Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Untersuchung der Auswirkungen der Infrarottherapie auf den Knochen nach einem hochintensiven Laufbandtraining

701 Ansichten

DOI:

10.3791/68502

22. August 2025

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Längeres hochintensives Laufbandtraining hemmt die Knochenbildung und fördert den Knochenabbau bei Mäusen, was zu einer Verringerung der Knochenmasse führt. In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll vor, um die Auswirkungen der Infrarottherapie auf hochintensive trainingsinduzierte Veränderungen im Knochenstoffwechsel zu untersuchen. Weitere mechanistische Studien sind erforderlich, um die zugrundeliegenden molekularen Signalwege aufzuklären.

Zusammenfassung

Das Knochengewebe ist ein wichtiges tragendes Organ des menschlichen Körpers. Moderate Bewegung erhöht die Knochenmasse durch mechanische Belastung, während hochintensives Training sie unterdrücken kann. Die Infrarottherapie verbessert die Durchblutung, reduziert Schmerzen/Entzündungen und unterstützt die Gewebereparatur. In dieser Arbeit wird ein Protokoll zur Aufklärung der modulatorischen Effekte der Infrarottherapie auf hochintensive, durch körperliche Betätigung induzierte Skelettstoffwechselstörungen und deren molekulare Mechanismen vorgestellt. In dieser Studie wurden 24 6 Wochen alte Mäuse nach dem Zufallsprinzip in Kontroll- (CTR, N = 8), hochintensives Laufbandtraining (HIT, N = 8) und Infrarottherapie nach hochintensivem Laufbandtraining (IRT, N = 8) eingeteilt. Die beiden letztgenannten Gruppen wurden 8 Wochen lang trainiert. In der ersten Woche wurden die Mäuse einem Eingewöhnungstraining auf dem Laufband unterzogen. In der zweiten Woche trainierten die Mäuse 50 Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von 24 m/min, die sich jede Woche mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min und 10 Minuten steigerte, bis sie 80 Minuten lang 28 m/min erreichte, mit einem Gradienten von 5° für 6 Tage. In der fünften Woche wurden die Mäuse der HIT-Gruppe einer Ganzkörper-Infrarottherapie unterzogen, wobei die Temperatur zwischen 42 °C und 45 °C kontrolliert wurde. Der gesamte Behandlungsprozess dauerte ~40 Minuten, 3x pro Woche. Die Ergebnisse zeigten, dass in der HIT-Gruppe im Vergleich zu denen in der CTR-Gruppe das Knochenvolumen/Gesamtvolumen und die Trabekelzahl signifikant verringert waren, die Trabekeltrennung signifikant erhöht war, die osteogenen Gene von Atf4, Runx2 und Ocn herunterreguliert wurden und die osteoklastenverwandten Gene von Ctsk und Mmp9 wurden hochreguliert. Die Mikro-CT-Ergebnisse der Mäuse der IRT-Gruppe zeigten keinen signifikanten Unterschied, aber die Osteogenese-verwandten Gene Alp, Atf4, Runx2, Ocn und Osx waren im Femur hochreguliert. Zusätzlich wurde das Osteoklasten-verwandte Gen Ctsk herunterreguliert. Langfristiges hochintensives Laufbandtraining kann die Knochenmasse reduzieren. Die Infrarottherapie hat zwar keinen Einfluss auf die Knochenmineraldichte, kann aber den Knochenstoffwechsel verbessern.

Einleitung

Osteoporose (OP) ist eine der häufigsten systemischen metabolischen Knochenerkrankungen, die vor allem bei älteren Menschen auftritt und ein großes globales Gesundheitsproblem darstellt1. Die OP ist in erster Linie durch eine verminderte Knochenmineraldichte (BMD), Knochenqualität und Knochenstärke gekennzeichnet, was das Risiko von Knochenbrüchen erhöht2. Die Prävention und Behandlung von OP ist entscheidend für die Verbesserung der menschlichen Lebensqualität und umfasst Ansätze wie pharmakologische Therapie, eine angemessene Zufuhr von Kalzium und Vitamin D, die Reduzierung des Rauch- und Alkoholkonsums sowie frühe körperliche Bewegung zur Erhöhung und Aufrechterhaltung des Spitzenniveaus der Knochenmasse 3,4.

Der Knochen als strukturelles Gerüst des Körpers gibt ihm die Grundform und schützt die inneren Organe. Unter der Regulierung des Nervensystems erleichtert der Knochen verschiedene Bewegungen während der Muskelkontraktionen. Während des gesamten Lebens wird der Knochen kontinuierlich aufgebaut, resorbiert und umgebaut. Osteoklasten resorbieren kontinuierlich alten Knochen, während Osteoblasten neuen Knochen bilden und mineralisieren. Diese Prozesse sind eng gekoppelt und gegenseitig reguliert, wodurch ein dynamisches Gleichgewicht des Knochenumsatzes aufrechterhaltenwird 5. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass angemessene körperliche Bewegung (wie Aerobic und Widerstandstraining) OP6 wirksam vorbeugen und behandeln kann. Bewegung beeinflusst den Knochenstoffwechsel, indem sie die mechanische Belastung des Skeletts (wie Bodenaufprall, Stöße und Spannungen an der Muskelansatzstelle) und biochemische Faktoren der Durchblutung (wie Hormone und Zytokine) moduliert und so die Knochengesundheit fördert7. Längeres hochintensives Training kann sich jedoch negativ auf die Knochengesundheit auswirken und zu Knochenschwund führen. Zum Beispiel waren nach 8 Wochen Laufbandlauf mit hoher, mittlerer und niedriger Intensität (bei einer Geschwindigkeit von 15 m/min) in einem Mausmodell mit Rotatorenmanschettenverletzung das Knochenvolumen/Gesamtvolumen (BV/TV), die Trabekelzahl (Tb.N) und die Trabekeldicke (Tb.Th) in der Gruppe mit hoher Intensität im Vergleich zu denen in der Kontrollgruppe und der Gruppe mit mittlerer/niedriger Intensität am niedrigsten. während die trabekuläre Trennung (Tb.Sp) am höchsten war. Dieser Befund deutet darauf hin, dass hochintensives Training nachteilige Auswirkungen auf die Erholung der Rotatorenmanschette und die Knochenmasse hat8.

Die Infrarottherapie (IRT) ist eines der am weitesten verbreiteten Prinzipien bei Rehabilitationsphysiotherapiegeräten in China. Es fördert die lokale Durchblutung, beschleunigt die Aufnahme von Entzündungsstoffen und verbessert die Nährstoffversorgung 9,10. Als nicht-invasive Physiotherapie hat das IRT in den letzten Jahren in den Bereichen Sportmedizin, Rehabilitationswissenschaft und Knochenstoffwechselforschung breite Aufmerksamkeit erlangt. IRT wird im klinischen Umfeld häufiger eingesetzt als andere Interventionen. Studien haben gezeigt, dass die Heilung des Knochengewebes ein komplexer Prozess ist, der die Auflösung von Entzündungen und die Zellregeneration umfasst, die in drei Stadien unterteilt werden können: Entzündung, Proliferation und Umbau. Die Entzündungsphase ist in erster Linie durch die Angiogenese gekennzeichnet; Die proliferative Phase beinhaltet die Proliferation von Osteoblasten und die Bildung von neuem Knochen; Und die Umbauphase ist gekennzeichnet durch die allmähliche Zunahme neu gebildeter Trabekel innerhalb des Kallus, wobei der Brückenkallus über dem Bruchspalt vollständig verknöchertist 11. Nach einer Fraktur muss das Blut, das aus den Gefäßen in das Gewebe fließt, schnell absorbiert werden, was die Osteoblastenproliferation und die Knochenbildung stimuliert. Diese lebenswichtigen Prozesse erfordern ein günstiges inneres Milieu und ausreichend Nährstoffe zur Unterstützung. Ein gewisses Maß an Thermotherapie kann diese Funktionen effektiv erleichtern12. In der klinischen Praxis kann die Infrarottherapie als Hilfsmittel zur Behandlung von Osteoporose und zur Linderung der damit verbundenen Symptome eingesetzt werden, aber die Forschung zur Knochenmasse ist relativ begrenzt. In dieser Arbeit wird ein Protokoll zur Aufklärung der modulatorischen Effekte der Infrarottherapie auf hochintensive, durch körperliche Betätigung induzierte Skelettstoffwechselstörungen und deren molekulare Mechanismen vorgestellt. Daher konstruiert diese Arbeit, die auf früheren Forschungen13 aufbaut, ein hochintensives Laufband-Trainingsmodell bei Mäusen, um Veränderungen der Knochenmasse zu beobachten und weiter zu untersuchen, ob die Thermotherapie den durch hochintensives Laufbandtraining induzierten Knochenverlust mildern kann. Ziel ist es, eine Referenz für die bewegungsbasierte Prävention und Behandlung von OP zu liefern.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

Diese Studie erhielt die ethische Genehmigung der Ethikkommission für Labortiere der Shanghai University of Sport (Nr. 102772023DW016) und entsprach den nationalen/institutionellen Vorschriften für Tierversuche. Vierundzwanzig 5 Wochen alte männliche C57BL/6-Mäuse wurden in einer Tiereinrichtung mit Lichtschutzfaktor an der Shanghai University of Sport untergebracht. Die Mäuse wurden bei 22 ± 2 °C, 40-70 % Luftfeuchtigkeit mit 12 h Hell-Dunkel-Zyklen untergebracht und ad libitum Futter/Wasser zur Verfügung gestellt. Alle biologischen Materialien, einschließlich Knochen, Blut und mit RNA-Extraktionsreagenzien behandelte Proben, sollten in Autoklavenbeuteln der Biogefahrenstufe II gesammelt und vor der Entsorgung 60 Minuten lang bei 121 °C sterilisiert werden, mit ordnungsgemäßer Dokumentation in Laborabfallprotokollen.

1. Tiere

  1. Nach 1 Woche Akklimatisierung stratifizieren Sie die Mäuse nach Körpergewicht und ordnen sie nach dem Zufallsprinzip drei Gruppen zu: die Kontrollgruppe (CTR-Gruppe, N = 8), das hochintensive Laufbandtraining (HIT, N = 8) und die Infrarottherapie nach hochintensivem Laufbandtraining (IRT, N = 8).

2. Hochintensives Laufbandtraining und Thermotherapie-Interventionsprotokoll

  1. Füttern Sie die CTR-Gruppe unter statischen Bedingungen ohne Eingriff.
  2. Nach 1 Woche Akklimatisierung werden die Mäuse in den HIT- und IRT-Gruppen 8 Wochen lang einem hochintensiven Laufbandtraining unterzogen. Die erste Woche gilt als Anpassungsphase: Lassen Sie die Mäuse in der Laufbandgruppe 20, 30 bzw. 40 Minuten lang mit einer Steigung von 0° mit einer Geschwindigkeit von 12, 15 und 18 m/min laufen. Lassen Sie die Mäuse in der zweiten Woche 50 Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von 24 m/min trainieren und steigern Sie dann ihre Übung jede Woche mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min und 10 Minuten, bis sie 80 Minuten lang 28 m/min mit einer Steigung von 5° erreichen. Führen Sie dieses Übungsprogramm an 6 Tagen in der Woche durch, mit Ruhepause am Sonntag (Tabelle 1).
  3. Für die IRT-Gruppe wird nach 4 Wochen Laufbandtraining in der fünften Woche die Infrarottherapie (IRT) eingeführt.
    HINWEIS: Halten Sie während der Infrarotbestrahlung die Körpertemperatur der Maus strikt zwischen 42 °C und 45 °C.
    1. Betäuben Sie die Mäuse durch intraperitoneale Injektion, um Bewusstlosigkeit herbeizuführen.
    2. Bestrahlen Sie den gesamten Körper der Mäuse mit dem Infrarot-Therapiegerät und stellen Sie sicher, dass die Temperatur der Mäuse zwischen 42 °C und 45 °C gehalten wird (wird von einem Temperaturdetektor erkannt). Führen Sie den gesamten Behandlungsprozess für ~40 Minuten, 3x pro Woche (Montag, Mittwoch und Samstag) für 4 Wochen durch, bis die Proben entnommen sind.

3. Entnahme von Gewebe

HINWEIS: Präparierte Knochenproben von Mäusen müssen sofort in flüssigem Stickstoff oder bei -80 °C konserviert werden, um die RNA-Integrität zu erhalten.

  1. Entnahme und Konservierung von Serumproben
    1. Wiegen Sie alle Mäuse mit einer elektronischen Waage.
    2. Betäuben Sie die Mäuse durch eine intraperitoneale Injektion von Tribromethanol.
      HINWEIS: Beim Umgang mit Tribromethanol sind frische Lösungen immer unter einem chemischen Abzug mit Nitrilhandschuhen und Augenschutz zuzubereiten, bei 4 °C in lichtgeschützten braunen Fläschchen zu lagern und unbenutzte Portionen über zugelassene Kanäle für chemische Abfälle zu entsorgen.
    3. Entnehmen Sie Blutproben aseptisch mit Herzpunktion, um 0,5-0,6 ml Blut zu erhalten. Rasieren Sie zuerst die Brusthaare der Maus und desinfizieren Sie sie mit Jodophor. Berühren Sie anschließend den Punkt der maximalen Herzpulsation und führen Sie eine 4-5-G-Nadel, die an einer Spritze befestigt ist, in die linke Brusthöhle zwischen dem dritten und vierten Interkostalraum ein. Wenn schließlich beobachtet wird, dass das Blut spontan in die Spritze fließt, wenden Sie eine sanfte Aspiration an, um die Blutentnahme abzuschließen.
    4. Lassen Sie die Blutproben 10 Minuten lang bei Raumtemperatur gerinnen, zentrifugieren Sie sie dann 15 Minuten lang bei 1.000 × g . Aliquotieren Sie den Überstand (Serum) und lagern Sie ihn bei -80 °C.
  2. Entnahme und Konservierung von Knochenproben
    1. Verwenden Sie eine sterile Mikroschere und eine Pinzette, um sowohl die Oberschenkelknochen als auch die Schienbeine zu präparieren. Ziehen Sie die Muskeln und Sehnen entlang der Längsachse sanft von der Knochenoberfläche ab, ohne das Periost abzukratzen, und achten Sie besonders auf den Schutz der Wachstumsfuge.
    2. Spülen Sie alle Proben mit 1x PBS (pH 7,4). Den linken Oberschenkelknochen für 24 h mit 4% Paraformaldehyd (PFA) fixieren. Verwenden Sie den linken Oberschenkelknochen für die Messung der Knochenmineraldichte, bevor Sie weitere Analysen durchführen.
    3. Legen Sie den rechten Oberschenkelknochen in vorbeschriftete 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen und lagern Sie ihn bei -80 °C.
    4. Verwenden Sie den rechten Oberschenkelknochen und beide Tibien für Knochenstoffwechsel-Assays.

4. Messung der Parameter

  1. Messung des Blutzuckerspiegels
    1. Entnehmen Sie vor der Gewebeentnahme Blutproben aus der Schwanzvene der Mäuse. Messen Sie den Blutzuckerspiegel mit einem tragbaren Glukoseanalysator.
  2. Messung des Laktatspiegels im Blut
    1. Entnehmen Sie unmittelbar nach der letzten Laufband-Übung Blutproben aus der Schwanzvene. Bestimmen Sie den Laktatspiegel im Blut mit einem tragbaren Laktatanalysator.
  3. Rotarod-Test
    HINWEIS: Nachdem alle Interventionen abgeschlossen waren, führten wir Rotarod-Tests an Mäusen aus jeder Gruppe durch. Bei der Durchführung von Rotarod-Tests wählen wir verschiedene Gruppen von Mäusen aus, die gleichzeitig getestet werden, um eine konsistente Ruhezeit zu gewährleisten, anstatt zuerst eine Gruppe von Mäusen zu testen, so dass wir Unterschiede ausschließen können, die durch die Ruhezeit verursacht werden.
    1. Setzen Sie die Mäuse mit dem Kopf in die entgegengesetzte Drehrichtung auf einen Rotarod-Apparat, um einen Anpassungsversuch zu ermöglichen.
    2. Stellen Sie die Drehzahl des Rotarods auf 30 U/min ein; Nach dem Start beschleunigt das Gerät gleichmäßig auf die eingestellte Geschwindigkeit.
    3. Notieren Sie die Zeit, bis die Maus zum ersten Mal fällt. Verwenden Sie dieses Maß, um die motorische Koordinationsfähigkeit der Mäuse zu beurteilen.
  4. Messung der fetralen trabekulären Knochenmasse
    1. An den Knochen befestigtes Muskel- und Bindegewebe mit einer sterilen Mikroschere und Pinzette entfernen und mit PBS waschen.
    2. Führen Sie eine Mikro-CT-Untersuchung durch, um die Parameter des trabekulären Knochens im linken Femur anhand der folgenden Scanparameter zu beurteilen: Die Mikro-CT-Untersuchung wurde bei 55 kVp/145 μA (8 W) im kontinuierlichen Rotationsmodus mit 9 μm isotropen Voxeln, 31,0 mm FOV, 250 ms Belichtung, nativer Auflösung (388 Schichten/Segment) und 1.200 mgHA/cc BH-Kalibrierung durchgeführt.
    3. Messen Sie die folgenden Ergebnisse der trabekulären und kortikalen Mikroarchitektur.
      1. Importieren Sie die rekonstruierten Bilder in CT-vox für dreidimensionales (3D) Rendering und Visualisierungsmaterial.
      2. Unter Verwendung multiplanarer Ansichten (koronale, sagittale und transversale Ebenen) können kortikale und trabekuläre Knochen in unterschiedliche Geweberegionen getrennt und extrahiert werden, um eine unabhängige Analyse ihrer morphometrischen Eigenschaften zu ermöglichen.
      3. Quantifizierung wichtiger mikrostruktureller Parameter, einschließlich Knochenvolumen/Gesamtvolumen (BV/TV), Trabekelzahl (Tb.N) und Trabekeldicke (Tb.Th) Trabekeltrennung (Tb.Sp), um die Knochenentwicklung und den Mineralisierungsstatus zu bewerten.
  5. Paraffinschnitte und histologische Färbungen
    1. Waschen Sie drei linke Oberschenkelknochen aus jeder Gruppe mit PBS und entkalken Sie sie in 10 % EDTA (pH 7,15), bis die vollständige Entkalkung erfolgt.
    2. Dehydrieren Sie die Proben durch abgestufte Ethanolkonzentrationen (70 %, 90 %, 95 % und 100 %), klären Sie sie mit Xylol, infiltrieren Sie sie mit Paraffin und betten Sie sie ein (siehe Tabelle 2).
    3. Schneiden Sie serielle Profile mit einer Dicke von 5,0 μm.
    4. Hämatoxylin- und Eosin (HE)-Färbung
      1. Setzen Sie die Scheiben zuerst einer Xylol-Entparaffinierung und einer Gradienten-Ethanol-Rehydratation aus und weichen Sie sie dann 5 Minuten lang in Hämatoxylin ein.
      2. Waschen, um überschüssigen Fleck zu entfernen, 3 s lang in 1%igem Salzsäurealkohol differenzieren, 3 min lang mit Eosin färben, durch gradiertes Ethanol dehydrieren, mit Xylol klären und mit neutralem Gummi aufziehen (siehe Tabelle 3).
      3. Nehmen Sie mikroskopische Bilder auf, um die Struktur des Knochengewebes sowie die Zellmorphologie und -verteilung in der Knochenmarkhöhle zu beobachten.
    5. Färbung der tartratresistenten sauren Phosphatase (TRAP)
      1. Entwachse die Scheiben mit Xylol und rehydriere sie mit Gradientenethanol.
      2. Die Scheiben mit dem TRAP-Reagenz in einem 37 °C heißen Ofen 1 h inkubieren, dehydrieren und transparent machen (siehe Tabelle 4).
      3. Tragen Sie einen Tropfen neutrales Harz auf den Objektträger auf und senken Sie dann das Deckglas vorsichtig in einem Winkel von 45° von einer Kante ab, um die Blasenbildung zu minimieren. Lassen Sie den montierten Objektträger vollständig in einem Abzug trocknen, bevor Sie mit der mikroskopischen Betrachtung und Bildgebung fortfahren.
  6. Genexpressionsanalyse im Tibiaknochengewebe
    1. Isolierung des Knochenmarks
      1. Präparieren Sie Maus-Tibien und entfernen Sie überschüssige Muskeln/Faszien mit sterilen Werkzeugen.
      2. Legen Sie die gereinigten Tibien in ein 1,5-ml-Mikrozentrifugenröhrchen.
      3. Beide Enden des Knochens mit einer sterilen Schere aufschneiden.
      4. Spülen Sie das Knochenmark mit 1x PBS in ein Mahlröhrchen mit sterilen Mahlkugeln.
        HINWEIS: Spülen Sie die Knochenmarkhöhle mit PBS, bis die Kavität blass erscheint und das gesamte sichtbare Knochenmarkgewebe entfernt ist.
    2. RNA-Extraktion
      HINWEIS: Chloroform-/Isopropanol-Abfälle müssen in dafür vorgesehenen halogenierten Lösungsmittelbehältern getrennt und dürfen aufgrund der Bildung giftiger Gase niemals mit Bleichmittel vermischt werden.
      1. Fügen Sie 1 ml RNA-Extraktionsreagenz pro Röhrchen hinzu. Homogenisieren Sie die Proben mit einem Tischhomogenisator (30 s Impulse, 4 °C). Inkubieren Sie die Lysate 5 Minuten lang bei Raumtemperatur.
      2. 200 μl Chloroform zugeben, 15 s vortexen und 30 min bei 4 °C inkubieren.
      3. Bei 12.000 × g für 30 min bei 4 °C zentrifugieren.
      4. Übertragen Sie die obere wässrige Phase in ein neues Mikrozentrifugenröhrchen. 500 μl Isopropanol zugeben, 10x invertieren, um zu mischen, und 20 min bei 4 °C inkubieren.
      5. Bei 12.000 × g für 30 min bei 4 °C zentrifugieren. Entsorgen Sie den Überstand vorsichtig, ohne das RNA-Pellet zu stören.
      6. Waschen Sie das Pellet mit 1 mL 75%igem Ethanol (hergestellt mit DEPC-behandeltem Wasser). Kurz vortexen und bei 7.500 × g für 5 min bei 4 °C zentrifugieren.
      7. Trocknen Sie das Pellet 5-10 min lang in einem Abzug an der Luft (Übertrocknung vermeiden).
      8. Lösen Sie RNA in 20-50 μl DEPC-behandeltem Wasser auf.
      9. Messen Sie Konzentration und Reinheit (A260/A280-Verhältnis ≥ 1,8) mit einem Spektralphotometer.
    3. cDNA-Synthese
      1. Synthetisieren Sie cDNA mit 1 μg Gesamt-RNA und einem reversen Transkriptionskit.
      2. Lagern Sie cDNA bei -20 °C für die qPCR-Analyse.
    4. qPCR-Analyse
      1. Analyse der Genexpression für osteogene Marker: Alp, Atf4, Runx2, Ocn, Osx; Osteoklasten-Marker: Nfatc1, Mmp9, Ctsk; Zytokine: Tnf-α, Il-1β, Il-10 (siehe Tabelle 5).
      2. Verwenden Sie die in Tabelle 6 aufgeführten Primersequenzen (einschließlich der Glühtemperaturen).

5. Statistische Analyse

  1. Stellen Sie alle Daten als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (Mittelwert ± SEM) dar.
  2. Verwenden Sie Bonferroni und Tamhani für Post-hoc-Tests.
  3. Führen Sie eine unidirektionale Varianzanalyse durch, um Unterschiede zwischen Gruppen zu bewerten.
  4. Betrachten Sie P < 0,05 als statistisch signifikant.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Müdigkeit durch längeres hochintensives Training auf dem Laufband
Wir haben ein langfristiges hochintensives Plattformlauf-Trainingsmodell etabliert, um die Skelettveränderungen unter Belastung und die Auswirkungen der Infrarottherapie auf die Knochen zu untersuchen (Abbildung 1A). Am Ende der Intervention wurden die Mäuse auf Veränderungen des Körpergewichts beobachtet. Verglichen mit dem Körpergewicht der Mäuse in der CTR-Gruppe wurde in der HIT-Gruppe keine signifikant...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Von allen metabolischen Knochenerkrankungen ist OP die häufigste und ein großes globales Problem für die öffentliche Gesundheit11. Eine OP tritt auf, wenn osteoblastische und osteoklastische Funktionen gestört sind und ihre Prävalenz hoch ist18. Bewegung wurde von Ärzten und Forschern zunehmend als potenzielle Strategie für die Prävention und Behandlung von OP hervorgehoben, da sie kostengünstig und wenig Nebenwirkungen hat und ein großes P...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu berichten.

Danksagungen

Die Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 82172475, 82222046, 82272608); Shanghai Key Laboratory für die Entwicklung und Aufrechterhaltung von Humansportkompetenzen (Shanghai University of Sport) (Nr. 11DZ2261100).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Ferninfrarot-Therapieinstrument  Cofoe MedizintechnikInfrarotstrahlung wurde dann als Wärmequelle eingesetzt, um das Blut im subkutanen Kapillarnetz zu erwärmen. Die Therapietemperatur wurde zwischen 42 & Grad geregelt; C und 45 ° C, und die gesamte Behandlung dauerte ca. 40 Minuten, 3 Mal pro Woche
Mikro-CTSCANCO Medical AGVIVACT80Es wurde eine Mikro-CT-Untersuchung durchgeführt, um die Parameter des trabekulären Knochens im linken Femur zu beurteilen, einschließlich BV/TV, Tb.N, Tb.Th, Tb.Sp und kortikale Dicke (Ct.Th). 
Maus-LaufbandAnhui Zhenghua Biologische Geräteeinrichtungen Co., LtdLaufband mit hoher Intensität bei Mäusen
Paraffin-EinbettungsmaschineLeicaDie Paraffineinbettungsmaschine kann Gewebe einbetten
Paraffin-SchneidemaschineLeicaDas Paraffinmikrotom kann Gewebe aufschneiden
PrimeScript RT Reagenzien-Kit 
SPSS 
Tribromethanol Avertin
TRIzol Genaue BiologieAG21101/AG21102

Referenzen

  1. Khosla, S., Hofbauer, L. C. Osteoporosis treatment: recent developments and ongoing challenges. Lancet Diabetes Endocrinol. 5 (11), 898-907 (2017).
  2. Rachner, T. D., Khosla, S., Hofbauer, L. C. Osteoporosis: now and the future. Lancet. 377 (9773), 1276-1287 (2011).
  3. Portier, H., Benaitreau, D., Pallu, S. Does physical exercise always improve bone quality in rats. Life (Basel). 10 (10), 217(2020).
  4. Reid, I. R., Billington, E. O. Drug therapy for osteoporosis in older adults. Lancet. 399 (10329), 1080-1092 (2022).
  5. Srivastava, R. K., Sapra, L., Mishra, P. K. Osteometabolism: Metabolic alterations in bone pathologies. Cells. 11 (23), 3943(2022).
  6. Cauley, J. A., Giangregorio, L. Physical activity and skeletal health in adults. Lancet Diabetes Endocrinol. 8 (2), 150-162 (2020).
  7. Rubin, C. T., Lanyon, L. E. Regulation of bone formation by applied dynamic loads. J Bone Joint Surg Am. 66 (3), 397-402 (1984).
  8. Chen, H., et al. Effect of exercise intensity on the healing of the bone-tendon interface: A mouse rotator cuff injury model study. Am J Sports Med. 49 (8), 2064-2073 (2021).
  9. Shemilt, R., et al. Potential mechanisms for the effects of far-infrared on the cardiovascular system - a review. Vasa. 48 (4), 303-312 (2019).
  10. Yu, S. Y., et al. Biological effect of far-infrared therapy on increasing skin microcirculation in rats. Photodermatol Photoimmunol Photomed. 22 (2), 78-86 (2006).
  11. Jurić, F., et al. Thermal changes during clavicle fracture healing in children. J Clin Med. 13 (23), 7213(2024).
  12. Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. Fracture healing: mechanisms and interventions. Nat Rev Rheumatol. 11 (1), 45-54 (2015).
  13. Yan, K., et al. Establishment and identification of an animal model of long-term exercise-induced fatigue. Front Endocrinol (Lausanne). 13, 915937(2022).
  14. Proia, P., et al. Lactate as a metabolite and a regulator in the central nervous system. Int J Mol Sci. 17 (9), 1450(2016).
  15. Westerblad, H., Bruton, J. D., Katz, A. Skeletal muscle: energy metabolism, fiber types, fatigue and adaptability. Exp Cell Res. 316 (18), 3093-3099 (2010).
  16. Zarrouk, N., et al. Assessment of acute neuromuscular fatigue manifestations and functional performances after heavy resistance exercise. J Sports Med Phys Fitness. 61 (12), 1596-1604 (2021).
  17. Warden, S. J., Davis, I. S., Fredericson, M. Management and prevention of bone stress injuries in long-distance runners. J Orthop Sports Phys Ther. 44 (10), 749-765 (2014).
  18. Aibar-Almazán, A., et al. Current status of the diagnosis and management of osteoporosis. Int J Mol Sci. 23 (16), 9465(2022).
  19. Chang, X., Xu, S., Zhang, H. Regulation of bone health through physical exercise: Mechanisms and types. Front Endocrinol (Lausanne). 13, 1029475(2022).
  20. Klein-Nulend, J., Bacabac, R. G., Bakker, A. D. Mechanical loading and how it affects bone cells: the role of the osteocyte cytoskeleton in maintaining our skeleton. Eur Cell Mater. 24, 278-291 (2012).
  21. Pacifici, R. Estrogen, cytokines, and pathogenesis of postmenopausal osteoporosis. J Bone Miner Res. 11 (8), 1043-1051 (1996).
  22. Xie, M., et al. Advancements in photothermal therapy using near-infrared light for bone tumors. Int J Mol Sci. 25 (8), 4139(2024).
  23. Peris, P. Stress fractures. Best Pract Res Clin Rheumatol. 17 (6), 1043-1061 (2003).
  24. Bourrin, S., et al. Adverse effects of strenuous exercise: a densitometric and histomorphometric study in the rat, (1985). J Appl Physiol. 76 (5), 1999-2005 (1994).
  25. Koenen, K., et al. Sprint interval training induces a sexual dimorphism but does not improve peak bone mass in young and healthy mice. Sci Rep. 7, 44047(2017).
  26. Bertels, J. C., He, G., Long, F. Metabolic reprogramming in skeletal cell differentiation. BoneRes. 12 (1), 57(2024).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Schlagwörter

Knochenstoffwechselhochintensives TrainingLaufbandtrainingKnochenmasseskelettale Stoffwechselst rungenosteogene GeneOsteoklasten GeneMikro CT AnalyseGewebereparatur