骨質(zhì)疏松相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

張連玉

骨的結(jié)構(gòu)

骨是人體的支架。人體全身共有骨206塊。骨在成年人約占體重的20%。骨按外形主要分為長(zhǎng)骨、短骨、扁骨及不規(guī)則骨等。

骨由骨質(zhì)、骨膜、 骨髓等組織構(gòu)成，骨組織中有豐富的血管供應(yīng)骨質(zhì)、骨膜和骨髓腔內(nèi)的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)。

骨的功能

骨的功能包括支架、保護(hù)和運(yùn)動(dòng)。骨是人體內(nèi)最堅(jiān)硬的器官，具有一定的彈性和韌性。骨與骨之間通過(guò)關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)囊、韌帶和肌肉連接在一起，作為人體的支架，負(fù)荷重量及作為運(yùn)動(dòng)的杠桿，保護(hù)內(nèi)臟器官，維持某些血管的特定形態(tài)和保護(hù)某些神經(jīng)免遭壓迫。骨內(nèi)儲(chǔ)存有大量的鈣、磷，是人體最大的鈣庫(kù)和磷庫(kù)。骨髓腔內(nèi)的紅骨髓具有造血功能，可產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等。骨髓還能產(chǎn)生巨噬細(xì)胞，能吞噬病原體和異物；骨髓生成的B、T淋巴細(xì)胞可分別產(chǎn)生體液免疫和細(xì)胞免疫，保護(hù)機(jī)體抵御外來(lái)微生物。

骨的顯微結(jié)構(gòu)

骨組織由骨細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)組成。骨細(xì)胞使骨具有韌性，骨間質(zhì)使骨具有剛性。

骨細(xì)胞①骨原細(xì)胞：又叫骨祖細(xì)胞或前成骨細(xì)胞，來(lái)源于骨的間充質(zhì)，分布于骨小梁、骨膜內(nèi)層、哈佛管內(nèi)壁及毛細(xì)血管外周，具有增生分化的能力。②成骨細(xì)胞：來(lái)源于骨原細(xì)胞，不再進(jìn)行細(xì)胞分裂，但有很強(qiáng)的蛋白合成能力，常分布在骨的發(fā)育和生長(zhǎng)的進(jìn)行面。其主要功能是合成并分泌類骨質(zhì)和無(wú)定型基質(zhì)，并參與類骨質(zhì)的鈣化。成骨細(xì)胞還參與類骨質(zhì)的礦化過(guò)程。③骨細(xì)胞：成骨細(xì)胞在成骨過(guò)程中一旦被周圍骨基質(zhì)所包埋即成為骨細(xì)胞。骨細(xì)胞可保持骨的完整性，作為骨存活的標(biāo)志。④破骨細(xì)胞：其主要功能是參與骨吸收。甲狀旁腺激素、破骨細(xì)胞激活因子均可促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成，并可加強(qiáng)骨吸收，而降鈣素則能減弱破骨細(xì)胞的活動(dòng)。

骨基質(zhì)即骨細(xì)胞的胞外基質(zhì)，占骨濕重的8%～9%，分有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)兩部分，兩者比例隨年齡而變化。兒童時(shí)期大約各占一半，成年人有機(jī)質(zhì)約1/3，老年人無(wú)機(jī)質(zhì)增多。其主要功能是作為骨細(xì)胞生長(zhǎng)分化的外環(huán)境，為礦物質(zhì)沉積作用和骨轉(zhuǎn)換提供場(chǎng)所；同時(shí)還能調(diào)節(jié)骨細(xì)胞的發(fā)育、功能及礦化速率、范圍等；同時(shí)骨細(xì)胞又可改變基質(zhì)的組成，從而導(dǎo)致細(xì)胞表型改變。

骨膠原骨基質(zhì)內(nèi)的有機(jī)質(zhì)90%～95%為骨膠原，對(duì)鈣化起主要作用。骨膠原由甘氨酸(33%)、脯氨酸和羥脯氨酸(25%)等20種氨基酸組成，不能為有機(jī)酸或鹽溶液所溶解。

骨中的無(wú)機(jī)質(zhì)又稱骨鹽，有20多種，占體重的4%～5%，其主要成分為：磷酸鈣(84%)、碳酸鈣(10%)、檸檬酸鈣(2%)、磷酸氫鈉(2%)。它們以結(jié)晶的羥基磷灰石和無(wú)定形的膠體磷酸鈣的形式分布于有機(jī)質(zhì)中。

在一定條件下，無(wú)機(jī)鹽有秩序地沉積在有機(jī)基質(zhì)內(nèi)，最終變?yōu)槌墒旃琴|(zhì)的過(guò)程，稱為骨基質(zhì)的礦化。

骨發(fā)育和骨再建

骨的發(fā)生和發(fā)育骨的發(fā)生有兩種方式：①膜內(nèi)成骨：如顱骨；②軟骨內(nèi)成骨：身體的軀干骨及四肢骨均以軟骨內(nèi)成骨方式形成。

骨的構(gòu)建和再建①骨構(gòu)建：在胎兒、兒童、少年階段，骨骼不斷生長(zhǎng)，稱為“漂移”，即骨的表面在組織間隙單方向運(yùn)動(dòng)，使骨具有一定的幾何形狀、長(zhǎng)短、大小及骨量。在骨的構(gòu)建過(guò)程中，破骨和成骨活動(dòng)并非單獨(dú)作用，而是相互配合，在人體發(fā)育成熟后，大約18～20歲時(shí)即停止。其間只影響骨的骨內(nèi)膜和骨外膜。②骨再建：骨骼成熟后骨構(gòu)建即停止，不再參加成年后的骨代謝活動(dòng)，然而骨在成年后仍不斷更新和改造，即骨再建。包括所有骨表面的骨吸收、骨形成及靜止階段。在骨再建過(guò)程中，破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞各維持一定的數(shù)量，互相制約，對(duì)生物機(jī)械性刺激產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)，不斷更新以維持平衡。

骨的再建從出生到死亡一直在進(jìn)行，兒童時(shí)期最快，20歲左右骨成熟后逐漸下降，35歲左右下降到最低點(diǎn)，然后慢慢上升，但不再會(huì)像兒童時(shí)期那么活躍。

骨的再建發(fā)生于皮質(zhì)內(nèi)、外膜表面及哈佛管表面、骨小梁表面。成人骨的再建直接決定骨組織的轉(zhuǎn)換率及未礦化的類骨質(zhì)總量。

一生中骨量的變化

骨量增長(zhǎng)期①?gòu)某錾?0歲，隨年齡增長(zhǎng)骨量持續(xù)增長(zhǎng)。其中7～8歲的男女兒童以及13～14歲的女少年和15～16歲的男少年有兩個(gè)快速的骨量增長(zhǎng)期。該期男性骨量增長(zhǎng)速度快于女性，年均增長(zhǎng)率分別為2.2%和1.9%，這也是最終男性骨密度峰值高于女性的原因。②骨量緩慢增長(zhǎng)期：20～30歲，骨量仍在緩慢增加，年增長(zhǎng)率為0.5%～1%。③骨峰值相對(duì)穩(wěn)定期：30～40歲，骨骼生長(zhǎng)處于相對(duì)平衡狀態(tài)，骨密度也處于一生的峰值期，女性骨峰值低于男性，該期約維持5～10年。④骨量丟失前期：女性40～49歲、男性40～64歲，骨量輕微丟失。女性年丟失率為0.4%～0.6%，男性為0.3%～0.5%。⑤骨量快速丟失期：主要見(jiàn)于絕經(jīng)后女性，絕經(jīng)后1～10年，骨量丟失速率明顯加快，年丟失率1.5%～2.5%，該期約維持5～10年；男性不存在快速骨量丟失期。⑥骨量緩慢丟失期：65歲以后，女性骨量丟失速率降低到絕經(jīng)前水平，男性亦較以前出現(xiàn)一些輕微的骨量快速丟失，骨量年丟失率約為0.5%～1%；另外，部分學(xué)者觀察到80歲以后的女性骨量呈現(xiàn)緩慢回升的趨勢(shì)，其原因尚不清楚。