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骨质疏松症的发病原因及其与骨折的关系

2022-07-29
来源:求医网
骨质疏松是以低骨量及骨组织微结构退行变为特征的一种全身性骨骼疾病,伴有脆性增加,容易发生骨折。随着老年社会的到来,骨质疏松症的发病率越来越高,它与老年人的心、脑血管病一样严重威胁着老年人的健康和生命,轻者产生腰背疼痛,重者在轻微的外力下引起骨折。目前,仅美国每年即有50万人发生椎体骨折,25万人发生股骨近端骨折。绝经期妇女每3~4人中即有1人至少有一节椎骨畸形。而老年性髋部骨折病例中88%与骨质疏松有关。引起原发性骨质疏松的病因有很多学说,它与骨折的关系也很复杂。现结合文献分析如下。

1原发性骨质疏松的病因

1.1内分泌紊乱

1.1.1雌激素雌激素包括雌酮(G)、雌二醇(E2)及雌三醇(E3)。女性绝经后,E2和E3均明显减少,但E2由于卵巢滤泡丧失,下降更明显,其产生率仅为绝经前10%左右。E3下降较少,约1/3,成为绝经后主要雌激素,但其作用较E2弱。有研究认为,雌激素缺乏后,骨吸收增加,从而导致骨钙动员,而使血钙升高。

1.1.2甲状旁腺激素(PTH)PTH的作用是与1,25-(OH)2D3一起控制体液内钙的浓度。它的三个靶器官是肠、肾和骨。PTH分泌受离子钙浓度的控制,只要离子钙浓度有0.1mg100ml-1改变,就能影响PTH的释放。钙对PTH分泌的控制是通过腺苷酸环化酶(AMP)起作用的,血钙升高可抑制AMP的活性而使PTH降低;相反,低血钙则能促使PTH增加。PTH对骨吸收的作用可被雌激素抑制,绝经后妇女对PTH的骨吸收作用更为敏感,雌激素分泌减少,1,25-(OH)2D3形成降低,肠钙吸收也减少,因此骨质疏松病人易有轻度PTH升高,而PTH增加又可降低肾脏对25-(OH)D3羟化的能力,结果使1,25-(OH)2D3生成减少,导致肠钙吸收障碍。有学者对124名20~90岁的正常受试者的血清PTH素和25-(OH)D3检测发现,随着年龄的增长,PTH水平逐渐增高;与此相应,总血清钙水平也逐渐增高;而60岁以后,25-(OH)D3的水平明显降低。总之,研究表明,在年龄和总血清钙之间,总血清钙和血清PTH之间有明显的负相关,年龄和PTH之间呈正相关。

1.1.3降钙素(CT)CT可直接作用于破骨细胞,使细胞内Ca2+转入线粒体,抑制破骨细胞活性,还能抑制大单核细胞转变为破骨细胞,从而减少骨吸收。CT注入15min后,破骨细胞数量减少,骨钙出降低。CT通过刺激羟化酶,可加强1,25-(OH)2D3的生成,小剂量CT可抑制小肠对钙的吸收,大剂量则能增加小肠对钙的吸收。CT能调节钙代谢,维持骨代谢稳定并预防过度骨吸收。应用放免测定,血浆CT正常值约为20~25 pgml-1,女性低于男性。老年人低于年轻人。一些作者认为骨质疏松系由于CT绝对值降低所致。但也有一些报告发现骨质疏松病人CT、CT单体成分、生物活性CT及对高钙血的CT反应明显增高,CT不足可加速骨丢失并引起骨质疏松。CT可明显抑制由PTH诱发的骨吸收。体外研究证实E2能刺激甲状腺C细胞分泌CT,其分泌量与E2浓度呈正比,一组绝经2年后妇女进行12周雌激素治疗后,血清CT明显增加,说明CT的分泌受雌激素的调节。但也有的研究结果相反,可能因雌激素缺乏后,骨吸收增加,导致骨钙动员,血钙升高,CT因而增加。补充雌激素后,CT则下降。

1.1.4骨代谢局部调节因子局部细胞的分泌效应对成骨细胞的增殖分化及成骨细胞和破骨细胞的活动有直接或间接的调控作用,由于这些调控机制障碍可影响骨代谢及再建过程,而使骨形成—骨吸收偶联丧失平衡,导致骨量丢失。原发性骨质疏松的发生机制就是这种调控机制障碍的结果。①胰岛素样生长因子(IGF)、IGF-1可加强骨吸收细胞的旁集,为骨再建的主要调整剂,以维持骨量,并参与骨折的修复。②成纤维细胞生长因子(FGF)是一种对成纤维细胞有明显促进增殖的因子。FGF可刺激培养的骨细胞DNA合成和骨细胞增殖,从而增加骨细胞合成胶原和非胶原蛋白的能力。③前列腺素(PG)目前从骨培养及骨中提取的前列腺素为PGE1、PGE2及PGF2a。PGF2a是骨内花生四烯酸的代谢产物,其对骨的作用呈双向性,低浓度可刺激成骨细胞胶原合成,高浓度则刺激骨吸收。绝经后妇女PGE2水平升高。④白介素(IL),IL-1对骨形成呈双向性。IL-1对成骨细胞合成DNA、细胞增殖,胶原合成以及AKP在骨细胞的表达有促进作用。绝经后妇女血清IL-1升高,有骨质疏松者持续时间更长。IL-6受雌激素的抑制,如雌激素减少,IL-6作用将加强,骨吸收超过骨形成,最终可发生骨质疏松。⑤肿瘤坏死因子(TNF)由正常人破骨细胞合成。TNF及IL-6在体外及体内均是强有力的骨吸收刺激剂。绝经后缺少由雌激素诱发的对成骨细胞释放TNF的抑制可能使骨丢失率加快。⑥转移生长因子(TGF),TGF是一种大分子分裂素,对成骨细胞有很强的选择性,可刺激其增殖、分化。也能诱导软骨细胞生成。TGF-β能刺激骨细胞中DNA的合成和重组,还能刺激胶原的合成。

2钙的摄入及吸收

2.1钙代谢钙是身体内第5位重要的无机元素,是含量最丰富的阳离子,也是骨骼的重要成分。人体骨钙总含量约为1.2~1.5kg,细胞外液钙为10-3mol,细胞内钙仅为10-7mol,较细胞外液低10000倍。在人体自身稳定机制中,钙不仅需要一些其它无机离子如磷、钠、钾的参与,而且受PTH、1,25-(OH)2D3和CT的调控。血钙降低时,PTH升高。PTH可增加肾脏Ia-羟化酶的活性,使25-(OH)D3转化或1,25-(OH)2D3,以促进肠钙吸收。PTH能保持正常肠钙吸收、骨吸收和肾小管对钙的重吸收

2.2年龄与钙随着年龄增长,人体钙吸收明显下降,约半数老人吸收分数小于25%。钙吸收不足会不会引起骨质疏松?从骨代谢的角度看有以下3种情况:①在正常血钙水平下,由于肾小管重吸收动力学,每日将从肾脏滤过1%~2%的钙,尿钙排泄约为150mg。只有当出现低钙血时,如严重小肠吸收不良或肾衰时才会减少尿钙排泄。但这种情况一般会通过继发性甲状旁腺机能亢进而得以限止。如果要保持正钙平衡,每日至少要口服钙500mg,某些妇女因吸收分数很低,每日所需甚至超过2000mg。②成人在30岁左右骨量达最高峰值,骨量峰值越大,以后发生骨质疏松的机会越小。但任何人都不断进行骨再建,更新骨组织,必然招至骨丢失。③为减轻体重,骨质很少贮备,为保持自身稳定不得不释放出骨钙,这样达到一定程度时将发生骨质疏松,严重者可发生骨折与骨痛。

2.3钙的吸收与骨量钙的吸收与骨量有一定关系,骨量的多少与下列因素有关:①遗传因素:在生长发育期更为重要,甚至达到骨量最高峰值,当生长终了骨骼大小趋于稳定后,总骨量还会增加10%~20%。②骨骼的机械负荷:重体力劳动及大运动量能使骨量增加,而不爱活动的生活方式常使骨量减少。③个人营养及生活习惯:充足钙的摄入在儿童及青少年甚为重要,高钙摄入者,骨量可增高3%~20%,不同人不同年龄其钙需要量不仅与vitD摄入多少有关,也与饮食内容(动物蛋白、纤维素、钠盐)、生活嗜好(抽烟、饮酒、饮用咖啡)及服用药物(含铝抗酸药、皮质类固醇)等有关〔1〕

3维生素D(VD)

VD是通过皮肤内7-脱氢胆固醇的紫外线照射而形成,这种VD称为胆骨化醇;VD的另一来源于饮食,它被称为麦角骨化醇。这两种VD的功能相似,不同点在其侧链,主要贮存于脂肪和肌肉内。在肝内VD转化为25-(OH)D,它是由VD25-羟化酶所引起,存在于微粒体内另一个VD-25-羟化酶存在肝细胞内的微粒体内。VD的主要循环形成是25-(OH)D3由α-球蛋白输送和结合。VD的靶器官主要是骨、肾、肠和甲状腺。以钙结合蛋白或骨钙素从骨内分离出来。人体仅仅通过饮食不能获得充足VD,日光照射和补充VD是必需的。钙吸收下降与VD不足密切相关,血内25-(OH)D3小于25~30mgml-1时,不足以使机体产生适宜水平的1,25-(OH)2D3,随年龄增长,肾小球滤过率下降,需要更多的25-(OH)D3才能产生相同量的1,25-(OH)2D3。而老年人户外活动少,接受日光照射减少,25-(OH)D3本身也降低,加之肾脏Ia-羟化酶随年龄增长对PTH相对抵抗,也影响1,25-(OH)2D3的产生〔2〕。绝经后妇女肠黏膜对1,25-(OH)2D3也产生一定抵抗。

4骨密度值对骨折的影响

首都医科大学附属红十字朝阳医院于1997~1998年对来院进行BMD检查的1233例患者进行回顾,发现髋部Ward三角是骨结构薄弱的区域。检测中发现BMD值L1~2低于L3~4,全部受检者的髋部各处BMD值均低于腰椎各部位,尤以Ward三角处最明显(P<0.01)BMD的丢失速度为Ward三角区>股骨转子>股骨颈>L1~2>L3~4。从髋部的解剖结构看,股骨头颈处的骨小梁由两种不同结构不同排列的骨小梁系统组成,即承受压力的内侧骨小梁系统和承受张力的外侧骨小梁系统,两种系统在股骨颈交叉的中心区形成的一个三角形脆弱区即所谓的Ward三角区。在老年人发生骨质疏松时,发现该处仅有脂肪充埴,其间变得更加脆弱。该处骨丢失速度最快。因此也最能反映人体骨代谢的情况