研究課題
基盤研究(C)
閉経後骨粗鬆症の患者において骨折の予知は必ずしも容易ではない。日常的な運動の程度によって骨強度あるいは骨密度が異なるという臨床研究の結果はあるが、運動不足のレベルと骨強度の関係はあきらかでない。そこで我々は歩行の効果を評価できるように、卵巣摘出(OVX)術を施したラットを狭窄したケージ内で3ヶ月間飼育し、1)本アンダーユースモデルの適性、2)下肢骨が如何なる変化をうけるかを検証した。腰椎および長管骨骨端部の海綿骨骨密度BMDはOVX群(エストロゲン欠乏)で減少が大きく、歩行制限での減少はあまりなかったが、骨幹部の皮質骨BMDにはOVX群で減少は見られず、歩行制限によって大きな構造の変化と皮質骨断面積の低下、骨髄腔の狭小化および骨強度指標SSIの低下が認められた。強度を実測すると、歩行制限のみによる有意な低下が確認され、更に歩行制限は骨の剛性を増加させた。そこで皮質骨の共焦点顕微Raman分光測定を行ったところ、歩行制限のみで有意にマトリックス(Amide I)の減少が、OVX条件下でヒドロキシプロリンのプロリンに対する比率の相対的な減少・コラーゲン架橋の減少(傾向)がみられた。従って歩行制限は骨基質タンパクの減少を起こし、閉経後には基質の成熟不全も加わり、構造が変化して骨が脆弱化すると考えられた。組織学的検討からは、歩行制限のため骨細胞が死んだ空骨小腔の面積当りの数が増加し、スクレロスチン(SOST遺伝子産物で骨形成を阻害)陽性骨細胞の数が増加、骨細管のnetworkが不規則になっていた。骨形成速度は皮質骨内周で増加していたが皮質骨BMDとの関連性は認められなかった。よって、歩行制限(運動不足)した下肢骨では、骨細胞が力学的負荷の減免を感受してスクレロスチンを産生し、リモデリングの異常を惹起し、骨質の劣化をもたらすことが判明した。この系により、PTHと歩行の相乗効果、外周方向への伸展の結果起こる形態の非均一性を定量的に説明することができた。
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