骨組織是一個動態系統,其中舊骨的吸收過程和構成骨組織重塑週期的新骨的形成在整個生命中同時發生。
在兒童時期,骨骼受到更強烈的重塑,特別是在劇烈發育期間。骨骼生長和礦化的最密集過程發生在早期,青春期前期。在青春期和青春期後期,骨骼也有顯著增長,骨量繼續增加。
伴隨著組織學成熟的強化生長為孩子的骨骼創造了一個特殊的位置,在這個位置,她對任何不良反應(飲食失調,運動狀況,肌肉張力,藥物等)都非常敏感。
不斷發生的吸收過程和新骨組織的形成受各種因素調節。
它們包括:
- 鈣調節激素(甲狀旁腺激素,降鈣素,維生素D 3 - 鈣調素的活性代謝物);
- 其他激素(糖皮質激素,腎上腺雄激素,性激素,甲狀腺素,生長激素,胰島素);
- 生長因子(胰島素樣生長因子 - IGF-1,IGF-2,成纖維細胞生長因子,轉化生長因子β,血小板衍生的生長因子來源,表皮生長因子);
- 由骨細胞(白介素,前列腺素,破骨細胞活化因子)產生的局部因素。
由於發現了腫瘤壞死因子-α(骨保護素)配體家族的新成員,新受體(核轉錄因子活化受體),因此在了解骨質疏鬆症發展機制方面取得了重大進展。它們在骨細胞的形成,分化和活性中起關鍵作用,並且可以是骨組織重塑的其他介質的分子介質。
違反上述因素的產生,它們的相互作用,對相應受體的敏感性導致骨組織中發生病理過程,其中最常見的是骨質疏鬆症和隨後的骨折。
由於骨重塑過程的不平衡而發生骨質疏鬆症中骨質量的減少。
在這種情況下,區分骨代謝的2個主要病理特徵:
- 具有高強度骨代謝的骨質疏鬆症,其中增強的再吸收不被正常或增加的骨形成過程所補償;
- 當骨吸收過程處於正常或輕微升高的水平時,具有低骨轉換的骨質疏鬆症,但是骨形成過程的強度降低。
兩種類型的骨質疏鬆症都可以在同一患者中發展為不同的情況。
兒童中發生的最嚴重的繼發性骨質疏鬆症在糖皮質激素治療中發生。同時,糖皮質激素治療的持續時間,劑量,兒童的年齡,潛在疾病的嚴重程度,是否存在發生骨質疏鬆症的其他危險因素都是非常重要的。建議兒童沒有“安全”劑量的糖皮質激素來影響骨組織。
糖皮質激素引起的骨質疏鬆症由腎上腺皮質的天然激素的生物效應 - 皮質類固醇,其基於對骨組織的細胞上的相應受體糖皮質激素的分子相互作用。
糖皮質激素的主要特徵是對兩個過程都有負面影響,這是骨組織重塑的基礎。它們削弱了骨的形成並加速了骨吸收。類固醇骨質疏鬆症的發病機制是多組分的。
一方面,糖皮質激素對成骨細胞(負責骨生成的骨細胞)的功能具有直接的抑製作用:
- 減慢成骨細胞前體細胞的成熟;
- 抑制前列腺素和生長因子的成骨細胞刺激作用;
- 增加甲狀旁腺激素對成熟成骨細胞的抑製作用;
- 促進成骨細胞的凋亡,抑制骨形態發生蛋白(成骨細胞生成的重要因素)的合成。
所有這些都會導致骨骼形成減慢。
另一方面,糖皮質激素對骨吸收具有間接刺激作用:
- 減慢腸內鈣的吸收,影響粘膜細胞;
- 減少腎臟中鈣的重吸收;
- 導致體內鈣離子和瞬時低鈣血症的負平衡;
- 這又反過來刺激了甲狀旁腺激素的分泌並增強了骨組織的再吸收。
鈣的流失主要是由於維生素D合成的抑制和其細胞受體的表達。
糖皮質激素對骨的雙重作用導致骨質疏鬆症的快速發展,並且因此在用糖皮質激素治療的前3-6個月期間骨折的風險增加。在成人和兒童中,骨組織的最大損失(從不同作者的3-27%到30-50%)也在使用糖皮質激素的第一年發生。儘管隨後的BMD下降不明顯,但在整個糖皮質激素期間仍然存在負面的動態變化。在兒童中,隨著年齡相關的骨組織的加重,這種效應加劇,因為糖皮質激素對生長的骨骼起作用。對於糖皮質激素對兒童期骨骼的損傷是線性生長的典型延遲。
隨著骨質疏鬆症的發展,皮質和小梁骨組織都受到影響。骨骼幾乎90%由小梁組織組成,大腿骨中其含量不超過20%。皮層和骨小梁之間的結構差異是它們礦化的程度。皮質骨鈣化平均85%,小梁骨17%。
骨骼的結構特徵決定了它的功能差異。皮質骨執行機械和保護功能,小梁 - 代謝(穩態,維持恆定的鈣和磷重塑濃度)。
重構過程在小梁骨中更加活躍,因此骨質疏鬆症的跡象,特別是當使用糖皮質激素藥物時,出現在椎骨的早些時候,以後出現在股骨頸中。骨小樑的變薄和結構的紊亂被認為是骨質疏鬆症的主要缺陷,因為在紊亂重塑的條件下不可能形成新的定性骨組織,不可能發生骨質流失。
由於吸收性空洞,皮質骨變薄,這導致骨組織的孔隙。骨量減少,多孔性,微骨折的出現 - 直接在兒童期和/或未來的生命週期骨骨折的基礎。