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1 糖尿病とカルシウム・骨代謝
特 集 糖尿病に潜む骨折危険性 ―糖尿病関連骨粗鬆症の病態と管理―
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特 集 糖尿病に潜む骨折危険性 ―糖尿病関連骨粗鬆症の病態と管理―
糖尿病と
カルシウム・骨代謝
骨芽細胞系細胞
Ca↑
骨芽細胞系細胞
リン↓
PTH
RANK
2D
1,25（OH）
福本誠二
OPG
破骨細胞形成，活性↑
東京大学医学部附属病院 腎臓・内分泌内科
RANKL
リン
再吸収↓
25（OH）
D
分化，
融合
Ca
再吸収↑
破骨細胞
前駆細胞
骨芽細胞系細胞
破骨細胞
骨は生体の支持組織，内臓の保護組織として機能することに加え，カルシウム（Ca）やリンの貯蔵庫としてミ
ネラル代謝にも必須の役割を果たしている．このうち血中 Ca 濃度は，Ca 調節ホルモンである副甲状腺ホルモン
図 1 PTH の作用
PTH は骨と腎を標的臓器とし，血中 Ca 濃度の上昇とリン濃度の低
下を惹起する．
（ parathyroid hormone；PTH）と 1,25 - 水酸化ビタミン D［1,25（OH）2 D］の作用により，狭い範囲に厳密にコ
図 2 RANKL-RANK 系
RANK：receptor activator of nuclear factor -κB, RANKL : RANK ligand， OPG：
osteoprotegerin
RANKL と RANK の結合により，破骨細胞の形成や活性が促進される．OPG は，RANKL
のデコイ受容体として機能する．
ントロールされている．糖尿病，あるいは高血糖は，PTH 分泌に影響を与えることにより，Ca 代謝や骨代謝に
も作用しうることが報告されている．さらに近年，骨は内分泌臓器としても機能し，糖代謝にも影響を及ぼす
皮膚，食物
A
ビタミン D
ビタミンD2
ことが明らかにされている．以下本稿では，糖尿病が Ca や骨代謝に及ぼす効果と共に，骨が糖代謝にどのよう
硬組織である骨は，体内の Ca の約 99 %，リンの約 85 %
2D，
1,25（OH）
高 Ca 血症，
FGF23
2D
1,25（OH）
る．PTH と 1,25（OH）
2 D は，この骨や腎などに対する作
用により，
ともに血中Ca濃度を上昇させるように作用する．
このうち血中 Ca 濃度の変化に敏速に反応し，Ca 濃度調
CH2
HO
を含有し，Ca やリンの膨大な貯蔵庫としても機能してい
1）
H
25（OH）D
PTH，低リン血症
1 型糖尿病に加え，2 型糖尿病患者においても骨折頻
ビタミン D3
H
に作用するかにつき，概説する．
はじめに
B
CH2
HO
図 4 ビタミン D
ビタミン D2 は植物由来，ビタミン D3 は動物由来である．
ビタミン D 受容体
図 3 ビタミン D 代謝経路
ビタミン D は，1,25（OH）
2 D に変換され作用する．
度が高いことが明らかにされた ．この機序として，糖尿
節に中心的役割を担っているのが PTH である．
病，あるいは高血糖が，PTH 分泌や骨芽細胞機能，骨基
PTH は，腎臓と骨を主な標的臓器とし，G 蛋白共役受
質蛋白などにさまざまな影響を及ぼすことが考えられてい
容体のひとつである PTH1 受容体に結合することにより，
（図 1）
．これに加え PTH は，骨芽細胞のアポトーシスの
．この
ホルモンである 1,25（OH）2 D に変換される（図 3）
る．ただし，
糖尿病と Ca 代謝や骨代謝の関連の詳細には，
作用を発揮する．腎臓において PTH は，近位尿細管でリ
抑制や骨芽細胞分化の促進など，骨芽細胞系細胞に多様
25（OH）D の 1α- 水酸化反応が 1,25（OH）2 D 産生の律速
現状でも不明な点も多く残されている．
ンの再吸収を抑制するとともに，1,25（OH）
2 D 産生を促
進する（
Ca 代謝の概要
図1
）
．また PTH は，遠位尿細管での Ca 再吸
2）
な影響を及ぼすことも報告されている ．
段階であり，前述の PTH や低リン血症により促進され，
一方 1,25（OH）
2 D は，ビタミン D が肝臓と腎近位尿細
逆に 1,25（OH）2 D 自身や高 Ca 血症，線維芽細胞増殖因
）
．皮膚
子 23（fibroblast growth factor 23；FGF23）により抑
収を亢進させる．さらに PTH は，骨芽細胞系細胞に作
管で水酸化を受けることにより産生される（
用し，receptor activator of nuclear factor- κB ligand
で紫外線の作用のもとに産生されるビタミン D3 や，食物
制されるなど，厳密な調節を受けている．
（
中に存在し腸管から吸収されるビタミン D2，D3 は
1, 25（OH）2 D は，ステロイド受容体スーパーファミリー
（RANKL）発現の促進を介して破骨細胞形成や活性を促
図3
図4
）
，
）
．したがって PTH 作用により骨から血中
まず 肝 臓 で 25 位 に 水 酸 化 を 受 け 25 - 水 酸 化 ビタミン
の一員であるビタミン D 受容体に結合することにより，作
成 人 の 体 内 に は， 約 1 kg の Ca と 約 600 g の リン
に Ca やリン酸などが動員される．ただし血中リン濃度を
D［25（OH）D］となる．この肝臓でのビタミン D の 25 -水
用を発揮する．1,25（OH）
2 D は腸管での Ca やリンの吸収
が 存 在 する． 骨 は， 骨 芽 細 胞 が 産 生 する Ⅰ 型 コラー
規定する最も重要な因子は，腎尿細管でのリンの再吸収
酸化反応は厳密な調節を受けておらず，基質依存性に
を促進すると共に，腎遠位尿細管では Ca 再吸収を促進
ゲンを 主 とする 骨 基 質 蛋 白 に， ハイドロキシアパタイト
である．したがって PTH の骨と腎臓への作用の総和と
進行するものと考えられている．さらにこの 25（OH）D
する（
（PO4）
（OH）
結晶が沈着することにより形成される．
［Ca10
6
2］
して，血中 Ca 濃度の上昇とリン濃度の低下が認められる
は，腎臓近位尿細管で 1α位に水酸化を受け，活性型
らの産生を抑制し，さらに高濃度では，PTH と同様，骨
進する（
6 ● 月刊糖尿病 2014/8 Vol.6 No.7
図2
図5
）
．また腎近位尿細管では，1,25（OH）2 D は自
月刊糖尿病 2014/8 Vol.6 No.7 ● 7