2014年3月6日木曜日

骨の細胞と海と重力

骨の細胞と海と重力

*骨の構成と構造*

骨の構成は

        ・無機質 52%
           リン酸カルシウム CaPO4 44%
            炭酸カルシウム  CaCO3  5%
           リン酸マグネシウム MgPO4他3%
        ・有機質 26%
            コラーゲンなど         26%
        ・水分  22%

           *骨の構造と機能(http://www.kumazo.com/ol/ost01.html)
           より筆者計算

骨は
カルシウムなどミネラルの貯蔵庫
の役もしています

生物が海から陸に上がる前は
必要なカルシウムを海水から簡単に取り込めた
陸に上がって生物はカルシウムの供給源を失った
そこで骨という貯蔵庫を獲得した
http://kenkoukanren.seesaa.net/article/120398075.html

カルシウムは
身体の末端の細胞内でイオンとなって
シグナル伝達物質として働き
筋収縮、神経伝達、免疫応答、受精、細胞分裂
等の機能に関わります
http://wwwchem.sci.hokudai.ac.jp/archives/439


細胞外の血中カルシウム(濃度0.1g/l)が不足すると
骨から流出して補われます

細胞内でのCaイオンの濃度は
細胞外体液の10000分の1程度である
細胞外体液は海水を薄めたようなミネラル組成になっています
http://hikawa.takara-bune.net/hSeiriTaiekiNaieki.html


骨は
コラーゲン繊維の網の間に
リン酸カルシウムの仲間
ヒドロキシアパタイトCa10(PO4)6(OH)2
が充填された
鉄筋コンクリートのような構造である



ヒドロキシアパタイトの結晶は
次のような構造である


一方
繊維をなしている
コラーゲン分子(タンパク質)は三重らせん構造をしており、分子量30万である


コラーゲンができるためには
先ずアミノ酸の縮合体プロコラーゲンの水酸化(OH化)
が必要ですが
ビタミンCは水酸化反応を起こす酵素を助けます



*骨の細胞*
骨の成長は
古い骨を壊す破骨細胞と新しい骨を作る骨芽細胞との
バランスで行われます






*骨と重力*

宇宙や横に伏せた微小重力環境では
破骨細胞が勝り
骨量の減少が見られます
その理由は今宇宙の実験室で盛んに研究されています





骨の形成には
重力による負荷が必要です
微小重力や無重力では
遠い昔の海中生活に戻ったかのように
カルシウムを放出して骨量が減ってゆきます
http://kenkoukanren.seesaa.net/article/120398075.html









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