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骨機械感受性を調節する骨細胞ネットワークとその神経性調節

研究課題

研究課題/領域番号 17H02125
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関新潟医療福祉大学

研究代表者

山本 智章  新潟医療福祉大学, その他部局等, ロコモティブ症候群予防研究センター副センター長 (30445902)

研究分担者 與谷 謙吾  鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 准教授 (10581142)
田巻 弘之  鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 教授 (40253926)
桐本 光  広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40406260)
石道 峰典  大阪工業大学, 工学部, 講師 (80737536)
大西 秀明  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90339953)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード骨代謝 / 神経 / 機械的刺激 / 骨 / 骨細胞 / 骨組織 / 力学的刺激 / 骨量 / 除神経 / 不動 / カプサイシン / 骨形態 / 機械的特性
研究成果の概要

骨組織内で機械的刺激の感受機能を担っている主たる候補である骨細胞がネットワークを形成している。また骨組織内に神経支配があり骨形成や骨吸収を調節している。
若齢期及び高齢期の骨組織への機械的刺激に対する効果について神経支配及び骨細胞ネットワークの役割について検討した。その結果、除神経や感覚神経の選択的的阻害による骨強度、骨量の低下は、機械的刺激により軽減した。高齢期では骨細胞密度が低下し、空洞化した骨小腔が増大した。骨細胞密度と骨量とは相関関係がみられた。骨組織に対する機械的刺激効果は、加齢、神経支配、骨細胞密度に影響されることを示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、骨の量や強度に感覚神経がポジティブに働いていることを示し、運動刺激効果が骨の場所やタイプ、機械的刺激を感知する細胞の密度、加齢の影響を受けるという結果を得ることができた。加齢で運動効果が現れにくくなる状況を神経系や骨細胞のネットワーク保持をターゲットにした薬剤の開発や運動処方プログラムの開発に寄与する可能性がある。特に高齢期の運動刺激感受性低下の改善に意義を有する。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Myofiber permeability and force production of rat muscles following eccentric contractions: The repeated bout effect depends on the interval.2020

    • 著者名/発表者名
      Hayao K, Tamaki H, Tamakoshi K, Takahashi H, Onishi H
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Science and Engineering

      巻: 13 号: 12 ページ: 106270-106270

    • DOI

      10.4236/jbise.2020.1312025

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low-frequency electrical stimulation of denervated skeletal muscle retards muscle and trabecular bone loss in aged rats.2019

    • 著者名/発表者名
      Tamaki H, Yotani K, Ogita F, Hayao K, Kirimoto H, Onishi H, Kasuga N, Yamamoto N,
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Sciences

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 822-830

    • DOI

      10.7150/ijms.32590

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of streptomycin administration on increases in skeletal muscle fiber permeability and size following eccentric muscle contractions.2018

    • 著者名/発表者名
      Hayao K., Tamaki H., Nakagawa K., Tamakoshi K., Takahashi H., Yotani K., Ogita F., Yamamoto N., Onishi H.
    • 雑誌名

      Anat. Rec.

      巻: 301 号: 6 ページ: 1096-1102

    • DOI

      10.1002/ar.23770

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 骨リモデリングの基礎知識2017

    • 著者名/発表者名
      山本智章
    • 雑誌名

      Clin Calcium

      巻: 27 ページ: 1683-1688

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effects of bone strain of rat tibia during electrical stimulation-induced muscle contraction on bone strength in the early stages of disuse musculoskeletal atrophy.2020

    • 著者名/発表者名
      Tamaki H, Yotani K, Ogita F
    • 学会等名
      2020 Annual Meeting of American Society for Bone and Mineral Research
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of different type of muscle contraction induced by electrical stimulation on in vivo bone strain of rat tibia.2020

    • 著者名/発表者名
      Tamaki H, Yotani K, Ogita F
    • 学会等名
      Journal of Physical Fitness and Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Repeated bout effect on myofiber permeability and muscle function that is dependent on the intervals between initial and second bouts of eccentric contractions in rat skeletal muscle.2019

    • 著者名/発表者名
      Hayao K, Tamaki H, Nakagawa K, Yotani K, Ogita F, Tamakoshi K, Takahashi H, Onishi H, Yamamoto N,
    • 学会等名
      24th Annual Congress of European College of Sport Science,
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低頻度電気刺激誘発性筋収縮による骨ひずみと不動性脛骨骨量低下の軽減に及ぼす影響.2019

    • 著者名/発表者名
      田巻弘之, 與谷謙吾, 荻田 太
    • 学会等名
      第27回日本運動生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 伸張性収縮誘発性筋損傷後の筋線維横断面積の経時的変化.2019

    • 著者名/発表者名
      早尾啓志,田巻弘之,玉越啓悟,高橋英明,大西秀明
    • 学会等名
      第 37 回東北理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 骨形態計測学への回帰 臨床に役立つ骨組織の世界を知る2018

    • 著者名/発表者名
      山本 智章
    • 学会等名
      日本整形外科学会雑誌
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 刺激強度及び距離の異なる磁場刺激による骨内磁場強度の変化特性.2018

    • 著者名/発表者名
      田巻弘之,與谷謙吾,荻田 太,早尾啓志,桐本 光,大西秀明,山本智章,春日規克,
    • 学会等名
      第73回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 骨粗鬆症診療に役立つ骨形態計測の知識2017

    • 著者名/発表者名
      山本智章
    • 学会等名
      第19回日本骨粗鬆症学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脆弱性骨折のベストプラクティスへの挑戦と課題2017

    • 著者名/発表者名
      山本智章
    • 学会等名
      第59回日本老年医学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of electrical stimulation-induced muscle force on the mechanical properties of tibiae in denervated old rat2017

    • 著者名/発表者名
      Tamaki H, Takahashi H, Tamakoshi K, Yotani K, Ogita F
    • 学会等名
      第25回日本運動生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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