| dc.contributor.advisor | Stürmer, Ewa Prof. Dr. | |
| dc.contributor.author | Sauerhoff, Cordula | |
| dc.date.accessioned | 2018-03-22T09:42:27Z | |
| dc.date.available | 2018-04-18T22:50:04Z | |
| dc.date.issued | 2018-03-22 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002E-E39A-2 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6795 | |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 610 | de |
| dc.title | Die Modulation der Skelettmuskelzelle unter dem Einfluss einer horizontalen Ganzkörpervibration in östrogen-defizienten Ratten | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.title.translated | The effect of horizontal whole-body vibration on selected muscles in estrogen deficient rats | de |
| dc.contributor.referee | Kramer, Franz-Josef Prof. Dr. Dr. | |
| dc.date.examination | 2018-04-11 | |
| dc.description.abstractger | Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der horizontalen Ganzkörpervibration mit verschiedenen Frequenzen auf ausgewählte Skelettmuskeln bei Östrogen-defizienten Sprague Dawley-Ratten. Analysiert wurde dieser Effekt anhand des etablierten Osteoporose-Modells der ovarektomierten Ratte. Die Halte- und Stützfunktion der Muskulatur darf im Hinblick auf die klinische Relevanz für uns Menschen in diesem Modell nicht vernachlässigt werden. 90 weibliche und geschlechtsreife Tiere im Alter von 3 Monaten wurden randomisiert in 6 Gruppen á 15 Tiere eingeteilt. So entstanden die folgenden Gruppen: SHAM; OVX; OVX+30 Hz; OVX+50 Hz; OVX+70 Hz; OVX+90 Hz. 75 Tiere wurden ovarektomiert, und 15 Tiere wurden SHAM-operiert. Nach 56 Tagen manifestierte sich eine Osteoporose bei den ovarektomierten Tieren. Im Folgenden wurde bei allen Ratten eine beidseitige Osteotomie der Tibia-Metaphysen mit stabiler T-Platten-Osteosynthese durchgeführt. Diese Untersuchungen sind Inhalt einer anderen Dissertationsarbeit. Ab dem 5. post-operativen Tag begann für 60 Ratten die horizontale Ganzkörpervibration in der für die jeweilige Gruppe spezifischen Frequenz. Die Vibration erfolgte über 30 Tage täglich für jeweils 15 Minuten. Danach wurden die Ratten getötet, um Blut, Uteri, Tibiae, Oberschenkelknochen, Wirbelkörper, Mm. gastrocnemii, Mm. longissimi dorsi, Mm. solei entnehmen und untersuchen zu können.
Für die Analyse der Wirkung einer osteoporotischen Stoffwechsellage auf die Skelettmuskulatur wurden den Versuchstieren die Mm. gastrocnemii und solei in toto und die Mm. longissimi dorsi partiell entnommen. Für die histologische Auswertung der drei ausgewählten Muskeln wurden 12 µm dicke Schnitte zur Bestimmung der Muskelfasergröße, der Zellzahl und der Anzahl der Kapillaren angefertigt. Die Enzymaktivitäten für die Laktatdehydrogenase, Citrat-Synthase und für den Komplex I wurden mit einem Photometer gemessen. Die Enzymaktivität wurde jeweils im Verhältnis zum ebenfalls ermittelten Proteingehalt der Muskelprobe berechnet.
Beim Naßgewicht bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Muskeln (M. gatrocnemius, M. soleus) der verschiedenen Gruppen (SHAM, OVX, OVX+30 Hz, OVX+50 Hz, OVX+70 Hz und OVX+90 Hz). Tendenziell ist das Gewicht des M. gastrocnemius und des M. soleus in der SHAM-Gruppe geringer als in den übrigen Gruppen, und auch das Körpergewicht der Tiere dieser Gruppe ist im Vergleich zu den anderen Gruppen erniedrigt. Die horizontale WBV und/ oder der Östrogenmangel bewirkt eine Gewichtszunahme der Muskelmasse. Das Bestimmen der Muskelfläche, des Muskeldurchmessers und der Muskelfasertypen, der jeweils drei ausgewählten Muskeln (M. gastrocnemius, M. longissimus dorsi und M. soleus) pro Tier diente zu Beurteilung des Einflusses vom induzierten Östrogenmangel und des Effektes der horizontalen Ganzkörpervibration auf die Sklettmuskelzellen an sich. Setzen wir die Flächen und Durchmesser der sowohl glykolytischen als auch oxidativen Muskelzellen der Mm. gastrocnemii und Mm. longissimi dorsi ins Verhältnis zu ihrem Muskelgewicht bzw. zu ihrem Körpergewicht, so lassen sich in allen Ergebnissen dafür signifikant erhöhte Werte für die SHAM-Gruppe ermitteln, dass heißt durch die 30 Tage horizontale Ganzkörpervibration konnte dieses Defizit nicht aufgehoben werden. Für den M. soleus treten weder signifikante Werte noch eindeutige Tendenzen im Gruppenvergleich auf. Außerdem lässt sich für die glykolytischen Zellen im M. longissimus dorsi die Tendenz erkennen, dass in der SHAM-Gruppe die höchste Anzahl von glykolytischen Zellen vorliegt. Betrachten wir die Anzahl der oxidativen Zellen im Verhältnis zur Zellzahl pro mm², zeigen sich tendenziell die höchsten Werte in der Gruppe OVX+30 Hz. Im Ergebnis zeigen sich also die glykolytischen und oxidativen Zellen unterschiedlich.
Für die Analysen der Anzahl der Zellen und der Kapillaren pro mm² lassen sich für den M. gastrocnemius und für den M. longissimus dorsi keine signifikanten Unterschiede zwischen den WBV-Gruppen ermitteln. Für den M. soleus liegt die höchste Zellzahl in der Gruppe OVX+30 Hz, die höchste Anzahl von Kapillaren finden wir in der Gruppe OVX+90 Hz, dort liegen auch die höchsten Werte für das Verhältnis zwischen Zellanzahl und Kapillaren vor. Für die Anzahl der Kapillaren und deren Verhältnis zur Anzahl der Zellen konnten signifikant erniedrigte Werte für die Gruppen SHAM; OVX; OVX+30 Hz und OVX+50 Hz im Vergleich zur Gruppe OVX+90 Hz ermittelt werden.Die bei 90 Hz sehr stark wirkenden Scherkräfte scheinen sich positiv auf die Kapillardurchblutung und damit auf die gesamte Durchblutung auszuwirken.
In der Analyse der untersuchten für den Energiestoffwechsel relevanten Enzyme (Laktatdehydrogenase, Citrat-Synthase und Komplex I) waren keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei ausgewählten Muskeln oder zwischen den gewählten Tiergruppen detektierbar (SHAM, OVX, OVX 30 Hz, OVX 50 Hz, OVX 70 Hz und OVX 90 Hz).
Abschließend lässt sich formulieren, dass die horizontale Ganzkörpervibration in den untersuchten Parametern keinen richtungsweisenden Effekt auf die Leistungsfähigkeit der Skelettmuskulatur hat. Es zeigen sich zum Teil sogar unvorteilhafte Effekte durch die Anwendung der horizontalen Ganzkörpervibration (Komrakova et al. 2013). Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Ausrichtung, die Frequenz und die Dauer der Anwendung noch optimierbar sind und individuell für die jeweiligen Patienten ausgewählt und angepasst werden müssen, obwohl sie zum aktuellen Zeitpunkt schon als Therapie für Patienten eingesetzt wird. | de |
| dc.description.abstracteng | The present study investigated the effect of horizontal whole-body vibration (WBV) with various frequencies on selected muscles in intact and osteopenic Sprague Dawley rats. Therefore we analyzed the effect of WBV by using the well-known ovariectomized rat model with osteopenia. In total 90 female and sexually mature rats at three months of age were randomized disposed in 6 groups with 15 animals (SHAM; OVX; OVX 30 Hz; OVX 50 Hz; OVX 70 Hz and OVX 90 Hz). 56 days after ovariectomy the osteopenia occurred very equal to postmenopausal women in these rats and bilateral metaphyseal tibia osteotomy and T-plate osteosynthesis were performed. 5 days after osteotomy the WBV was started with the following groups in the selected frequencies: OVX 30 Hz; OVX 50 Hz; OVX 70 Hz and OVX 90 Hz. We did the WBV for 30 days 30 minutes a day. After that, rats were decapitated to harvest blood samples, uteri, tibiae, femora, vertebral bodies, Mm. gastrocnemii, Mm. longissimi dorsi and Mm. solei for further investigations. The Mm. gastrocnemii and Mm. solei were harvested in toto in contrast to the Mm. longissimi dorsi which were fractionally harvested. For histological analyses of muscle fibers we cut this muscle samples into serial cross sections of 12µm thickness. The investigation included the classification of muscle fibers (glycolytic type versus oxidative type), the determination of cell count, cross-sectional areas and of the capillary density. The analyses of muscle enzymes activities (LDH, CS, Complex I) were assayed by using a photometer. Every enzyme activity was estimated relative to the total protein content. For all volume weights of the in toto harvested muscles (M. gastrocnemius, M. soleus) no significant differences were found. By trend decreased weights for the M. gastrocnemius and M. soleus were detected in the intact rats (SHAM) comparted to other groups. It seems that the horizontal WBV and/ or the estrogen deficiency may responsible for a gain of muscle weight.
The histological investigations of the selected muscles for each animal were done to evaluate the bearing of estrogen-deficiency and the effect of horizontal WBV. In (the M. gastrocnemius and M. longissimus dorsi) the ratio of cross-sectional areas (glycolytic and oxidative fibers), the muscle weights and the bodyweights respectively, showed significant increased values refer to the SHAM-group. There were no significant differences or clearly trends detected for the M. soleus, in comparison of all groups. Furthermore there is a trend for the highest number of glycolytic fibers in the M. longissimus dorsi found in the SHAM-group. The highest number of oxidative fibers in this muscle was however counted in the OVX+30 Hz-group. In conclusion there is a different presentation of the glycolytic and the oxidative fibers.
Capillary density showed no significant differences in the M. gastrocnemius and M. longissimus dorsi. The M. soleus did have the highest cell count in the group OVX+30 Hz and the highest capillary density was detected in the group OVX+90 Hz, moreover in this group are the highest values refer to the relationship of cell count and capillary density. Capillary density and in relation to the cell count showed in comparison to group OVX+90 Hz significant decreased values in the groups SHAM; OVX; OVX+30 Hz and OVX+50 Hz respectively. Referred to the specified muscle enzyme activities there were no significant differences neither between the muscles nor between the study groups.
Though WBV is already used in various therapies. The results presented in here pointed out the necessity to adapt the direction, frequency and duration of the WBV to the refered desease and the individual patient. | de |
| dc.contributor.coReferee | Schön, Margarete Prof. Dr. | |
| dc.subject.ger | Horizontale Ganzkörpervibration | de |
| dc.subject.ger | Skelettmuskelzellen | de |
| dc.subject.ger | östrogen-defiziente Ratten | de |
| dc.subject.ger | Histologische Untersuchungen der Muskelzellen | de |
| dc.subject.ger | Bestimmung der Enzymaktivität | de |
| dc.subject.eng | whole-body vibration (WBV) | de |
| dc.subject.eng | various frequencies | de |
| dc.subject.eng | selected muscles | de |
| dc.subject.eng | ovariectomized rat model with osteopenia | de |
| dc.subject.eng | histological investigations | de |
| dc.subject.eng | analyses of muscle enzymes activities | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-002E-E39A-2-2 | |
| dc.affiliation.institute | Medizinische Fakultät | de |
| dc.subject.gokfull | Medizin (PPN619874732) | de |
| dc.description.embargoed | 2018-04-18 | |
| dc.identifier.ppn | 101629641X | |