長時間の高強度トレッドミル運動トレーニングは、マウスの骨形成を阻害し、骨吸収を促進し、その結果、骨量が減少します。ここでは、高強度の運動誘発性骨代謝の変化に対する赤外線療法の効果を調べるプロトコルを提示します。根底にある分子経路を解明するには、さらなる機構研究が必要です。
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方法論記事
* These authors contributed equally
長時間の高強度トレッドミル運動トレーニングは、マウスの骨形成を阻害し、骨吸収を促進し、その結果、骨量が減少します。ここでは、高強度の運動誘発性骨代謝の変化に対する赤外線療法の効果を調べるプロトコルを提示します。根底にある分子経路を解明するには、さらなる機構研究が必要です。
骨組織は人体の重要な耐荷重器官です。適度な運動は機械的負荷によって骨量を増加させますが、高強度の運動はそれを抑制する可能性があります。赤外線療法は血行を改善し、痛みや炎症を軽減し、組織の修復を助けます。本論文では、高強度の運動誘発性骨格代謝障害に対する赤外線療法の調節効果とその分子機構を解明するためのプロトコルを提示する。この研究では、生後 6 週間のマウス 24 匹を無作為に対照群 (CTR、N = 8)、高強度トレッドミル運動トレーニング (HIT、N = 8)、および高強度トレッドミル運動後の赤外線療法 (IRT、N = 8) 群に分けました。後者の 2 つのグループは 8 週間トレーニングされました。最初の週に、マウスはトレッドミル順応トレーニングを受けました。2週目に、マウスは24 m / minの速度で50分間運動し、毎週1 m / minと10分の速度で増加し、80分間28 m / minに達するまで、6日間5°の勾配で運動しました。5週目に、HIT群マウスに全身赤外線療法介入を施し、温度を42°Cから45°Cに制御しました。 治療プロセス全体は、週に 3 回、~40 分続きました。その結果、CTR群と比較して、HIT群では骨量/総体積および骨柱数が有意に減少し、小柱分離が有意に増加し、 Atf4、 Runx2、 およびOcn の骨形成関連遺伝子がダウンレギュレートされ、 Ctsk および Mmp9 の破骨細胞関連遺伝子がダウンレギュレートされたことが示されました引き上げられた。IRT群マウスのマイクロCT結果では有意差は見られなかったが、骨形成関連遺伝子 Alp、Atf4、Runx2、Ocn、 Oxx は大腿骨でアップレギュレーションされた。さらに、破骨細胞関連遺伝子 Ctsk がダウンレギュレーションされました。長時間の高強度のトレッドミル運動は、骨量を減らす可能性があります。赤外線療法は骨密度には影響しませんが、骨代謝を改善する可能性があります。
骨粗鬆症 (OP) は、最も一般的な全身性代謝性骨疾患の 1 つであり、特に高齢者に蔓延しており、主要な世界的な健康問題を表しています1。OP は主に骨密度 (BMD)、骨質、および骨強度の低下を特徴とし、骨折のリスクを高めます2。OP の予防と治療は、薬物療法、カルシウムとビタミン D の適切な摂取、喫煙とアルコール摂取の削減、ピーク骨量レベルを増加および維持するための早期運動などのアプローチを含む、人間の生活の質を改善するために非常に重要です 3,4。
骨は体の構造的枠組みとして、基本的な形状を提供し、内臓を保護します。神経系の調節下で、骨は筋肉の収縮中のさまざまな動きを促進します。骨は生涯を通じて、継続的な形成、吸収、改造を経ます。破骨細胞は古い骨を継続的に吸収し、骨芽細胞は新しい骨を形成して石灰化します。これらのプロセスは密接に結合され、相互に調節されており、骨代謝回転の動的バランスを維持します5。多くの研究は、適切な身体運動 (有酸素運動やレジスタンス トレーニングなど) が OP6 を効果的に....
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この研究は、上海体育大学の実験動物倫理委員会 (No. 102772023DW016) から倫理的承認を受け、国/施設の動物研究規則に準拠しました。生後5週間の雄C57BL / 6マウス24匹を、上海体育大学のSPFグレードの動物施設に収容しました。マウスは、22±2°C、湿度40〜70%で、12時間の明暗サイクルで飼育され、 自由に 餌/水を提供しました。骨、血液、RNA抽出試薬で処理されたサンプルを含むすべての生物学的材料は、バイオハザードレベルIIオートクレーブバッグに収集し、廃棄前に121°Cで60分間滅菌し、実験室の廃棄物ログに適切な文書を記載する必要があります。
1. 動物
2. 高強度トレッドミル運動トレーニングと温熱療法介入プロトコル
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長時間の高強度トレッドミル運動トレーニングによる疲労
運動中の骨格の変化と赤外線療法の骨への影響を研究するために、長期の高強度プラットフォームランニング運動モデルを確立しました(図1A)。介入の最後に、マウスの体重の変化を観察しました。CTR群のマウスの体重と比較して、HIT群では有意な変化は認められなかったが、IRT群では有意な減少が見られた(図1B)。3つのグループ間で血糖値に有意差は存在しませんでした(図1C)。ロタロッド試験データでは、HIT群のマウスの落下時間はCTR群よりも有意に低く、IRT群の落下時間はHIT群よりも有意に高いことが示されました(図1D)。
血中乳酸濃度の上昇と疲労の間には強い関係が存在します14。高強度の身体活動中に形成される高.......
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すべての代謝性骨疾患の中で、OP は最も一般的であり、主要な世界的な公衆衛生上の問題です11。OP は、骨芽細胞および破骨細胞の機能が機能不全であり、その有病率が高い場合に発生します18。運動は、低コストで副作用が少なく、将来の OP の治療と予防における大きな可能性を考慮して、OP の予防と治療のための潜在的な戦略として医師や研究者によってますます強調されています。運動が骨代謝を調節するメカニズムは、直接的および間接的な影響を含め、よく研究されています19。運動中に発生する機械的負荷は、骨芽細胞の分化と石灰化の主要な刺激であり、骨量を促進する可能性があります20。さらに、運動は、骨代謝に関与するエストロゲン、PTH、およびグルココルチコイドのレベルを調節することにより、骨量の調節に役割を果たすことができ、エストロゲンは破骨細胞形成性サイトカインの産生を調節し、それによって骨芽細胞.......
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著者には報告すべき利益相反はありません。
この研究は、中国国家自然科学基金(第82172475、82222046、82272608号)の支援を受けました。上海人間スポーツ能力開発・維持重点研究所(上海体育大学)(No.11DZ2261100)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 遠赤外線治療器 | Cofoe メディカルテクノロジー | 次に、皮下毛細血管網内の血液を温めるための熱源として赤外線を適用しました。治療温度は 42 度の間で制御されました。Cおよび45°C、治療全体は週に 3 回、約 40 分間続きました | |
| マイクロCT | SCANCO Medical AG | VIVACT80 | マイクロ CT スキャンを実行して、BV/TV、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp、および皮質の厚さ (Ct.Th) を含む左大腿骨の骨梁のパラメーターを評価しました。 |
| マウストレッドミル | 安徽正華生物装置設備有限公司 | マウスで走る高強度トレッドミル | |
| パラフィン包埋機 | ライカ | パラフィン包埋機は組織を埋め込むことができます | |
| パラフィンスライサー | ライカ | パラフィンミクロトームは組織をスライスできます | |
| PrimeScript RT試薬キット | |||
| SPSS | |||
| トリブロモエタノール | アバーチン | ||
| トリゾル | 正確な生物学 | AG21101/AG21102 |
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