ヒトにおける骨への血流制御の探索

人体のすべての組織は、代謝要求を満たすために酸素と栄養素を提供するために十分な灌流を必要とします。 骨の動脈系が圧倒的に重要であり、血流がなければ骨はその完全性を維持できないことが長い間知られていました. 確かに、人間の骨を供給する動脈、細動脈、および毛細血管の広範なネットワークがあります。 さらに、骨への血流は、骨の全体的な健康状態を決定するさまざまな局所的および全身的要因に反応します。 しかし、ヒトの骨灌流は比較的研究されていないため、骨の血流を調節する根本的なメカニズムはよくわかっていません。 研究者らは、健常者の骨灌流を調節する重要なメカニズムを研究し、それらを脊髄損傷 (SCI) の個人と対比することを提案しています。 SCI は、骨灌流の制御を変更する可能性が高い傷害のレベル以下の交感神経調節の喪失を伴う慢性的な負荷の減少の人間の「モデル」を表しています。 したがって、私たちの目的は次のとおりです。 2) 脛骨灌流に対する血管交感神経活動と全身灌流圧の影響を決定します。 3) 健常者と SCI 患者の間で、局所的および全身的要因に応じた脛骨灌流の変化を比較します。

骨血流に関する研究の大部分は動物で行われており、および/または適切または不十分な灌流と骨の健康との関連に焦点を当ててきました。 たとえば、不十分な血流は、骨量の減少、成長障害、骨折治癒の遅延に関連しています。 しかし、関連する筋肉収縮の有無にかかわらず、負荷による骨の急激な代謝ニーズにより、血流が大幅に増加します。 実際、単独の筋肉収縮だけでも 2 分以内に、脛骨灌流が大幅に増加することが示されています。 さらに、関連する筋肉収縮を伴う圧縮負荷がある場合、骨への流れは倍増する可能性があります。 同様に、わずか 10 分間の骨格の除荷は、大腿部の灌流を半分に減らします。 負荷を伴う特定の局所的要因 (代謝副産物など) が血流の調節に関与している可能性があるかどうかは不明ですが、これらのデータは、骨への灌流が骨格負荷に非常に反応することを強く示唆しています。 実際、運動中の骨および骨格筋への流れの制御において、同様の調節メカニズムが働いている可能性があるようです。 さらに、骨血管系は交感神経によって豊富に神経支配されています。 ノルエピネフリンの適用は、無傷の骨と分離した骨の両方への血流を減少させます。 同様に、交感神経の刺激は、アルファアドレナリン受容体の活性化を介して骨への流れを減少させます。 さらに、骨の細動脈の平滑筋は、血管拡張剤および血管収縮剤に期待どおりに反応します。 したがって、骨血管系の交感神経支配は、流れの制御において機能的な目的を果たします。 そうでない場合、骨代謝と骨の流れとの関連性とは無関係に、骨の動脈ネットワークは単純な圧力受動システムとして機能します。

ヒトの骨の流れの研究に対する重大な制限は、非侵襲的評価の欠如です。 このように、骨への灌流を制御するメカニズムを解明することは困難でした。 骨の密集した性質により、灌流を調査することが難しくなり、他の組織の循環を定量化するために使用される技術は、生体内の骨に適用することが困難または不可能です。 研究者は最近、脛骨のヘモグロビン含有量の変化を非侵襲的に検出するための近赤外分光法 (NIRS) システムの有効性を実証しました。 私たちの予備研究はNIRSの有用性を示しましたが、血流調節への洞察を提供し、骨灌流のさまざまな可能性のある要因を解きほぐすように設計されていませんでした. ここで研究者は、健常者と脊髄損傷 (SCI) の両方で骨への血流を制御するさまざまなメカニズムを研究することを提案しています。 SCI 人口は、いくつかの貢献者 (すなわち. 負荷および血管交感神経制御）が減少するか、または中断されます。