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Erschienen in: Journal of Bone and Mineral Metabolism 2/2024

13.02.2024 | Original Article

Effects of acute- and long-term aerobic exercises at different intensities on bone in mice

verfasst von: Junpei Hatakeyama, Shota Inoue, Changxin Li, Daisuke Takamura, Hanlin Jiang, Hiroshi Kuroki, Hideki Moriyama

Erschienen in: Journal of Bone and Mineral Metabolism | Ausgabe 2/2024

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Abstract

Introduction

Exercise intensity determines the benefits of aerobic exercise. Our objectives were, in aerobic exercise at different intensities, to determine (1) changes in bone metabolism-related genes after acute exercise and (2) changes in bone mass, strength, remodeling, and bone formation-related proteins after long-term exercise.

Materials and methods

Total 36 male C57BL/6J mice were divided into a control group and exercise groups at 3 different intensities: low, moderate, or high group. Each exercise group was assigned to acute- or long-term exercise groups. Tibias after acute exercise were evaluated by real-time PCR analysis. Furthermore, hindlimbs of long-term exercise were assessed by micro-CT, biomechanical, histological, and immunohistochemical analyses.

Results

Acute moderate-intensity exercise decreased RANKL level as bone resorption marker, whereas low- and high-intensity exercise did not alter it. Additionally, only long-term exercise at moderate intensity increased bone mass and strength. Moderate-intensity exercise promoted osteoblast activity and suppressed osteoclast activity. After low- and high-intensity exercise, osteoblast and osteoclast activity were unchanged. An increase in the number of β-catenin-positive cells and a decrease in sclerostin-positive cells were observed in the only moderate group.

Conclusion

These results showed that moderate-intensity exercise can inhibit bone resorption earlier, and long-term exercise can increase bone mass and strength through promoted bone formation via the Wnt/β-catenin activation. High-intensity exercise, traditionally considered better for bone, may fail to stimulate bone remodeling, leading to no change in bone mass and strength. Our findings suggest that moderate-intensity exercise, neither too low nor high, can maintain bone health.
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Metadaten
Titel
Effects of acute- and long-term aerobic exercises at different intensities on bone in mice
verfasst von
Junpei Hatakeyama
Shota Inoue
Changxin Li
Daisuke Takamura
Hanlin Jiang
Hiroshi Kuroki
Hideki Moriyama
Publikationsdatum
13.02.2024
Verlag
Springer Nature Singapore
Erschienen in
Journal of Bone and Mineral Metabolism / Ausgabe 2/2024
Print ISSN: 0914-8779
Elektronische ISSN: 1435-5604
DOI
https://doi.org/10.1007/s00774-023-01491-2

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