小児における骨粗鬆症の病因

小児骨粗鬆症は、骨密度（BMD）の低下、骨微細構造の異常、そして病的骨折の感受性の増大を特徴とする全身性骨疾患です。成人とは異なり、小児骨粗鬆症は主に、成長期および骨量形成ピーク期における骨形成および骨リモデリングの異常によって発症します。

1. 小児期の骨組織形成の特徴

小児の骨量の形成は、細胞性、体液性、機械的因子の相互作用によって制御される複雑な生物学的プロセスです。

• 集中的な成長の段階では、骨形成プロセスが優勢となり、骨格の直線的な成長と皮質骨層の肥厚が保証されます。
• 骨量は18～20歳までにピークに達し、その後は骨形成と骨吸収のプロセスが安定します。小児期にこれらのプロセスが阻害されると、十分なピーク骨量が得られず、骨粗鬆症の発症につながります。

2. 細胞および分子メカニズム

骨組織は絶えずリモデリングを受けており、これは主に 2 種類の細胞の相互作用によって行われます。

• 骨芽細胞は、I 型コラーゲンを豊富に含む有機マトリックス (類骨) を合成し、その石灰化を促進する細胞です。
• 破骨細胞は、石灰化した基質の再吸収を担う多核細胞です。

小児の骨粗鬆症の主な発症メカニズムは、破骨細胞の活動の増加および/または骨芽細胞形成の阻害へのバランスの変化です。

2.1. RANK/RANKL/OPGシステム

• RANKL（核因子κBリガンド受容体活性化因子）は骨芽細胞と骨細胞によって発現され、破骨細胞前駆細胞の活性破骨細胞への分化を刺激します。
• 骨芽細胞によって生成されるオステオプロテゲリン (OPG) は、RANKL の天然阻害剤であり、破骨細胞上の RANK 受容体への結合を阻害します。
• 骨粗鬆症では、OPG 発現の減少および/または RANKL の過剰発現が起こり、破骨細胞形成が増加します。

2.2. Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路

• この経路は骨芽細胞を活性化し、骨の形成を刺激します。
• コステオケリンやDKK-1などのWntシグナル伝達阻害剤は骨形成を阻害し、骨粗鬆症の発症を促進します。

2.3. グルココルチコイド誘導メカニズム

• グルココルチコイドは骨芽細胞の増殖と分化を直接抑制し、アポトーシスを誘導し、破骨細胞の長期的な活性化を促進します。
• GCS を長期間投与された小児では、いわゆる二次性グルココルチコイド骨粗鬆症を発症します。

3. 骨代謝のホルモン調節

小児期においては、ホルモン調節が骨粗鬆症の発症に重要な役割を果たします。

• エストロゲンとアンドロゲンは骨形成を促進し、骨芽細胞のアポトーシスを阻害し、破骨細胞の活動を抑制します。性腺機能低下症や思春期遅延におけるこれらの欠乏は、骨密度の低下につながります。
• 生理的濃度の副甲状腺ホルモン (PTH) は骨形成を刺激します (同化作用) が、副甲状腺機能亢進症では骨吸収が増加します。
• ビタミン D とカルシウムは、骨様骨の適切なミネラル化を保証し、その欠乏はカルシウム恒常性の崩壊と骨軟化症につながります。

4. 小児骨粗鬆症の病因分類

• 原発性（特発性）骨粗鬆症：
  • 若年性特発性骨粗鬆症は、思春期前に発症する原因不明のまれな病気です。
  • 骨形成不全症は、I 型コラーゲンの遺伝性疾患です。
• 続発性骨粗鬆症：
  • 内分泌障害（性腺機能低下症、甲状腺機能亢進症、副腎皮質機能亢進症）。
  • 慢性的な運動障害（脳性麻痺、脊髄損傷）。
  • 医薬品（グルココルチコイド、抗けいれん薬）。
  • 慢性炎症性疾患（若年性特発性関節炎、セリアック病）。

5. 骨組織の微細構造の変化

小児の骨粗鬆症では次のような症状が起こります。

• 多数の多孔質領域を持つ薄い皮質骨。
• 海綿骨の減少：海綿骨が細くなり散在し、その数と連結性が減少し、骨の機械的強度が失われます。

結論

小児における骨粗鬆症の病因は多元的であり、細胞間相互作用（骨芽細胞と破骨細胞）、ホルモン調節、分子シグナル伝達経路の破綻などが挙げられます。重要な点は、活発な成長期における骨組織の形成とリモデリングの過程の破綻であり、これが最大骨量の達成を阻害します。小児期の骨粗鬆症は骨粗鬆症性骨折のリスクを著しく高め、成人期における骨粗鬆症の発症を促進するため、早期診断と適切な治療が不可欠です。

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