＜ 原 著 ＞
骨代謝における鉄の関与の検討
The Involvement on Iron in Bone Metabolism
長谷川秀隆1，長谷川結香2，松木秀明3
Hidetaka HASEGAWA, Yuka HASEGAWA, Hideaki MATSUKI
1 常葉大学健康科学部看護学科
Department of Nursing, Faculty of Health Science, Tokoha University 2 元弘前大学附属病院
Hirosaki University Hospital 3 東海大学健康科学部
Tokai University The School of Health Sciences
【要 旨】 本 研 究 の 目 的 は ， 骨 代 謝 に お け る 生 体 内 の 鉄 の 関 与 に つ い て 検 討 す る こ と で あ る ． 今 回 大 学 生 お よ び 短 期 大 学 生 1 6 7 4 人 （ 男 性 9 5 7 人 ， 女 性 7 1 2 人 ） を 対 象 に ， 血 清 F e ， 骨 身 度 測 定 （ 超 音 波 法 ）， 鉄 推 定 摂 取 量 ， 骨 代 謝 マ ー カ ー （B A P 、 血 清 N T x ） に つ い て 調 査 を 行 っ た ． 血 清 F e は ， 超 音 波 伝 播 速 度 （ S O S ）， 超 音 波 透 過 指 標 （ T I ）， 音 響 的 骨 評 価 値 （ O S I ） に 対 し て 有 意 な 正 の 相 関 関 係 を 認 め た ． 血 清 F e の 平 均 値 と 標 準 偏 差 に よ り ， 低 値 群 ， 標 準 群 ， 高 値 群 の 3 群 に 分 類 し ， 男 女 別 に S O S ， T I ， O S I を 比 較 し た （ K r u s k a l ‐ Wa l l i s 検 定 ）． そ の 結 果 ， 男 性 の 血 清 F e 標 準 群 と 女 性 の 血 清 F e 高 値 群 は ， S O S ， T I ， O S I が 高 い こ と が 明 ら か に な っ た ． 骨 代 謝 の 鉄 の 関 与 と し て ， コ ラ ー ゲ ン 形 成 と ビ タ ミ ン D の 活 性 化 に お け る 水 酸 化 酵 素 の 補 因 子 や 破 骨 細 胞 内 の ミ ト コ ン ド リ ア の 電 子 伝 達 系 に お け る 補 因 子 と し て の 働 き が 考 え ら れ た が ， ト ラ ン ス フ ェ リ ン と 結 合 し た 血 清 F e の 直 接 的 な 関 与 の 他 に ， 貯 蔵 鉄 が 骨 代 謝 に 関 与 し て い る 可 能 性 が 推 察 さ れ た ． K e y Wo r d s ： 血 清 F e ， 骨 密 度 ， 補 因 子 ， ミ ト コ ン ド リ ア ， シ ト ク ロ ム Ⅰ．緒言 ヒ ト の 生 体 内 に お け る 鉄 の 働 き は ， 主 に 赤 血 球 の 生 成 ，AT P を 産 生 す る 電 子 伝 達 系 の シ ト ク ロ ム c 酵 素 の 活 性 ， 抗 酸 化 に 必 要 な 過 酸 化 水 素 を 分 解 す る カ タ ラ ー ゼ な ど の 酵 素 成 分 で あ る1 ）． 近 年 の 骨 代 謝 と 微 量 元 素 や 微 量 栄 養 素 に 関 す る 研 究 で は ， 骨 吸 収 の 際 ， 破 骨 細 胞 の 分 化 に 伴 う ミ ト コ ン ド リ ア の 鉄 需 要 の 増 大 を 示 唆 す る こ と が 報 告 さ れ て い る2 ）． ま た マ ウ ス に 対 す る 鉄 欠 乏 食 投 与 実 験 で は ， 骨 形 成 関 連 遺 伝 子 の m R N A 発 現 量 低 下 と 小 腸 の カ ル シ ウ ム 吸 収 に 関 わ る m R N A 発 現 量 低 下 に よ り ， 骨 密 度 が 低 下 す る こ と を 示 唆 し て い る3 ）． し か し ， 骨 代 謝 に お け る 鉄 の 働 き や メ カ ニ ズ ム に つ い て は 不 明 な 点 も 多 い ． ピ ー ク ボ ー ン マ ス は ，1 8 ～ 2 0 歳 と い わ れ ， 3 0 歳 以 降 骨 量 は 徐 々 に 低 下 す る ． 特 に 閉 経
後 の 女 性 は ， 男 性 に 比 べ 極 端 に 骨 量 が 低 下 し 骨 粗 鬆 症 の リ ス ク が 高 ま る た め 青 年 期 に 骨 量 を 高 め る こ と が 必 要 で あ る ． 鉄 が 骨 密 度 に 影 響 を 及 ぼ す か 否 か に つ い て 検 討 す る こ と は ， 成 人 期 の 骨 量 低 下 予 防 と 食 事 指 導 に お い て 重 要 な 課 題 と 考 え る ． 本 研 究 で は ， 血 清 F e ， 骨 代 謝 マ ー カ ー ， 食 事 か ら の 鉄 摂 取 量 ， 音 響 的 骨 評 価 値 （O S I ） と の 関 連 か ら 骨 代 謝 に お け る 鉄 の 関 与 に つ い て 検 討 を 行 っ た ． Ⅱ．研究方法 骨 密 度 と 生 活 習 慣 に 関 す る 過 去 7 年 間 の 調 査 か ら 1 6 7 4 人 に つ い て 分 析 を 行 っ た ． 調 査 方 法 は ，骨 密 度 測 定（ 超 音 波 法 ），血 清 鉄（ 血 清 F e ）， 血 清 カ ル シ ウ ム （ 血 清 C a ）， 骨 代 謝 マ ー カ ー （ 骨 型 ア ル カ リ ホ ス フ ァ タ ー ゼ ： B o n e S p e c i f i c A l k a l i n e P h o s p h a t a s e ； BAP，血清Ι型コラーゲン架橋 N- テロペプチド： type I collagen cross-linked N-telopeptides, s e r u m；血 清 N T x ）を 測 定 し た ．食 事 調 査 は ， 目 安 量 記 録 法 で 行 っ た ． １ ． 調 査 対 象 者 ：A 大 学 及 び A 短 期 大 学 の 学 生 で ， 男 性 9 5 7 人 ， 女 性 7 1 2 人 ， 計 1 6 7 4 人 （ 性 別 記 載 欠 損 値 5 人 を 含 む ） を 対 象 に 調 査 を 行 っ た ． 調 査 期 間 ：2005 年 11 月～ 2012 年 11 月 ２ ． 研 究 の 役 割 分 担 １ ） 骨 密 度 測 定 ， 検 体 採 取 ， 栄 養 調 査 ， 統 計 学 的 解 析 ： 長 谷 川 秀 隆 ２ ） 検 体 採 取 ， 身 体 測 定 ， 栄 養 調 査 ： 長 谷 川 結 香 ３ ） 骨 密 度 測 定 ， 測 定 に 関 す る 総 括 ： 松 木 秀 明 ３ ． 調 査 項 目 １ ） 体 格 測 定 身 長 測 定 （YA G A M I 社 製 デ ジ タ ル 大 型 身 長 計 Y L - 6 5 D ）， 体 重 測 定 及 び B M I の 算 出 ． ２ ） 骨 密 度 測 定 A L O K A 社 製 超 音 波 骨 評 価 装 置 A O S -1 0 0 を 使 用 し ， 測 定 部 位 は 踵 骨 で 測 定 し た ． 超 音 波 法 に よ る 測 定 値 は ， 超 音 波 が 踵 骨 を 透 過 す る 音 速 を 示 し ， 骨 密 度 を 反 映 す る 超 音 波 伝 播 速 度 （S p e e d o f S o u n d 以 下 S O S ）， 超 音 波 の 透 過 す る 度 合 い を 示 し ， 骨 量 を 反 映 す る 超 音 波 透 過 指 標 （Tr a n s m i s s i o n I n d e x 以 下 T I ）， S O S と T I の 演 算 値 （ T I × SOS2） よ り 算 出 さ れ た 音 響 的 骨 評 価 値 （Osteo Sono-Assessment Index 以 下 OSI）
の 3 つ の 値 を 求 め た．SOS，TI，OSI は D X A 法 （ D u a l - e n e r g y X - r a y Absorptiometry）による骨密度と相関する4）． ３ ） 骨 代 謝 に 関 す る 血 液 検 査 血 清F e （ ニ ト ロ ソ － P S A P 法 ）， 血 清 C a （ ア ル セ ナ ゾ Ⅲ 法 ） に よ り 測 定 し ， ま た 骨 代 謝 マ ー カ ー の 測 定 に つ い て は ，B A P（ C L E I A 法 ）， 血 清 N T x （ E L I S A 法 ） に よ っ て 測 定 し た ． ４ ） 食 事 調 査 血 液 検 査 前 日 の 一 日 の 食 事 内 容 ［ 献 立 （ 写 真 を 添 付 ） と 料 理 に 使 用 し た 材 料 と 量 ］ を 秤 量 法 に よ り 食 事 摂 取 記 録 表 に 記 入 し て も ら い ，「 五 訂 増 補 日 本 食 品 標 準 成 分 表 」 に 基 づ い た 建 帛 社 「 エ ク セ ル 栄 養 君 Ve r. 4 . 0 」 の ア ド イ ン ソ フ ト を 使 用 し ， 鉄 推 定 摂 取 量 を 算 出 し た ． な お 食 事 摂 取 記 録 表 を 配 布 す る 際 に ，「 主 要 食 品 重 量 目 安 表 」 添 付 し た ． ４ ． 倫 理 的 配 慮 東 海 大 学 健 康 科 学 部 倫 理 委 員 会 の 承 認 を 受 け ， 対 象 者 に 研 究 の 趣 旨 を 説 明 し ， 同 意 後 に 調 査 を 行 っ た ．
５ ． 解 析 方 法 血 清 F e の 平 均 値 と 標 準 偏 差 （ M e a n ± S D ） か ら ， 低 値 群 ， 標 準 群 ， 高 値 群 の 3 群 に 分 類 し ， 男 女 別 に SOS，TI，OSI を 比 較 し た （Kruskal-Wallis 検 定 ）． 有 意 差 検 定 は， Bonferroni の 補 正 を し， 有 意 水 準 を p<0.0167 と し た． 統 計 ソ フ ト は，SPSS Ver.11.5（シリアル No.6266581）を使用した． Ⅲ．結果 対 象 者 の 属 性 に つ い て ，年 齢 ，身 長 ，体 重 ， B M I ， 血 清 F e ， 血 清 C a ， 骨 代 謝 マ ー カ ー ， 鉄 推 定 摂 取 量 を 表 1 に 示 し た ． 血 清 F e ， 血 清 C a は ， 男 女 と も 基 準 値 内 で あ っ た が ， 骨 形 成 マ ー カ ー で あ る B A P は ， 男 女 と も 基 準 値 よ り 高 値 を 示 し ， 骨 吸 収 マ ー カ ー で あ る 血 清 N T x は ，男 性 が 基 準 値 よ り 高 値 で あ っ た ． 骨 代 謝 関 連 血 液 デ ー タ と 骨 密 度 と の 関 連 性 に つ い て ，P e a r s o n の 相 関 係 数 に よ り 検 定 を 行 っ た （ 表 2 ）． 血 中 の 微 量 元 素 と 骨 密 度 の 関 連 は ， 血 清 F e は ， S O S ， T I ， O S I と も に 正 の 相 関 関 係 を 認 め た が ， 血 清 C a は ， 関 連 性 を 認 め な か っ た ． 骨 形 成 マ ー カ ー と 骨 密 度 は ，B A P が S O S ， T I ， O S I と 正 の 相 関 関 係 を 認 め た ． 図 1 が 示 す よ う に ， 血 清 F e と B A P と の 関 連 性 は ， 弱 い 正 の 相 関 関 係 （r = 0 . 1 5 4 , p < 0 . 0 1 ） を 認 め た が ， 血 清 F e と 血 清 N T x は ， 有 意 な 相 関 関 係 を 認 め な か っ た （r = 0 . 0 5 8 , p = 0 . 4 9 1 ）． ま た 血 清 F e と 鉄 推 定 摂 取 量 に つ い て も ， 有 意 な 相 関 は 認 め ら れ な か っ た （ 図 2 ）． そ の 他 ， 骨 形 成 に 必 要 な 微 量 栄 養 素 と し て ， カ ル シ ウ ム （C a ）， ビ タ ミ ン D （ V D ） の 推 定 摂 取 量 （M e a n ± S D ） は ， C a が 全 体 4 9 9 . 9 ± 5 9 2 . 8 m g / 日 ， 男 性 5 3 4 . 6 ± 7 5 8 . 0 m g / 日 ， 女 性 4 5 7 . 4 ± 1 7 6 . 2 m g / 日 ， V D が 全 体 7 . 0 ± 11 . 5 μ g / 日 ， 男 性 7 . 3 ± 1 2 . 6 μ g / 日 ， 女 性 6 . 7 ± 1 0 . 1 μ g / 日 で あ っ た ． C a の 推 定 摂 取 量 と 血 清 C a は ， 有 意 な 関 連 性 を 認 め な か っ た （r = 0 . 0 6 5 , p = 0 . 4 2 1 ）． ま た V D の 推 定 摂 取 量 とO S I に つ い て も 有 意 な 関 連 性 は 認 め ら れ な か っ た （r=-0.040, p = 0 . 2 9 9 ）． 血 清 F e と 血 清 C a に つ い て は ， 弱 い 正 の 相 関 関 係（r = 0 . 1 5 8 , p < 0 . 0 5 ）を 認 め た（ 図 3 ）． 血 清 F e の 平 均 値 と 標 準 偏 差 か ら ，男 性 は ， 7 8 . 2 0 μ g / d L 未 満 を 低 値 群 ， 7 8 . 2 0 以 上 1 5 3 . 5 8 μ g / d L 以 下 を 標 準 群 ， 1 5 3 . 5 8 μ g / d L を 超 え る 高 値 群 ， 女 性 は ， 5 3 . 2 7 μ g / d L 未 満 を 低 値 群 ， 5 3 . 2 7 以 上 1 3 7 . 2 7 μ g / d L 以 下 を 標 準 群 ， 1 3 7 . 2 7 μ g / d L を 超 え る 高 値 群 の 3 群 に 分 類 し ， 骨 密 度 に つ い て 3 群 間 の 比 較 を 行 っ た（ 図 4 ）． 男 性 の O S I（ × 1 06） は ，低 値 群 3 . 3 8 ± 0 . 4 4 ，標 準 群 3 . 5 7 ± 0 . 4 5 ， 高 値 群 3 . 4 4 ± 0 . 4 5 で 有 意 差 を 認 め た （p < 0 . 0 1 ）． ま た 骨 密 度 を 反 映 す る 超 音 波 伝 播 速 度 （S O S ） は ， 低 値 群 1 6 0 7 . 9 0 ± 3 3 . 4 m / s e c ， 標 準 群 1 6 2 5 . 5 4 ± 3 2 . 4 m / s e c ， 高 値 群 1 6 2 3 . 5 9 ± 3 2 . 4 m / s e c で 有 意 差 を 認 め（p < 0 . 0 0 1 ），骨 量 を 反 映 す る T I は ， 低 値 群 1 . 3 0 ± 0 . 1 3 ， 標 準 群 1 . 3 5 ± 0 . 1 3 ， 高 値 群 1 . 3 0 ± 0 . 1 4 （ p < 0 . 0 5 ） で 有 意 差 を 認 め た ．女 性 のO S I は ，低 値 群 2 . 9 2 ± 0 . 3 6 ， 標 準 群 3 . 1 2 ± 0 . 4 1 ， 高 値 群 3 . 1 4 ± 0 . 4 3 で 有 意 差 を 認 め （p < 0 . 0 0 1 ）， S O S は ， 低 値 群 1 5 8 4 . 6 4 ± 3 1 . 6 1 m / s e c ， 標 準 群 1 6 0 5 2 7 ± 2 9 . 2 6 m / s e c ， 高 値 群 1 6 1 0 . 6 7 ±3 1 . 1 4 m / s e c ，T I は ，低 値 群 1 . 1 6 ± 0 . 1 0 ， 標 準 群1 . 2 1 ± 0 . 1 3 ，高 値 群 1 . 2 1 ± 0 . 1 4 で ， い ず れ も 有 意 差 を 認 め た （p < 0 . 0 0 1 お よ び p < 0 . 0 1 ）．
表2 骨代謝関連の血液測定値と骨密度（超音波法）との関連性 y = 0.0366x + 24.892 r = 0.154277 p = 0.007 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 50 100 150 200 250 300 BAP 㸦 U/L 㸧 ⾑ΎFe㸦μg/dL㸧 ᅗ1 ⾑ΎFeBAPࡢ┦㛵 BAP 㸦 U/L 㸧 ⾑ΎFe㸦μg/dL㸧 表1 対象の属性と測定結果
0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 0 10 20 30 40 50 ⾑Ύ Fe ್ 㸦 μg/dL 㸧 㕲᥎ᐃᦤྲྀ㔞㸦mg/᪥㸧 ᅗ2 ⾑ΎFe㕲᥎ᐃᦤྲྀ㔞ࡢ┦㛵 y = 0.0013x + 9.4538 r = 0.157886 p = 0.049 8.5 9 9.5 10 10.5 11 0 50 100 150 200 250 ⾑Ύ Ca 㸦 mg /d L 㸧 ⾑ΎFe㸦μg/dL㸧 ᅗ3 ⾑ΎFe⾑ΎCaࡢ┦㛵
㸨㸨㸨㸸p< 0.001 㸨㸨㸸p< 0.01 㸨㸸p< 0.05 㸦 ×1 0 6㸧 㸦 ×1 0 6㸧 㸦 m/ se c㸧 㸦 m/ se c㸧 ᅗ4 ⾑Ύ Fe ศ㢮 3 ⩌࠾ࡅࡿ㦵ᐦᗘࡢẚ㍑ Ⅳ．考察 １ ． 体 格 ， 骨 代 謝 関 連 栄 養 素 の 摂 取 量 お よ び 骨 密 度 調 査 当 時 の 2 0 1 0 年 国 民 健 康 ・ 栄 養 調 査 の 資 料5 ）を 基 に 対 象 者 の 身 長 ， 体 重 ，B M I の 平 均 値 を 比 較 す る と ，2 0 歳 の 男 性 の 場 合 ， 身 長 1 7 1 . 0 ± 6 . 3 c m ， 体 重 6 1 . 8 ± 1 3 . 2 k g ， B M I （ 2 0 ～ 2 9 歳 ） 2 2 . 3 3 ± 3 . 6 8 k g / m2， 女 性 の 場 合 ， 身 長 1 5 9 . 5 ± 7 . 5 c m ， 体 重 5 5 . 0 ± 1 4 . 1 k g ， B M I （ 2 0 ～ 2 9 歳 ） 2 0 . 3 7 ± 3 . 1 6 k g / m2で ，ほ ぼ 平 均 的 な 体 格 で あ る ． ま た 2 0 0 7 年 国 民 健 康 ・ 栄 養 調 査6 ）の 資 料 か ら ， 骨 代 謝 に 関 連 し た 栄 養 素 摂 取 量 （2 0 ～ 2 9 歳 ） に つ い て は ， 男 性 の 場 合 ， 鉄 7 . 4 ± 2 . 8 m g / 日 ， C a 4 5 2 ± 2 4 3 m g / 日 ， V D 6 . 2 ±7 . 7 μ g / 日 で ，女 性 の 場 合 ，鉄 6 . 2 ± 2 . 5 m g / 日 ，C a 4 0 7 ± 2 3 0 m g / 日 ，V D 6 . 1 ± 7 . 3 μ g / 日 で あ っ た ． 本 調 査 結 果 と 比 較 す る と ， 鉄 ， C a ， V D の 推 定 摂 取 量 は ， 男 女 と も 本 調 査 の 対 象 者 の 方 が 多 く 摂 取 し て い る ． 厚 生 労 働 省 の 日 本 人 食 事 摂 取 基 準 2 0 1 0 年 版7 ）（1 8 ～ 2 9 歳 ）に よ る と ，鉄 の 推 奨 量 は ，男 性 7 . 0 m g / 日 ， 女 性 月 経 な し 6 . 0 m g / 日 ， 月 経 あ り 1 0 . 5 m g / 日 ， C a の 推 奨 量 は ， 男 性 8 0 0 m g / 日 ， 女 性 6 5 0 m g / 日 ， V D の 目 安 量 は ， 男 女 5 . 5 μ g / 日 で あ る ． 摂 取 基 準 と 比 較 し た 場 合 ， 鉄 ，V D は 摂 取 基 準 を 満 た し て い る が ， C a に つ い て は ， 男 女 と も 少 な い 状 況 で あ っ た ． 骨 密 度 に つ い て は ，A L O K A 社 の 調 べ8 ）に よ る 2 0 歳 の O S I 平 均 値 2 . 7 1 （ × 1 06） （S D = 0 . 2 6 ） と 比 較 す る と 高 値 で あ っ た ． ２ ． 血 清 F e と 骨 密 度 ， 骨 代 謝 マ ー カ ー と の 関 連 本 調 査 で は ， 血 清 N T x と 血 清 F e に つ い て は 有 意 な 関 連 性 を 示 さ な か っ た が ， 血 清 F e と 超 音 波 法 に よ る 骨 密 度 （ S O S ， T I ， O S I ） お よ び B A P と に 正 の 相 関 性 を 示 し ， 鉄 が 骨 代 謝 に お け る 骨 形 成 に 関 与 し て い る 可
能 性 も 示 唆 さ れ た ． Ⅰ 型 コ ラ ー ゲ ン は ， 破 骨 細 胞 で 産 生 さ れ た 酵 素 で あ る カ テ プ シ ン K に よ っ て 分 解 さ れ る ．N T x は ， Ⅰ 型 コ ラ ー ゲ ン が カ テ プ シ ン K に よ っ て 分 解 さ れ た 際 に ， 血 中 に 放 出 さ れ た N 末 端 の テ ロ ペ プ チ ド で あ る ．N T x は ， 骨 吸 収 状 態 を 反 映 し ， 骨 密 度 の 低 下 と は 負 の 相 関 を 示 す9 ）． 骨 を 構 成 す る Ⅰ 型 コ ラ ー ゲ ン は ， 骨 芽 細 胞 が 産 生 す る 主 な 骨 基 質 タ ン パ ク で 骨 基 質 の 約 9 0 ％ を 占 め る ． 繊 維 状 の 蛋 白 質 で あ る コ ラ ー ゲ ン は ， 三 本 鎖 構 造 を 形 成 し， ヒ ド ロ キ シ プ ロ リ ンやヒドロキシリジンが構成アミノ酸として含 ま れ る10）11）． ヒ ド ロ キ シ プ ロ リ ン や ヒ ド ロ キ シ リ ジ ン は ， 水 酸 化 酵 素 で あ る プ ロ リ ン ヒ ド ロ キ シ ラ ー ゼ や リ ジ ン ヒ ド ロ キ シ ラ ー ゼ に よ っ て プ ロ リ ン や リ ジ ン に 水 酸 基 が 1 つ 付 加 さ れ た ア ミ ノ 酸 で あ る12）． こ れ ら の 水 酸 化 酵 素 は ， 活 性 部 位 に 補 因 子 で あ る 鉄 を 必 要 と し ， プ ロ リ ン 残 基 ま た は リ ジ ン 残 基 を 水 酸 化 す る 際 に ビ タ ミ ン C （ ア ス コ ル ビ ン 酸 ） を 補 酵 素 と す る ． 水 酸 化 酵 素 の 活 性 部 位 の 鉄 は ， ビ タ ミ ン C に よ っ て 還 元 状 態（Fe2+） に 保 た れ て い る13）14）． ア ル カ リ ホ ス フ ァ タ ー ゼ は （A L P ） は ， 細 胞 膜 に 存 在 す る 糖 タ ン パ ク 質 で ， リ ン 酸 エ ス テ ル を 無 機 リ ン と ア ル コ ー ル に 分 解 す る 酵 素 で あ り ， 小 腸 ， 肝 臓 ， 腎 臓 ， 胎 盤 ， 骨 組 織 な ど で 生 産 さ れ る ． 骨 は ， コ ラ ー ゲ ン と リ ン 酸 カ ル シ ウ ム の 結 晶 （ ハ イ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト ） か ら 成 り ， リ ン 酸 は 骨 芽 細 胞 か ら 分 泌 さ れ る ピ ロ リ ン 酸 塩 か ら 分 解 さ れ て 生 成 さ れ る ． 骨 組 織 に 存 在 す る B A P は ， ピ ロ リ ン 酸 を 加 水 分 解 す る 働 き が あ り ， 骨 代 謝 回 転 の 亢 進 し た 海 綿 体 の 骨 量 と 相 関 す る と さ れ る15）16）． 骨 芽 細 胞 の 増 殖 と 分 化 に お け る コ ラ ー ゲ ン 分 子 の 機 能 の 研 究 で は ， ビ タ ミ ン C の 誘 導 体 で あ る ア ス コ ル ビ ン 酸 2 ‐ リ ン 酸 （ A s c 2 - P ） を 用 い て ヒ ト 上 皮 由 来 線 維 芽 細 胞 （M G - 6 3 ） を 培 養 し た 結 果 ， コ ラ ー ゲ ン の 合 成 を 促 進 し ， さ ら に A L P を 上 昇 さ せ た と 報 告 し て い る17）． 以 上 か ら ， 血 清 F e と B A P と に 正 の 相 関 関 係 を 示 し た 仮 説 と し て ， 骨 芽 細 胞 が 産 生 す る コ ラ ー ゲ ン の 成 熟 過 程 に お い て ， プ ロ リ ン や リ ジ ン の 水 酸 化 反 応 に お け る 酵 素 の 補 因 子 と し て の 鉄 の 役 割 が 推 察 さ れ た ． ま た こ れ ら の 水 酸 化 酵 素 は ， ビ タ ミ ン C を 補 酵 素 と し ， 鉄 が 活 性 部 位 の 一 部 と し て 働 い て い る と 考 え ら れ た ． し か し ， 相 関 係 数 が 高 く な い こ と か ら ， 鉄 の 主 な 供 給 源 に つ い て は 血 清 F e 以 外 の 骨 髄 ， 肝 臓 ， 脾 臓 な ど の 貯 蔵 鉄 か ら の 利 用 が 推 察 さ れ た ． ３ ． ビ タ ミ ン D の 水 酸 化 反 応 に お け る シ ト ク ロ ム P 4 5 0 本 調 査 で は ， ビ タ ミ ン D の 推 定 摂 取 量 と 骨 密 度 と の 関 連 性 は 認 め ら れ な か っ た が ， ビ タ ミ ン D は ， カ ル シ ウ ム や リ ン な ど の 代 謝 や 恒 常 性 の 維 持 ， 骨 代 謝 に 関 与 し て い る ． 脂 溶 性 ビ タ ミ ン で あ る ビ タ ミ ン D は ， ビ タ ミ ン D2と ビ タ ミ ン D3 が あ り ， プ ロ ビ タ ミ ン D（ エ ル ゴ ス テ ロ ー ル ）と プ ロ ビ タ ミ ン2 D3（7 ‐ デ ヒ ド ロ ス テ ロ ー ル ） が 紫 外 線 照 射 に よ り 生 成 さ れ る ． ビ タ ミ ン D3は ， 肝 臓 で 酵 素 の 働 き で 2 5 位 が 水 酸 化 さ れ ， 2 5 - ヒ ド ロ キ シ ビ タ ミ ン D3（2 5 - O H - D3） に 代 謝 さ れ る ． さ ら に 腎 臓 で 1 α 位 が 水 酸 化 酵 素 に よ っ て 活 性 型 の ビ タ ミ ン D3で あ る 1 , 2 5 - ジ ヒ ド ロ キ シ ビ タ ミ ン D3 [ 1 , 2 5 - ( O H )2D3] に 変 換 さ れ る ． 活 性 型 ビ タ ミ ン D3は ， 腸 管 か ら カ ル シ ウ ム の 吸 収 を 促 進 し ， 骨 か ら の カ ル シ ウ ム の溶出と骨へのカルシウムの沈着を調整して血 中のカルシウム濃度を維持する働きがある18）19）． ビ タ ミ ン D の 水 酸 化 反 応 に お け る 酵 素 は ， シ ト ク ロ ム P 4 5 0 （ C Y P ） と 呼 ば れ る ヘ ム 蛋 白 質 で ， プ ロ ト ヘ ム を 配 合 族 に も ち ， 脂 溶 性 の 基 質 を 水 に 溶 け や す い 形 に 変 換 す る 働 き が あ る2 0 ）．1 , 2 5 - ジ ヒ ド ロ キ シ ビ タ ミ ン D3の 産 生 は ，P 4 5 0 フ ァ ミ リ ー に 属 す る 水 酸 化 酵 素 が 関 与 し ，2 5 位 水 酸 化 酵 素 （ C Y P 2 7 A 1 ）， 1 α 位 水 酸 化 酵 素 （ C Y P 2 7 B 1 ） お よ び 2 4
位 水 酸 化 酵 素 （C Y P 2 4 A 1 ） の 3 つ の ヘ ム 蛋 白 質 で あ る21）．P 4 5 0 は ， 水 酸 化 反 応 に お い て 1 代 謝 回 転 を 行 う た め に 2 個 の 電 子 が 必 要 で あ り ， 酵 素 の 活 性 中 心 に は 鉄 が 配 置 さ れ て い る22）． ラ ッ ト へ の 鉄 欠 乏 食 投 与 と 骨 代 謝 の 研 究23）に お い て ，鉄 欠 乏 食 投 与 の ラ ッ ト は ， 骨 密 度 ，骨 塩 量 ，骨 強 度 が 低 下 す る と と も に ， 血 清 中 の 活 性 型 ビ タ ミ ン D 濃 度 の 低 下 も 認 め ら れ て い る ． ま た 骨 形 成 関 連 遺 伝 子 の m R N A 発 現 量 が 低 下 す る こ と と ， 小 腸 カ ル シ ウ ム 吸 収 に 関 わ る m R N A 発 現 量 が 低 下 す る こ と に よ り ， 骨 密 度 が 低 下 す る こ と が 示 唆 さ れ た と 報 告 し て い る24）． こ れ ら か ら ， 鉄 が ビ タ ミ ン D の 水 酸 化 反 応 に お け る 酵 素 で あ る P 4 5 0 の 活 性 中 心 と し て 働 き ， 腸 管 か ら の カ ル シ ウ ム の 吸 収 や カ ル シ ウ ム 濃 度 を 調 整 す る 活 性 型 ビ タ ミ ン D3の 補 因 子 と し て 位 置 づ け ら れ る と 考 え ら れ た ． 今後の課題として，水酸化された25-OH-D3 と 1,25-(OH)2D3の 血 中 濃 度 を 測 定 し， 骨 密 度 との関連性について検討が必要である． ４ ． 破 骨 細 胞 に お け る ミ ト コ ン ド リ ア の 鉄 の 需 要 骨 組 織 は ， 骨 吸 収 と 骨 形 成 を 繰 り 返 え す リ モ デ リ ン グ に よ り 骨 の 強 度 を 保 っ て い る ． こ の リ モ デ リ ン グ は ， 造 血 系 細 胞 由 来 の 破 骨 細 胞 と 間 葉 系 細 胞 由 来 の 骨 芽 細 胞 の 働 き に よ っ て 行 わ れ る ． 破 骨 細 胞 は ， 骨 組 織 に の み 存 在 し マ ク ロ フ ァ ー ジ に 類 似 し た 多 核 巨 細 胞 で ， 骨 表 面 に プ ロ ト ン を 放 出 し ， ま た プ ロ テ ア ー ゼ を 分 泌 す る ． 造 血 幹 細 胞 由 来 の 前 駆 細 胞 が 分 化 し 前 破 骨 細 胞 が 形 成 さ れ ， 骨 芽 細 胞 ま た は 骨 基 質 表 面 上 で 融 合 し 多 核 細 胞 と な り 活 性 化 さ れ る ． 分 化 し 活 性 化 さ れ た 成 熟 破 骨 細 胞 は ， 骨 吸 収 が 活 発 で 極 性 を 示 し ， 骨 表 面 に 接 し た 波 状 縁 （r u f f l e d b o r d e r ） と そ れ を 環 状 に 取 り 込 む 明 帯 （c l e a r z o n e ） と 呼 ば れ る シ ー ル を 形 成 す る ． 破 骨 細 胞 は ， 液 胞 に 存 在 す る V 型 の プ ロ ト ン ポ ン プ H＋- AT P a s e を 波 状 縁 の 細 胞 膜 に 発 現 し ， プ ロ ト ン を 細 胞 外 に 放 出 す る こ と で 骨 表 面 を 酸 性 化 し ， 骨 の ミ ネ ラ ル 成 分 を 溶 解 す る ． さ ら に リ ソ ソ ー ム に 存 在 す る シ ス テ イ ン プ ロ テ ア ー ゼ で あ る カ テ プ シ ン K は ， 破 骨 細 胞 で 産 生 さ れ ， Ⅰ 型 コ ラ ー ゲ ン を 分 解 す る 働 き が あ る25）26）． こ の よ う な 破 骨 細 胞 の 活 動 に は ， 高 い エ ネ ル ギ ー を 必 要 と し ， 破 骨 細 胞 内 に は ミ ト コ ン ド リ ア が 多 く 存 在 し て い る27）． 破 骨 細 胞 の 分 化 過 程 に お け る 遺 伝 子 発 現 解 析 を 行 っ た 実 験 で は ， ミ ト コ ン ド リ ア の 呼 吸 鎖 を 構 成 す る タ ン パ ク 質 を コ ー ド す る 遺 伝 子 の 大 部 分 が 発 現 上 昇 し ， こ れ に よ り 酸 化 的 リ ン 酸 化 が 盛 ん に 行 わ れ ，AT P が 多 量 に 産 生 さ れ て い る こ と が 示 唆 さ れ た と 報 告 し て い る28）． こ の AT P 産 生 に お け る 呼 吸 鎖 電 子 伝 達 系 は ， ミ ト コ ン ド リ ア 内 膜 に 存 在 し ， 呼 吸 鎖 複 合 体 Ⅰ （N A D H ‐ キ ノ ン 酸 化 還 元 酵 素 ）， Ⅱ （ コ ハ ク 酸 脱 水 素 酵 素 ）， Ⅲ （ シ ト ク ロ ム b c 1 ）， Ⅳ （ シ ト ク ロ ム c 酸 化 酵 素 ）， Ⅴ （ AT P 合 成 酵 素 ） に よ っ て 構 成 さ れ る29）． ミ ト コ ン ド リ ア 内 膜 の 内 側 と 外 側 の プ ロ ト ン 濃 度 の 勾 配 に よ り AT P を 合 成 し て い る が ， 呼 吸 鎖 複 合 体 の Ⅰ ， Ⅲ ， Ⅳ は ， プ ロ ト ン ポ ン プ の 働 き が あ り ， ま た ミ ト コ ン ド リ ア 呼 吸 鎖 の 複 合 体 Ⅲ と Ⅳ 間 の 電 子 伝 達 は ， シ ト ク ロ ムc が 関 与 し て い る30）． シ ト ク ロ ム c は ，c 型 ヘ ム （ F e2 ＋と ポ ル フ ェ リ ン 錯 体 ） の 構 造 を 持 つ 電 子 伝 達 タ ン パ ク 質 で あ る3 1 ）． 仮 説 と し て ， 鉄 は ， シ ト ク ロ ム c を 構 成 す る 非 タ ン パ ク 質 で あ る 補 助 因 子 と し て 働 く こ と か ら ， 破 骨 細 胞 が 活 性 化 さ れ ， 骨 代 謝 が 盛 ん に な る と エ ネ ル ギ ー 需 要 が 高 ま り ， 電 子 伝 達 タ ン パ ク で あ る シ ト ク ロ ム c の 発 現 が 上 昇 し ， そ れ に 伴 い 鉄 の 需 要 も 増 加 す る と 考 え ら れ る ．N T x は ， 骨 吸 収 マ ー カ ー で あ り 破 骨 細 胞 の 活 動 性 を 示 す が ， 今 回 の 調 査 で は 血 清 F e と 血 清 N T x と に 明 ら か な 関 連 性 が 得 ら れ な か っ た ． こ の こ と は ， ト ラ ン ス フ ェ リ ン と 結 合 し た 状 態 の 血 清F e が 破 骨 細 胞 の 活 動 性 に 直 接 的 関 与 は 大 き く な い こ と
を 示 唆 し て い る と 考 え ら れ ， 鉄 が 他 か ら 供 給 さ れ る こ と が 推 察 さ れ た ． 今 後 の 課 題 と し て 貯 蔵 鉄 を 反 映 す る 血 清 フ ェ リ チ ン と 血 清 N T x と の 関 連 性 を 検 討 す る ． ５ ． 鉄 代 謝 と 骨 代 謝 の 検 討 の 必 要 性 食 事 由 来 の 鉄 は ，ヘ ム 鉄 と 非 ヘ ム 鉄 が あ り ， 十 二 指 腸 で 吸 収 さ れ る ． 金 属 ト ラ ン ス ポ ー タ ー に よ り 腸 上 皮 細 胞 内 に 取 り 込 ま れ る32）． 取 り 込 ま れ た 鉄 は ， フ ェ ロ ポ ー チ ン に よ っ て 血 管 腔 内 に 排 出 さ れ ト ラ ン ス フ ェ リ ン に よ り 利 用 器 官 に 運 搬 さ れ る ． 生 体 内 の 鉄 の 総 量 は 3 ～ 4g であり，その 70% がヘモグロビン鉄と して利用される．残りの30% がミオグロビン， 電 子 伝 達 系 ， 代 謝 酵 素 の 補 欠 分 子 で あ る ヘ ム 鉄 と し て ミ ト コ ン ド リ ア で 利 用 さ れ る33）34）． 本 調 査 で は ， 血 清 F e と 鉄 推 定 摂 取 量 に 明 ら か な 関 連 性 は 認 め ら れ な か っ た が ， そ の 理 由 と し て ， 鉄 推 定 摂 取 量 は ， 食 品 の 種 類 ， 量 を も と に 算 出 さ れ る た め ， 食 事 調 査 の 正 確 性 に 左 右 さ れ る こ と が 考 え ら れ る ． ま た 食 事 か ら 摂 取 す る 鉄 の 1 0 ～ 1 5 % 程 度 が 吸 収 さ れ 体 内 に 取 り 込 ま れ ， 赤 血 球 の ヘ モ グ ロ ビ ン に 利 用 さ れ る 鉄 は ，2 0 ～ 2 5 m g と さ れ ， 食 事 由 来 の 吸 収 鉄 は ，1 ～ 2 m g 程 度 で ， 残 り は 老 廃 物 と し て 処 理 さ れ た 赤 血 球 由 来 の 鉄 が 再 利 用 さ る と 考 え ら れ て い る35）． 血 清 F e 分 類 3 群 間 の 骨 密 度 の 比 較 で は ， 女 性 の 血 清 F e が 高 い 群 は ，O S I ， S O S ， T I が 高 く な る 傾 向 に あ っ た が ， 男 性 は ， 血 清 F e 高 値 群 で あ っ て も O S I ， S O S ， T I の 高 ま る 傾 向 は 見 ら れ な か っ た ． 女 性 の 場 合 ， 鉄 は 骨 の 強 度 や し な や か さ を 高 め る 重 要 因 子 と 考 え ら れ る ． 血 清 F e は ， 血 清 中 の ト ラ ン フ ェ リ ン と 結 合 し た 状 態 で ， こ れ が 血 清 F e と し て 測 定 さ れ る ． 体 内 の 鉄 の ほ と ん ど が ヘ モ グ ロ ビ ン と し て 存 在 し ， そ の 他 は ， 肝 臓 や 脾 臓 で フ ェ リ チ ン と 結 合 し て 貯 蔵 鉄 と し て 蓄 え ら れ て い る36）． 閉 経 前 の 女 性 は ， 月 経 や 妊 娠 ， 授 乳 な ど で 鉄 を 失 い や す く ， 鉄 が 不 足 し た 際 に こ の 貯 蔵 鉄 が 利 用 さ れ る ． 閉 経 後 の 女 性 の 骨 密 度 と 影 響 因 子 に つ い て の 先 行 研 究 で は ，8 0 歳 以 上 で 鉄 摂 取 量 と 骨 密 度 に 高 い 正 の 相 関 関 係 を 認 め て い る37）． 一 方 ， 鉄 欠 乏 状 態 の ラ ッ ト で は ， 骨 密 度 低 下 を 示 す 研 究 報 告38）は あ る が ， ヒ ト を 対 象 と し た 臨 床 報 告 は な い ． ヒ ト の 生 体 内 の 鉄 不 足 状 態 に お け る 貯 蔵 鉄 の 骨 代 謝 へ の 利 用 と メ カ ニ ズ ム に つ い て は ， ほ と ん ど 解 明 さ れ て い な く ， お そ ら く ヒ ト の 場 合 は ， 体 内 の 鉄 が 増 え る こ と に よ り 骨 密 度 が 増 加 す る こ と は あ っ て も ， 血 清F e が 減 少 し て も 貯 蔵 鉄 が 利 用 さ れ る こ と に よ り 顕 著 な 骨 量 の 低 下 に は 至 ら な い と 推 察 す る ． 今 後 の 研 究 課 題 と し て ， 血 清 F e ， 血 清 ト ラ ン ス フ ェ リ ン 濃 度 で あ るT I B C （ 総 鉄 結 合 能 ）， 血 清 中 の 鉄 飽 和 度 （ 血 清 鉄 / T I B C × 1 0 0 ）， 貯 蔵 鉄 を 反 映 す る 血 清 フ ェ リ チ ン と 骨 代 謝 に つ い て 性 差 に よ る 検 討 が 必 要 で あ る ． Ⅴ．結論と今後の研究課題 １ ） 血 清 F e 濃 度 依 存 性 に 骨 密 度 お よ び 骨 形 成 マ ー カ ー （B A P ） が 極 わ ず か に 高 ま る こ と が 示 さ れ た ． 鉄 は ， 骨 基 質 で あ る コ ラ ー ゲ ン の 形 成 過 程 お い て 水 酸 化 酵 素 の 補 因 子 と し て 働 き ， ま た こ の 水 酸 化 酵 素 は ， ビ タ ミ ン C を 補 酵 素 と し ， 活 性 部 位 の 一 部 と し て 鉄 が 働 い て い る と 考 え ら れ ， 血 清 F e 以 外 か ら の 鉄 の 供 給 が 考 え ら れ 、 貯 蔵 鉄 か ら の 利 用 が 推 察 さ れ た ． ２ ） ビ タ ミ ン D の 推 定 摂 取 量 と 骨 密 度 と の 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た ． し か し 鉄 は ， ビ タ ミ ン D の 水 酸 化 反 応 に お け る 酵 素 で あ る シ ト ク ロ ム P 4 5 0 の 活 性 中 心 と し て 働 き ， 活 性 型 ビ タ ミ ン D3の 補 因 子 と し て 位 置 づ け ら れ る と 考 え ら れ た ． 今 後 の 課 題 と し て ，2 5 - O H - D3お よ び
1 , 2 5 - ( O H )2D3の 血 中 濃 度 と 骨 密 度 と の 関 連 性 に つ い て 検 討 す る 必 要 が あ る ． ３ ） 血 清 F e と 血 清 N T x と に 関 連 性 が 認 め ら れ な か っ た こ と か ら ， ト ラ ン ス フ ェ リ ン と 結 合 し た 状 態 の 血 清 F e は 、 破 骨 細 胞 の 活 動 性 に 直 接 的 関 与 し な い こ と を 示 唆 し て い る と 考 え ら れ た ． し か し 鉄 は ， 破 骨 細 胞 に 存 在 す る ミ ト コ ン ド リ ア の 電 子 伝 達 系 に お け る シ ト ク ロ ム c を 構 成 す る 補 因 子 と し て 働 き ， 破 骨 細 胞 が 活 性 化 さ れ ， エ ネ ル ギ ー 需 要 の 高 ま り と と も に 鉄 の 需 要 も 増 加 す る と 考 え ら れ ， 血 清 F e 以 外 に 貯 蔵 鉄 と 血 清 N T x と の 関 連 性 に つ い て 検 討 す る 必 要 が あ る ． ４ ） 男 性 は ， 血 清 F e 高 値 群 で あ っ て も O S I ， S O S ， T I の 高 ま る 傾 向 は 見 ら れ な か っ た が ， 女 性 の 血 清 F e が 高 い 群 は ， O S I ， S O S ， T I が 高 く な る 傾 向 に あ り ， 鉄 は 骨 の 強 度 や し な や か さ を 高 め る 因 子 と 考 え ら れ た ． 今 後 の 課 題 と し て ， 血 清 F e ， T I B C ， 血 清 鉄 飽 和 度 ， 血 清 フ ェ リ チ ン に つ い て 測 定 し ， 貯 蔵 鉄 の 骨 代 謝 へ の 関 与 に つ い て 男 女 別 に 検 討 す る 必 要 が あ る ． Ⅵ．謝辞 本 研 究 調 査 に あ た り ， 協 力 い た だ い た A 大 学 及 び A 短 期 大 学 の 学 生 の 皆 様 に 厚 く お 礼 申 し 上 げ ま す ． 参考文献 １ ） 児 玉 浩 子 ， 小 川 英 伸 ， 佐 藤 恭 弘 他 ： 微 量 元 素 の 役 割 と 代 謝 の 概 要 ． 栄 養 ・ 評 価 と 治 療 ，3 1 - 3 ： 1 9 6 ~ 1 9 9 ， 2 0 1 4 ２ ） 池田恭治：骨粗鬆症にかかわるミトコンド リア．医学のあゆみ，232-6：753~756，2010 ３ ） 勝 間 田 真 一 ： 骨 代 謝 に 及 ぼ す 食 事 中 ミ ネ ラ ル の 影 響 に 関 す る 分 子 栄 養 学 的 研 究 ． 科 学 研 究 費 補 助 金 研 究 成 果 報 告 書 ，2 0 11 ４ ） 岡 部 修 一：肥 満 の 管 理 と 生 体 電 気 イ ン ピ ー ダ ン ス 法 ． 設 計 工 学 ，38：465~469，2003 ５ ）厚 生 労 働 省 健 康 局 が ん 対 策・健 康 推 進 課： 平 成 2 2 年 国 民 健 康 ･ 栄 養 調 査 報 告 第 2 部 身 体 状 況 調 査 の 結 果 ．8 8 ~ 9 0 ， 2 0 1 2 ６ ） 平 成 1 9 年 国 民 健 康 ・ 栄 養 調 査 報 告 第 1 部 栄養素等摂取状況調査の結果．72~105， 2 0 1 0 ７ ）A L O K A 株 式 社 ： 女 性 の 音 響 的 骨 評 価 値 （O S I ） の 年 齢 別 標 準 値 早 見 表 ． 超 音 波 骨 評 価 装 置 A O S - 1 0 0 取 扱 説 明 書 ．9 ~ 1 0 ， 2 0 0 5 ８ ） 厚 生 労 働 省 健 康 局 ： 日 本 人 の 食 事 摂 取 基 準 2 0 1 0 年 版 ． 2 1 8 ~ 2 2 6 ， 2 0 0 9 ９ ） 濱 野 高 行 ： N T X に よ る 骨 代 謝 の 新 し い 評 価 方 法 ． 分 子 リ ウ マ チ ，4 - 2：1 2 3 ~ 1 3 0 ， 2 0 0 7 10） 星 野 真 二 郎， 井 上 聡， 大 内 尉 義： 血 中 な ら び に 尿 中 Ⅰ 型 コ ラ ー ゲ ンN‐telopeptide （NTx）の骨代謝マーカーとしての有用性に 関 す る 検 討 ． 日 本 未 病 シ ス テ ム 学 会 雑 誌 ， 8-2：248~250，2002 11） 西義則，内山進，小林祐次：コラーゲンの 三 本 鎖 構 造 の 熱 安 定 性 に 及 ぼ す 水 和 の 効 果． Netsu Sokutei，3-4：152~158，2007 12） 佐 藤 健 司 ： 第 5 回 コ ラ ー ゲ ン ・ コ ラ ー ゲ ン ペ プ チ ド ． ア ン チ ・ エ イ ジ ン グ 医 学 ， 11 - 2 ： 2 4 9 ~ 2 5 4 ， 2 0 1 5 13） 大 塚 恵 ， 荒 川 信 彦 ：（ ２ ） コ ラ ー ゲ ン 生 合 成 に お け る ビ タ ミ ン C の 役 割 ． Vitamins(Japan)，73-2：99~101，1999 14） 竹内靖博：ビタミン C と骨．THE BONE， 2 2 - 1 ： 5 3 ~ 5 6 ， 2 0 0 8 15） 尾 上 佳 子 ， 太 田 博 明 ： B A P に よ る 骨 代 謝 の 評 価 ． 分 子 リ ウ マ チ ，4 - 2：1 4 1 ~ 1 4 6 ， 2 0 0 7
16） 太 田 博 明 ： 骨 形 成 マ ー カ ー 「 骨 型 ア ル カ リ フ ォ ス フ ァ タ ー ゼ 」 測 定 の 意 義 と 測 定 方 法 に 関 す る 新 た な 進 展 ． モ ダ ン メ デ ィ ア ， 5 8 - 5 ： 1 4 3 ~ 1 4 8 ， 2 0 1 2 17） 前 畑 洋 次 郎 ： 骨 芽 細 胞 の 増 殖 と 分 化 に お け る コ ラ ー ゲ ン 分 子 の 機 能 ： 骨 コ ラ ー ゲ ン 代 謝 を 標 的 と し た 骨 粗 鬆 症 治 療 の 基 礎 的 検 討 ． 神 奈 川 歯 学 ，4 7 - 1 ： 4 3 ~ 4 8 ， 2 0 1 2 18） 中屋豊，宮本賢一：基礎栄養学．97~98 ， 医 歯 薬 出 版 株 式 会 社 ，2 0 0 5 19） 須 田 立 雄 ： 骨 形 成 と 骨 吸 収 及 び そ れ ら の 調 節 因 子 2 巻 ． 2 8 8 ~ 2 8 9 ， 廣 川 書 店 ， 1 9 9 5 20） 津 島 慶 三 ： 目 で 見 る 臨 床 検 査 薬 物 代 謝 型Cytochrome P450 と遺伝子多型．vita， 1 9 - 1 ： 2 8 ~ 6 1 ， 2 0 0 2 21） 藤 島 利 江 ： シ ト ク ロ ム P 4 5 0 S C C に よ る ビ タ ミ ンD3の 新 た な 代 謝 経 路 ．ビ タ ミ ン ， 8 4 - 11 ： 5 5 5 ~ 5 7 ， 2 0 1 0 22） 安 武 義 晃 ， 田 村 具 博 ： 微 生 物 変 換 に よ る 活 性 型 ビ タ ミ ン D3の 効 率 的 生 産 － 分 子 の 改 良 か ら 細 胞 膜 改 変 ま で の 包 括 ４ 的 ア プ ロ ー チ ．Synthesiology，4-4：222~229 ， 2 0 11 23） 勝 間 田 真 一 ， 上 原 万 里 子 ， 鈴 木 和 春 ： 鉄 欠 乏 食 投 与 ラ ッ ト の 骨 代 謝 に 対 す る 食 餌 中 鉄投与の影響．BIOMEDICAL RESEARCH ON TRACE ELEMENTS，18-2：163~163， 2007 24） ３ ） 再 掲 25） 須 田 立 雄 ： 骨 形 成 と 骨 吸 収 及 び そ れ ら の 調 節 因 子1 巻．161~178，廣川書店，1995 26） 久 木 田 明 子 ， 菖 蒲 池 健 夫 ， 久 木 田 敏 夫 ： 破 骨 細 胞 の 分 化 と 機 能 を 制 御 す る 転 写 因 子 の役割．生物と化学，50-7：488~497，2012 27） 池 田 恭 治 ： 骨 粗 鬆 症 の 成 因 と 骨 代 謝 研 究 の 進 歩 骨 吸 収 ・ 形 成 と ミ ト コ ン ド リ ア 機 能（解説/ 特集）．日本臨牀，69-7：1203~1208， 2 0 11
28） Kiyo-aki Ishii, Toshio Fumoto, Kazuhiro
Iwai, et al: Coordination of PGC-1|[beta]| a n d i r o n u p t a k e i n m i t o c h o n d r i a l b i o g e n e s i s a n d o s t e o c l a s t a c t i v a t i o n . Nature Medicine, 15: 259~266, 2009 29） 島 田 悟 ， 月 原 冨 武 ： ミ ト コ ン ド リ ア 内 膜 に お け る 呼 吸 鎖 複 合 体 間 相 互 作 用 ． 実 験 医 学 ，3 2 - 1 0 ： 1 5 8 2 ~ 1 5 8 6 ， 2 0 1 4 30） 池 田 和 博 ， 堀 江 公 仁 子 ， 井 上 聡 ： ミ ト コ ン ド リ ア 呼 吸 鎖 ス ー パ ー 複 合 体 形 成 因 子 C O X 7 R P の 骨 に お け る 役 割 ． オ ス テ オ ポ ロ ー シ ス ・ ジ ャ パ ン ，22-1，59~62，2014 31） 山 本 泰 彦 ， 照 井 教 文 ， 長 谷 川 淳 他 ： 電 子 伝 達 タ ン パ ク 質 シ ト ク ロ ム c の 熱 安 定 性 と 機 能 調 節 の 分 子 構 造 生 命 現 象 の 化 学 的 理解を目指して．化学と生物，41-3：191~197， 2 0 0 3 32） 橋本彩子，辻徳治，逸村直也 他：消化管 における必須微量金属の吸収－トランスポー タ ー に よ る 制 御 機 構 －．Trace Nutrients Research，28：89~94，2011 33） 武 田 有 紀 子 ， 岩 井 一 宏 ： 生 体 の 鉄 代 謝 調 節機構．日本臨牀，74-7：1094~1102，2016 34） 張 替 秀 郎 ： 鉄 代 謝 研 究 の 進 歩 と 鉄 関 連 貧 血 ． 臨 床 病 理 ，58-12：1211~1218，2010 35） 張 替 秀 郎 ： 鉄 代 謝 － 最 近 の 知 見 － ． 日 本 内 科 学 会 誌 ，102-10：2699~2704，2013 36） 張 替 秀 郎 ： 鉄 代 謝 と 鉄 欠 乏 性 貧 血 － 最 近 の知見－．日本内科学会誌，104-7：1383~1388， 2015 37） 宮島多映子，鵜山治，桐村智子：閉経後の 日 本 人 女 性 の 骨 密 度 に 影 響 を お よ ぼ す 要 因． 日本看護研究学会雑誌，25-5：97~107，2002 3 8 ） Shin-ichi Katsumata, Rie Tsuboi, Mariko
Uehara: Dietary Iron Deficiency Decrease Serum Osteocalcin Concentration and Bone M i n e r a l D e n s i t y i n R a t s . B i o s c i . Biotechnol. Biochem., 70-10, 2547~2550, 2006
The Involvement on Iron in Bone Metabolism
This study aimed to investigate the role of iron in bone metabolism. Serum Fe levels, bone density (ultrasonic wave method), iron intake, and expression levels of bone metabolism markers BAP and serum NTx were assessed in 1674 short-term college students (957 male; 712 female). Serum Fe levels were signifi cantly correlated with speed of sound (SOS), transmission index (TI), and the osteo-sono assessment Index (OSI). Three groups were formed on the basis of mean ± standard deviation values of serum Fe: a low-value group, a standard group, and a high-value group; furthermore,
SOS, TI, and OSI were compared in a sex-dependent manner (Kruskal-Wallis offi cial approval). SOS, TI, and OSI values were higher in men in the standard group and in women in the high-value group, compared to those in other groups. In osteoclasts, Fe was considered to function as cofactor of hydroxylase of collagen formation and in the activation of vitamin D metabolism; however, the possibility that stored Fe participates in bone metabolism was considered along with the direct participation of serum Fe, in combination with transferrin.
