废用性骨质疏松症临床实验研究进展

废用性骨质疏松症临床实验研究进展

骨质疏松症分为两类：核电站性和后续性骨干性。废用性骨质疏松症(immobilizationosteoporosis)属于继发性骨质疏松症的一种。它可由于运动能力受限或功能障碍而引起,也可发生于肌肉骨骼系统创伤或术后,还可发生于太空飞行期间。废用性骨质疏松可引起一系列并发症,如肾结石发病率增高、关节周围软组织骨化(异位骨化)、肢体畸形以及病理性骨折发病率增高等,已引起人们的广泛关注。目前,废用性骨质疏松症的研究包括流行病学调查、地面模拟失重的医学效应、对志愿长期卧床者及瘫痪等患者的医学研究以及动物实验等。由于废用性骨质疏松症日益引起医学界越来越多的关注,国内外对此进行了大量的研究,以探讨致病原因、发病机理和寻找有效的防治措施。本文就近年来该领域临床方面的实验研究进展作一概述。目前临床实验研究多集中在外伤性脊髓损伤所致的完全瘫痪、脊髓灰质炎引起的局部瘫痪或肌无力、中风及其它疾病引起的偏瘫,由于外伤性脊髓损伤所致的完全瘫痪是临床上最彻底的制动病例,所以目前研究较多。使用不同的检测技术(包括测定骨转化的生化指标,测量骨组织学和骨组织形态学资料及应用放射和密度技术测量骨量)能够从细胞、组织以及器官水平上分别获得制动状态下不同时期所发生的骨反应。通常有三种途经对骨反应进行定量分析:①骨代谢物的生化指标测量。②局部骨活性的组织形态学测量。③局部骨量或骨矿含量分析。用这些不同方法所得结果之间是相互联系的,但却分别表现了骨反应的不同阶段和程度。1骨转血症和血清钙的变化失骨的早期变化可通过生化指标检测。但是,尿和血清生化测定代表的是系统水平的反应,而通常骨细胞活性变化却十分局限。所以测得的代谢反应是全身性的,不能代表任何特定身体部分。血清钙浓度增高反映了骨吸收增高,尿羟基脯氨酸和尿钙增高分别反映胶原转换以及脱矿质作用增强;由于总血清碱性磷酸脂酶是成骨细胞产生,与成骨细胞活动性有关,它的增高反映了骨形成活跃。检测近期瘫痪患者血、尿生化指标,发现骨吸收和骨形成均增高。尿钙在损伤后立即升高并在8—10周达高峰,约为正常水平的2倍,15周后尿钙降至一稳定水平,但仍比正常水平为高,7个月后尿钙的排泄才恢复正常。尿羟基脯氨酸伤后也立即增高,3个月达高峰,维持高峰水平长达8个月,然后在1年内下降并稳定到一定水平。成年脊髓损伤患者血清钙水平与正常人群无明显不同。而制动所致的高钙血症通常发生在小孩及青年期,这可能是由于他们正处于快速生长期。脊髓损伤后患者尿氨基葡萄糖代酶(一种骨基质的非胶原性组成成份)也升高并在8—9个月后下降到一个低的稳定水平,这与尿羟基脯氨酸相一致,由此表明骨组织的有机成份有吸收,而且无机成份也有吸收。股骨和椎骨骨折患者,从制动直到4个月后,均可发现血清离子钙活性以及尿钙排泄升高。VanderWeil报道:血清钙和磷酸盐浓度伤后立即升高,但血液中的1,25-(OH)2VitD浓度却有降低。据Krϕlner研究发现:受伤制动后血清钙浓度升高(1.3%)和血清磷浓度升高(5.9%),以及尿肌酐排泄升高(17%),但尿钙排泄并不升高。以上检测骨代谢生化指标都提示骨吸收增强。而在伤后5—9周,总血清碱性磷酸脂酶开始逐步升高。而应用放射性标记钙,通过钙的沉积可测量瘫痪患者局部骨重建活性。新骨中钙的沉积在3—10个月之间达到高峰,并且在钙沉积与羟基脯氨酸之间存在着中等相关。在发病的最初2个月内可观测到在脊髓损伤平面以上骨转换活性比平面以下高,但在平面以上并无净骨矿丢失。2个月后,平面以下骨重建更活跃并且呈负钙平衡,反映了一种净丢失。Chantraine等也发现了相似的结果,他们发现在瘫痪患者骨沉积正常或增高。Klein报道:在总血清碱性磷酸脂酶和尿钙或尿羟基脯氨酸之间并无相关。而Bergman等发现在总血清碱性磷酸脂酶与尿羟基脯氨酸之间呈中等程度相关。Ohry等却观察到总血清碱性磷酸脂酶虽然高于对照组,但仍在正常范围内。Klein认为碱性磷酸脂酶的升高是由于过量的骨丢失而使基质不能够再度活跃。据报道脊髓损伤患者尿钙与尿羟基脯氨酸水平呈中等程度相关。但Claus-walker等却报道瘫痪患者(从伤后到84周期间)尿钙和尿羟基脯氨酸水平并不相关,在伤后羟基脯氨酸排泄立即升高,而直到几周以后才出现高尿钙,作者由此认为骨胶原吸收先于脱矿质作用,并进一步提示:尿钙消失之后的持续高羟基脯氨酸尿症可能是由于新形成胶原崩解的结果,因为这种新形成的胶原是易于溶解的。2小梁骨容量的变化中期骨反应可经髂骨的活组织检查得到,应用组织形态学测量提供了局部细胞活性资料,但其结果仅适用于髂骨活检区域,但这无法了解身体其它骨骼区域变化。从脊髓损伤患者髂骨嵴活组织检查收集的组织形态测量已用于对制动骨细胞改变的定量分析。小梁骨容量(小梁占骨的百分比)以每月6%的速度减少,并且与瘫痪时期长短相关,直到25周之后才与瘫痪时期没有进一步联系,达到一个稳定状态。小梁破骨细胞吸收表面数目在伤后升高,并一直维持16周,40周后逐步恢复正常。这些都与临床高尿钙及高羟基脯氨酸尿症相一致。此外,在小梁破骨细胞吸收表面数目与尿羟基脯氨酸水平呈密切相关。而通过四环素双标测定,发现成骨细胞同位率在伤后大大减小。所以,骨丢失发生是由于骨形成减少以及破骨细胞吸收作用暂时性升高,随之以一个“惰”骨为特征的新的稳定状态,它在“单位时间内比以前产生更少的骨”。3骨量和骨吸收失骨所致骨反应的后期变化可通过对特定部位直接测量骨量或骨矿含量得到,它提供了最重要的临床评估资料。能够测量到的骨重建资料可能需要数周或数月,这取决于测量技术和骨反应的大小程度。40年前通过放射学技术已认识到脊髓损伤和脊髓灰质炎后瘫痪可引起局部骨减少症。随着骨密度技术的发展和应用,大量资料表明截瘫和四肢瘫患者下肢骨密度减低。研究表明胫骨骨量的减少是股骨的两倍,髋部受伤后立即发生骨丢失,在最初4—6个月,以每月大于2%的平均速度丢失,在接下来第一年的其余时间约为1%。这么大的丢失比率在第3年或第4年间才消失,而在这以后几乎没有资料显示可测量到的骨丢失。虽然在这些研究中存在着个体差异,但是通常认为小梁骨丢失比皮质骨丢失更明显,而局部发生的骨丢失与瘫痪是否彻底有关。在脊柱侧凸矫正术后3—6周治疗性卧床期间,腰椎骨矿丢失以每周2%的速度发生(个体差异在1.3%—4.8%之间),而在椎间盘突出症手术后卧床中,骨量丢失以每周0.9%的速度发生,胫骨骨折后,与对照侧相比骨折远端