독일 해안 항구바다표범(Phoca vitulina)의 골격 성장 중 골밀도 및 미세구조 변화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7196(2023) 이 기사 인용

483 액세스

측정항목 세부정보

종 전체에 걸쳐 골격계는 내부 장기 보호, 운동을 위한 구조적 기반, 내분비 기관 역할 등 상호 기능을 공유하므로 생존에 매우 중요합니다. 그러나 해양 포유류의 골격 특성에 대한 통찰력은 제한적이며, 특히 성장하는 골격에서는 더욱 그렇습니다. 잔점박이물범(Phoca vitulina)은 북해와 발트해에서 흔한 해양 포유류이며 생태계 상태를 나타내는 적합한 지표입니다. 여기에서는 신생아, 청소년 및 성인 항구 물범의 고해상도 말초 정량 컴퓨터 단층 촬영(HR-pQCT)을 통해 이중 에너지 X선 흡광계(DXA)로 전신 면적 골밀도(aBMD)를 분석하고 요추를 분석했습니다. . 골격 성장과 함께 DXA에 의한 2차원 aBMD의 증가는 HR-pQCT에 의한 3차원 체적 BMD와 병행되었으며, 이는 소주 수는 일정하게 유지되는 동안 소주 두께가 증가했기 때문일 수 있습니다. 신체 치수(체중 및 길이)와 aBMD 및 섬유주 미세구조(R2 = 0.71–0.92, 모두 p < 0.001) 사이에 강한 연관성이 관찰되었습니다. DXA 측정(즉, 인간의 골다공증을 진단하기 위해 전 세계적으로 사용되는 표준 방법) 결과를 검증하기 위해 HR-pQCT 방법의 3차원 측정으로 선형 회귀 분석을 수행했는데, 이는 두 영상 기술 간의 강한 연관성을 나타냈습니다. (예: aBMD 및 Tb.Th: R2 = 0.96, p < 0.0001). 종합하면, 우리의 연구 결과는 성장하는 동안 해양 포유류의 체계적인 골격 조사의 중요성을 강조하며 이러한 맥락에서 DXA의 높은 정확도를 보여줍니다. 제한된 표본 크기에 관계없이 관찰된 섬유주 비후는 척추뼈 성숙의 뚜렷한 패턴을 나타낼 가능성이 높습니다. 무엇보다도 영양 상태의 차이가 골격 건강에 영향을 미칠 수 있으므로 해양 포유류의 골격 평가를 정기적으로 수행하는 것이 필수적인 것으로 보입니다. 환경 노출의 맥락에서 결과를 배치하면 인구를 보호하기 위한 효과적인 조치가 가능해질 수 있습니다.

항구물범(Phoca vitulina)은 독일 해안을 따라 흔히 볼 수 있는 해양 포유류이며 북해와 발트해에서 발견됩니다. 이들은 최상위 포식자이자 장수 해양 포유류(남성의 경우 20~25년, 여성의 경우 30~35년)이고 서식지가 작기 때문에 생태계 상태를 나타내는 적합한 지표입니다1,2,3. 여러 연구에서는 북해와 발트해2,4,5,6에서 항구물범의 다양한 인위적 영향과 면역, 내분비 및 생식 시스템에 미치는 영향에 대해 보고합니다. 그러나 골격계와 다양한 스트레스 요인으로 인한 잠재적 변화를 조사한 연구는 제한되어 있습니다7,8.

바다와 육지 등 근본적인 환경적 차이에도 불구하고 골격계는 종 전체에서 유사한 기능을 공유합니다. 운동을 위한 구조적 기반 제공, 내부 장기 보호, 칼슘의 주요 저장, 내분비 기관인 뼈, 청각 중 소리 전달을 포함하여 골격의 최소 5가지 공유 특성을 정의할 수 있습니다9,10. 뼈는 뼈 형성과 흡수의 균형을 통해 평생 동안 재형성되며, 이는 뼈 형성 조골세포와 뼈 흡수 파골세포라는 두 가지 다른 뼈 세포 유형에 의해 밀접하게 결합되고 수행됩니다11. 이 두 가지 세포 유형(즉, 조골세포 및 파골세포) 다음으로, 매트릭스 내장 기계 민감성 골세포는 가장 풍부한 세포 유형을 나타내며 신호 단백질 및 호르몬 생산을 포함한 다양한 프로세스에 의해 리모델링 과정을 조율합니다. 깊은 잠수는 골세포 생존력 감소와 관련될 수 있기 때문에 골세포 특성의 특정 변화, 즉 다른 고래 종에 비해 향유고래의 경우 낮은 열공 면적만큼 뼈 면적당 골세포 열공 수가 적은 것으로 나타났습니다14. 리모델링 과정은 환경 변화에 매우 민감하며, 이러한 이유로 비타민, 호르몬, 영양소, 오염물질 등 다양한 요인의 영향도 받습니다15,16,17. 게다가 뼈의 질이 교란되거나 변화되면 개인의 전반적인 건강이나 생리에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다18.