半年の宇宙滞在で視力1.0→0.2に低下…「骨量減少」問題の解決に金魚のウロコがカギ

2019年08月18日
宇宙飛行士と脳脊髄液の関連
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無重力状態によって脳脊髄液分布に異常が生じ、
目の奥の脳脊髄液量が異常に多くなり、眼球の後ろにかかる圧力が高くなり
視覚障害脳圧症候群と呼ばれ視力低下など視覚障害に悩まされています。
また、骨量の低下なども発生します。
「骨量減少」問題の解決に関するニュースです。

半年の宇宙滞在で視力1.0→0.2に低下…「骨量減少」問題の解決に金魚のウロコがカギ
2019..08.18 Business Journal
https://biz-journal.jp/2019/08/post_114394.html

人類の宇宙空間の最長滞在記録はロシアの宇宙飛行士ワレリー・ポリャコフ氏の438日間です。
国際宇宙ステーション(ISS)は1998年の建設開始から21年が経過しましたが、
ひとりの宇宙飛行士が宇宙に滞在する期間は数カ月です。
それにもかかわらず、地球に帰還した宇宙飛行士には
さまざまな体調の変化が起きていることがわかっています。
将来の火星への数年をかけた有人探査や月面基地への永住を考えたとき、
ビジネスの大きなフロンティアとなるのが「宇宙医薬品市場」です。

宇宙空間と地球の環境を比較した場合、もっとも異なるのが重力と放射線です。
宇宙空間は無重力状態のため、体を支える必要がありません。
また、大気や地球磁場に守られていないため大量の宇宙放射線を浴びます。
その結果として、骨や筋肉の減衰や放射線障害が発生します。
これらの容易に想像できる宇宙疾患に加え、
近年、目への影響が重篤であることがわかってきました。

長期間、宇宙に滞在した宇宙飛行士の多くが視覚障害に悩まされています。
この疾患は2005年にアメリカ航空宇宙局(NASA)によって発見され、
視覚障害脳圧症候群と呼ばれます。
たとえば、地上では視力1.0だった宇宙飛行士が半年間ISSに滞在すると、
視力が0.2まで低下していたこともあります。
MRIによる精密検査の結果、眼球の後部が平らに押しつぶされて変形していることがわかりました。

窪田製薬ホールディングスの報告によると、
無重力状態によって脳脊髄液分布に異常が生じ、目の奥の脳脊髄液量が異常に多くなり
眼球の後ろにかかる圧力が高くなる
ことが原因だとわかりました。

残念なことに、現時点ではこれを防ぐ方法も、
いったん発症した視覚障害脳圧症候群を治療する方法も見つかっていません。
宇宙船内部に人工重力を生み出すことは解決策のひとつかもしれませんが、
SF映画で登場するような遠心力を発生させる回転体による
人工重力技術が開発されるのは遠い未来のことと思われますし、
果たして本当にそれで解決するのかどうかも未解明です。

医薬品の広大な新市場「宇宙医薬品」
一方、金沢大学、東京医科歯科大学、岡山大学、富山大学の共同研究グループは、
長期間宇宙空間に滞在した宇宙飛行士の骨の減少を
メラトニンで抑えられることを明らかにしました。
メラトニンは体内時計、サーカディアンリズムを調節する物質です。

骨は常に新陳代謝しており、古くなった骨は破骨細胞によって溶かされて吸収され、
吸収された部分を補修するように骨芽細胞が新しい骨を形成し、
この骨吸収と骨形成が全身の骨で常に繰り返されています。
破骨細胞と骨芽細胞の働きがバランスが取れている場合は骨は健康な状態にありますが、
加齢や病気などで骨芽細胞よりも破骨細胞が優勢になると、骨の量が減って骨がもろくなります。
骨粗しょう症も同様の状態です。

宇宙空間は重力が小さく、骨で体を強く支える必要がなくなることから、
地球上で暮らすようにデザインされた骨の量ではオーバースペックとなり、
宇宙飛行士の体では破骨細胞の活性化による骨量の低下が発生します。
これは地球に帰還した際に大きな問題となり、
今後、人類が一般人まで宇宙に出ていく時代になることを考えると、
解決策を用意しておく必要があります。

これまでの研究で、骨のモデルとして金魚のウロコを用いた実験で、
メラトニンが破骨細胞の活性化による骨量の減少を抑える作用がある可能性が示唆されていました。
金魚のウロコには骨同様に破骨細胞と骨芽細胞が存在しており、新陳代謝が行われています。
そこで、ISS日本実験棟「きぼう」において、金魚のウロコを用いた宇宙実験が行われました。

メラトニンを添加した培地と無添加の培地でウロコを無重力状態で培養して比較したところ、
メラトニン無添加の培地では、わずか3日間の培養で
いくつもの破骨細胞が融合して強力で大型の破骨細胞になり、
その破骨細胞がウロコの骨吸収を促進していることがわかりました。
他方、メラトニンを添加した培地で培養すると、それが抑制されることが明らかになりました。

これらの知見から、将来、メラトニンが宇宙飛行士の骨量低下の予防
治療薬に活用されることが期待されます。
人間では、メラトニンそのものを処方しても分解が速いため、
ほとんど効果がないことがわかっています。
そのため、人間が服用しても効果が出るようなメラトニンの誘導体を開発できれば、
宇宙旅行から帰ってきたら立ち上がれなくなっていた、
という宇宙疾患の予防や治療に大きく役立つものと思われます。

(文=中西貴之/宇部興産株式会社 品質統括部)

【参考資料】
「NASAのディープスペースミッションに向け、
小型 OCT(光干渉断層計)の開発受託契約を締結」(窪田製薬ホールディングス)

「宇宙空間で引き起こされる骨吸収がメラトニンによって抑制!」(金沢大学、東京医科歯科大学、岡山大学)
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のぞみ
この記事を書いた人: のぞみ
<発症原因>
中学時にいたずらによる椅子引きで
尾骨を骨折する
原因不明の多彩な症状が現れ
寝たきり車椅子生活となる
ドクターショッピングを重ね
脳脊髄液減少症だと
診断確定したのは発症から10年後

<診断・検査・治療病院>
国際医療福祉大学熱海病院

<検査結果>
画像診断より
腰椎から複数の髄液ダダ漏れ
脳下垂・硬膜肥厚・静脈拡張
髄圧一桁・残存率一桁の所見あり
脳脊髄液減少症と診断確定

<再検査>
先進医療が実施され再検査の結果
胸椎からの髄液漏れ有り
診断基準に該当
脳脊髄液(漏出症)と診断確定

<病歴20年・治療後10年・男性>
ブラッドパッチ療法2回
アートセレブ(人工髄液)髄注1回

<治療経過>
発症から20年、治療から10年経過
診断前後の7年間は介助が必要な
寝たきり車椅子生活となりましたが
治療+自己流リハビリを重ねて
多彩な症状は消失しましたが
僅かな頭痛・倦怠感の残存症状があり
共存しながらも社会復帰に至りました
全完治まであと一歩です
新ガイドライン策定news(2018年12月~) (4)
ブラッドパッチ療法保険適用決定(2016年) (3)
┗  ブラッドパッチ療法保険適用 (2)
先進医療実施 診断基準(2012年) (1)
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冷え性・体温調節機能・汗腺機能 (6)
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脳疲労・ブレインフォグ (9)
睡眠障害 (9)
睡眠相後退(前進)症候群 (1)
不眠・過眠・ナルコレプシー(オレキシン) (9)
むずむず脚症候群 (1)
高次脳・視空間認知力低下 (1)
めまい・吐き気・動悸 (4)
眼前暗黒感のめまい (1)
光過敏・複視・霧視・残像・視力低下 (2)
緑内障 (6)
加齢黄斑変性 (2)
目の不調は脳が原因 (12)
┣  眼瞼・顔面けいれん (1)
┣  眼球使用困難症 (2)
┣  中枢性羞明 (3)
┗  アーレン症候群 (2)
聴覚過敏・車酔いとめまい (1)
耳鳴り (4)
耳菅開放症 (2)
外リンパ瘻 (2)
メニエール病 「中耳加圧治療」 (2)
APD・聴覚情報処理障害 (1)
鼻詰まり (1)
味覚 (1)
嚥下障害 (1)
非歯原性歯痛 (1)
口内炎・ヘルペス・口角炎・味覚障害 (2)
歯肉炎・親知らず抜歯・ドライマウス (1)
顔のしびれ (1)
顎関節症・三叉神経痛・噛み締め (2)
慢性上咽頭炎・EAT(上咽頭擦過療法) (2)
咽頭痛・異物感・息苦しさ・期外収縮不整脈 (1)
リンパ扁桃腺の腫れ・下顎と首のしこり (1)
長引く咳・むせる咳・咳喘息との関連 (2)
甲状腺機能亢進症(別名バセドウ病) (1)
帯状疱疹 (1)
座位・起立・労作不耐・末梢神経障害 (1)
胸郭出口症候群 (3)
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頚椎症・ストレートネック (1)
肩・肩甲骨・背中・手足の痛み (4)
トゥレット症候群と不随意運動 (1)
血糖値上昇 (2)
反応性低血糖症 (1)
副腎疲労/副腎疲労症候群 (1)
IgG抗体検査に関する注意喚起 (1)
胃痛・胃液逆流・下痢 (1)
機能性ディスペプシア (2)
過敏性腸症候群(IBS) (2)
潰瘍性大腸炎(UC) (3)
頻尿・膀胱炎 (3)
┣  ED症状 (1)
┗  女性化乳房症(男性) (1)
無痛分娩・帝王切開(硬膜外麻酔) (4)
┣  月経前不快気分障害「PMDD」 (1)
┣  PTSDと腸内細菌 (1)
┗  HPVワクチン (1)
パニック障害 (1)
うつ病・抑うつ状態 (6)
経頭蓋磁場刺激法(TMS) (3)
反復経頭蓋磁気刺激(rTMS) (5)
経頭蓋直流刺激(tDCS) (1)
むち打ち症 (3)
高次脳機能障害 (6)
軽度外傷性脳損傷 (12)
外傷性脳損傷 (4)
遅発性脳障害 (1)
筋痛性脳脊髄炎/慢性疲労症候群 (55)
小児の慢性疲労症候群 (1)
カルニチン欠乏症 (2)
筋痛性脳脊髄炎/線維筋痛症 (42)
慢性疼痛 (10)
腰痛(慢性痛) (2)
神経障害性疼痛 (7)
複合性局所疼痛症候群(CRPS) (2)
神経疾患(脊磁計) (1)
脊髄刺激療法(SCS) (2)
筋筋膜性疼痛症候群(MPS) (1)
強直性脊椎炎(AS) (10)
筋萎縮性側索硬化症(ALS) (3)
椎間板ヘルニア (1)
パーキンソン病 (3)
認知症・認知障害・アルツハイマー病 (8)
ヘルプマーク (3)
不定愁訴 (5)
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