骨質疏松相關基礎知識

張連玉

骨的結構

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骨、短骨、扁骨及不規則骨等。

骨由骨質、骨膜、 骨髓等組織構成，骨組織中有豐富的血管供應骨質、骨膜和骨髓腔內的細胞營養。

骨的功能

骨的功能包括支架、保護和運動。骨是人體內最堅硬的器官，具有一定的彈性和韌性。骨與骨之間通過關節、關節囊、韌帶和肌肉連接在一起，作為人體的支架，負荷重量及作為運動的杠桿，保護內臟器官，維持某些血管的特定形態和保護某些神經免遭壓迫。骨內儲存有大量的鈣、磷，是人體最大的鈣庫和磷庫。骨髓腔內的紅骨髓具有造血功能，可產生紅細胞、白細胞和血小板等。骨髓還能產生巨噬細胞，能吞噬病原體和異物；骨髓生成的B、T淋巴細胞可分別產生體液免疫和細胞免疫，保護機體抵御外來微生物。

骨的顯微結構

骨組織由骨細胞和細胞間質組成。骨細胞使骨具有韌性，骨間質使骨具有剛性。

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

骨基質即骨細胞的胞外基質，占骨濕重的8%～9%，分有機質和無機質兩部分，兩者比例隨年齡而變化。兒童時期大約各占一半，成年人有機質約1/3，老年人無機質增多。其主要功能是作為骨細胞生長分化的外環境，為礦物質沉積作用和骨轉換提供場所；同時還能調節骨細胞的發育、功能及礦化速率、范圍等；同時骨細胞又可改變基質的組成，從而導致細胞表型改變。

骨膠原骨基質內的有機質90%～95%為骨膠原，對鈣化起主要作用。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，不能為有機酸或鹽溶液所溶解。

骨中的無機質又稱骨鹽，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%)。它們以結晶的羥基磷灰石和無定形的膠體磷酸鈣的形式分布于有機質中。

在一定條件下，無機鹽有秩序地沉積在有機基質內，最終變為成熟骨質的過程，稱為骨基質的礦化。

骨發育和骨再建

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

骨的構建和再建①骨構建：在胎兒、兒童、少年階段，骨骼不斷生長，稱為“漂移”，即骨的表面在組織間隙單方向運動，使骨具有一定的幾何形狀、長短、大小及骨量。在骨的構建過程中，破骨和成骨活動并非單獨作用，而是相互配合，在人體發育成熟后，大約18～20歲時即停止。其間只影響骨的骨內膜和骨外膜。②骨再建：骨骼成熟后骨構建即停止，不再參加成年后的骨代謝活動，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。在骨再建過程中，破骨細胞和成骨細胞各維持一定的數量，互相制約，對生物機械性刺激產生相應的反應，不斷調整結構，不斷更新以維持平衡。

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

骨的再建發生于皮質內、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換率及未礦化的類骨質總量。

一生中骨量的變化

骨量增長期①從出生至20歲，隨年齡增長骨量持續增長。其中7～8歲的男女兒童以及13～14歲的女少年和15～16歲的男少年有兩個快速的骨量增長期。該期男性骨量增長速度快于女性，年均增長率分別為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骨量緩慢增長期：20～30歲，骨量仍在緩慢增加，年增長率為0.5%～1%。③骨峰值相對穩定期：30～40歲，骨骼生長處于相對平衡狀態，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：主要見于絕經后女性，絕經后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前水平，男性亦較以前出現一些輕微的骨量快速丟失，骨量年丟失率約為0.5%～1%；另外，部分學者觀察到80歲以后的女性骨量呈現緩慢回升的趨勢，其原因尚不清楚。