• 1.摘要
  • 2.基本内容
  • 3.内分泌因素
  • 3.1.雌激素estrogen
  • 3.2.雄激素androgen
  • 3.3.甲状旁腺素ParathyroidhormonePTH
  • 3.4.降钙素calcitoninCT
  • 3.5.维生素DvitaminD
  • 4.营养状况
  • 5.遗传学因素
  • 5.1.VDR基因
  • 5.2.ER基因
  • 5.3.I型胶原蛋白CoLlA基因
  • 6.物理因素
  • 7.免疫因素

原发性骨质疏松

原发性骨质疏松(primary-osteoporosis,POP)是随着年龄增长必然发生的一种生理退行性病变,可分为绝经后骨质疏松症(I型)和老年性骨质疏松症(Ⅱ型)。

基本内容

骨质疏松症从病因学上可简单地分为原发性、继发性、特发性骨质疏松症三大类。原发性骨质疏松(primary-osteoporosis,POP)是随着年龄增长必然发生的一种生理退行性病变,可分为绝经后骨质疏松症(I型)和老年性骨质疏松症(Ⅱ型)。绝经后骨质疏松症(Postmenopausal-osteoporosis,PMOP)是指妇女绝经后雌激素迅速减少,骨吸收大于形成,骨量丢失加快,形成高转换型的OP。老年性骨质疏松症(senile-osteoporosis,SOP)是指随着年龄增加,人体单位体积骨量低于正常,骨小梁间隙增大,骨基质减少、骨强度降低。OP的发生与内分泌因素、营养状况、遗传因素、物理因素、免疫因素以及生活方式等因素有关。

内分泌因素

内分泌在骨代谢中发挥着重要的作用,骨吸收和形成的过程受多种激素的调节。OP的发生与女性雌激素缺乏、男性睾酮水平下降以及甲状旁腺激素、降钙素、1,25-(OH)2D3等激素水平的变化有关。

雌激素estrogen

绝经后妇女卵巢功能衰退、雌激素水平显著下降,骨吸收明显增强,骨丢失加快,绝经后妇女最初3年内腰椎松质骨的骨量平均每年下降2.6%。Fitzpatrick等总结了雌激素缺乏导致骨质丢失的原因:(1)雌激素缺乏使甲状腺C细胞对钙离子的敏感性下降,从而减少降钙素的分泌;(2)雌激素缺乏使肾1,25-(OH)2D3合成发生障碍,从而使肠钙的吸收减少;(3)雌激素缺乏可直接减少肠钙的吸收;(4)雌激素不足时,破骨细胞对甲状旁腺素(PTM)的敏感性增加,骨吸收增强;(5)雌激素缺乏直接增强骨吸收、抑制骨形成。雌激素对骨代谢的调节机制有两条途径:(1)细胞途径:成骨和破骨细胞上均发现了雌激素受体(ER),雌激素作用于ER引起破骨细胞前体细胞及破骨细胞凋亡,而对成骨细胞主要呈现抗凋亡作用。Hayashi等对62例绝经后老人随机分组对照研究,发现使用雌激素替代治疗组比对照组的BMD明显提高。(2)细胞因子途径:Inada等发现雌激素能上调胰岛素生长因子(IGF)、骨形成蛋白(BMP)、转化生长因子(TGF),下调白细胞介素(IL-1、IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF),从而抑制成骨细胞凋亡,发挥抗骨质疏松作用,绝经后雌激素缺乏则加快骨髓基质细胞向破骨细胞的诱导分化,骨吸收因子(IL-1、IL-6等)分泌增多,促进破骨细胞骨吸收功能,使骨转换率增加,导致骨质疏松。

雄激素androgen

雄激素是由睾丸和肾上腺分泌的C-19类固醇,主要为睾酮(T),在20~30岁达到最高峰。随着年龄增长,男性体内睾酮分泌水平逐渐下降,80岁以上男性中约30%存在雄激素缺乏,雄激素不足会导致骨吸收大于骨形成,出现OP。Allan等发现雄激素主要通过直接和间接两种方式发挥作用:直接作用于雄激素受体;或者在芳香化酶作用下转化为雌激素,间接作用于雌激素受体(ER)。雄激素作用于骨细胞内的雄激素受体可以增加TGF-β、IGF-I和IL-6分泌量来发挥抗骨吸收作用,老年男性中BMD的下降常伴随着睾酮和IGF-I血浓度的下降。王颖等对192例老年男性研究有同样的发现:血清雌二醇(E2)、游离睾酮(FT)水平与老年男性BMD呈正相关。

甲状旁腺素ParathyroidhormonePTH

PTH是维持体内血钙浓度正常的最重要的激素,它对血钙浓度的敏感性高于1,25-(OH)2D3和降钙素。Amizuka等指出PTH小剂量可刺激成骨细胞形成新骨,大剂量则抑制成骨细胞,并且使大单核细胞转化为破骨细胞,从而增加骨质的吸收。Sigurdsson等研究发现PTH水平与全身BMD呈负相关(R=2.2%,p=0.04)。多种因素可以引起PTH分泌增多:(1)雌激素缺乏可导致1,25-(OH)2D3合成障碍,肠钙吸收减少,继发甲状旁腺功能亢进,PTH分泌增加,骨吸收作用增强。(2)老年人存在肾功能生理性减退,表现为1,25-(OH)2D3生成减少,血钙降低,进而刺激PTH分泌。Mazzaglia等报道血中PTH浓度常随年龄增加而增加,增加幅度可达30%甚至更高。

降钙素calcitoninCT

CT也是一种重要的钙调节激素,它可以维持骨代谢的稳定性并能预防过度骨吸收。Kallio等报道CT可以使破骨细胞绒毛的减少、缩短、变性,可以看出其对破骨细胞有直接的抑制作用。CT对成骨细胞亦有直接影响,它可增加大鼠和兔子皮质骨的生长,促进体外培养成骨细胞增殖,使成骨细胞数量上升。张宣东等研究绝经后女性激素水平,发现女性CT的基础分泌即低于男性,绝经后雌激素迅速减少,甲状腺C细胞合成CT的活性下降,对钙的反应性也降低,导致骨量丢失。

维生素DvitaminD

vitaminD在体内的生物作用形式为1,25-(OH)2D3,有3个主要作用:(1)促进小肠对食物中钙磷的吸收,使血钙浓度维持正常,为骨骼形成提供原料;(2)促进骨骼中钙盐的形成,让血钙转移到骨骼中,为新骨的形成提供条件;(3)促进肾对钙磷的重吸收,减少钙磷从尿中排出。老年人存在肾功能生理性减退,绝经后妇女雌激素缺乏影响1a羟化酶的活性,两者均表现为1,25-(OH)2D3生成减少,钙吸收和骨形成减少。朱国英等对上海市723例绝经后妇女调查发现:血清1,25-(OH)2D3含量与腰椎BMD值呈高度正相关(r=0.693,P<0.01),绝经后妇女的血清1,25-(OH)2D3和25-(OH)D3含量均明显低于非绝经妇女,表现为高骨转换型OP。

营养状况

矿物盐的摄取对骨量的积累和维持有重要的影响,其中保证钙、磷的摄人尤为重要。血钙主要受甲状旁腺素(PTH)、降钙素(CT)和1,25-(OH)2D3的调节,PTH分泌增加可促进钙从骨中游离入血,使血钙升高。而CT则抑制破骨细胞的活性,减少骨钙的释放,使血钙下降。如果饮食中钙摄入量不足、肠钙吸收减少,将导致PTH分泌增多、骨钙释放增加、骨量丢失26749例女性进行钙和骨折5年前瞻性研究发现,女性低钙饮食(<525mg/日)增加了骨折风险(相对风险度RR=1.75)。中老年人每天钙的摄入量应维持在1000~1500mg,当然,在补钙的同时也应补充一定量的磷,因为磷也是构成骨骼不可缺少的元素,Ito等对441例女性研究发现:钙磷摄入比例对桡骨远端骨密度有明显影响,当血磷过低时骨吸收活跃,骨密度下降。vitaminD能促进钙、磷的吸收和骨骼的钙化,维持骨骼和牙齿的正常生长。中老年人日光照射减少,皮肤对前体物质活化能力、肾和肝脏羟基化vitaminD的能力、饮食量及吸收能力等均下降而致vitaminD水平降低。Jackson等对36282例50岁以上的绝经后妇女长达7年的研究表明,每天额外补充25-(OH)D3400IU同时补钙1000mg/d能有效提高BMD,降低骨折风险。Cranney等也发现老年人每天额外补充25-(OH)D3≥700IU并同时补钙(500~1200mg/d)能有效防止腰椎和股骨颈的骨量丢失。蛋白质、氨基酸是提供骨骼有机基质合成的重要原料,如摄人不足会影响骨基质的合成。然而,Surdykowski等研究中发现蛋白质摄入过高时尿酸排泄增加,使钙的储存减少,对钙平衡起负面作用,特别是在低钙摄入时,肠钙吸收的增加不足以弥补其所致的强制性钙丢失量,从而增加OP的发生率,Surdykowski建议保持适量的蛋白质摄人(每天0.8g/kg)。此外,日常生活饮食中其它一些元素如镁、氟及锌等摄入不足亦会对骨量的维持产生不良的影响。

遗传学因素

OP发生与性别、地域、种族和家族因素等相关。近年来对OP易感基因的关联分析主要在以下方面:(1)调节钙平衡的激素及其受体;(2)细胞因子、生长因子及其受体;(3)骨基质;(4)性激素及其受体;(5)其他方面。其中最受瞩目的是维生素D受体(VDR)基因、雌激素受体(ER)基因以及I型胶原蛋白(CoLlA1)基因等。

VDR基因