骨細胞による骨組織への機械的刺激の広めやすさと神経系の役割

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機械的ストレス（力学的因子）は骨量の維持、増進に必須の因子であり、その骨組織への機械的刺激の感受に骨細胞がメカノセンサーとしての役割を果たしている。骨細胞は骨基質に多く存在し、骨組織がひずむことで活性化し、骨細胞間ネットワークによって感受・反応を広めることができる。このひずみ特性と骨細胞ネットワーク（粗密）は若齢期や高齢期など加齢により異なることが考えられており、これらの特性の違いにより運動や機械的刺激の効果の現れ方が異なるのか調べた。まず若齢期及び中高齢期ラットの脛骨を対象に荷重によって生じる骨ひずみ特性を調べた。各年齢のラット脛骨内側骨幹部に小型箔ストレンゲージを貼付し、卓上小型フォースプレート上で鉛直方向に種々の強度で荷重し、その時の骨ひずみ及び床反力信号を記録し、最大ひずみ、最大床反力、最大・最小strain rate (microstrain/sec)を計測した。いずれの年齢期においても荷重が大きくなるのに従い最大骨ひずみ値は指数関数的に大きくなった。若齢期は中高齢期に比較してより大きくひずみやすい傾向を示した。また、荷重時最大strain rate及び荷重リリース時の最小strain rateは骨ひずみピーク値と相関関係にあり、若齢期の方が中高齢期よりも大きかった。また骨破断強度検査時に記録した骨stiffnessは高齢期の方が大きく、骨ひずみは若齢期の方が大きかった。さらに、若齢期及び中高齢期ラットの脛骨を対象に3次元マイクロＣＴ撮影を行い、骨量を計測し、3次元骨梁構造解析により、海綿骨においては骨梁幅、骨梁長、骨梁数、骨梁連結密度等を、また皮質骨では皮質骨幅や断面積、total porosity等を評価した。総じて、若齢期よりも高齢期では海綿骨量は低いレベルにあるが、硬くひずみにくい特性を有することが理解された。