特発性大腿骨頭壊死症の発生機序と予防と治療に関する骨代謝学的研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11877249
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 小林 千益 信州大学, 医学部・付属病院, 講師 (40205464)
• 研究分担者: 斎藤 直人 信州大学, 医学部, 講師 (80283258) ; 高岡 邦夫 信州大学, 医学部, 教授 (30112048)
• キーワード: 大腿骨頭壊死症 / ステロイド / メカニカルストレス / 骨粗鬆症 / 骨代謝

研究概要

特発性大腿骨頭壊死症はいまだ病態が不明で、有効な予防法が見出されていない。本研究では、本症の発生機序を骨代謝学的に検討した。ステロイド投与と関連して骨壊死を特に大腿骨頭に生じることは、ヒトが2脚で起立歩行することと関連があると考え、実験には2脚で体重を支持するウズラを用いた。孵化後9週の雄のウズラを4群に分けた。溶媒のみを筋注した対照群、メチルプレドニゾロン40mg/kgを週2回筋注したステロイド群、ウズラの背部に体重の30%の重りを背負わせた荷重負荷群、メチルプレドニゾロンと荷重負荷を同様に同時に負荷したステロイド+荷重負荷群である。各群12羽とし、これらの処置開始後3週と6週で各6羽屠殺し、全身及び大腿骨の変化を調べた。ステロイド群では、対照と比べて、全身的には体重減少と脂肪肝を生じた。大腿骨に関しては、骨髄を脂肪細胞が占める割合が増加し、骨(芽)細胞の数および活性が低下し、骨量が減少し、力学的強度が低下した。荷重負荷群は、対照と比較して、大腿骨の骨(芽)細胞の数と活性が増加し、骨量が増加し、力学的強度が増大した。ステロイド+荷重負荷群のこれらのパラメターは、対照群と荷重負荷群の中間を示した。本研究では、ステロイド投与によって、骨(芽)細胞の数と活性が低下し、骨の量と力学的強度が減少するが、メカニカルストレスの負荷によってこれらの変化を防止できることが示された。メカニカルストレスは骨代謝における強力な刺激因子である。適切なメカニカルストレスによって、ステロイドによる骨(芽)細胞の活性抑制を防止し、ひいては大腿骨頭壊死症を予防できる可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] Kobayashi S et al: "Advantages of concurrent use of anabolic and antiresorptive agents over single use of these agents in increasing trabecular bone volume. connectivity. and biomechanical competence of rat vertebrae."Bone. 25・6. 703-712 (1999)
• [文献書誌] SaitO N et al: "New synthetic absorbable polymers as BMP carriers : Plastic properties of poly-D, L-lactic asid-polyethylene glycol block copolymers."Journal of Biomaterial Research. 47. 104-110 (1999)
• [文献書誌] Tutumimoto H et al: "IL-1 and TNF-α suppress N-cadherin expression in MC3T3-E1 cells."Journal of Bone and Mineral Research. 14. 1751-1760 (1999)
• [文献書誌] Kobayashi S et al: "Poor bone quality or hip structure as risk factors affecting survival of total-hip arthroplasty."Lancet. 355. 1499-1504 (2000)
• [文献書誌] Kinoshita T et al: "Phosphodiesterase inhibitors, pentoxyfylline and rolipram, increase bone mass mainly by promoting bone formation in normal mice."Bone. 27. 811-817 (2000)
• [文献書誌] 小林千益 ほか: "臨床疾患の研究:特発性大腿骨頭壊死症."組織培養工学. 26・13. 535-539 (2000)