交感神経活動による骨形成低下における抗酸化剤の影響

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交感神経β作動薬による骨量減少に対する抗酸化剤の用量反応関係を明らかにするため、C57BL6/Jマウスにβ作動薬のイソプレナリンを2週間および対照として生理食塩水を投与した。同時に抗酸化剤αリポ酸(0, 0.25, 2.5, 25, 50 mg/g/dairy)を投与し、骨形態計測を行った。その結果、イソプレナリンにより増加した破骨細胞パラメーターがαリポ酸25 mg/g/dairyにて有意に抑制された。さらに、骨形成パラメーターを計測したところイソプレナリンによる石灰化速度の低下を抑制した。驚いたことに、石灰化表面積はイソプレナリンによる低下を抑制したのみならず定常状態と比較し有意に増加していた。以上の結果から、抗酸化剤は、骨形成の促進、骨吸収の抑制と形成吸収の両側面から、交感神経β作動薬による骨量減少を予防する効果があることが明らかとなった。一方、in vitroにおける抗酸化剤と交感神経作動薬の相互作用を検討では、イソプレナリンが骨芽細胞においてのみ約24時間周期で時計遺伝子を変動させることが確認された。そして、抗酸化剤はイソプレナリンによる時計遺伝子の変動に影響を与えた。破骨細胞においては、イソプレナリンには反応を示さなかったが、糖質コルチコイドによって時計遺伝子の発現を変動することが明らかとなった。このことから、骨芽細胞、破骨細胞には時計遺伝子が約24時間周期で発現の変動を繰り返していることが明らかとなった。そして、交感神経系、糖質コルチコイド系が時計遺伝子の同調を制御することが示唆された。交感神経系による骨形成低下に時計遺伝子が関与することから、抗酸化剤による骨量減少予防効果が時計遺伝子の発現リズムを変調させることで生じる可能性が示された。