Objective: A bi-directional interaction between muscle and bone functions may be assumed. However effects of muscle activity on bone structure and function have been investigated till today. Aim of this study was to determine whether bone mineral density (BMD) affected muscle strength gain.
Materials and Methods: Twenty three young-adult healthy males were included in this double-blind propective study. These volunteers were randomized into two groups. In EMS group, electrical muscle stimulation of the right wrist flexor muscles was applied; in healthy controls, transcutaneous electrical nerve stimulation was applied. Electrodes were placed over the flexor aspect of the right forearm in both groups. Electrical stimulation was applied for six weeks in both groups. Before trail, BMD of the rigth distal radius were measured in all participants.
Results: Isokinetic muscle torque measurements was revealed that increase in the wrist extensors strength was 67.2% in EMS group, and was 18.1% in controls (p=0.001). Strong correlation between baseline ultradistal radius BMD and muscle strength gain of the wrist extensors were found in EMS group. Regression analysis revealed that ultradistal radius BMD may be an important determinant of the muscle strength gain of the wrist extensors.
Conclusion: Current study suggests that bone can regulate muscle activity, based on its BMD. This result implies that there may exist a mechanism that bone sensing mechanical stimuli can send the signals to central nervous system and neuronally regulate muscle activity. It is well known that bone subjected to loading neuronally regulates bone formation. Taken together, a possible new mechanism, bone reflex, may be defined that bone subjected to loading can neuronally regulate bone formation and muscle activity.
Keywords: bone, muscle strength, exercise, electrical muscle stimulation, bone mineral density Nobel Med 2009; 5(3): 09-17
KEMİK MİYOREGÜLASYON REFLEKSİ: OLASI YENİ BİR MEKANİZMA
Amaç: Kas ve kemik fonksiyonları arasında çift yönlü etkileşim olabileceği düşünülebilir. Fakat, günümüze dek kas aktivitesinin kemik yapı ve fonksiyonları üzerine etkisi incelenmiştir. Bu çalışmanın amacı kemik mineral yoğunluğunun (KMY) kas kuvvet artışı üzerine etkisi olup olmadığını incelemekti.
Materyal ve Metod: Bu çift-kör prospektif çalişmaya 23 sağlıklı genç erişkin gönüllü erkek dahil edildi. Olgular iki gruba randomize edildi. Elektriksel kas stimülasyonu (EKS) grubunda, sağ elbilek fleksör kaslarına elektriksel kas stimülasyonu; sağlıklı kontrol grubunda, transkütan elektriksel sinir stimulasyonu uygulandı. Elektrodlar heriki grupta sağ önkolun fleksör yüzüne yerleştirildi. Elektriksel stimulasyon heriki grupta 6 hafta uygulandı. Deney öncesi, tüm olguların sağ distal radius KMY ölçümü yapıldı.
Bulgular: İzokinetik kas kuvveti ölçümleri elbilek ekstansör kas kuvvetinde, EKS grubunda % 67.2, Kontrol grubunda % 18.1 artış olduğunu göstermiştir (p=0.001). EKS grubunda, ultradistal radius KMY ile elbilek ekstansör kas kuvveti artışı arasında güçlü korelasyon saptandı. Regresyon analizi elbilek ekstansör kas kuvveti artışı açısından ultradistal radius KMY’nun önemli bir gösterge olabileceğini göstermiştir.
Sonuç: Bu çalışma, kemiğin, KMY’ne bağlı olarak kas aktivitesini düzenleyebileceğini öne sürmektedir. Bu bulgu, mekanik uyarıları algılayan kemiğin, bu uyarıları merkezi sinir sistemine gönderdiği ve kas aktivitesini nöronal olarak düzenlediği bir mekanizmanın var olabileceğini düşündürmektedir. Mekanik yüklenmeye maruz kalan kemikte, kemik yapımının nöronal olarak düzenlendiği bilinmektedir. Heriki mekanizma birlikte dikkate alındığında, mekanik yüke maruz kalan kemiğin, kas aktivitesini ve kemik yapımını nöronal olarak düzenlediği olası bir mekanizma olarak kemik refleksi tanımlanabilir.
Anahtar Kelimeler: Kemik, kas kuvveti, egzersiz, elektriksel kas stimularyonu, kemik mineral yoğunluğu Nobel Med 2009; 5(3): 09-17
İlhan Karacan, Mustafa Akif Sarıyıldız, Önder Ergin, Aynur Özen, Safak Sahir Karamehmetoğlu. [BONE MYOREGULATION REFLEX: A POSSIBLE NEW MECHANISM]. Nobel Med 2009; 5(3): 09-17, English.
İlhan Karacan, Mustafa Akif Sarıyıldız, Önder Ergin, Aynur Özen, Safak Sahir Karamehmetoğlu. [BONE MYOREGULATION REFLEX: A POSSIBLE NEW MECHANISM]. www.nobelmedicus.com/en/Article.aspx?m=146 [Access: Temmuz 13, 2009], English.
İlhan Karacan, Mustafa Akif Sarıyıldız, Önder Ergin, Aynur Özen, Safak Sahir Karamehmetoğlu. [BONE MYOREGULATION REFLEX: A POSSIBLE NEW MECHANISM]. Nobel Med (2009); 5(3): 09-17, [cited Temmuz 13, 2009], English.
İlhan Karacan, Mustafa Akif Sarıyıldız, Önder Ergin, Aynur Özen, Safak Sahir Karamehmetoğlu. (2009) [BONE MYOREGULATION REFLEX: A POSSIBLE NEW MECHANISM]. Nobel Med, 5(3), 09-17, English.