Die OA zählt weltweit zu den am häufigsten auftretenden degenerativen Gelenkerkrankungen. Bisherige Therapieoptionen beschränken sich auf die symptomorientierte Versorgung der Patienten, da bis zum heutigen Zeitpunkt eine nicht-invasive, kurative Therapie noch nicht etabliert wurde. Eine Muskelhypotrophie kann Ursache als auch Folge einer OA sein, weshalb die Betrachtung der Muskulatur in diesem Krankheitsbild von Bedeutung ist. Die vorliegende Dissertation beschäftigte sich mit der Untersuchung potentieller Effekte der Osteoarthrose (OA) im Kniegelenk auf die Beinmuskulatur im Mausmodell. Darüber hinaus wurde der Effekt eines Vibrationstrainings in Form der Whole Body Vibration (WBV) auf die Oberschenkelmuskulatur eines arthrotischen Knies in diesem Modell erforscht. Um den Effekt der OA und des WBV-Trainings auf die Muskulatur messen zu können, wurden aus den von den Mäusen entnommenen Oberschenkeln histologische Querschnitte angefertigt und gefärbt. Mithilfe eines in Kooperation mit dem Zuse-Institut der Freien Universität Berlin speziell entwickelten Programms, wurde die Querschnittsfläche (cross sectional area [CSA]) der einzelnen Muskelfasern in vier exemplarischen Regionen des Musculus vastus intermedius (VIM) halb-automatisiert ausgewertet. Darüber hinaus wurden mit der aus dem Musculus quadriceps femoris isolierten RNA die Genexpression mittels einer Real Time Detection PCR (RTD-PCR) untersucht. In den Experimenten des OA-Verlaufs wurden OA-induzierte DMM-Mäuse mit sham-operierten Mäusen verglichen. Für die Beurteilung des WBV-Trainings wurden die OA-induzierten und kontralateralen Beine vibrierter (WBV) und sham-vibrierter (sham-WBV) Mäuse verglichen. Obwohl zu vereinzelten Zeitpunkten im OA-Verlauf signifikante Unterschiede zwischen sham-Mäusen und OA-Mäusen auftraten, hatte die OA-Induktion im Gesamtbild keinen ersichtlichen Einfluss auf den Muskel. Auch das WBV-Training hatte keinen erkennbaren Effekt auf die Muskulatur gezeigt. Da der zugrundeliegende physiologische Mechanismus des WBV-Trainings nicht bekannt ist und es verschiedene unbekannte Variablen zu geben scheint, ist es schwierig, den Effekt der WBV zu untersuchen oder effiziente WBV-Trainingsprotokolle zu erstellen. In Zusammenschau mit Ergebnissen aus der Fachliteratur scheinen unbeeinflussbare individuelle Variablen während des WBV-Trainings innerhalb von Testpersonen und Versuchstieren eine Objektivierung des Effekts der WBV zu erschweren. Aus diesem Grund bedarf es noch weiterer Untersuchungen, um den Effekt der OA und des WBV-Trainings auf die Oberschenkelmuskulatur genauer zu erforschen.
OA is one of the most common degenerative joint diseases worldwide. Current treatment options are limited to symptom-oriented care of patients, as a non-invasive, curative therapy has not yet been established. Since muscle hypotrophy can be a cause as well as a consequence of OA, leg musculature plays a pivotal role in the disease. The present study analyzed the interaction between osteoarthritis (OA) in the knee joint and leg musculature in a mouse model. It focuses on the effect of OA on thigh muscles in a preclinical mouse model of gonarthrosis in which the medial meniscus was destabilized (destabilization of the medial meniscus [DMM]) over an observation period of twelve weeks. Additionally, in order to investigate a potential non-invasive therapy option, the effect of vibration training in the form of Whole-Body Vibration (WBV) on the thigh muscles of an arthritic knee was explored in this model. Potential effects of the DMM model (OA progression) and WBV training on the muscles were analyzed on histological cross-sections using a specifically developed program for unbiased, semi-automatic evaluation of muscle fiber cross sectional area. Furthermore, RNA isolated from the quadriceps femoris was used to examine muscular gene expression patterns using real-time detection PCR (RTD-PCR). To analyze the effect of OA progression on the thigh muscle, OA-induced DMM mice were compared with sham-operated mice. For assessment of the effect of WBV training, the OA-induced and contralateral legs of vibrated (WBV) and sham-vibrated (sham-WBV) mice were compared. Although significant differences between sham-operated mice and OA mice occurred at isolated time points during the course of OA progression, OA induction had no apparent long-term or directional effect on the muscle. Moreover, the WBV training showed no apparent effect on the muscle. Since the physiological mechanism of the WBV training is unknown and there seem to be multiple unknown variables, it is difficult to investigate the effects of WBV or establish efficient WBV training regimes. For this reason, further research is needed to explore the effect of OA and WBV training on thigh muscles.
