発育期ラット脛骨における短期間不動後の運動刺激が骨形成に及ぼす影響

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  • ハツイクキ ラットケイコツ ニ オケル タンキカン フドウ ゴ ノ ウンドウ シゲキ ガ ホネ ケイセイ ニ オヨボス エイキョウ
  • Effects of exercise after short-term immobilization on bone structure in growing rat

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Abstract

発育期長骨における骨端板直下の一次海綿骨ならびに二次海綿骨は、それぞれ異なる機能と形成過程を有している。それらに及ぼすメカニカルストレスの増減の影響、特に不動と運動の両条件下における影響に関しては報告がない。そこで、本研究は、短期間の不動処置後の運動が一次および二次海綿骨の骨形成に、どのような影響をもたらすかについて検討することを目的とした。材料として、５週齢のウィスター系雄性ラット30匹を用い、それらを以下のように無作為に分類した。すなわち、①４日間の後肢不動化を図る群（IM-1）と、その②対照群（CO-1）、③４日間の不動化の後、４日間の運動を負荷する群（IM・EX）、④４日間の不動化の後、４日間通常飼育する群（IM・CO）および⑤全実験期間を通して通常飼育する群（CO-2）に分類した。各群のラットに後肢不動化または跳躍運動を課し、実験期間終了後、安楽死させた上、脛骨を摘出して標本を作製し、形態計測学的および組織学的に観察した。形態計測学的には、IM-1の二次海綿骨の骨量および骨密度は低下したが、IM-CO やIM-EX では回復しなかった。組織学的には、IM-1で二次海綿骨の骨梁が減少したが、IM-COやIM-EX では回復は認められなかった。しかし、IM-1の一次海綿骨に関しては、骨梁幅の減少がみられるが、IM-CO やIM-EX では太さが増加した。IM-EX の骨端板直下では、IM-CO に比べて、石灰化軟骨梁が吸収されにくく、軟骨小腔開放部位に近い部位から骨が形成され、その部位にはオステオカルシンの免疫染色陽性の細胞が多く認められた。これらのことから、短期間の不動後のメカニカルストレス増加の影響は一次海綿骨において顕著に認められ、そこでは骨芽細胞の分化促進と、骨形成の活性化が生じることが理解された。

The purpose of this study was to investigate effects of exercise following short-term immobilization on bone formation of primary and secondary cancellous bone. Wistar strain male rats were used as materials and theywere devided into several groups (ex. four-days-immobilization group, four-days-normal-feed following four-days-immobilization group : IM-CO and four-days-exercise following four-days-immobilization group : IM-EX.)Their tibiae were analyzed histologically.Calcified cartilage trabeculae just under growth plate weren’t able to be resolved in IM-EX, compared to IM-CO, and bone was formed from portion near erosion zone of chondrocyte’s lacunae. And, at that potion,osteocalsin reaction positive cells appered. From these facts, it was understood that remarkable effects of mechanical stress following short-term immobilization were appeared at primary cancellous bone, andpromotion of osteoblastic differentiation and activation of bone formation were also found

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