Swim exercise augments the protection of the knee joint against osteoarthritis development in diabetic rats treated with insulin / El ejercicio de natación aumenta la protección de la articulación de la rodilla contra el desarrollo de osteoartritis en ratas diabéticas tratadas con insulina

ABSTRACT

We recently reported that insulin can partially protect the knee joint against osteoarthritis (OA) development in a rat model of type 1 diabetes mellitus (T1DM). However, the combined protective effect of insulin and swim exercise against OA development secondary to diabetes has not been investigated before. Therefore, we hypothesized that swim exercise can augment the protection of the knee joint in diabetic rats treated with insulin. T1DM was induced in Sprague Dawley rats and treated with insulin and/ or swim exercise. Tissues harvested from the articular cartilage of the knee joint were examined by light microscopy, and blood samples were assayed for biomarkers of oxidative stress and inflammation. Treatment of diabetic rats with insulin and swim exercise substantially protected the articular cartilage and significantly (p<0.0001) inhibited the inflammatory biomarkers, tumor necrosis factor-alpha (TNFα) and interleukin-6 (IL-6), and the oxidative stress biomarker, malondialdehyde (MDA) measured as thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) comparable to control. Whereas, a lesser effective protection was observed by insulin or swim exercise alone. Thus, we demonstrate a substantial protection against OA development in rats treated with combined insulin and swim exercise possibly due to a complete inhibition of biomarkers of inflammation and oxidative stress.

RESUMEN

Recientemente informamos que la insulina puede proteger parcialmente la articulación de la rodilla contra el desarrollo de osteoartritis (OA) en un modelo de diabetes tipo 1 (DM1) en ratas. Sin embargo, el efecto protector combinado de la insulina y el ejercicio de natación contra el desarrollo de OA secundario a la diabetes no se ha investigado. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que el ejercicio de natación puede aumentar la protección de la articulación de la rodilla en ratas diabéticas tratadas con insulina. La DM1 se indujo en ratas Sprague Dawley y se trataron con insulina y/o ejercicio de natación. Los tejidos recogidos del cartílago articular de la articulación de la rodilla se examinaron mediante microscopía óptica, y las muestras de sangre se analizaron en busca de biomarcadores de estrés oxidativo e inflamación. El tratamiento de ratas diabéticas con insulina y ejercicio de natación protegió sustancialmente el cartílago articular y significativamente (p <0,0001) inhibió los biomarcadores inflamatorios, factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) e interleucina-6 (IL-6) y el biomarcador de estrés oxidativo, el malondialdehído (MDA) fue medido como sustancia reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS), comparable al control. Se observó una menor protección efectiva mediante la insulina o el ejercicio de natación solo. Por lo tanto, demostramos una protección sustancial contra el desarrollo de OA en ratas tratadas con insulina combinada con el ejercicio de natación, posiblemente debido a una inhibición completa de biomarcadores de inflamación y estrés oxidativo.