Остеопороз (ОП) является одним из наиболее распространенных системных метаболических заболеваний костей, особенно распространенным среди пожилых людей, и представляет собой серьезную глобальную проблему здравоохранения1. ОП характеризуется в первую очередь снижением минеральной плотности костной ткани (МПК), качества кости и прочности костей, что увеличивает риск переломов костей2. Профилактика и лечение ОП имеют решающее значение для улучшения качества жизни человека, включая такие подходы, как фармакологическая терапия, адекватное потребление кальция и витамина D, сокращение курения и потребления алкоголя, а также ранние физические упражнения для увеличения и поддержания пикового уровня костной массы 3,4.
Кость, как структурный каркас тела, обеспечивает фундаментальную форму и защищает внутренние органы. В рамках регуляции нервной системы кость облегчает различные движения во время мышечных сокращений. На протяжении всей жизни кость подвергается непрерывному формированию, резорбции и ремоделированию. Остеокласты постоянно резорбируют старую кость, в то время как остеобласты образуют и минерализуют новую кость. Эти процессы тесно связаны и взаимно регулируются, поддерживая динамический баланс в костном обороте5. Многочисленные исследования показали, что соответствующие физические упражнения (такие как аэробные упражнения и тренировки с отягощениями) могут эффективно предотвращать и лечить ОП6. Физические упражнения влияют на метаболизм костей, модулируя механическую нагрузку на скелет (например, удар о землю, удар и напряжение в месте прикрепления мышц) и биохимические факторы кровообращения (такие как гормоны и цитокины), тем самым способствуя здоровью костей7. Тем не менее, длительные высокоинтенсивные упражнения могут негативно повлиять на здоровье костей, что приведет к потере костной массы. Например, после 8 недель бега на беговой дорожке с высокой, умеренной и низкой интенсивностью (со скоростью 15 м/мин) на мышиной модели с травмой вращательной манжеты плеча объем/общий объем кости (BV/TV), трабекулярное число (Tb.N) и толщина трабекуляра (Tb.Th) были самыми низкими в группе высокой интенсивности по сравнению с контрольной группой и группой умеренной/низкой интенсивности. в то время как трабекулярное разделение (Tb.Sp) было самым высоким. Этот вывод свидетельствует о том, что высокоинтенсивные тренировки оказывают пагубное воздействие на восстановление вращательной манжеты плеча и костную массу8.
Инфракрасная терапия (IRT) является одним из наиболее широко используемых принципов в реабилитационных физиотерапевтических устройствах в Китае. Способствует местному кровообращению, ускоряет всасывание воспалительных веществ, усиливает снабжение питательными веществами 9,10. В качестве неинвазивной физиотерапии, IRT в последние годы привлекла широкое внимание в области спортивной медицины, реабилитационной науки и исследований костного метаболизма. ИРТ чаще используется в клинических условиях, чем другие вмешательства. Исследования показали, что заживление костной ткани является сложным процессом, включающим в себя разрешение воспаления и клеточную регенерацию, которую можно разделить на три этапа: воспаление, пролиферация и ремоделирование. Воспалительная фаза в первую очередь характеризуется ангиогенезом; пролиферативная фаза включает в себя пролиферацию остеобластов и образование новой кости; А фаза ремоделирования отмечена постепенным увеличением вновь образованных трабекул внутри каллуса, при этом мозоль моста через разрыв разрыва полностью подвергается оссификации11. После перелома кровь, поступающая из сосудов в ткани, должна быстро всасываться, что стимулирует разрастание остеобластов и формирование костной ткани. Эти жизненно важные процессы требуют благоприятной внутренней среды и достаточного количества питательных веществ для поддержки. Определенная степень термотерапии может эффективно облегчить выполнение этих функций12. В клинической практике инфракрасная терапия может использоваться как вспомогательное средство для лечения остеопороза и помощи в облегчении связанных с ним симптомов, но ее исследования костной массы относительно ограничены. В данной статье представлен протокол для выяснения модулирующих эффектов инфракрасной терапии на высокоинтенсивные метаболические расстройства скелета, вызванные физическими упражнениями, и их молекулярные механизмы. Таким образом, эта работа, основанная напредыдущих исследованиях, строит модель высокоинтенсивных упражнений на беговой дорожке у мышей для наблюдения за изменениями костной массы и дальнейшего изучения того, может ли термотерапия смягчить потерю костной массы, вызванную высокоинтенсивными упражнениями на беговой дорожке. Цель состоит в том, чтобы предоставить справочный материал для профилактики и лечения ОП на основе физических упражнений.