| 研究課題/領域番号 |
17H02125
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| 研究機関 | 新潟医療福祉大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
與谷 謙吾 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 講師 (10581142)
田巻 弘之 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (40253926)
桐本 光 広島大学, 医歯薬保健学研究科, 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, 医療技術学部, 教授 (90339953)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 骨 / 機械的特性 / 除神経 |
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| 研究実績の概要 |
運動刺激効果は、メカニカルストレスによる力学的因子や液性因子、神経性因子等の関連が考えられている。また、その運動刺激効果の現れ方が加齢とともに減弱する傾向にあり、高齢期での機械的刺激に対する骨組織の反応性についても関連があると考えられている。骨格筋への電気刺激処方では筋収縮による張力発生や神経系への刺激など種々の因子により骨組織にも影響があり、筋収縮による張力は骨への機械的刺激効果をもたらすことから、除神経や電気刺激による筋収縮力の骨機械的特性への影響について検討した。坐骨神経のdenervation により下肢不動とした前脛骨筋に経皮的直接電気刺激を与える処方を実施した。処方終了後に採取した脛骨の破断強度試験を実施し、機械的特性に関する項目について測定評価した。無処置の対照群と比較してdenervationを行った下肢の骨においては、Stiffnessは有意に低下したが、Maximal load、 Elastic modulusは有意な変化がなかった。またdenervation 群と比較して、電気刺激誘発性筋収縮を行った群の各パラメータは高い傾向にあったが有意な差はなかった。除神経の期間、筋萎縮量、年齢、組織部位等により影響が異なる可能性が示され、除神経初期における電気刺激処方による筋収縮では、若齢期脛骨の海綿骨及び皮質骨の微細構造や強度に関連する機能的特性並びに高齢期海綿骨の骨量維持にポジティブな影響がみられたが、高齢期の皮質骨骨幹部における機械的特性には影響が少ない可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、骨組織に対する末梢神経の影響について主に骨の機械的特性に関する結果を得た。加齢によりまた骨組織の部位により骨代謝が異なることから、除神経の影響の現れ方が異なる可能性があり、また、力学的特性や骨量、構造など機能的側面や構造的側面に影響を及ぼすまでの期間に差異がある可能性も示唆された。機械的刺激は骨形成促進や骨吸収抑制に影響する重要な因子であり、筋収縮によって誘発される張力は骨への機械的刺激として有効であることが示されたが、その影響が現れるもしくは現れないパラメータを区分でき、範囲等が理解された。また、機械的刺激を骨細胞が感知して最終的に骨形成を促進することが示唆されており、骨量や骨構造、骨強度等に影響する機械的刺激の特徴を知ることで骨細胞の振る舞いについて検証することができ、今後の計画実施に有用な知見を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、骨強度に関する項目と共に骨構造解析や組織形態解析等を行い、神経系の骨細胞への影響についても検討する。骨組織内感覚神経支配による骨細胞分布への影響・役割を調べるため、薬理的神経遮断法を用いて感覚神経を遮断して、神経遮断と骨細胞数や分布変化との関連性について検討する予定である。また、除神経による不動からの回復モデルを用いて骨量低下から回復過程の骨量変化の評価、骨梁微細構造の分析を行うと共に、骨細胞や骨小腔の分布、密度等に関して骨組織観察を実施して調べる。さらに除神経による不動では骨格筋にも影響があり、筋収縮張力は骨への力学的負荷に影響する因子であるため筋組織についても筋線維の構造や機能に関して分析する計画である。
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