تاثیر تمرین مقاومتی بر چگالی استخوان

---

تمرین مقاومتی و چگالی استخوان

بین انجام تمرین مقاومتی و چگالی استخوان رابطه تنگاتنگی وجود دارد. استخوان‌های ما بافت‌هایی بسیار محکم و در عین حال انعطاف‌پذیرند که متشکل از چهار نوع سلول هستند. استئوسایت‌ها، استئوکلاست‌ها، استئوبلاست‌ها و سلول‌های لاینینگ که هر کدام نقش‌هایی بسیار حیاتی در بازسازی استخوان‌ها بازی می‌کنند. استخوان‌ها اندام‌های حیاتی بدن هستند. و نقش‌های مختلفی از جمله نقش حرکتی، نقش محافظتی در برابر فشارهای خارجی از ارگان‌های داخلی به‌عنوان جایگاه ذخیره مواد معدنی نظیر کلسیم و فسفات و در خون سازی و … نقش دارند. برای مثال، استخوان قفسه سینه نقش محافظتی برای ارگان‌های داخلی نظیر قلب و شش‌ها بازی می‌کند و یا نقش جمجمه در محافظت از مغز حیاتی است.

بازسازی استخوان‌ها فرایند پیچیده‌ای است و نقش برخی از سلول‌ها مانند سلول‌های لاینینگ به‌خوبی درک نشده است. به‌طور ساده، سه مرحله اصلی بازسازی استخوان شامل باز جذب استخوان توسط استئوکلاست‌ها، مرحله‌ای بین باز جذب و تشکیل استخوان و مرحله آخر که مرحله تشکیل استخوان‌ها بوسیله استئوبلاست‌ها است. این فرآیندهای ریمدلینگ (جذب و تشکیل) استخوانی برای بهبود شکستگی‌ها و نیز سازگاری با فشارهای خارجی که توسط عضلات وارد میشود، بسیار حیاتی است. مانند تنش‌هایی که در حین انواع فعالیت ورزشی به استخوان و عضلات وارد می‌شود. همچنین، برای هموستاز کلسیم بسیار حیاتی می‌باشد. و هر گونه اختلال بین بازجذب و تشکلیل استخوان منجر به اختلالاتی نظیر استئوپنیا (کاهش تراکم استخوان)، استروپروزیس (پوکی استخوان) و استئوپرتروزیس (استخوان مرمری) می‌شود که دومی بسیار نادر است.

 

پوکی استخوان

پوکی استخوان یک از مشکلات سلامتی فراگیر است که روز به روز در حال افزایش است. این مشکل در جمعیت‌های سالمند و همچنین زنان یائسه شیوع بسیار زیادی دارد. در سال ۲۰۱۴، پوکی استخوان بیش از ۱۰ میلیون نفر از افراد بالای ۵۰ سال را تحت تاثیر خود قرار داده است. و بالغ بر ۴۰ میلیون در معرض پوکی استخوان هستند. پوکی استخوان با کاهش چگالی استخوان و نیز افزایش خطر شکستگی نمایان می‌شود. همانند سارکوپنیا (کاهش توده عضلانی) در افراد سالمند شیوع بسیار بیشتری دارد. به نظر می‌رسد با افزایش جمعیت سالمندان و نیز افزایش طول عمر شیوع پوکی استخوان رو به افزایش است.

 اخیرا واژه استئوسارکوپنیا برای افرادی که دو عارضه (کاهش توده عضلانی و کاهش توده استخوانی) را در کنار هم دارند مطرح است. هر دوی این مشکلات تا حدودی قابل درمان هستند. می‌توان روند آن‌ها را با مداخلات بسیاری از قبیل مداخلات فعالیت ورزشی، تغذیه‌ای، هورمونی و…. کاهش داد. برخی از روش‌های پیشگیری و درمان این بیماری‌ها دارای عوارض هستند. بنابراین، به نظر می‌رسد فعالیت ورزشی منظم (هوازی و مقاومتی) یکی از کلیدهای اصلی پیشگیری و درمان این نوع مشکلات و دیگر مشکلات سلامتی می‌باشد.

تاثیر فعالیت ورزشی بر پوکی استخوان

شکل‌های مختلفی از فعالیت ورزشی هوازی و مقاومتی وجود دارد و روز به‌روز بر تنوع این نوع تمرینات افزوده می‌شود که با دریافت برنامه تمرین میتوان به این فعالیت های ورزشی پرداخت. هر کدام از این تمرینات فشارهای مختلفی را بر عضلات، استخوان‌ها و دیگر دستگاه‌های بدن وارد می‌کنند.به همین دلیل، احتمالا پاسخ‌ها و سازگاری‌های متفاوتی را در پی خواهند داشت.

یکی از پروتکل‌های مطرح در این زمینه استفاده از تمرینات مقاومتی (تمرینات با وزنه یا وزن بدن و یا سایر تجهیزات) برای بهبود و پیشگیری از پوکی استخوان در زنان و مردان است. در این نوع تمرینات بارهای اضافی بر استخوان‌ها وارد می‌شود که ناشی از بکارگیری عضلات هستند. و این بارهای اضافی منجر به بهبود پاسخ‌های استئوجنیک (استخوان ساز) می‌شود. اگر چه اعقتقاد خرافی زیادی در بین زنان مبنی بر استفاده از تمرینات مقاومتی و تغییر شکل بدن آن‌ها به سمت و سوی آقایان وجود دارد. اما آن‌ها فقط در حد یک خرافه هستند و باید به صورت علمی به مسئله نگاه شود. در بخش‌های بعدی به ارتباط بین تمرین مقاومتی و چگالی استخوان می‌پردازیم.

 

تفاوت‌های جنسیتی در توده استخوانی

استتئوپروزیس و شکستگی‌های مرتبط با استئوپروزیس در زنان نسبت به مردان شایع‌تر است. به‌طور تقریبی از هر ۲ زن ۱ زن پس از ۵۰ سالگی شکستگی را تجربه می‌کند. این شیوع در بین زنان منجر به این اعتقاد شده است که پوکی استخوان مختص زنان است. و بنابراین، مردان نباید در مورد آن نگران باشند. حال آن‌که تقریبا ۲۵ درصد از مردان بالای ۵۰ سال شکستگی‌های مرتبط با پوکی استخوان را تجربه می‌کنند. به‌دست آوردن حداکثر توده و قدرت استخوانی در سنین کودکی و نوجوانی برای هر دو جنسیت بسیار اهمیت دارد.

پاتوفیزیولوژی پوکی استخوان

به‌طور کلی، پوکی استخوان به دو طبقه تقسیم بندی می‌شود : پوکی استخوان اولیه و پوکی استخوان ثانویه

پوکی استخوان اولیه شامل دو نوع اول و دوم می‌شود. این نوع پوکی استخوان معمولا پس از یائسگی در زنان اتفاق می‌افتد. و با کاهش استروژن در زنان بین ۵۰ تا ۶۵ سالگی اتفاق می‌افتد. این دوره به نظر می‌رسد حدود ۴ تا ۱۰ سال طول بکشد. و منجر به کاهش ۵ تا ۱۰ درصدی در استخوان کورتیکال (استخوان سفت و سخت) و نیز کاهش ۲۰ تا ۳۰ درصدی در استخوان ترابکولار (استخوان اسفنجی درون کورتیکال) می‌شود. پوکی استخوان نوع دوم معمولا پس از هفتاد سالگی در هر دو جنسیت اتفاق می‌افتد. دلایل زیادی نظیر کاهش تولید ویتامین D در کلیه‌ها، اختلالات در جذب کلسیم و دیگر مواد مغذی، کاهش دریافت زیر مغذی‌های مهم در متابولیسم استخوان، و نیز سطوح و فعالیت هورمون‌های استروژن و تستوسترون و نیز کاهش سطوح فعالیت بدنی می‌تواند از دلایل این نوع از پوکی استخوان باشد.

طبقه دوم یا نوع سوم پوکی استخوان می‌تواند از پیامد‌های دیگر بیماری‌ها نشات گیرد. مانند بی‌اشتهایی عصبی، فیبروز سیستیک و کرون و یا عوارض استفاده بیش از حد برخی از داروها. هر چند به طور کلی هایپوگنادیسم، سبک زندگی غیر فعال، مصرف دخانیات و استفاده بیش از حد از الکل می‌تواند از اصلی‌ترین ریسک فاکتورهای پوکی استخوان باشد.

تمرین مقاومتی و چگالی استخوان

در این بخش بر تحقیقاتی که در رابطه با تمرین مقاومتی و چگالی استخوان هستند مروری خواهیم داشت. تمرین مقاومتی گونه‌ای از تمرینات هست که وابسته به شدت، مدت و دیگر عوامل درگیر در تمرین، باعث افزایش آمادگی جسمانی، سلامتی، عملکرد ورزشی و افزایش توده عضلانی می‌شود. تمرینات مقاومتی سه گونه اصلی دارند. که عبارتند از تمرینات ایزومتریک مانند پلانک، ایزوتونیک مانند باز شدن و خم شدن زانو در طول حرکت‌های پا با استفاده از دستگاه‌های موجود در باشگاه‌ها، و در آخر تمرینات ایزوکنتیک که سرعت حرکت در طول دامنه حرکتی یکسان است و می‌تواند با وسایل گران قیمت نظیر بایودکس و یا دیگر وسایل انجام شود.

تمرینات مقاومتی در مواقعی اثر گذاری بهتری دارد که اصل افزایش تدریجی نیز مورد استفاده قرار گیرد. یعنی با گذشت زمان به تدریج یک یا چند مولفه تمرینی مانند تواتر، شدت، زمان و نوع (FITT) با توجه به هدف ورزشکار و یا افراد معمولی تغییر داده شود. تمرینات مقامتی باعث بهبود وضعیت استخوانی و افزایش چگالی استخوان می‌شود. همچنین، با افزایش توده عضلانی و یا حداقل متوقف کردن روند تحلیل عضلانی برای تمامی سنین بسیار مفید است. بنابراین، در انجام تمرین مقاومتی و چگالی استخوان ارتباط تنگاتنگی وجود دارد.

از طرفی، در سالمندان با بهبود وضعیت عضلانی ریسک زمین خوردن نیز کاهش می‌یابد. که یکی از دلایل عمده شکستگی‌ها در سالمندان است. بار مکانیکی یکی از تئوری‌های مطرح شده برای افزایش چگالی استخوان است. این سیستم به طور عمده شامل استئوسیت‌ها می‌شوند که در ریمدلینگ استخوان نقش حیاتی دارند. این سلول‌ها بار مکانیکی را حس و به استئوکلاست‌ها و استئوبلاست‌ها منتقل می‌کنند و در هموستاز کلسیم بسیار مهم هستند.

نقش وضعیت تحرک و سن

بسیاری از مطالعات تاثیرات منفی بی‌تحرکی و سبک زندگی غیر فعال را بر استخوان نشان داده‌اند. بی‌تحرکی موجب از دست رفتن توده اسکلتی عضلانی می‌شود. در مقابل بسیاری از مطالعات نقش مثبت فعالیت ورزشی مقاومتی را بر استخوان گزارش کرده‌اند. در یکی از مطالعات نشان داده شد که ورزشکاران مقاومتی چگالی استخوانی بیشتری نسبت به افراد غیر فعال دارند. همچنین، نشان داده شده است که فعالیت‌های ورزشی چند مفصله مانند اسکوات و ددلفیت نسبت به فعالیت‌های ورزشی تک‌مفصله مانند فعالیت‌های ورزشی که بیشتر با دستگاه‌های بدنسازی انجام می‌شود، در بهبود وضعیت استخوانی موثرترند. به نظر می‌رسد جوانان نسبت به بزرگسالان و افراد سالمند بهتر به تحریک پاسخ می‌دهند. و دوره کودکی و نوجوانی دورانی حیاتی برای افزایش توده استخوانی است. برای بهبود فرایند تشکلیل استخوان بهتر است از فعالیت‌های ورزشی متنوع و در جهات مختلف استفاده کرد

نقش اسکلروستین

اسکلروستین پروتئینی است که در استئوسایت‌ها تولید می‌شود و نقش اساسی در تنظیم تشکیل استخوان از طریق مسیر Wnt بازی می‌کند. این پروتئین انتقال سیگنال‌ها برای فعال‌سازی، تکثیر و تمایز پذیری استئوبلاست‌ها از سلوهای مزانشیمی را مسدود می‌کند. بیان بیش از حد اسکلروستین در استخوان می‌تواند منجر به استئوپنیا یا کاهش توده استخوانی شود. این پروتئین منجر به آپوپتوزیس (مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی) استئوبلاست‌ها می‌شود. این خود می‌تواند به کاهش توده استخوانی دامن بزند. تنش مکانیکی ایجاد شده در هنگام فعالیت بدنی باعث کاهش بیان اسکلروستین در استخوان‌ها می‌شود. و با افزایش فعالیت استئوبلاست‌ها  و کاهش فعالیت استئوکلاست‌ها به افزایش چگالی استخوان کمک می‌کند.

 

کیفیت استخوان در مقابل چگالی استخوان

سنجش چگالی استخوان (Bone Mineral Densitometry) یکی از روش‌های سنجش تراکم و قدرت استخوان است. از نتایج آن به عنوان یک عامل پیش‌بینی‌کننده خطر شکستگی استفاده می‌کنند. متاسفانه این روش اطلاعاتی در مورد ساختار یا معماری استخوان‌ها به ما نمی‌دهد. علاوه بر تراکم مواد معدنی استخوانی ما نیازمند عوامل دیگری هستیم که میزان قدرت استخوان را به‌طور دقیق‌تری بسنجیم. ارزیابی ریزساختارهای استخوان‌ها نقش بسیار مهمی در تعیین ویژگی‌های مرتبط با قدرت استخوان‌ها بازی می‌کند. و اینکه آیا فعالیت ورزشی علاوه‌بر بهبود وضعیت تراکم استخوانی می‌تواند ساختار استخوان‌ها را نیز تغییر دهد یا خیر. تعداد ترابکولار، الگوی پراکندگی آن‌ها، ضخامت آن‌ها و فاکتورهای دیگر در تعیین قدرت استخوان‌ها موثر است.

سنجش چگالی استخوان با استفاده از روش دگزا (DEXA) اندازه‌گیری می‌شود. ولی به نظر می‌رسد این نوع ارزیابی نواقصی دارد و کامل نیست. اندازه‌گیری کمی با توموگرافی کامپیوتری (QCT) یک روش سه‌بعدی است. که می‌تواند BMD را در محل‌های مخلتفی از جمله ساعد، استخوان درشت و … اندازه‌گیری کند و مزایای بیشتری برای ارزیابی قدرت استخوان‌ها دارد.