腎と骨代謝 Vol.18 No.1(1)


特集名 微小重力と尿路結石・骨粗鬆症
題名 微小重力と骨粗鬆症
発刊年月 2005年 01月
著者 中村 利孝 産業医科大学整形外科
【 要旨 】 Frostのメカノスタット仮説によると,荷重に対する反応に利用される骨の機能は三つある. モデリングは骨組織を移動させる機能でドリフトとも呼ばれ,荷重の増加に反応して骨の外形を拡大し内部構造を強化する.リモデリング保存モードは微細損傷を修復して骨の量と構造を維持する.リモデリング廃用モードは骨吸収を増加させ内部構造を破壊して骨量を減少させる.これらの機能は,歪み閾値により制御されている.微小重力下ではリモデリング廃用モードが機能し骨の構造破壊により強度低下が生じる.骨組織の歪みが増加するとともにリモデリング保存モードが作動して骨量減少が停止する.メカノスタット仮説は荷重による骨制御研究の手がかりの一つになっている.
Theme Osteoporosis and urolithiasis induced by microgravity
Title Microgravity and osteoporosis
Author Toshitaka Nakamura Department of Orthopedics, School of Medicine, University of Occupational and Environmental Health
[ Summary ] Harold Frost hypothesized the mechanostat, which is the controlling mechanism for bone behavior concerning loading generated by tissue gravity. This integrats three physiological functions of bone tissue ; modeling, the remodeling conservation mode, and the remodeling disuse mode. Modeling, activity to cause the drift of bone tissue, increases the bone volume and strengthens the inner structure. The remodeling conservation mode works to repair micro-injuryies at the tissue level, preserving the structure and volume of bone tissue. The remodeling disuse mode weakens the inner structure of the bone by increasing bone resorption, leading to osteoporosis. These three functions are regulated by the respective optimum ranges of the strain threshold in bone tissue. Under micro-gravity conditions the reduction of load on bone activates the remodeling disuse mode, consequently increasing strain levels on the tissue. At this point, the decrease in bone mass and mechanical property stops when the strain value reaches the threshold of the remodeling conservation mode. The mechanostat hypothesis presents a standard, which illuminates the research on bone regulation in relation to load.
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