正常骨骼通过骨重建使骨质不断地得到更新破骨细胞的溶骨作用在骨表面下挖空形成骨陷窝随后由一群成骨细胞向骨陷窝移行,合成和分泌胶原以及与骨形成有关的多肽蛋白。钙离子沉积后形成骨基质,骨陷窝由新形成的骨基质得到修补完成一个骨重建单位周期大约为3~4个月骨转换率是指旧骨吸收和新骨形成过程的速率,绝经后雌激素降低,骨转换增加,骨丢失增加,呈现高转换型骨质疏松。雌激素对骨质疏松发病的影响主要是通过以下途经实现。
1.对钙调节激素的作用雌激素可以增强肝25-羟化酶肾1α-羟化酶活性,提高1,25-双羟维生素D水平健康搜索,促进肠钙吸收并使钙盐和磷盐在骨质中沉积促进骨基质合成。雌激素还有拮抗甲状旁腺素的作用与甲状旁腺素共同维持血中钙磷平衡。甲状旁腺素是刺激骨溶解的激素,当雌激素减少,对甲状旁腺素拮抗作用减弱可以加速骨质消融而逐渐发展为骨质疏松。降钙素具有抑制破骨细胞活性,雌激素可促进降钙素分泌。
2.通过细胞因子的作用参与骨形成与吸收过程自从1988年Komm证明成骨细胞中有雌激素受体存在之后,Ernst发现外源性雌激素可促进大鼠成骨细胞产生IGF-I。由于IGF-I的产生增强使雌激素受体过度表达。还发现雌激素能促进成骨细胞中TGF-β的产生,表明这些生长因子对骨形成有促进作用,雌激素通过这些生长因子的产生,促进骨形成。实验表明,当雌激素缺乏,骨髓单核细胞分泌IL-1和间质细胞分泌IL-6都增多Pacifici等还发现在培养的末梢血单核细胞中能产生TNF-α和GM-CSF;切除卵巢的患者体内TNF-α和GM-CSF水平升高,接受雌激素治疗的患者TNF-α和GM-CSF恢复到正常水平。以上细胞因子对骨吸收过程有促进作用,雌激素通过抑制上述细胞因子的产生而抑制骨吸收。
3.雌激素对骨细胞的直接作用自从1988年komm在成骨细胞上发现了雌激素受体(ER),1990年Penlser又在破骨细胞上发现了雌激素受体更加明确了雌激素与骨细胞的直接作用关系雌激素可与成骨细胞和破骨细胞上的雌激素受体结合直接抑制破骨细胞的溶酶体酶活性,降低其在骨切片上产生陷窝的能力。1996年Shevde在去势大鼠模型上证明雌激素可通过受体结合途径直接抑制破骨细胞前体形成细胞(骨髓造血干细胞)的募集、分化从而抑制破骨细胞活性,且利用细胞形态学方法证明,雌激素的这种作用是通过影响细胞周期诱导细胞凋亡来实现的。1997年kameda应用高度纯化的哺乳动物成熟的破骨细胞也得出了相似的结论。Ernst证实雌激素增强了大鼠原始颅骨细胞的繁殖及细胞内胶原、IGF-ImRNA的表达。
实验室检查
1.骨吸收生化指标:
(1)尿Ca/Cr:骨吸收时骨钙进入血循环,引起血钙升高,尔后尿钙升高,故尿钙可以反映骨吸收状况。饮食中的钙含量、肠钙吸收及肾功能情况等影响血及尿钙水平,故特异性不强空腹12h后的尿钙可避免食物的影响,主要反应骨吸收状况,为避免前日饮食的影响,空腹12h后的第一次尿弃去留取空腹的第二次尿测定。
(2)尿HOP/Cr:尿HOP的50%为骨胶原的代谢产物,骨吸收增加时,比值升高。为避免饮食的影响,除需留取空腹的第二次尿之外,应在留尿标本的前3天禁食含胶原多的食物。
(3)Ⅰ型胶原吡啶交联物及末端肽:是骨、软骨及其他结缔组织中胶原的代谢产物,骨吸收增加时,血或尿中的含量增多因为骨组织的转化率远高于软骨及结缔组织,故主要反应骨的吸收状况,其水平不受饮食影响较尿Ca/Cr及尿HOP/Cr反映骨吸收的特异性强目前多测定尿Pyr/Cr、DPYr/Cr;血的Ⅰ型胶原交联氨基末端肽(NTx)或c-端多肽(CTx)。NTx是破骨细胞降解胶原的直接产物,而CTx的结构为所有组织中的Ⅰ型胶原所共有故其特异性较NTx差。
(4)血抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP):TRAP由破骨细胞合成并直接分泌入血因而反映破骨细胞的状况,骨吸收增加时,血TRAP升高。
2.骨形成生化指标:
(1)血清碱性磷酸酶(ALP)及骨碱性磷酸酶(bAIP)AIP由肝及成骨细胞产生小肠来源者占25%空腹时比例减少,肾来源者很少,可以不计故在肝功能正常时,它反映成骨细胞的活性bALP只来源于成骨细胞,故特异性强。
(2)血清骨钙素(BGP):BGP是骨组织中最丰富的非胶原蛋白,由成骨细产生,成熟的BGP分子分泌到细胞外,其中大部分进入细胞外骨基质,小部分进入血循环。绝经后骨质疏松妇女血中的BGP可能升高、降低或正常,取决于其骨形成速率。骨形成刺激剂治疗后BGP水平升高而使用骨吸收抑制剂后,BGP水平降低。肾功能不良者,血BGP升高(BGF由肾滤过及降解)。
(3)血清I型胶原前肽:I型胶原由成骨细胞合成,其氨基端(N-端,PINP)和羧基端(C-端,PICP)延长肽被特异酶切下后可以测定,反映胶原的合成状况。然而皮肤、牙齿、心血管等能合成I型胶原的组织也可产生。