鹼性離子水對給骨骼形成所帶來的影響

高橋　玲（京都大學醫學研究所病理系腫瘍生物學講座）
張震華（京都大學醫學研究所社會預防醫學講座）
系川嘉則（京都大學‧福井縣立大學）

 

　　最近，特別受到注目的骨質疏鬆症是指「因骨骼量的減少以及骨骼微細構造的退化，而造成骨骼脆弱的狀態」而言。以前認為鈣（Ca）的代謝異常是造成骨質疏鬆症的主要原因之一，但鈣代謝異常的起因是由於鈣攝取量不足、腸管的鈣吸收率降低、尿中鈣的排泄增加等所引起的。健康的骨骼能夠做規則的代謝，吸收舊的骨骼而形成新的骨骼，維持新骨骼的強度，發揮其支撐組織的功能。隨著時代的進步漸漸了解在細胞的階段，骨骼的再形成（remodeling）是經過活性化（activation）、吸收（resorption）、逆轉（reversal）、基質形成（matrix synthesis）、石灰化（mineralization）等過程而成的。其它重要的作用還包括有礦物質的儲存、特別是為了控制血液中的鈣濃度時，腸管及腎臟時則會通力合作。像這樣的骨骼代謝若是發生異常時，會引起形態變化的異常。至今，我們都還只針對鹼離子化鈣水（離子水）對骨骼代謝所造成的影響及其效率進行分析，但此次會更從組織學上來加以探討。也就是說，餵食老鼠鹼性離子水、自來水、乳酸鈣水後，就骨骼形成的形態學上及動態學上的變化進行比較研究。

 

1.實驗材料及方法

　　依照飼料及飲用水的不同條件，將3星期大的Wistar系雄性老鼠分為5隻1群，共12群60隻。

　　飼育的飼料是為，將正常飼料中的鈣量定為100％、再製成含有0％、30％、60％、100％鈣的飼料、任由老鼠自由攝取。飲用水分為３種、即自來水（市自來水約6ppm的鈣）、乳酸鈣水（40ppm的鈣）、鹼性離子水（40ppm的鈣，PH值＝9，ＯＭＣ公司出品的鹼離子整水器NDX-4LMC，改良型），任由老鼠自由飲用。飲水量為每３天測定一次。與其它群比較起來的話，０％鈣群的飲水量有減少的頃向，但在自來水、乳酸鈣水、鹼性離子水等群間幾乎看不到任何的差異。雖然每天均會測定體重、飲水量、飼料攝取量及飲用水中鈣的含量，但幾乎完全不因時間的經過而有任何的變化。

　　在飼育期間，用ball man quake進行了老鼠的代謝實驗。為了要使老鼠在第19天及第25天時，能有30mg/kg的鹽酸四環素，所以於48小時內須添加鹽酸四環素於飲用水中。4星期後，再採血、取出脛骨、上腕骨、大腿骨而製作非脫灰標本以Villanueva染色，以Villanueva Golden染色之後，再觀察骨骼形態及骨骼回轉狀況。此外，以原子吸光法測定骨骼量、骨和各種組織中的鈣，鎂，鐵，銅，鋅，尿及糞便中的鐵，銅，鋅含量。

 

2.骨骼形成異常的解析結果

　　就體重增加率、飼料攝取量、飲水量、在鈣攝取群中比較３種飲用水時，並沒有發現任何的有意差。即使改變飲用水中的鈣濃度時，鹼性離子水攝取群的脛骨、上腕骨及骨骼中的鈣濃度均比自來水攝取群、乳酸鈣水攝取群高（圖１）。在其他組織中的鈣、鎂的含量，均無發現有意差。包括骨骼在內的全部組織之鐵、銅、鋅的含量也沒有發現任何有意差。

　　以Villanova Goldner染色後觀察，在鈣０％的飼料群中，成熟骨減少，類骨所佔的比例顯著增加（圖3）。而在飲用水之間的差別並不顯著。此外，在脛骨及上腕骨上幾乎看不到四環素，但在大腿骨上稍有看到。因此可得知，到類骨形成時骨骼的形成是可以看見的，但是有可能不發生石灰化，或者大部分新生骨骼會被吸收。

　　另一方面，以Villanova Goldner染色後觀察，在鈣30％及60％的飼料中，會以自來水＜乳酸鈣水＜鹼性離子水之順序形成四環素的標識帶。特別是自來水中的四環素帶之不規則的性格外引人注目（圖2）。在鈣100％的飼料群中，可看到以自來水＜乳酸鈣水＜鹼性離子水的順序而得知骨骼形成有改善的趨向，無論是那一個均可說是處於接近正常的狀態。但是由於自來水的四環素帶太亂，所以對有關骨骼形成的規則性問題還有待改善。因為此問題會影響到骨骼的強度。

 

3.結論

　　我們認為，飼料中的鈣不充分時，鹼性離子水對改善骨骼形成有效。此外，我們發現骨骼形成障礙時會因部位部位不同而有差別。也就是說，脛骨及上腕骨的骨骼形成障礙比起大腿骨更為明顯。這一次實驗使用的老鼠是3星期大老鼠，但是今後從防止老年罹患骨質鬆骨症的觀點看來，還須以高齡老鼠來做實驗解析。