老年人骨质疏松症病因

一、发病原因

影响峰骨量的因素有以下4个方面:

1.遗传 峰骨量的高低与遗传因素有关.①种族:高加索人与亚洲人的峰骨量较低,因而患骨质疏松症的危险性更大.②家族史:年轻女性的骨密度与其父母的骨密度具有显着相关性.③同卵双胎的骨密度具有更大的相似性.④维生素D先天性缺乏常伴随骨密度减低.

2.营养 适当摄入钙质,可以增加骨密度,减少骨质疏松症发生的危险性.摄入钙的吸收率在儿童期为75%,在成人为30%～50%.在成人早期补充钙质可以增加骨矿物质量.摄入障碍多伴有骨密度减低.联合国粮农组织和世界卫生组织推荐的每日摄入钙量为500mg.美国营养学家则推荐800mg.我国营养学家建议采用美国钙摄入标准.儿童期、妊娠期和哺乳期钙摄入量要增加至每日1000～1500mg.

3.运动 运动能够刺激骨改进循环.骨量的维持或骨肥大依赖于运动的类型、频度与抗重力效果.青春期的运动能够增加骨矿物质量,但过度的运动不仅不能增加骨矿物质量,反而降低骨矿物质量,这是必须避免的.同时,运动必须规律,持之以恒.如果运动的强度或频率降低,运动对骨的效应也将降低.

4.内分泌状态

(1)月经周期与雌激素及孕激素可导致骨矿物质量变化:月经初潮越早,其后的骨矿物质量越大,初潮越迟,骨密度越小.停止排卵的妇女比继续排卵的妇女骨密度要低.妇女在绝经前主要为雌二醇,在绝经后主要为雌酮.雌激素的转化过程主要在脂肪中完成.因此,肥胖妇女患骨质疏松症的危险性低于消瘦妇女.雌激素对骨的影响,一是影响成骨细胞,提高成骨细胞的数量,增加成骨细胞合成胶原,增加成骨细胞上的前列腺素受体数量.二是抑制破骨细胞对骨的吸收.此外,雌激素还能抑制甲状旁腺素活性、刺激降钙素分泌、促进胃肠道吸收钙及促进维生素D向活性方式转化等作用.

(2)甲状旁腺:由甲状旁腺素分泌.该激素能够提高破骨细胞与成骨细胞的数量和活性.当甲状旁腺素分泌过剩时,骨更新加速.但只要破骨/成骨细胞维持活性平衡,骨量不会减少.

(3)维生素D:维生素D的活性形式为1,25-二羟维生素D3,具有两方面功能,一是促进肠道吸收钙磷,二是在骨中增加骨骼更新部位破骨细胞的活性,并能刺激成骨细胞合成蛋白质,同时参与骨基质的矿化.缺乏维生素D将导致类骨质矿化障碍,发生骨软化症.但维生素D过量反而发生骨丢失.

(4)降钙素:由甲状旁腺C细胞分泌降钙素.其主要生理功能为抑制破骨细胞活性.药理性应用可减低骨更新速率.

(5)甲状腺素:T3、T4能够通过直接或间接途径影响骨细胞功能.甲亢可导致骨吸收部位增多与骨吸收增强,引起骨矿物质丢失.骨细胞对外源性甲状腺素极为敏感.

(6)糖皮质激素:骨细胞上有糖皮质激素受体,过剩的激素活性将导致成骨细胞功能受抑制.

(7)雄性激素:伴有性腺功能减退的男性患者常患骨质疏松症.通过补充雄激素可以预防发生骨质疏松症.雄激素在绝经后妇女中所起的生理作用更大.已有研究表明,用雌激素及激素联合治疗骨质疏松症,比单用雌激素效果更大.

二、发病机制

骨是皮质骨(骨密度)和松质骨(骨松质)构成.

皮质骨:有3个不同层面,即骨内膜层、骨膜层和皮质内层.骨改建的活性程度及部位与年龄阶段有关.儿童时期,骨膜层新骨形成速度大于骨内膜层旧骨破坏速度,在骨的外层形成骨量净增加.青春期,无论在骨内膜层还是在骨膜层均有新骨形成,使骨的总量增加.成年早期,骨内膜层骨丢失增加,骨膜下骨开始过度并置,提示年龄/绝经相关性骨量减少的开始,同时伴有皮质内骨层的变窄和骨髓腔增宽.

骨单位即哈佛系统,是长骨的主要结构单位.其在长骨内纵向排列,并可分支相互连接,是在密质骨起支持作用的主要部分.

松质骨:骨小梁由相互连接的平行与垂直排列的骨板与骨细胞构成,骨板的排列方向与骨所承受的压力和张力方向一致.骨再建发生于每个小梁的骨板内外侧.过度再建将导致骨板变薄并最终发生骨组织溶解,使小梁骨失去结构的连续性.这一改变最初见于平行骨小梁,继之导致骨的机械强度降低,最后表现为受重力作用的骨折几率显着增加.小梁骨结构的变化和与之相伴的椎体压力变化随年龄增长而增加.

骨再建:骨的更新决定骨的强度.旧骨脆弱,新骨强壮.因此,骨的再建过程就是除去旧骨,形成新骨.新陈代谢,维持骨的强壮.参与更新骨骼的细胞主要是破骨细胞和成骨细胞.

1.破骨细胞 破骨细胞由多个单核细胞融合而成,在功能活跃时,能够释放多种蛋白酶、碳酸酐酶、乳酸及柠檬酸等,在酶及酸的作用下使骨的矿物质和骨基质溶解.因此,破骨细胞有溶解和吸收骨矿物质和骨基质的作用.破骨细胞的分化、补充与抑制受多种激素影响.其中,促进破骨细胞活性的激素有甲状旁腺素、白三烯、转化生长因子-(TGF-)、肿瘤坏死因子(TNF)及白细胞介素-1(IL-1)等.抑制破骨细胞活性的激素有雌二醇、降钙素、Y-干扰素(Y-IFN)和TGF-.破骨细胞具有雌激素受体雌激素,与其他抑制吸收因素的最主要作用是抑制破骨细胞的分化与补充,其次是抑制其活性.

2.成骨细胞 成骨细胞分布于骨组织表面,成年前较多,成年后较少.成骨细胞分泌骨基质的有机成分类骨质,其中富含Ⅰ型胶原,为随后发生的骨化作准备.同时,成骨细胞还释放基质小泡使类骨质钙化.成骨细胞同样受多种激素控制.其中,如促进成骨细胞活性的因素有1,25-羟维生素D3、TGF-、甲状腺激素、雌二醇、人类生长因子、前列腺素E2和甲状旁腺激素;抑制成骨细胞活性的仅有肾上腺皮质激素.成骨细胞上也有雌激素受体.在试管内发现,雌激素能够对成骨细胞产生以下影响:①增加成骨细胞数量.②增加成骨细胞的胶原合成量.③提高核上的类固醇激素的受体密度.④提高成骨细胞指导合成TGF-的信使RNA量.⑤抑制甲状旁腺激素相关性CAMP生成.

骨的再建周期是一个通过除去旧骨和形成新骨,借以维持骨的健康和强壮的连续性过程.这个循环主要有以下4个阶段:①激活阶段:前破骨细胞受粒巨细胞集落刺激因子激活,并在其他细胞因子和生长因子的影响下,分化成熟为活性破骨细胞;②吸收阶段:新形成的破骨细胞分泌酸性物质,溶解和消化旧骨的基质与矿物质;③逆转阶段:当吸收形成的腔隙达到了预计的深度时,吸收即告结束;④成骨阶段:成骨细胞被吸引进入吸收形成的腔隙,在生长因子和多种激素的影响下成熟,并形成新骨充填于吸收腔中.

骨平衡:在正常情况下,骨的吸收相与再建相维持平衡状态,即由破骨细胞正常溶解和吸收旧骨所留下的腔隙,由成骨细胞分泌的类骨质完全充填并进一步矿化.这一过程是保证骨量维持正常平衡状态的根本条件.为破骨细胞活性过度增强时,骨的溶解和吸收增多,导致吸收后腔隙的深度增大.当成骨细胞受损时,又会不适当地分泌类骨质于正常吸收的腔隙内.绝经期妇女骨丢失加速,就是由破骨细胞活性显着增高所致.与年龄增长有关的缓慢骨丢失是由于成骨细胞活性降低.因此,对于前者可以通过应用抗吸收药物逆转骨质疏松的病理过程.对于后者可以采用骨再建刺激物以逆转骨质缺乏伴发的低速骨丢失.

骨量的调节:人类的骨量随年龄增长而自然增加.在绝经前成人期达到最大骨矿物质量,即峰骨量.峰骨量是人类骨骼发育的里程碑,在临床上它至少有两个方面的重要功能.一是峰骨量越高,其后发生骨质疏松症的危险性就越低.因此,有必要鼓励妇女在绝经前达到峰骨量.二是比较患者的峰骨量与在测的骨密度,有助于临床估计患者骨密度的相对丢失程度.

骨丢失是人类不可避免的正常老化过程的一部分.椎骨的峰骨量一般在人的第2个十年达到.由于小梁骨比皮质骨的代谢率高,表面积更大,因而小梁骨的骨丢失比皮质骨的骨丢失更显着.不同年龄阶段皮质骨丢失的速率不同,如从40岁到绝经,每年丢失0.3%～0.5%,绝经后1～8年,每年丢失2%～3%.小梁骨丢失自30岁以后即开始,每年约丢失1.2%.