骨质疏松症是以骨密度降低、骨组织微结构损伤,导致骨强度下降、骨折危险性增加为特征的全身性骨骼疾病,随着年龄增长,骨质疏松性骨折风险显著增加。维生素D营养状况和钙摄入量是骨质疏松和骨折风险的重要影响因素。依据病因,骨质疏松症分为原发性骨质疏松症和继发性骨质疏松症。其中原发性骨质疏松症包括绝经后骨质疏松症(Ⅰ型)、老年骨质疏松症(Ⅱ型)和特发性骨质疏松症(青少年型);继发性骨质疏松症指由任何影响骨代谢疾病和(或)药物及其他明确病因导致的骨质疏松。
研究表明,青少年阶段,合成及摄取足量的维生素D,能够促进骨骼构建与矿化,有助于获得较高的峰值骨量。此后,充足的维生素D帮助维持正钙平衡,减少骨转换失衡和骨丢失加速。多项研究显示维生素D缺乏与中老年人甲状旁腺素水平增高、骨吸收增加、骨量丢失、跌倒和骨折风险升高相关。
一、骨质疏松症的发病机制
骨骼需有足够的刚度和韧性以维持其强度,承载外力,避免骨折。为此,要求骨骼具备完整的层级结构,包括Ⅰ型胶原的三股螺旋结构、非胶原蛋白及沉积于其中的羟基磷灰石。骨骼的完整性由不断重复、时空偶联的骨吸收和骨形成过程维持,此过程称为骨重建。骨重建由成骨细胞、破骨细胞和骨细胞等组成的骨骼基本多细胞单位实施。成年前骨骼不断构建、塑形和重建,骨形成和骨吸收的正平衡使骨量增加,并达到骨峰值;成年期骨重建平衡,维持骨量;此后随着年龄的增加,器官、细胞功能衰退,性激素缺乏,以及钙、维生素D缺乏或不足等多种因素,使骨形成与骨吸收呈负平衡,导致骨质量的下降和骨量的流失。
骨质疏松症是复杂疾病,是遗传和环境因素交互作用的结果。雌激素缺乏是原发性骨质疏松症重要的发病机制之一。雌激素水平降低会减弱对破骨细胞的抑制作用,破骨细胞的数量增加、凋亡减少、寿命延长,导致骨吸收功能增强。尽管成骨细胞介导的骨形成亦有增加,但不足以代偿过度骨吸收,骨重建活跃和失衡致使小梁骨变细或断裂,皮质骨孔隙度增加,导致骨强度下降。力学刺激和负重有利于维持骨重建,修复骨骼微损伤,避免微损伤累积和骨折。雌激素减少能降低骨骼对力学刺激的敏感性,使骨骼呈现类似于废用性骨丢失的病理变化。
老年性骨质疏松症一方面由于增龄造成的骨重建失衡,骨吸收/骨形成比值升高,导致进行性骨丢失;另一方面,增龄和雌激素缺乏使免疫系统持续低度活化,处于促炎症状态。炎症介质能诱导破骨细胞生成调节因子M-CSF和RANKL的表达,刺激破骨细胞,造成骨量减少。雌激素和雄激素在体内具有对抗氧化应激的作用,老年男性性激素结合球蛋白持续增加,使睾酮和雌二醇的生物利用度下降,体内的活性氧类堆积,促使间充质干细胞、成骨细胞和骨细胞凋亡,使骨形成减少。此外,随增龄和生活方式相关疾病引起的氧化应激及糖基化增加,使骨基质中的胶原分子发生非酶促交联,导致骨强度降低。
近年来,国内外对原发性骨质疏松症发病机制的研究取得了很多新进展。细胞衰老被认为是独立于雌激素不足导致骨质疏松症的重要机制;肠道菌群和骨免疫紊乱也参与骨质疏松症的发病机制;而骨血管生成-骨吸收-骨形成偶联的三元调控理论的提出,也丰富了骨质疏松症的发病机制。
二、骨质疏松症的防治
骨骼强壮是维持人体健康的关键,骨质疏松症的防治应贯穿于生命全过程。骨质疏松症的主要防治目标包括改善骨骼生长发育,促进成年期达到理想的峰值骨量;维持骨量和骨质量,预防增龄性骨丢失;避免跌倒和骨折。
骨质疏松症的防治措施主要包括基础措施、药物干预和康复治疗。基础措施包括调整生活方式(如均衡膳食、充足日照、规律运动、戒烟限酒等)和使用骨健康基本补充剂(主要为钙剂、维生素D等)。抗骨质疏松症药物按作用机制分为骨吸收抑制剂、骨形成促进剂、双重作用药物、其他机制类药物及中成药,其中活性维生素D及其类似物属于其他机制类药物。针对骨质疏松症的康复治疗主要包括运动疗法、物理因子治疗、作业疗法及康复工程等。
三、维生素D在骨质疏松症防治中的应用
维生素D在骨质疏松的防治中扮演着独特的、其他抗骨质疏松药物不可替代的角色。补充普通维生素D或应用活性维生素D,均有利于促进钙的正平衡、减少维生素D不足引发的继发性甲状旁腺功能亢进症和骨骼矿化异常,减少骨丢失,改善肌肉功能,降低跌倒风险。目前,多国指南均将维生素D制剂纳入骨质疏松症的防治药物。
普通维生素D包括维生素D2和D3,通常用来作为骨骼健康的基本营养补充剂,有助于增加肠道钙吸收、促进骨骼矿化、保持肌力、改善平衡。补充方式包括肌内注射和口服,口服简便易行,维生素D为脂溶性,需要脂肪帮助吸收,餐时服用为宜。结合2023年版中国居民膳食营养素参考摄入量建议及指南推荐意见,推荐成人维生素D摄入量为400 IU/d;65岁及以上老年人因缺乏日照以及摄入和吸收障碍常有维生素D缺乏,推荐摄入量为600 IU/d,可耐受最高摄入量为2000IU/d。
活性维生素D是经过肝脏25-羟化酶和肾脏1α-羟化酶活化的维生素D类似物,是骨质疏松症的治疗药物,能够增加肠钙吸收,减少继发性甲状旁腺功能亢进,抑制骨吸收,增加患者骨密度,降低跌倒风险。目前临床应用的活性维生素D有阿法骨化醇和骨化三醇。需要注意的是活性维生素D起效快、治疗窗比较窄,在治疗期间要谨防维生素D过量或中毒。
在骨质疏松症防治中,普通维生素D主要起预防作用,活性维生素D起治疗作用,但是对于明显缺乏维生素D的骨质疏松症患者,必要时可予普通维生素D纠正维生素D的营养缺乏,同时给予活性维生素D发挥其对骨质疏松症的治疗作用。
参考文献:
【1】安思芹、刘静.维生素D在基层骨质疏松症防治中的应用[J].中华全科医师杂志,2021,20(8) .
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【3】中国营养学会:《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023)版》.
【4】中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会.原发性骨质疏松症诊疗指南(2022)[J].中国全科医学,2023,26(14).

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