この画像を大きなサイズで見る宇宙空間は、私たちの想像以上に体に大きな変化をもたらす。NASAをはじめとする研究チームが、地球で育てた若いマウスを国際宇宙ステーションに送り、無重力環境が骨に与える影響を詳しく調べた。
37日間の宇宙滞在後、マウスの骨には驚くべき変化が現れた。骨密度の低下が特定の部位で著しくスカスカになっていたのだ。
だがなぜ宇宙では骨密度が低下するのだろう？ 研究によると、それは宇宙を飛び交う放射線の影響ではなく、「骨は使わなければ衰える」という体の宿命が関係しているという。
宇宙空間で骨はどう変化するのか？
地球上では、私たちの骨は常に重力を受けている。歩く、立つ、運ぶといった日常の動作によって骨には圧力がかかり、それが骨の強さを保つために重要な役割を果たしている。
しかし、宇宙空間では重力がほとんど働かない「微小重力」という環境になる。これが、骨の健康に大きな影響を及ぼす。
NASAエイムズ研究センターとアメリカの非営利科学研究機関、ブルーマーブル宇宙科学研究所（BMSIS）は、地球の低軌道を周回している国際宇宙ステーションでマウスを37日間飼育し、宇宙の環境が骨に与える影響を観察した。
その結果、骨の密度が大きく低下し、スカスカになるという恐ろしい現象が確認されたのだ。まるでスイスチーズのようだ。
ただしその影響は、どの骨にも一様に働いたわけではなく、部位によってダメージの大きさは異なっていたという。
たとえば、後ろ足の大腿骨（だいたいこつ：太ももの骨）では大きな穴がいくつも確認された。とりわけ骨頭（股関節側の丸い部分）や膝関節とつながる両端部分の密度の低下は大きなものだった。
その一方、背骨の腰の部分（腰椎）はほとんど影響がなかった。
この画像を大きなサイズで見る骨の劣化は「使わないこと」が原因
このようなダメージのばらつきは、宇宙で骨の密度が低下する原因を明らかにしている。それは、「体は使わなけば衰える」というものだ。
地球では、立ったり歩いたりすると、骨には重力による荷重がかかる。この荷重があることで、骨は「使われている」と判断し、骨を丈夫に保とうとする再生の仕組みが働く。
ところが、地球の低軌道を周回している国際宇宙ステーションの内部は、地上よりもずっと弱い重力しか働かない。
すると体は「この骨は使わない」と勘違いしてしまい、骨を作る力が弱くなり、骨がスカスカになってしまうのだ。
地上で宇宙を模した環境で育てられたマウスでも同様の傾向は見られたが、宇宙に行ったマウスの方がはるかに骨の劣化が進んでいた。
その影響は大きな体重を支えていた骨ほど大きい。私たち人間の場合、腰の骨は上半身の重さを一手に引き受けている。
ところが4本足で歩くマウスの場合、腰の骨が受ける体重は人間ほどではない。むしろ大腿骨の方が大きな体重を支えている。だから腰の骨より、大腿骨の減少が著しいのだ。
この画像を大きなサイズで見る宇宙放射線が原因である可能性は？
地上は地磁気によって放射線から守られているが、国際宇宙ステーションではこのバリアの効果がはるかに弱い。ならば宇宙で骨がスカスカになるのは、放射線のせいではないのだろうか？
研究チームはその可能性についても検証している。
1つ考えられるのは、仮に放射線が原因だったとすれば、骨の減少は全身で一様に起きるはずだ。また内側よりも外側の方が大きな影響を受けると予想される。
ところがマウスで観察されたのは、それとは逆のことだ。骨の密度低下は部位によってまちまちであることはすでに述べた通りだが、内側から劣化が進んでいることも確認されている。
たとえば、大腿骨の頸部は、国際宇宙ステーションでの滞在37日後、内側の海綿骨髄が大幅に減少していたのに対して、外側の部分はかなりしっかりしていた。
このことから、骨密度の低下は、放射線よりもむしろ微重力で使用しなかったことの影響が大きいと考えられている。
骨の減少が放射線のせいでないことは、過去のシミュレーション研究からも確認できる。
それによると、マウスで確認されたような骨のダメージが起きるには、国際宇宙ステーションで13年滞在したのに相当する暴露が必要になるはずなのだ。だが、実際にマウスが滞在したのは1ヶ月と数日程度のものだ。
この画像を大きなサイズで見る宇宙飛行士の骨を守るには筋トレが有効
なお人間の宇宙飛行士の場合、宇宙に1ヶ月滞在するごとに骨の密度が1%以上低下する。それは地上での骨粗しょう症の進行スピードの10倍にもおよび、半年もすれば10年分に相当する骨が失われることもあるという。
それほどのダメージになると、一生回復しない恐れもある。
だからこそ、宇宙飛行士の骨の減少をいかに予防するかが重要となる。そして仮に今回の研究結果が正しく、微重力環境が問題なのだとすれば、食事だけでは不十分だと考えられる。
大切なのは、骨に地上と同じような負荷をかけることだ。だから宇宙空間でもウェイトリフティングのようなエクササイズが効果的ということになる。
宇宙に行ったら体が軽くなって楽ができると考えていた人はいるだろうか？ 実際には今まで以上に筋トレに励まなければならないことを覚えておこう。
この研究は『PLOS ONE』（2025年3月26日付）に掲載された。
編集長パルモのコメント
やはり体は使ってなんぼってことか。微重力空間だと運動するのが難しそうだけど、今後宇宙に行く民間人が増えることを想定した、宇宙仕様の筋トレグッズとかが開発されるのかな。
References: Journals.plos.org
破骨細胞はどんな状況でも仕事を続けるけど骨芽細胞は必要がなければ骨の補充をしない。水生哺乳類も重力の影響は小さいけど日々何時間も泳ぐことで全身にすごく負荷をかけるから骨が弱るなんてことはない。筋トレは大体の問題を解決する。
アメリカの自転車競技の選手が自転車に乗る(ペダルをこぐ)トレーニングばかりやっていたら、骨粗鬆症で骨折してしまったという話をNHKでやってましたね。地面を踏む反動として伝わる衝撃が骨の健康には大事だということでした。
水生動物は骨の破壊再生のバランスが陸上動物と違うと思うよ。水泳選手って骨密度低いもの。
原子力潜水艦乗りも運動が不可欠で訓練してたし、空母や
民間の船も運動するのが不可欠
結局体を動かない生活はありえないのかな
そのうち宇宙での活動はサイボーグ化された義体が主流になって、「昔の人って自分のオリジナルの生身にスーツ着て宇宙行ってたらしいよ」「マジで！？正気の沙汰じゃないだろ……」みたいになりそう
1Ｇ環境とは言わないまでもやはり宇宙長期滞在には遠心重力が必要と言うことか。
『プラネテス』では主人公がハーネスみたいなのつけて無重力か微小重力の中でトレッドミルで走ってましたね。 『 ２００１ 年宇宙の旅』では主人公がおそらく無重力の中でディスカバリー号の中を走ってました。 多分ディスカバリー号って丸くてわりと小さいから自分で円周方向に走ることによって自分自身が遠心力で内壁に疑似重力的なものができる感じかな。
ってことで記事のマウスにハーネスはつけられないので、固定円筒に入れて内周を円周方向に走らせることでネズミ車を遠心重力器に入れないでも疑似重力の中を走らせることが可能じゃないかな。 と、解決策を考えてみました
宇宙での筋力・骨密度の低下はよく知られてたことだけど、これはヤバいなあ…
理学療法士や筋トレマニアならすぐ理解すると思うんだけど、『骨頭（股関節側の丸い部分）や膝関節とつながる両端部分の密度の低下』でしょ？
筋肉も鍛えやすいアウターマッスルではなく関節をつなぎ維持するインナーマッスルから筋力低下するってことやん。
まさに「筋肉は裏切らない・関節は裏切る」になるよ。
無重力状態で効果的にインナーマッスルを鍛えるトレーニング方法を更に研究し確立しないと宇宙での長期滞在は限られた人だけになる。
逆に考えると重力の強いところに行けば骨密度は高くなるのだろうか
それなら骨粗鬆症患者には朗報かも
えッ宇宙で運動しないと骨やばくなるって常識じゃないの？
宇宙から帰ってきた奴が支えられないと立てなかったり、宇宙船の中で運動する描写あるやん
単なる常識で済ませずに、どう言う環境でどのような時間をかけてどう言う影響が起きるかを調べるのも重要な仕事なのです
ただの経験則的な変化ではなくきちんと計測されたデータを集めることで、今後その影響を低減するための手法を開発するために役立てる事が出来るのです
誰でも感覚的に知ってると言う事と、科学的な見地で知識が確定していると言う事は、＝では結ばれないのです
知識だけと実験や実体験から得られる経験とは全然違いますからねぇ
検証し続けるのが大事ってことかな
そりゃ常に重力に引っ張られて骨や筋肉で突っ張って踏ん張ってないもんな。
地球に生きるものにとって重力は本当に絶対的な存在だよ。
ふうんアース・ノイドが正しいということか
かつてSF作家たちは、無重力状態が心臓の悪い者や身体機能にハンデのある者にとって
体重の負担がないから有利、てな夢を描いてたなあ。
ペットに服は着せない派（小型犬がいないので）ですが、サムネがカワイイです。。。🩶
『週刊若田』（Vol.15） 「ISSでの筋力トレーニングの紹介」
という11年前の動画があります
こういうことをやっていないと地球に帰ったときに
寝たきりになってしまっても不思議ではないという事ですね
フリーザ編前後の悟空とベジータは骨カチカチだったのか