all’esercizio ad alta velocità con una dieta standard dopo un programma di esercizi relativamente breve di trenta giorni nei topi giovani adulti.