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人間の軟骨形成に必要なグルコサミン、コンドロイチン、ヒアルロン酸

関節軟骨

グルコサミンコンドロイチン、ヒアルロン酸には、軟骨の構造修復効果があると言われています。これらの成分が軟骨再生プロセスをどのようにサポートするかを理解する為には、軟骨の組成と、通常の代謝回転に関係する代謝メカニズムについて知ることが重要です。今日は、軟骨の組成と、軟骨形成に必要なグルコサミンコンドロイチンヒアルロン酸についてお話します。

正常な関節軟骨の基本構造と代謝回転

 

軟骨は、使用されるコラーゲン型と主要な成分の相対量に基づいて、”弾性軟骨”、 “硝子軟骨”、 “繊維軟骨”に3つに分類されます。他の組織とは違い、軟骨は神経支配されておらず、血管またはリンパ管の構造を含んでいません。軟骨には、軟骨容積の1~5%というわずかな軟骨細胞しか含まれていません。軟骨細胞は、基質の組成と組織を維持する役割を果たし、プロテオグリカンだけでなく、コラーゲンとエラスチン繊維で構成される細胞外基質を生成します。

 

硝子軟骨

 

硝子軟骨は、関節に存在し、高い弾力性と耐圧性を持つ特徴があります。骨や筋肉とは対照的に、硝子軟骨は、出生後に機械的な刺激によって組織質量は増えません。軟骨の形態は、遺伝要因に大きな関連があると考えられます。軟骨は、表層、中層、深層、石灰下層の4つの異なる層で構成されています。関節軟骨のコラーゲン網は、主にⅡ型コラーゲン繊維から成ります。コラーゲン繊維は、関節内での引張力に対応する為に重要です。

 

プロテオグリカン

 

プロテオグリカンは、コラーゲン網と絡み合っています。プロテオグリカンの負の電荷は、Naイオンを引き寄せる為、軟骨には大量の水が含まれています。含水量は、関節システムの潤滑と、組織の弾力の為に重要です。関節軟骨のプロテオグリカンは、中心のヒアルロン酸繊維に、コンドロイチン硫酸とケラタン硫酸から成るアグリカン分子が、リンクタンパク質により結合した大きな超分子複合体で、ブラシに似た構造をしています。アミノ糖であるグルコサミンは、ヒアルロン酸、ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸を含むプロテオグリカンを合成する為に必要です。グルコサミンの生産は、プロテオグリカン生産における律速段階(変化速度が最も遅い反応段階で、全体の反応速度を左右する)の1つです。

 

変形性膝関節症

 

関節軟骨の修復メカニズム

 

関節軟骨の、再生や機械的な変化への適応能力は非常に制限されます。機械的変化への適応力の低さは、機械的損傷後の修復力の低さに関係すると仮定されています。関節軟骨の無血管性質は、前駆細胞を損傷部分へ運搬することを難しくします。ウサギとヤギの生体内モデルでは、直径3mm未満の軟骨の損傷は治りましたが、直径6mm以上の大きな損傷が治ることは滅多になく、更なる変性に繋がりました。軟骨内の軟骨細胞は、血管がない為、周りの組織からの拡散により、栄養成分を受け取っています。ですので、周辺組織には、関節軟骨の主要な成分が豊富に存在する必要があります。関節軟骨を取り囲む粘着性のある滑液は、ヒアルロン酸(ヒアルロナン)やルブリシン(大きな水溶性の糖タンパク質)、ブドウ糖、水で構成されています。ヒアルロナンは滑液膜によって合成されて、関節腔に放出されます。滑液は、関節の動きを滑らかにし、骨の摩擦を軽減する働きをしますが、軟骨細胞に栄養を補給する役割も果たしています。

 

まとめ

 

上記でご説明したように、グルコサミン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸は、軟骨と滑液の基本的な天然成分として重要です。これらの成分は、自然に体内で生成されますが、食品やサプリメントから摂取することもできます。特に、変形性膝関節症では、症状の進行を防ぐ為に、グルコサミン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸を補うことが推奨されています。


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