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Efeitos dos treinamentos aeróbio e resistido na qualidade do osso alveolar em modelo de osteopenia induzida por ovariectomia e movimentação dentária

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Faculdade de Zootecnia e Medicina Veterinária (FZMV)

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Departamento de Zootecnia

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Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) – Código de Financiamento 001.
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Tipo de impacto

Sociais
Econômicos
Culturais

Áreas Temáticas da Extensão

Saúde
Educação

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 3: Saúde e bem-estar
ODS 4: Educação de qualidade

Dados abertos

Resumo

O aumento da longevidade tem sido acompanhado por condições associadas ao déficit de hormônios sexuais, incluindo alterações na homeostase e na integridade do tecido ósseo, favorecendo o desenvolvimento de osteopenia e osteoporose. Nesse contexto, intervenções não farmacológicas, como o exercício físico, têm sido amplamente investigadas por sua capacidade de modular a remodelação óssea. Entretanto os efeitos em sítios ósseos distantes da sobrecarga mecânica direta permanecem pouco esclarecidos. Assim, este estudo avaliou o impacto do treinamento aeróbio e resistido sobre a qualidade do osso alveolar, uma região não diretamente submetida à sobrecarga mecânica, na ausência e na presença de movimentação dentária ortodôntica (MDO), em um modelo de osteopenia induzida em camundongos fêmeas ovariectomizadas (OVX). Cinquenta e quatro camundongos fêmeas C57BL/6 foram submetidas à ovariectomia ou cirurgia simulada (SHAM) e, posteriormente, alocadas em três grupos experimentais, para cada tratamento cirúrgico (n=9/grupo), designados como não treinados, treinamento resistido (escalada em escada com carga) e treinamento aeróbio (esteira). Os protocolos de treinamento duraram oito semanas, com a MOD aplicada nos 14 dias finais. Foram realizadas análises da microarquitetura óssea e da movimentação dentária, da expressão de genes relacionados ao processo de remodelamento ósseo (RUNX2, RANKL e OPG) e da quantificação de osteoblastos, osteócitos e osteoclastos por microscopia de luz convencional. Também foi avaliado o peso corporal, o desempenho físico e o perfil inflamatório sistêmico por meio da razão entre os níveis séricos de IL-1β, IL-6, TNF-α e IL-10. Ambas as modalidades de exercício melhoraram os parâmetros ósseos em comparação com os animais OVX não treinados. O treinamento de resistência promoveu maiores aumentos na densidade mineral óssea, no volume ósseo e na fração de volume ósseo, enquanto o treinamento aeróbico reduziu a separação trabecular (p<0,05). A MDO foi significativamente atenuada por ambos os protocolos de treinamento, com a maior redução nos animais treinados aerobicamente, enquanto os camundongos OVX não treinados apresentaram o maior deslocamento dentário (p<0,05). Os animais OVX não treinados, particularmente aqueles submetidos à MDO, exibiram aumento na expressão de RANKL e uma maior razão RANKL/OPG, enquanto o exercício aumentou a expressão de OPG e atenuou esse desequilíbrio pró-reabsortivo (p<0,05). Tanto os animais OVX quanto os controles SHAM não treinados exibiram aumento no número de osteoclastos e redução de osteoblastos, enquanto o exercício reduziu a osteoclastogênese e aumentou a atividade osteoblástica. Nos camundongos OVX, a MDO elevou ainda mais o número de osteoclastos em todos os grupos (p<0,05). Em nível sistêmico, animais OVX não treinados apresentaram um perfil pró-inflamatório, parcialmente atenuado pelo treinamento de resistência, enquanto o treinamento aeróbico aumentou a razão IL-6/IL-10. Os resultados demonstram que, no contexto da osteopenia secundária à deficiência estrogênica, tanto o treinamento resistido quanto o aeróbio melhoraram a qualidade do osso alveolar e reduziram a MDO. Esses benefícios parecem envolver a modulação local da remodelação óssea, caracterizada pela redução da osteoclastogênese, aumento da atividade osteoblástica e regulação do eixo OPG/RANKL, juntamente com adaptações inflamatórias sistêmicas. Em conjunto, esses achados destacam o potencial do exercício físico como estratégia efetiva para preservar a saúde óssea craniofacial em condições de hipoestrogenismo.

Abstract

Increased longevity has been accompanied by conditions associated with sex hormone deficiency, including changes in bone homeostasis and bone tissue integrity, which contribute to the development of osteopenia and osteoporosis. In this context, non-pharmacological interventions, such as physical exercise, have been extensively investigated for their ability to modulate bone remodeling. However, important gaps remain regarding the effects of exercise on skeletal sites beyond those subjected to direct mechanical loading. Therefore, this study evaluated the effects of aerobic and resistance exercise on alveolar bone quality, a skeletal site not directly exposed to mechanical loading, in the absence and presence of orthodontic tooth movement (OTM), using an ovariectomy (OVX)-induced osteopenia model in female mice. Fifty-four female C57BL/6 mice underwent either ovariectomy (OVX) or sham surgery (SHAM). Animals from each surgical group were then allocated to one of three experimental groups (n = 9/group): untrained, resistance training (loaded ladder climbing), or aerobic training (treadmill running). The training protocols were conducted over eight weeks, with orthodontic tooth movement (OTM) induced during the final 14 days. Bone microarchitecture and orthodontic tooth movement were evaluated, along with the expression of genes involved in bone remodeling (RUNX2, RANKL, and OPG) and the quantification of osteoblasts, osteocytes, and osteoclasts by conventional light microscopy. Body weight, physical performance, and systemic inflammatory status were also assessed based on the ratio of serum levels of IL-1β, IL-6, TNF-α, and IL-10. Both exercise modalities improved bone parameters compared with untrained OVX mice. Notably, resistance training induced greater increases in bone mineral density, bone volume, and bone volume fraction, whereas aerobic training was primarily associated with reduced trabecular separation (p < 0.05). Both exercise protocols attenuated OTM, with a more pronounced decrease observed in aerobically trained mice, while untrained OVX mice showed the highest tooth displacement (p < 0.05). Untrained OVX mice, particularly those subjected to OTM, exhibited increased RANKL expression and a higher RANKL/OPG ratio, whereas exercise increased OPG expression and mitigated the pro-resorptive imbalance (p<0,05). OVX mice and untrained SHAM controls showed comparable increases in osteoclast numbers and decreases in osteoblast numbers, whereas in the exercise-trained groups, exercise reduced osteoclastogenesis and increased osteoblastic activity. In OVX mice, OTM further increased osteoclast numbers across all groups (p < 0.05). Systemically, untrained OVX mice displayed a pro-inflammatory profile, partially mitigated by resistance training, while aerobic training increased the IL-6/IL-10 ratio. The present results show that both resistance and aerobic exercise improve alveolar bone quality and reduce OTM in the context of estrogen deficiency-induced osteopenia. These benefits appear to involve local modulation of bone remodeling, including reduced osteoclastogenesis, increased osteoblastic activity, and regulation of the OPG/RANKL axis, as well as systemic inflammatory adaptations. Overall, these findings indicate that physical exercise is an effective strategy to preserve craniofacial bone health in hypoestrogenic conditions.

Descrição

Área de concentração

Fisiologia e Metabolismo

Linha de pesquisa

Metabolismo ósseo em modelo de roedores

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

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DOI

Citação

CANAAN, Juliana Cristina dos Reis. Efeitos dos treinamentos aeróbio e resistido na qualidade do osso alveolar em modelo de osteopenia induzida por ovariectomia e movimentação dentária. 2026. 83 p. Tese (Doutorado em Ciências Veterinárias) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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