Recent human and animal studies indicate that n-3 long chain polyunsaturated fatty acids (n-3 LCPUFA) can help maintain bone mineral density (BMD) in adulthood and during aging, however the effects of docosahexaenoic acid (DHA) on bone during and after maturation are unclear. The objectives for this study were to determine the effects of increasing doses of DHA on bone mass accretion in young female rats during and after sexual maturation and to establish potential biochemical mechanisms by which DHA affects growing bone. Female Sprague-Dawley rats (n=60, 7 wk at baseline; n=12/diet) were randomized to a control (6% fat as soybean oil) or 1 of 4 experimental diets fed over 10 wk. The experimental diets contained increasing amounts of DHA (0.1, 0.4, 0.9 or 1.3 as % total diet), mixed with soybean oil to provide 6% fat. Bone mass and microarchitecture analysis as well as body composition was conducted via using dual-energy x-ray absorptiometry (DXA) and micro-computed tomography (µCT). Blood biomarkers and red blood cell (RBC) fatty acid profiles were measured. Femoral bone strength was determined using three-point flexure. Groups were not different at baseline for weight, length, body composition, bone mineral content (BMC) or bone mineral density (BMD). RBC DHA and eicosapentaenoic acid increased and arachidonic acid decreased in a dose dependent manner. Weight, length, bone biomarkers, and calcium homeostasis were not altered by the diets and changed over time as did body composition and bone mass. DHA significantly increased aBMD by 5% for whole body (p<0.02), by 6% for LS (p<0.008) and 8% for both femur and tibia (p<0.04 and p<0.008, respectively). DHA significantly increased BMC by 9% for LS (p<0.008), by 11% for femur (p<0.024) and by 13% for tibia (p<0.007). DHA also significantly increased LS volumetric BMD by 6% (p<0.004). In LS, the cortical area ratio increased for 0.9% and 1.3% DHA in comparison to controls (p<0.04). There were no significant differences in bone microarchitecture in the femur; however DHA significantly increased peak load at break for the 0.4% to 1.3% DHA groups (p<0.02). In conclusion, DHA contributes to peak bone mass especially at the lumbar spine and bone strength of the femur. Further research including mRNA analysis to determine molecular mechanisms is warranted. / De récentes études humaines et animales indiquent que les acides gras oméga-3 à longue chaîne peuvent aider à maintenir la densité minérale osseuse (DMO) chez l'adulte et pendant le vieillissement, mais les effets de l'acide docosahexaénoïque (ADH) sur l'os pendant et après maturation ne sont pas clairs. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer les effets de l'augmentation des doses de l'ADH sur l'accrétion de la masse osseuse chez de jeunes rats femelles pendant et après la maturation sexuelle et d'établir les mécanismes biochimiques potentiels par lesquels l'ADH affecte la croissance de l'os. Des rats femelles Sprague-Dawley (n = 60, 7 semaines au début du traitement, n = 12/diète) ont été randomisés à une diète-témoin (6 % de matière grasse de l'huile de soja) ou une des quatres diètes expérimentales et alimentés pendant 10 semaines. Les diètes expérimentales contenaient des quantités croissantes de l'ADH (0.1, 0.4, 0.9 ou 1.3 % de l'alimentation totale), mélangés avec l'huile de soja pour fournir 6 % de matières grasses. L'analyse de la masse osseuse et de la microarchitecture de l'os ainsi que de la composition corporelle a été effectuée à l'aide de l'absorptiométrie biénergétique à rayons X (DXA) et micro-tomographie informatisée (μCT). Des bio-marqueurs sanguins, les globules rouges ainsi que le profil d'acides gras ont été mesurés. La résistance du fémur a été déterminée à l'aide de la flexion de trois points. Les groupes n'étaient pas différents au niveau du poids, de la longueur, de la composition corporelle, des bio-marqueurs sanguins, de la teneur minérale osseuse (TMO) ou de la densité minérale osseuse (DMO) au début de l'étude, et avaient changés avec le temps. L'ADH dans les globules rouges et l'acide eicosapentaénoïque ont augmenté tandis que l'acide arachidonique a diminué d'une manière dose-dépendante. Le poids, la longueur, les marqueurs osseux, et l'homéostasie du calcium n'ont pas été modifiées par les différents régimes. L'ADH avait significativement augmentée la DMO surfacique pour le corps entier par 5% (p<0,02), la colonne vertébrale par 6% (p<0,008), le fémur par 8% (p<0,04) et le tibia par 8%(p<0,02). L'ADH avait significativement augmentée la TMO pour la colonne vertébrale par 9% (p<0,007), le fémur par 11% (p<0,024) et le tibia par 13% (p<0,007). Également, L'ADH avait significativement augmentée la DMO volumétrique de la colonne vertébrale par 6% (p<0,004). Dans la colonne vertébrale, le ratio de l'aire corticale a augmenté avec 0,9% et 1,3 % de l'ADH par rapport à la diète-témoin (p<0,04). Il n'y avait pas de différences significatives dans la microarchitecture du fémur, mais il y avait une augmentation significative de la charge maximal de rupture pour les groupes de 0,4% à 1,2 % de l'ADH (p<0,02). En conclusion, l'ADH contribue à la masse osseuse maximale, spécifiquement de la colonne vertébrale et le fémur. Des recherches futures incluant l'analyse de l'ARN messager sont justifiées pour déterminer les mécanismes moléculaires.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.123314 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Freundorfer, Marie |
| Contributors | Hope Weiler (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (School of Dietetics and Human Nutrition) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically submitted theses |
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