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18～20岁左右即停止。其间只影响骨的骨内膜和骨外膜。
骨重建（bone remodeling）：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
骨干的骨外膜
干骺端
皮质骨内外膜表面
哈佛管表面
骨小梁
方向性
单方向
无
偶联
激活→骨形成；激活→骨形成
激活→骨吸收→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
骨结构单位（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，在小梁骨就是捆包。
皮质骨BMU即BRU（切割锥体－闭合锥体） 小梁骨BMU即BRU（半月形结构）
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7~10天，形成需要2~3月）
1、 静止期（80%，480天）：静止骨表面覆盖一层0.5μm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
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7~8岁的男女儿童以及14~15岁的女少年和15~l6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20~30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30~40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期，女性骨峰值低于男性，该期约维持5~10年。
4、 丢失前期：女性从40~49岁、男性从40~64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1~10年，骨量丢失速率明显加快，年丢失率为1.5%~2．5%，脊椎骨6.0~8.0%,约维持5~10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%
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
3、 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→骨陷窝数量及深度↑→骨小梁变细或断裂→骨质量↓→骨强度↓
2、 骨重建加快→骨形成期缩短→骨基质矿化及胶原代谢异常→骨质量、骨量↓→骨强度↓
3、 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 量↓
骨重建 骨力学强度↓→骨折危险↑
骨质量↓
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、4
IL-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）
NO
VitA
氟制剂
IFN-γ
IL-1、3、6、11（大剂量）
巨噬细胞集落刺激因子
干细胞因子
EPO
OPG（OCIF）
雌二醇
集落刺激因子CSF-1
c-fos and c-src
BMP-2
PG-E2
PU1
Ca
EGF（表皮生长因子）
NFKB1(P50) NFKB3(P52)
TGF-α，β
伴侣蛋白（chaperonin）
TNF-α
Caspace and adhesion molecules
上皮生长因子(EGF)
碳酸酐酶
白三烯
质子泵（H3-ATPase）
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：
① 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
② 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。
③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—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-I
OB
↑促有丝分裂，↑胶原，↑骨钙素
IGF-II（SGF）
OB
↑促有丝分裂
TGF-β
OB
↑促有丝分裂，↑胶原
BMP
OB
促进软骨及骨形成
PDGF
OB
↑促有丝分裂
IL-1
淋巴细胞
↑促有丝分裂，↑胶原（大剂量↓），↑吸收
α-FGF
未定
↑促有丝分裂
β-FGF
OB
↑促有丝分裂，↑胶原
INF-γ
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）
