Исследование влияния инфракрасной терапии на кости после высокоинтенсивных тренировок на беговой дорожке

Краткое содержание

Длительные высокоинтенсивные тренировки на беговой дорожке препятствуют формированию костей и способствуют резорбции костей у мышей, что приводит к снижению костной массы. В этой статье мы представляем протокол для изучения влияния инфракрасной терапии на изменения в костном метаболизме, вызванные высокоинтенсивными физическими упражнениями. Необходимы дальнейшие механистические исследования для выяснения основных молекулярных путей.

Аннотация

Костная ткань является важным несущим органом человеческого организма. Умеренные физические упражнения увеличивают костную массу за счет механической нагрузки, в то время как высокоинтенсивные упражнения могут подавить ее. Инфракрасная терапия улучшает кровообращение, уменьшает боль / воспаление и способствует восстановлению тканей. В данной статье представлен протокол для выяснения модулирующих эффектов инфракрасной терапии на высокоинтенсивные метаболические расстройства скелета, вызванные физическими упражнениями, и их молекулярные механизмы. В этом исследовании 24 6-недельные мыши были случайным образом разделены на контрольную (CTR, N = 8), высокоинтенсивные тренировки на беговой дорожке (HIT, N = 8) и инфракрасную терапию после высокоинтенсивных упражнений на беговой дорожке (IRT, N = 8). Последние две группы обучались в течение 8 недель. В первую неделю мыши прошли акклиматизацию на беговой дорожке. На второй неделе мыши тренировались со скоростью 24 м/мин в течение 50 мин, которая увеличивалась со скоростью 1 м/мин и 10 мин каждую неделю, пока не достигла 28 м/мин в течение 80 мин, с градиентом 5° в течение 6 дней. На пятой неделе мыши группы HIT были подвергнуты воздействию инфракрасной терапии всего тела, при этом температура контролировалась в диапазоне от 42 °C до 45 °C. Весь процесс лечения длился ~40 минут, 3 раза в неделю. Результаты показали, что в группе HIT по сравнению с группой CTR объем кости/общий объем и трабекулярное число были значительно уменьшены, трабекулярное разделение было значительно увеличено, остеогенные гены Atf4, Runx2 и Ocn были подавлены, а также связанные с остеокластами гены Ctsk и Mmp9 были усилены. Результаты микрокомпьютерной томографии мышей группы IRT не показали существенной разницы, но связанные с остеогенезом гены Alp, Atf4, Runx2, Ocn и Osx были повышены в бедренной кости. Кроме того, был подавлен ген Ctsk , связанный с остеокластами. Длительные высокоинтенсивные упражнения на беговой дорожке могут уменьшить костную массу. Хотя инфракрасная терапия не влияет на минеральную плотность костей, она может улучшить метаболизм костей.

Введение

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 ....

Протокол

Это исследование получило этическое одобрение Комитета по этике лабораторных животных Шанхайского университета спорта (No 102772023DW016) и соответствовало национальным/институциональным правилам исследований на животных. Двадцать четыре 5-недельных самца мышей C57BL/6 были размещены в помещении для животных класса SPF в Шанхайском университете спорта. Мышей содержали при температуре 22 ± 2 °C, влажности 40-70% с 12-часовым циклом света/темноты и предоставляли пищу/воду в неограниченном количестве . Все биологические материалы, включая кости, кровь и образцы, обработанные реагентами для экстракции РНК, должны быть собраны в а....

Результаты

Усталость из-за длительных высокоинтенсивных тренировок на беговой дорожке
Мы создали долгосрочную модель высокоинтенсивных упражнений для бега на платформе для изучения изменений скелета при физической нагрузке и влияния инфракрасной терапии на кости (рис. 1A). В конце вмешательства у мышей наблюдались изменения массы тела. По сравнению с массой тела мышей в группе CTR, в группе HIT не было выявлено существенных изменений, в то время как в группе IRT произошло значительн.......

Обсуждение

Из всех метаболических заболеваний костей ОП является наиболее распространенной и серьезной глобальной проблемой общественного здравоохранения¹¹. ОП возникает, когда остеобластические и остеокластические функции дисфункциональны, и его распространенность высока¹⁸. Физические упражнения все чаще подчеркиваются врачами и исследователями как потенциальная стратегия профилактики и лечения ОП, учитывая их низкую стоимость и небольшое количество .......

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Прибор для дальней инфракрасной терапии	Медицинские технологии Cofoe		Затем инфракрасное излучение применялось в качестве источника тепла для нагрева крови в подкожной капиллярной сети. Температура терапии контролировалась в диапазоне от 42 до °°; C и 45° C, и вся процедура длилась примерно 40 минут, 3 раза в неделю
Микрокомпьютерная томография	СКАНКО Медикал АГ	VIVACT80	Микрокомпьютерная томография проводилась для оценки параметров трабекулярной кости в левой бедренной кости, включая BV/TV, Tb.N, Tb.Th, Tb.Sp и толщину коры головного мозга (Ct.Th).
Беговая дорожка для мыши	Аньхой Чжэнхуа Biological Apparatus Facilities Co., Ltd		Беговая дорожка высокой интенсивности у мышей
Машина для заделки парафина	Лейка		Машина для заделки парафина может внедрять ткани
Слайсер для парафина	Лейка		Парафиновый микротом может разрезать ткани
Набор реагентов PrimeScript RT
СПСС
Трибромэтанол		Авертин
TRIzol	Точная биология	AG21101/AG21102