تردمیل، به صورت تصادفی به دو گروه تجربی و کنترل تقسیم شدند. گروه تجربی به مدت هشت هفته روی دستگاه تردمیل ویژه جوندگان تمرین استقامتی داشتند که شدت و مدت تمرین به صورت تدریجی طی این مدت افزایش یافت. همه آزمودنی­ها 48 ساعت بعد از آخرین جلسه فعالیت بیهوش شده و با جراحی، استخوان ران آن­ها خارج شد و درون فالکون قرار گرفته و در کوتاه­ترین زمان ممکن به آزمایشگاه سنجش مقاومت استخوان جهت آزمون فشار مکانیکی خمش سه نقطه­ای و برآورد تغییرات بیومکانیکی استخوان انتقال داده شدند. تحلیل آماری اطلاعات با بهره گرفتن از روش t مستقل در سطح معناداری 05% انجام شد. نتایج نشان داد هشت هفته تمرین استقامتی بر سختی، حداکثر مقاومت، انرژی شکست و درصد تغییر شکل استخوان ران موش­های نر سالمند تأثیر معنا­داری ندارد. با توجه به نتایج تحقیق پیشنهاد می­شود تاثیر تمرین استقامتی، مقاومتی و ترکیبی با شدت­های متفاوت در افراد سالمند زن و مرد بپردازند.

 

واژه­های کلیدی: سالمندی، تمرین استقامتی، سختی، انرژی شکست، حداکثر مقاومت استخوان، درصد تغییرات استخوان

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان                                                                                                                                                    صفحه

 

فصل اول: طرح تحقیق

 

1-1. مقدمه.1

 

1-2. بیان مسئله2

 

1-3. اهمیت و ضرورت تحقیق 5

 

1-4. فرضیه ­های تحقیق.7

 

1-4-1. فرضیه کلی.7

 

1-4-2. فرضیه ­های اختصاصی7

 

1-5-1. اهداف تحقیق7

 

1-5-1. هدف کلی7

 

1-5-2. اهداف اختصاصی7

 

1-6. قلمرو تحقیق .8

 

1-6-1. محدوده تحت کنترل محقق8

 

1-6-2. محدوده خارج از کنترل8

 

1-7. اصطلاحات و واژه­های تخصصی9

 

1-7-1. سالمندی9

 

1-7-2. تمرین استقامتی.9

 

1-7-3. سختی استخوان.9

 

1-7-4. نیروی تسلیم .9

 

1-7-5. انرژی شکست .9

 

فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق

 

2-1. مقدمه.11

 

2-2. استخوان11

 

2-2-1. مورفولوژی استخوان11

 

2-2-2. استخوان اسفنجی13

 

2-2-3. استخوان فشرده.13

 

2-2-4. ترکیبات استخوان15

 

2-2-5. سلول­های استخوانی17

 

2-3. بازسازی و ترمیم استخوان.18

 

2-3-1. قانون ولف.19

 

2-3-2. شکل­دهی خارجی و بازسازی داخلی استخوان.20

 

2-3-2-1. اختلال در بازسازی استخوان21

 

2-3-2-2. بازسازی استخوان به وسیله استئوبلاست و استئوکلاست.23

 

2-4. بیماری­های استخوان.25

 

2-4-1. استئوپروز.26

 

2-4-1-1. ملاک  WHOبرای استئوپروز.27

 

2-4-1-2. فاکتورهای ریسک27

 

2-4-1-3. انواع پوکی استخوان.27

 

2-4-1-4. درمان پوکی.28

 

2-4-1-5. درمان دارویی28

 

2-4-2. استئومالاسیا.29

 

2-4-3. بیماری پگت استخوان.29

 

2-5. انطباق مکانیکی استخوان.29

 

2-6. ویژگی­های بیومکانیکی استخوان.32

 

2-6-1. بیومکانیک پایه.32

 

2-6-1-1. سختی استخوان.32

 

2-6-1-2. نیروی نهایی33

 

2-6-1-3. انرژی شکست34

 

2-6-1-4. نقطه تسلیم.35

 

2-7. انواع تست های بیومکانیکی.35

 

8-2. پیشینه تحقیق.36

 

2-9. جمع بندی40

 

فصل سوم: روش­شناسی تحقیق

 

3-1. مقدمه.42

 

3-2. روش تحقیق42

 

3-3. جامعه و نمونه آماری42

 

3-4. ابزار جمع­آوری داده­ها42

 

3-5. روش جمع­آوری اطلاعات43

 

3-5-1. آشنایی با نوارگردان.43

 

3-5-2. پروتکل تمرین43

 

3-5-3. نمونه گیری از حیوان44

 

3-6. متغیرهای پژوهش.45

 

3-6-1. متغیر مستقل45

 

3-6-2. متغیر وابسته.45

 

3-7. پردازش اطلاعات45

 

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل یافته­­های تحقیق

 

4-1.مقدمه.48

 

4-2.آمار توصیفی48

 

4-3. آزمون فرضیه ­ها.48

 

4-3-1. فرضیه اول49

 

4-3-2. فرضیه دوم 50

 

4-3-3. فرضیه سوم .51

 

4-3-4. فرضیه چهارم .52

 

فصل پنجم: بحث و  نتیجه­گیری

 

5-1.مقدمه55

 

5-2.خلاصه تحقیق.55

 

5-3.بحث و بررسی56

 

5-4.نتیجه­گیری نهایی.59

 

5-5.پیشنهادهای برخاسته از تحقیق.59

 

5-6. پیشنهاد برای تحقیقات بعدی.60

 

منابع .61

 

فهرست جداول

 

جدول 2-1. تعریف WHO از استئوپروز.26

 

جدول 3- 1. برنامه تمرین استقامتی موش­ها. 44

 

جدول 4-1. میانگین ± انحراف معیار موش­ها در هفته اول و هشتم.48

 

جدول 4-2. مقایسه میانگین وزن موش­های گروه کنترل و آزمایش در هفته هشتم.48

 

جدول 4-3. مقایسه سختی استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل.50

 

جدول 4-4. مقایسه حداکثر مقاومت استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل51

 

جدول 4-5. مقایسه انرژی شکست استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل.52

 

جدول 4-6. مقایسه میزان تغییر شکل استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل.53

 

فهرست تصاویر

 

شکل 2-1. مسیر سیگنالی استئوکلاست و تنظیم عمل استخوان25

 

شکل 2-2. منحنی نیرو – جابجایی برای بافت استخوان . 33

 

شکل 2-3. منحنی نیرو – جابجایی بری شرایط استخوانی متفاوت 33

 

شکل 3-1. دستگاه تست خمش سه نقطه­ای.45

 

شکل 4-1.میانگین وزن گروه­های کنترل و آزمایش در هفته هشتم49

 

شکل 4-2. سختی استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل.50

 

شکل 4-3.حداکثر مقاومت استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل51

 

شکل 4-4. انرژی شکست استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل52

 

شکل 4-5. میزان تغییر شکل استخوان ران موش­های نر سالمند گروه­های آزمایش و کنترل.53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول 

 

طرح تحقیق
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1. مقدمه

 

پیری کاهش قوای روانی و جسمی است که در اثر گذشت زمان روی می دهد. تعریف پیری در کشورهای مختلف با توجه به شرایط فرهنگی متفاوت است. در ایران سن پیری تعریف نشده است ولی اگر شروع دوره پیری را زمان بازنشستگی کامل از خدمت محسوب کنیم طبق قانون تأمین اجتماعی سن پیری برای مردان 60 سالگی و برای زنان 55 سالگی می­باشد. طبق قانون استخدام کشوری سن بازنشستگی برای مردان و زنان 65 سالگی است.امروزه دوران پس از 60 سالگی را که اصطلاحاً دوران بازنشستگی نامیده می شود، دورانی نیست که فقط به انتظار مرگ سپری شود. بلکه همانگونه که جامعه­شناسان گفته­اند این مرحله از عمر، دوران سوم زندگی است، در جامعۀ ما افراد به طور متوسط تا 80 سالگی امید به زندگی دارند. با گذشت سن و رسیدن به پیری و ضعف های ناشی از آن ، بستر بروز بسیاری بیماری های جسمی و روحی برای سالمندان مهیا می­گردد که عبارت­ است از پوکی استخوان، تصلب شرائین، یائسگی، کمبود کلسیم و ویتامین د، آلزایمر، پارکینسون، کاهش قدرت بدنی و عمل عضلات و سوء تغذیه. که در این میان انواع شکستگی ها و همچنین پوکی استخوان از بزرگترین معضلات سلامت بشر در سراسر دنیا هستند که با افزایش سن، به خصوص در جوامع غربی بار بیشتری را بر دوش اقتصاد ملل و خدمات بخش سلامت می­گذارند(1). با توجه به چشم­انداز نگران­کننده، روش­های درمانی و راه­های پیشگیرانۀ زیادی در جهت کاهش آمار این ضایعات استخوانی ایجاد شده ­اند. راه حل­هایی که به دلیل طبیعت پیچیده و البته شکنندۀ استخوان، بالاخص در مورد پوکی و شکستگی­ها، چندان هم ساده­ نیستند. امروزه، تمرینات و فعالیت­های فیزیکی، جز معدود روش­هایی هستند که اثرات مثبت آنها در حفظ و حتی بهبود جرم و استحکام استخوان، افزایش مقاومت و زمان واکنش عضلات، تعادل و هماهنگی ارگان­های بدن به اثبات رسیده است(2-4). به علاوه، فعالیت منظم فیزیکی اثرات سودمند فیزیولوژیکی از جمله افزایش سلامت عمومی و تناسب اندام، تأثیر مثبت بر روابط اجتماعی، اثرات مطلوب بر فشار و سیستم گردش خون، مغز و اعصاب، جنبۀ درمانی در بیماری­های دیابت، چاقی­های مفرط و قند خون نامنظم و البته افزایش کیفیت زندگی در سالخوردگی را به همراه دارد (5, 6). همچنین یافته­ های علمی حاکی از آن است که رژیم­های مختلف تمرینی، اثرات مطلوبی در استخوان­سازی نقاط مختلف آناتومیک در سیستم اسکلتی دارد(7). از طرفی، به نظر نمی­رسد تمرینات تحملی که تحرک چندانی ندارند، نتایج امیدبخشی در بازده استخوان داشته باشند. هرچند، به لحاظ علمی فعالیت­هایی که توزیع همه جانبه­ای در ساختار استخوان دارند به خوبی موجب بهبود استحکام استخوان در محل اعمال بار می­شوند(8). البته شروع سن فعالیت نیز بسیار مهم می­باشد به طوری که تمام مزایای آن در صورتی که قبل یا هنگام بلوغ شروع شود، ارزشی مضاعف پیدا می­ کنند. اما بافت استخوان در سنین بزرگسالی نیز به رژیم­های تمرینی، پاسخ نشان می­دهد ولی بیشتر در جهت حفظ بافت می­باشد تا در جهت شکل­ گیری استخوان جدید (8). توانایی استخوان در تطابق با محیط­های مختلف تحت بار، در قرن گذشته به مراتب مورد مطالعه قرار گرفته است و تغییر شکل­های ناشی از بارگذاری بر روی این بافت موجب تطبیق جرم و معماری استخوان با محیط می­شود(9). این تحقیق در نظر دارد تا تأثیر هشت هفته تمرین استقامتی  بر سختی، حداکثر مقاومت، انرژی شکست و درصد تغییر شکل استخوان ران موش­های نر سالمند مورد بررسی قرار گرفته گیرد.

 

 

 

1-2. بیان مسئله

 

پیری یا سالمندی فرآیند طبیعی غیرقابل اجتنابی است که در پاره­ای از موارد با تجربیات ناخوشایندی همراه می­باشد. در طی فرآیند پیری، تفاوت­هایی در افراد مختلف دیده شده است که به عوامل متعددی همچون وراثت، سبک زندگی فرد، محیط، سیستم خدمات بهداشتی درمانی و غیره بستگی دارند. در دوران سالمندی، فرد با کاهش عملکرد تمام سیستم­های بدن از جمله عضله، قلب و عروق، تنفس، گوارش و استخوان مواجه می­شود. البته لازم به ذکر است که تمام دستگاه­های بدن با سرعت یکسان افت پیدا نمی­کنند و ضمناً الگوی نزول آنها هم در تمام افراد یکسان نیست (10).

 

کیفیت استخوان­ها به­تدریج با افزایش سن رو به زوال می­گذارد. عنصر عمدۀ دخیل در سختی و شکل به­وجود آورندۀ استخوان، مادۀ معدنی کلسیم می­باشد. این ماده حتی قبل از تولد نیز در استخوان­ها ذخیره می­شود و تا سن 30 سالگی، استخوان­های یک فرد سالم به نهایت فشردگی خود می­رسد. در بدن توازنی از کلسیم وجود دارد، مثلاً کلسیم بدن از طریق گردش خون خارج شده و با کلسیم تازه که از طریق خوراک روزانه به­دست می­آید، جایگزین می­شود. با افزایش سن، به­ویژه در افرادی که فعال و متحرک نیستند، گردش خون کُند و رژیم غذایی محدود دارند، کاهش کلسیم از استخوان، از ذخیره کلسیم تازه بیشتر است و به­تدریج کلسیم استخوان­ها کاهش یافته و شکننده می شوند و وضعیتی به نام پوکی استخوان را به­وجود می­آورند. در شروع اعمال بار، استخوان یک پاسخ خطی از خود نشان می­دهد که این تغییر شکل یا در طول استخوان است یا در شکل زاویه­ای آن و مقدار آن بیشتر از تقریباً 3% نیست که این میزان تغییر شکل در ناحیه الاستیک منحنی تنش – کرنش اتفاق می­افتد زیرا هنگامی که بار خارجی برداشته شود استخوان به طول و شکل اولیه­اش برمی­گردد. سختی یا ضریب الاستیک به­وسیلۀ شیب منحنی تنش- کرنش در ناحیه الاستیک تعریف می­شود. با ادامۀ اعمال بار بافت استخوان دچار ترک­های ریزی شده که به این ناحیه از منحنی تنش – کرنش ناحیۀ پلاستیک می­گویند زیرا هنگامی که بار خارجی برداشته شود استخوان به طول و شکل اولیه­اش برنمی­گردد. ناحیه بعد از نقطۀ تسلیم ناحیه پلاستیک است. برای مواد سخت مانند استخوان ناحیه پلاستیک تقریباً کوچک است، اما برای برای مواد دیگر این ناحیه می ­تواند بزرگ­تر باشد. اگر اعمال نیرو در این ناحیه ادامه پیدا کند سرانجام ساختار استخوان در نقطۀ شکست می­شکند. سطح زیر منحنی تنش – کرنش میزان انرژی که یک استخوان جذب می­ کند تا بشکند را نشان می­دهد(11).

 

از سوی دیگر محققان نشان دادند که افزایش سن با کاهش تدریجی حساسیت استخوان به سیگنالهای شیمیایی و فیزیکی همراه است(12). در تحقیقات آزمایشگاهی و پژوهش­هایی که روی حیوانات زنده صورت گرفت نشان داده شد که تحریک مکانیکی می ­تواند مانع از تشکیل استئوکلاست شود. تحقیقات زیادی در زمینه نقش فعالیت