11骨构建和重建

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1、骨的发育膜内成骨：由间充质直接成骨，如头盖骨、面颅骨等软骨内成骨：是在软骨模型（雏形）的基础上成骨，即在软骨雏形形成后，软骨被破坏，再被 化为骨组织，如四肢躯干骨（除锁骨以外）。混合型成骨：锁骨和下颌骨的成骨则先为膜内成骨，然后又出现软骨内成骨。骨构建（modeling）：在胎儿、儿童、少年阶段，骨骼在不断地生长，骨的构建如同雕塑一 般，称为漂移（drifts），即骨的表面在组织间隙单方向运动，使骨具有一定的几何形状、长 短、大小及骨量，在骨的构建过程中的破骨和成骨活动并非单独作用，而是相互配合，在人 体发育成熟后，大约1820岁左右即停止。其间只影响骨的骨内膜和骨外膜。骨重建（bone re

2、modeling）：成年后骨在一生中仍在不断进行更新和改造，是维持骨骼健 康必不可少的过程。骨组织中旧骨不断被新骨所取代从而修复微骨折和疲劳损伤，使骨骼 保持强壮。骨重建受电和机械力、激素（甲状腺素、甲状旁腺素、VitD及其代谢产物、雌激 素、雄激素、皮质激素、降钙素、生长激素）生长因子（IGF-1、TGF-b）和细胞因子（IL- 1 -6等）的影响。骨转换（bone turnover）：其量的大小取决于在一特定时间内（通常是一年）被激活而进入 骨重建过程骨单位的数量及其被激活的次数，即激活频率（activation frequency）,反映了 骨重建活动的程度，等于骨重建全过程所需时间的倒

3、数，其单位是时间（1年）内完成的骨 重建周期数。骨转换率：骨转换的表达形式，等于1年内新骨形成量除以总骨量后取其百分数，单位是1 年中总骨量被新骨取代的百分率（%/年）。骨构建和骨重建的区别骨构建骨重建破骨与成骨发生表面不同骨表面同一骨表面骨的形状、大小骨干横径增大，皮质骨厚度增加不变形式连续周期性循环年龄18岁持续终身部位软骨内骨化皮质骨内外膜表面骨干的骨外膜哈佛管表面干骺端骨小梁方向性单方向无偶联激活一骨形成；激活一骨形成激活一骨吸收一骨形成骨表面参与范围大小矿化沉积率快慢粘和线类型平滑扇贝状凹凸不平包。皮质骨BMU即BRU （切割锥体一闭合锥体）小梁骨BMU即BRU （半月形结构）骨结构

4、单位（bone structure unit,BSU又名骨重建单位BRU及基本多细胞单位basic multicellular unit, BMU）：是一个动态的过程，在皮质骨就是哈佛单位，在小梁骨就是捆FormationrxzZ |广回 Reversal phase骨重建的周期即是每个BMU周期6个阶段：（正常：重建期120天，静止期480天，吸收用710天，形成需要23月）1、静止期（80%，480天）：静止骨表面覆盖一层0.5um结缔组织膜，其上覆扁平衬细胞；激活：骨衬细胞分泌蛋白溶酶溶解类骨质，破骨细胞聚集和黏附；2、吸收期：破骨细胞在Howship陷窝形成吸收表面，形成隧道；3、反转

5、期：不定来源的单核细胞在吸收表面形成粘合线;4、形成早期：年幼成骨细胞在粘合线上沉积一厚层类骨质，形成早期骨形成表面，有矿化 前沿及基质合成。5、形成晚期：成熟成骨细胞完成类骨质沉淀后，在粘合线与类骨质之间形成矿化骨6、静止期Remodeling 尺羿 12岂戏卵 Initiation completed 荧 /ResorptionOtaocla&t2 week dtocgss)Bone HG.r al C!tr 邛w 200(1,22 15-20.骨重建仅在4个骨表面进行：骨外膜表面(periosteal)、哈弗(Haversian)管内表面、骨小 梁(trabecular)内表面、皮质骨内

6、膜(cortical endosteal)表面。80%的骨表面是小梁骨，所以其具有比密质骨更快的骨重建，大约每年有10%的骨被重换， 其中小梁骨25%，皮质骨3%被重换。一生骨量的变化(6个时期)：1、增长期：从出生20岁，随年龄增长骨量持续增加。其中78岁的男女儿童以及1415 岁的女少年和15l6岁的男少年有两个快速的份量增长期，该期男性增长速度快于女性， 年均增长率分别为2.2%和 1.9%，这也是最终男性骨密度峰值高于女性的原因。2、缓慢增长期：从2030岁.骨量仍在缓慢增加，年增长率为0.5%1%。3、峰值相对稳定期：从3040岁，骨骼生长处于相对平衡状态，骨密度也处于一生的骨峰 值

7、期，女性骨峰值低于男性，该期约维持510年。4、丢失前期：女性从4049岁、男性从4064岁。骨量呈轻微丢失；女性年丢失率为 0.4%0.6%，男性为 0.3%0.5%。5、快速丢失期：主要见于绝经后女性，绝经后广10年，骨量丢失速率明显加快，年丢失 率为1.5%2. 5%，脊椎骨6.08.0%，约维持510年，男性不存在快速骨丢失期。6、缓慢丢失期：65岁以后，女性骨量丢失率降低到绝经前水平，男性亦较以前出现一些轻 微的骨量快速丢失，骨量年丢失率约为0.5%1%；另外，部分学者观察到80岁以后的女 性骨虽呈现一缓馒回升的趋势，其原因尚不清楚。20年丢失总骨量为20%30%BONE口日心rrr

8、C 10 2Q JO 40 5Q frO 7080 YEARS骨峰值受遗传因素、营养状态、运动强度及性腺功能的影响。骨重建发生后单个骨单位可产生的几种结果：1、成骨量等于吸收骨量，骨量平衡为零2、成骨量少于吸收骨量，骨量为负平衡，见于各种骨质疏松UJI rormartln3、成骨量多于吸收骨量，骨量为正平衡，见于举重运动员、甲状旁腺功能低下和促成骨药 物应用。骨重建受以下因素影响：1、电和机械力；2、激素：如甲状腺素、甲状旁腺素、维生素D及其代谢产物、雌激素、雄激素、肾上腺皮 质激素、降钙素；3、细胞因子：见下述。骨重建影响骨强度的可能机制：1、骨重建加快一骨陷窝数量及深度f 一骨小梁变细或断

9、裂一骨质量I 一骨强度I2、骨重建加快一骨形成期缩短一骨基质矿化及胶原代谢异常一骨质量、骨量I 一骨强度I3、骨的微小损伤能够促使骨重建加快，导致微小损伤进一步加重，造成恶性循环。骨力学强度If骨折危险1/ tv骨结构 骨矿化微小损伤程度骨形成和骨吸收一、骨吸收：包括骨矿物质的释放和骨基质的降解2个过程。矿物的溶解：1、液泡型ATP酶H+质子泵有机质溶解：1、溶酶体半胱氨酸蛋白酶2、基质金属蛋白酶（MMP）3、丝氨酸蛋白酶：纤维蛋白溶酶原/纤维蛋白溶酶1、胶原酶：其作用是促使胶原分解代谢，抑制骨矿化到骨吸收作用。2、pH：氢离子浓度在非细胞调节的骨吸收中起着重要作用pH下降增加了骨矿物质的可溶

10、 性，酸性环境又促使了溶酶体酶的骨吸收作用。细胞有机酸的产生使pH下降，就会使 骨吸收增加3、透明质酸：把矿物质从骨基质清除及破骨细胞横穿骨吸收表面都起着重要作用。作用于骨吸收的激素和细胞因子促进抑 制PTH成纤维细胞生长因子（FGF）降钙素甲状旁腺相关蛋白（PTHrP）胰岛素样生长因子-1（IGF-1）性激素1,25 (OH) 2D3骨形态蛋白BMP-2、4IL-4、 18甲状腺素5-脂氧合酶代谢产物双磷酸盐糖皮质激素破骨细胞分化诱导因子（ODF）NOVitA氟制剂ifn-yIL-1、3、6、11 （大剂量）干细胞因子OPG (OCIF)巨噬细胞集落刺激因子EPO雌二醇集落刺激因子CSF-1

11、c-fos and c-srcBMP-2PG-E2EGF （表皮生长因子）TGF- a，BTNF-a上皮生长因子（EGF）白三烯PU1NFkB1 (P50) NFkB3 (P52)伴侣蛋白(chaperonin)Caspace and adhesion molecules碳酸酎酶质子泵(H3-ATPase)Ca二、骨形成成骨细胞产生胶原纤维及糖蛋白、多糖蛋白、脂，当它们尚未钙化时称为类骨质。成骨 细胞还能形成基质小泡（matrix vesicle），有大量碱性磷酸酶、磷脂及小的钙盐结晶体。基 质小泡破裂后，碱性磷酸酶能使局部磷酸含量增高。磷脂:主要是磷由酰丝氨酸）与钙有很强 的亲和力.可使钙盐

12、结晶成为钙化核心，并使钙化范围逐渐扩大，从而导致类骨质的迅速钙 化。骨矿化的分期： 第一期为蛋白质和钙在骨基质的胶原中形成可溶解的钙复合物，然后钙在纤维蛋白 及蛋白多糖中断裂其氢交叉键形成带阴极组的钙复合物 第二期为可溶性钙复合物形成，磷离子不得超过其生理浓度.否则磷酸钙即从溶液 中沉淀，阻止组织钙化，开始为高浓度血浆蛋白，接着无机磷便自动地结合到超滤 性复合物中。 第三期为固体相，成核及结晶生长发生在组织中蛋白质钙磷复合物及02和叩妖一 之间，认为有以下形成步骤：A. 形成钙化的基质；B. 离子联合以及取磷；C. 克服成骨的能量障碍；D. 由于蛋白质的分散而形成超微空间;E. 形成磷酸三钙复合体；F. 由区域化沉淀形成磷灰石矿物核心； c.结合成羟基磷灰石结晶。促进骨形成的激素和生长因子生长因子细胞来源作用IGF-IOBf促有丝分裂，f胶原，f骨钙素IGF-II (SGF)OBf促有丝分裂TGF-BOBf促有丝分裂，f胶原BMPOB促进软骨及骨形成PDGFOBf促有丝分裂IL-1淋巴细胞f促有丝分裂，f胶原（大剂量l），f吸收a-FGF未定f促有丝分裂B-FGFOBf促有丝分裂，f胶原inf-y激素胰岛素雌激素雄激素PTH （生理剂量）通过刺激吸收而促进形成1,25 (OH) 2D3 (生理剂量)生长激素（GF）