Changes in serum concentrations of calcium and its regulating hormones during tail suspension in rats

Abstract

To study the effects of mechanical unloading on systemic calcium homeostasis, the changes in serum concentration were determined on calcium, 1,25-dihydroxyvitamin D(sub3) and Parathyroid Hormone (PTH) during tail-suspension experiments in rats. The serum concentration of ionized calcium significantly increased during the 14 days of the suspension, reflecting increased bone resorption in the hind limbs. This hypercalcemic condition should cause suppression in PTH secretion. Indeed, serum PTH levels decreased on Day three of the suspension. This decrease was associated with lower serum levels of 1,25-dihydroxyvitamin D(sub 3) probably due to a decrease in the activity of 1-alpha-hydroxylase in the kidneys resulting from a decrease in PTH secretion. Since it is known that 1,25-dihydroxyvitamin D(sub 3) stimulates osteoblastic function, it is suggested that endocrine responses evoked by tail suspension aggravate disuse atrophy of the hind limbs.

機械的負荷除去の全身カルシウムホメオスタシスに及ぼす影響について検討するため、ラットの尾部懸吊実験中、カルシウム、1,25-ジヒドロキシビタミンD(sub 3)および副甲状腺ホルモン(PTH)の血清中濃度変化を測定した。イオン化したカルシウムの血清中濃度は、懸吊の14日間著しい増加を示し、後脚の骨吸収の増大を反映していた。この高カルシウム血症状態がPTH分泌抑制の原因となっているのであろう。事実、血清PTH濃度は懸吊の3日目には低下していた。この低下は、おそらくPTH分泌の低下により腎臓中の1α-ヒドロキシラーゼの活性度が低下して、1,25-ジヒドロキシビタミンD(sub 3)の血清濃度が低くなることに関連している。1,25-ジヒドロキシビタミンD(sub 3)が骨芽細胞機能を刺激することが分かっているので、尾部懸吊により喚起された内分泌反応が後脚の非活動性萎縮をさらに重くしたことを示唆していた。