Einfluss des Trainingsprogramms auf Serum-Matrix-Metalloproteinasen und Funktionsstatus bei Frauen mit postmenopausaler Osteoporose

Osteoporose ist eine chronische, systemische und die häufigste metabolische Knochenerkrankung, die durch eine geringe Knochenmasse und einen mikroarchitektonischen Umbau des Knochens gekennzeichnet ist, was zu einer größeren Brüchigkeit des Knochens und einem höheren Frakturrisiko führt. Um die für Osteoporose verantwortlichen patophysiologischen Mechanismen zu erklären, ist es notwendig, die Faktoren zu bestimmen, die die Aktivität und Differenzierung von Osteoblasten und Osteoklasten beeinflussen, sowie ihre dynamische Veränderung in Abhängigkeit von der Verwendung einer geeigneten Behandlung.

Gemäß den Empfehlungen der Internationalen Vereinigung für Osteoporose (National Osteoporose Foundation – NOF) umfasst die Behandlung der Osteoporose eine pharmakologische und eine nicht-pharmakologische Behandlung. Pharmakologie umfasst eine Reihe verschiedener Medikamente, wobei die Bisphosphonate, nicht-hormonelle antiresorptive Medikamente, den Goldstandard in der Behandlung der postmenopausalen Osteoporose darstellen. Eine nicht-pharmakologische Behandlung umfasst die tägliche körperliche Aktivität und das spezifische Trainingsprogramm, um den Verlust an Knochenmasse zu verlangsamen oder zu stoppen, das Gleichgewicht zu verbessern und das Sturz- und Knochenbruchrisiko zu verringern.

Es ist bekannt, dass die mechanische Belastung des Knochens stark genug sein muss, um den Effekt der Osteogenese zu erzielen. Die Belastung durch die Schwerkraft der langen Knochen und die durch die Muskelaktivität erzeugte Spannkraft sind der natürliche Stimulus für den Erhalt von Knochenmasse und Muskelkraft. Dies kann durch die Übung der Tätigkeiten erreicht werden, bei denen die Eigenmasse des Körpers eine zusätzliche Belastung darstellt (sog. „Belastungsübungen“), sowie Übungswiderstände aus.

Übungen mit der eigenen Masse umfassen Aktionen gegen die Schwerkraft im aufrechten Stand, und dann kann ein stärkerer (hoher Aufprall) auf den Untergrund prallen (z. B. Springen) und der untere (geringe Aufprall) auf den Untergrund prallen (z. B. , gehen). Aerobic-Übungen, insbesondere Gehen, sind aufgrund der einfachen Handhabung und Sicherheit die häufigste Art der Intervention.

Widerstandstraining ist eine weitere effektive Art von Übungen, die sich auf die Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Knochenmineraldichte auswirken können, wobei die am häufigsten angewendete Kombination dynamischer Widerstandsübungen ist, die mehrere Gelenke, große Muskelgruppen und die Belastung der Hüften beanspruchen und die Wirbelsäule. Damit Krafttraining mit dem Ziel, die Knochenmineraldichte zu erhalten und zu stimulieren, die beste Wirkung entfaltet, ist es notwendig, die Grundprinzipien Spezifität, Belastung und Progression mit einzubeziehen. Das Training sollte auf die Anpassung eines bestimmten Körperteils ausgerichtet sein, ausreichend intensiv und über die übliche Belastung hinausgehend und abwechslungsreich genug sein. Progressive Belastungen sollten langsam und allmählich erfolgen, um Verletzungen zu vermeiden. Wir nahmen an, dass diese Art von Training durch Veränderung der Aktivität von Serummatrix-Metalloproteinasen erreicht werden kann.

Es wurde nachgewiesen, dass Matrix-Metalloproteinasen im Prozess des Umbaus der extrazellulären Matrix des Knochens eine wichtige Rolle spielen, sowohl bei der Entstehung von Knochen als auch bei pathologischen Prozessen der Knochenresorption. Es ist auch bekannt, dass Metalloproteinasen, insbesondere MMP-2 und MMP-9, eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der Skelettmuskelregeneration nach Verletzungen oder beim Umbau derselben nach dem Training spielen. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse der neuesten Studien zu dieser Rolle von Metalloproteinasen bei der Entwicklung und Remodellierung von Knochen, auch und Muskel, nahmen wir an, dass der Wert von Metalloproteinasen als Marker für eine frühe Beurteilung des Therapieansprechens von Patienten mit Osteoporose dienen könnte. In unserer Studie werden wir die Veränderungen der Serumspiegel von Metalloproteinasen sowie des Gewebeinhibitors der Matrix-Metalloproteinasen 1 (TIMP-1) im Serum von Patienten mit postmenopausaler Osteoporose, denen Bisphosphonate verschrieben wurden, vor und nach der Anwendung auf die speziell entwickelten Medikamente verfolgen Übungsprogramm. Ein funktioneller genetischer Polymorphismus (PM) durch Modulation der Expression des MMP kann mit einer unterschiedlichen Reaktion auf die Anwendung des gleichen Übungsprogramms bei unseren Patienten in Verbindung gebracht werden. Ein speziell entwickeltes Trainingsprogramm bei Patienten mit Osteoporose, das sich auf die Erhöhung der BMD und der Muskelkraft auswirkt, kann mit einem bestimmten MMP-Genotyp in Verbindung gebracht werden. In unserer Forschung werden wir den Einfluss von Polymorphismen der genannten Metalloproteinasen auf die Wirksamkeit der Behandlung (des speziell entworfenen Bewegungsprogramms) bei Patienten mit postmenopausaler Osteoporose verfolgen.