腎と骨代謝 Vol.18 No.1(6)


特集名 微小重力と尿路結石・骨粗鬆症
題名 骨への力学的負荷とNO合成酵素
発刊年月 2005年 01月
著者 酒井 昭典 産業医科大学整形外科
著者 綿貫 誠 産業医科大学整形外科
著者 阪田 武志 産業医科大学整形外科
著者 中村 利孝 産業医科大学整形外科
【 要旨 】 一酸化窒素 (NO) は,力学的負荷の増加に応答する骨量調節因子の一つである.NO合成酵素 (NOS) には,恒常的に発現しているnNOS,eNOSと,誘導により発現するiNOSの三つがある.骨細胞は,力学的刺激によく反応して,eNOSを発現する.この経路は,ERK 1/2 kinaseを介しており,同時にRANKLの発現も調節している.iNOSは,通常,骨では検出されない.しかし,非荷重後の再荷重のように力学的負荷を急激に加えたときには,発現が誘導されて,減少した骨量と低下した骨形成を回復させる.iNOS遺伝子を欠損させると,再荷重によるこのような回復が生じなくなる.骨におけるnNOSの役割についても,現在,徐々に解明されてきている.
Theme Osteoporosis and urolithiasis induced by microgravity
Title Regulation of bone metabolism for skeletal loading by nitric oxide synthase
Author Akinori Sakai Department of Orthopaedic Surgery, University of Occupational and Environmental Health
Author Makoto Watanuki Department of Orthopaedic Surgery, University of Occupational and Environmental Health
Author Takeshi Sakata Department of Orthopaedic Surgery, University of Occupational and Environmental Health
Author Toshitaka Nakamura Department of Orthopaedic Surgery, University of Occupational and Environmental Health
[ Summary ] The signal pathway from sensing skeletal loading to regulating bone metabolism in bone tissue has not been fully elucidated. It has been proposed that nitric oxide (NO) is a potentially important signaling molecule in the regulation of bone metabolism in health and disease states. NO synthase (NOS) has three isoforms ; neuronal NOS (nNOS, NOS I), inducible NOS (iNOS, NOS II) and endothelial NOS (eNOS, NOS III). Physiological mechanical stress increases eNOS and decreases RANKL expression from osteoprogenitor stromal cells through the ERK 1/2 kinase pathway. NO, generated by iNOS in osteoblasts, plays a critical role in increasing osteogenic activity in response to acute increases in mechanical loading after unloading. Recently, the role of nNOS in bone metabolism has also been investigated. It may be very helpful for our understanding of various skeletal disorders to clarify the mechanism underlying NO and NOS regulation of bone metabolism after skeletal loading.
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