佝僂病和骨軟化症 

 佝僂病(rickets)和骨軟化症(osteomalacia)是以骨基質鈣鹽沉著障礙為主的慢性全身性疾病,表現為骨組織內類骨組織(未鈣化骨基質)的過多聚積。

 

 病變如發生在生長中的骨骼,則成佝僂病,多見於嬰幼兒,稱為嬰幼兒佝僂病。

 

 發生在年齡較大的兒童者,稱為晚期佝僂病,較為少見。

 

 病變如發生在成年人,骨的生長已停止者,則稱為骨軟化症。

 

 佝僂病和骨軟化症在病因及病變方面基本相同。

 

【病因和發病機制】 

 佝僂病和骨軟化症主要是維生素D缺乏,鈣磷代謝障礙,類骨組織鈣化不良所造成的骨骼病變。

 

 維生素D為脂溶性類固醇衍生物,以維生素D2(麥角鈣化醇)尤其以維生素D3(膽鈣化醇)較為重要,兩者代謝和功能類同。

 

 維生素D可來自食物,維生素D2的前身物質麥角固醇存在於植物和穀物中,在體內外經紫外線照射後可轉化為人體能吸收的維生素D2;維生素D3主要存在於肝、奶、和蛋黃中,以魚肝油含量最多。

 

 食物來源的維生素D在小腸以乳糜微粒形式吸收,與膽汁酸鹽的作用有關。

 

 維生素D的另一重要來源為體內合成,日光中紫外線使表皮基底細胞內的維生素D2前身麥角固醇和大量存在的維生素D3前身7-脫氫膽固醇(在體內由膽固醇脫氫而成)轉化為維生素D2和維生素D3

 

 維生素D2D3為非活性物質,可與血漿中的α-1球蛋白結合儲存於脂肪組織中。血液中維生素D2D3經肝細胞線粒體中25-羥化酶的作用,轉化為25-羥維生素D225-OHD2)和25-羥維生素D325-OHD3)後才具有活性。

 

 以後又經腎小管上皮α-1羥化酶進一步羥化為125-二羥維生素D2125-(OH)2D2)和125-二羥維生素D3125-(OH)2D3),活性大大提高,而有類似於激素的作用。125-(OH)2D受其自身合成的回饋調節,血漿中125-(OH)2D濃度升高可抑制肝內25-羥化酶的作用,使25-OHD125-(OH)2D形成減少;反之,則增加。它還受血清鈣、磷濃度和甲狀旁腺激素以及降鈣素的調節。低血鈣時,甲狀旁腺激素分泌增加,使腎α-1羥化酶活性增高,125-(OH)2D合成增加;高血鈣時則相反。低血磷時亦可增加125(OH)2D的合成。

 

維生素D通過對小腸、腎和骨三個靶器官的作用,維持和調節血漿鈣和磷的水準,它對骺板軟骨和類骨組織的鈣化是必不可少的。

 

125-(OH)2D明確地促進小腸粘膜上皮對鈣磷的吸收。目前認為是通過受體-基因介導作用(receptor-gene mediated function)實現的,125-(OH)2D與受體結合形成的複合物促進mRNA轉錄和合成特異的鈣磷輸送蛋白,從而增加鈣磷的吸收。

 

125-(OH02D可促進腎近曲小管對鈣磷的重吸收,但其作用較弱且尚不完全明確,需與甲狀旁腺激素協同作用。

 

125-(OH)2D對骨有二種相反的作用。一方面,骨是人體的鈣庫,當血鈣降低時,125-(OH)2D與甲狀旁腺激素協同作用,從骨回吸收鈣磷,維持血漿鈣磷的正常濃度。

 

 其機制是很可能通過破骨細胞的作用,使骨鹽溶解。亦有證據表明,它們可能通過抑制骨母細胞合成Ⅰ型膠原,使骨重建暫停,骨鹽被回吸收。另一方面,125-(OH)2D促進骺板軟骨和類骨組織的鈣化,這與它和甲狀旁腺激素維持鈣、磷在血漿中的飽和狀態有關,有利於骨鹽的沉積。亦有人認為125-(OH)2D可增加類骨組織中鈣結合蛋白,即骨鈣蛋白(osteocalcin)和骨聯蛋白(osteonectin)的合成有關,它們使類骨周圍組織液中的鈣和磷與類骨中的Ⅰ型膠原分子結合,類骨因此而鈣化。

 

 維生素D缺乏性佝僂病或骨軟化病多見於骨骼生長快、對維生素D需要量高的嬰幼兒和妊娠婦女或多產婦。維生素D攝入不足,尤其是日光照射不足是重要的原因,因占人體需要量80%的維生素D可來自體內合成。此外,胃腸以及膽道疾患,影響脂溶性維生素D和鈣磷的吸收,也是原因之一。

 

 維生素D缺乏,主要是125-(OH)2D3缺乏時,鈣磷從腸道吸收減少,導致血鈣磷下降,而促使甲狀旁腺激素分泌增加,從而骨質脫鈣,使血鈣維持正常,但腎小管對磷的重吸收減少,使尿磷增加而血磷減少。這樣,維生素D缺乏時,血鈣在正常或偏低水準,而血磷減少。結果使鈣磷濃度積(正常在3440)降低,鈣磷不能在骨基質中充分沉積,導致類骨組織大量堆積,造成佝僂病或骨軟化病。

 


 

 嚴重的肝損害時,肝細胞25-羥化酶合成障礙,維生素D羥化不足,而引起肝性佝僂病。慢性腎功能不全時,腎小管合成α-1羥化酶不足,而使125-(OH)2D減少,鈣磷吸收減少,又因腎小球濾過功能下降,磷酸鹽瀦留,以致血磷偏高,血鈣則減少。另外,腎小管分泌H+和重碳酸鹽重吸收障礙,亦使鈣排出增加。上述改變促使甲狀旁腺分泌增加,骨質脫鈣,鈣鹽沉積障礙,而引起腎性佝僂病。

 

【病理變化】

1.佝僂病病理變化:

 佝僂病時由於膜內化骨及軟骨化骨的鈣化過程均發生障礙,因此長骨和扁骨均同樣受累。

 

1)四肢長管狀骨:

 骺板軟骨、幹骺端及骨幹均可不同程度受累。骺板軟骨是骨生長最活躍的部位,正常時軟骨內化骨必須通過軟骨細胞增生區內軟骨細胞和基質不斷退化和鈣化以及不斷被破骨細胞清除、吸收,同時血管和骨母細胞侵入形成類骨組織,進而鈣化成骨組織。佝僂病時,軟骨細胞增生區鈣化、吸收受阻,軟骨組織大量堆積並突向幹骺端側,呈半島樣或舌狀生長(圖17-10)。

 

 

17-10

骨骺線不整齊、變寬、軟骨呈舌狀向骨幹伸展

 

 同時軟骨區內所形成的類骨組織也不能鈣化或鈣化明顯不足,從而構成軟骨組織和幹骺端類骨組織相互混雜的中間帶,致使在正常狀態下本應呈一條整齊面狹窄的骨骺線顯著增寬,而且變得參差不齊,在X光片上構成骺板軟骨帶明顯增寬,鈣化帶模糊不清呈毛刷狀。此外幹骺端下的骨膜內化骨也有鈣化障礙及類骨組織堆積,使幹骺端膨大增寬,X光片上呈杯口狀改變。骨幹的骨膜內化骨同樣也有鈣化障礙,因此骨皮質表面和骨皮質的近髓腔側,都有大量類骨組織堆積,使骨髓腔變窄,長骨橫徑增加。由於骨質缺鈣,類骨組織缺乏承受力,在重力作用下長骨骨幹可變彎曲,尤以脛骨和股骨最易變形,形成X形腿或O形腿。以O形腿為多見。

 

2)顱骨及肋骨:

 在嬰幼兒顱骨的病變常很明顯,常在佝僂病的早期即可出現。顱骨骨縫及囟門閉合常延遲或不完全,因此頭形常較大,囟門部呈結締組織性膜樣結構。此外,由於額骨前面的兩個骨化中心和頂骨的兩個骨化中心都在膜內骨化過程中發生鈣化障礙,因此類骨組織在顱骨的四角堆積並向表面隆起,形成方形顱。顱骨由於骨化停止,嚴重者骨質菲薄,批壓時凹陷,並有如乒乓球樣的彈性感。

 

 肋骨和肋軟骨結合處的改變與長骨骺板及幹骺端的改變相似,由於軟骨及骨樣組織的堆積,致使肋骨和肋軟骨的結合部呈結節狀隆起。因多個肋骨同時受累,故結節狀隆起排列成行,形似串珠,稱為佝僂病串珠(rachitic rosary)(圖17-11),常是佝僂病的較早期表現之一。

 

17-11 佝僂病的肋骨

肋骨和肋軟骨結合部呈結節狀隆起,排列成行,形似串珠

 

 此外,肋骨因含鈣量少,缺乏韌性,同時由於膈在呼吸時的長期牽拉,在胸壁前部左右兩側各形成橫行的溝形凹陷,稱為Harrison溝。又因在呼吸時,肋骨受肋間肌的牽拉而下陷,使胸骨相對向前突出,形成雞胸畸形。

 

 除上述常見的佝僂病改變外,還有兩種較少見的佝僂病,即:

先天性或胎兒性佝僂病:

 在嬰兒出生時已有佝僂病表現,主要是由於母親在懷孕時有嚴重的維生素缺乏所致。

 

晚期佝僂病:

 多見於北方地區,發病多在10歲以後的兒童,故其改變介乎嬰幼兒佝僂病和骨軟化症之間。因此時顱骨的骨化已基本完成,而肋骨生長較慢,故方形顱和肋骨串珠等均不顯著。骨骼生長較慢,嚴重時可形成侏儒畸形。

 


 

2.骨軟化症:

 病理變化骨軟化症發生於成人,其改變與佝僂病相似。因成人的骨發育已停止,故其改變限於膜性化骨的鈣化障礙,致過量的類骨組織堆積在骨的表面,骨質變軟,同時因為承重力減弱而導致各種畸形,常見的有骨盆畸形,脊柱側突及長骨彎曲等。骨盆畸形表現為骨盆的前後徑及左右徑均變短,恥骨聯合處變尖而向前突出,呈鳥喙狀,稱為喙狀骨盆。

 

附:骨質疏鬆症

 骨質疏鬆症(osteoporosis)是指骨小梁的數量絕對值減少,而骨小梁的結構及骨基質的鈣化均正常,因此與骨軟化不同,故也有人稱之為骨質缺乏症(osteopenia)。

 

 骨質疏鬆乃由於各種原因引起的骨形成減少或骨吸收增強或兩者兼而有之所致。骨質疏鬆症可分為局限型與彌漫型兩種。

 

1.局限型骨質疏鬆症(或廢用性骨質疏鬆症):

 多因患肢的長期不活動或癱瘓引起,如見於小兒麻痹症或骨結核治療時,大約數周內即可出現,表現為松質骨的小梁減少、變細,皮質骨變薄、變疏鬆。X光檢查可以早期發現,病變為灶性,特別在軟骨下的關節或幹骺端明顯,可能因該處骨質代謝較旺盛所致。在肌肉恢復運動時,骨小梁形成增加,可逐漸恢復正常狀態,尤其在小兒比較明顯。

 

2.全身性骨質疏鬆症:

 由於:

 營養缺乏:如蛋白質、鈣或維生素CD缺乏。

 多種內分泌系統疾患:Cushing綜合征、甲狀腺功能亢進或性腺功能低下。

 

 以上也稱為繼發性骨質疏鬆症。另有一種原發性或特發性骨質疏鬆症(primary or idiopathic osteoporosis),常見於中年以後,女性比男性多見,特別是絕經期後婦女更為多見,故也稱為老年或絕經期後骨質疏鬆症(senile or post menopausal osteoporosis)。其發生機制尚未完全闡明,可能由於雌激素缺乏,促進骨質吸收有關。患者血清鹼性磷酸酶及鈣、磷水平均正常,故和骨軟化不同。有人報告服用雌激素可使此種骨質吸收停止,並增加鈣的存留。本病也可見於卵巢切除後的年輕婦女。

 

 全身性骨質疏鬆症可導致脊柱塌陷,椎骨凹陷,常易發生壓迫性骨折及疼痛。長骨的輕微外傷即可引起骨折,尤其常見於股骨頸部,其次為腕及肱骨上端。

 

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