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.