一、發病原因
影響峰骨量的因素有以下4個方麵：
1.遺傳
峰骨量的高低與遺傳因素有關。①種族：高加索人與亞洲人的峰骨量較低，因而患骨質疏鬆症的危險性更大。②家族史：年輕女性的骨密度與其父母的骨密度具有顯著相關性。③同卵雙胎的骨密度具有更大的相似性。④維生素D先天性缺乏常伴隨骨密度減低。
2.營養
適當攝入鈣質，可以增加骨密度，減少骨質疏鬆症發生的危險性。攝入鈣的吸收率在兒童期為75%，在成人為30%～50%。在成人早期補充鈣質可以增加骨礦物質量。攝入障礙多伴有骨密度減低。聯合國糧農組織和世界衛生組織推薦的每日攝入鈣量為500mg。美國營養學家則推薦800mg。我國營養學家建議采用美國鈣攝入標準。兒童期、妊娠期和哺乳期鈣攝入量要增加至每日1000～1500mg。
3.運動
運動能夠刺激骨改進循環。骨量的維持或骨肥大依賴於運動的類型、頻度與抗重力效果。青春期的運動能夠增加骨礦物質量，但過度的運動不僅不能增加骨礦物質量，反而降低骨礦物質量，這是必須避免的。同時，運動必須規律，持之以恒。如果運動的強度或頻率降低，運動對骨的效應也將降低。
4.內分泌狀態
(1)月經周期與雌激素及孕激素可導致骨礦物質量變化：
月經初潮越早，其後的骨礦物質量越大，初潮越遲，骨密度越小。停止排卵的婦女比繼續排卵的婦女骨密度要低。婦女在絕經前主要為雌二醇，在絕經後主要為雌酮。雌激素的轉化過程主要在脂肪中完成。因此，肥胖婦女患骨質疏鬆症的危險性低於消瘦婦女。雌激素對骨的影響，一是影響成骨細胞，提高成骨細胞的數量，增加成骨細胞合成膠原，增加成骨細胞上的前列腺素受體數量。二是抑製破骨細胞對骨的吸收。此外，雌激素還能抑製甲狀旁腺素活性、刺激降鈣素分泌、促進胃腸道吸收鈣及促進維生素D向活性方式轉化等作用。
(2)甲狀旁腺：
由甲狀旁腺素分泌。該激素能夠提高破骨細胞與成骨細胞的數量和活性。當甲狀旁腺素分泌過剩時，骨更新加速。但隻要破骨/成骨細胞維持活性平衡，骨量不會減少。
(3)維生素D：
維生素D的活性形式為1，25-二羥維生素D3，具有兩方麵功能，一是促進腸道吸收鈣磷，二是在骨中增加骨骼更新部位破骨細胞的活性，並能刺激成骨細胞合成蛋白質，同時參與骨基質的礦化。缺乏維生素D將導致類骨質礦化障礙，發生骨軟化症。但維生素D過量反而發生骨丟失。
(4)降鈣素：
由甲狀旁腺C細胞分泌降鈣素。其主要生理功能為抑製破骨細胞活性。藥理性應用可減低骨更新速率。
(5)甲狀腺素：
T3、T4能夠通過直接或間接途徑影響骨細胞功能。甲亢可導致骨吸收部位增多與骨吸收增強，引起骨礦物質丟失。骨細胞對外源性甲狀腺素極為敏感。
(6)糖皮質激素：
骨細胞上有糖皮質激素受體，過剩的激素活性將導致成骨細胞功能受抑製。
(7)雄性激素：
伴有性腺功能減退的男性患者常患骨質疏鬆症。通過補充雄激素可以預防發生骨質疏鬆症。雄激素在絕經後婦女中所起的生理作用更大。已有研究表明，用雌激素及激素聯合治療骨質疏鬆症，比單用雌激素效果更大。
二、發病機製
骨是皮質骨(骨密度)和鬆質骨(骨鬆質)構成。
皮質骨：有3個不同層麵，即骨內膜層、骨膜層和皮質內層。骨改建的活性程度及部位與年齡階段有關。兒童時期，骨膜層新骨形成速度大於骨內膜層舊骨破壞速度，在骨的外層形成骨量淨增加。青春期，無論在骨內膜層還是在骨膜層均有新骨形成，使骨的總量增加。成年早期，骨內膜層骨丟失增加，骨膜下骨開始過度並置，提示年齡/絕經相關性骨量減少的開始，同時伴有皮質內骨層的變窄和骨髓腔增寬。
骨單位即哈佛係統，是長骨的主要結構單位。其在長骨內縱向排列，並可分支相互連接，是在密質骨起支持作用的主要部分。
鬆質骨：骨小梁由相互連接的平行與垂直排列的骨板與骨細胞構成，骨板的排列方向與骨所承受的壓力和張力方向一致。骨再建發生於每個小梁的骨板內外側。過度再建將導致骨板變薄並最終發生骨組織溶解，使小梁骨失去結構的連續性。這一改變最初見於平行骨小梁，繼之導致骨的機械強度降低，最後表現為受重力作用的骨折幾率顯著增加。小梁骨結構的變化和與之相伴的椎體壓力變化隨年齡增長而增加。
骨再建：骨的更新決定骨的強度。舊骨“脆弱”，新骨強壯。因此，骨的再建過程就是除去舊骨，形成新骨。新陳代謝，維持骨的強壯。參與更新骨骼的細胞主要是破骨細胞和成骨細胞。
1.破骨細胞
破骨細胞由多個單核細胞融合而成，在功能活躍時，能夠釋放多種蛋白酶、碳酸酐酶、乳酸及檸檬酸等，在酶及酸的作用下使骨的礦物質和骨基質溶解。因此，破骨細胞有溶解和吸收骨礦物質和骨基質的作用。破骨細胞的分化、補充與抑製受多種激素影響。其中，促進破骨細胞活性的激素有甲狀旁腺素、白三烯、轉化生長因子-α(TGF-α)、腫瘤壞死因子(TNF)及白細胞介素-1(IL-1)等。抑製破骨細胞活性的激素有雌二醇、降鈣素、Y-幹擾素(Y-IFN)和TGF-β。破骨細胞具有雌激素受體雌激素，與其他抑製吸收因素的最主要作用是抑製破骨細胞的分化與補充，其次是抑製其活性。
2.成骨細胞
成骨細胞分布於骨組織表麵，成年前較多，成年後較少。成骨細胞分泌骨基質的有機成分類骨質，其中富含Ⅰ型膠原，為隨後發生的骨化作準備。同時，成骨細胞還釋放基質小泡使類骨質鈣化。成骨細胞同樣受多種激素控製。其中，如促進成骨細胞活性的因素有1，25-羥維生素D3、TGF-β、甲狀腺激素、雌二醇、人類生長因子、前列腺素E2和甲狀旁腺激素;抑製成骨細胞活性的僅有腎上腺皮質激素。成骨細胞上也有雌激素受體。在試管內發現，雌激素能夠對成骨細胞產生以下影響：①增加成骨細胞數量。②增加成骨細胞的膠原合成量。③提高核上的類固醇激素的受體密度。④提高成骨細胞指導合成TGF-β的信使RNA量。⑤抑製甲狀旁腺激素相關性CAMP生成。
骨的再建周期是一個通過除去舊骨和形成新骨，借以維持骨的健康和強壯的連續性過程。這個循環主要有以下4個階段：①激活階段：前破骨細胞受粒巨細胞集落刺激因子激活，並在其他細胞因子和生長因子的影響下，分化成熟為活性破骨細胞;②吸收階段：新形成的破骨細胞分泌酸性物質，溶解和消化舊骨的基質與礦物質;③逆轉階段：當吸收形成的腔隙達到了預計的深度時，吸收即告結束;④成骨階段：成骨細胞被吸引進入吸收形成的腔隙，在生長因子和多種激素的影響下成熟，並形成新骨充填於吸收腔中。
骨平衡：在正常情況下，骨的吸收相與再建相維持平衡狀態，即由破骨細胞正常溶解和吸收舊骨所留下的腔隙，由成骨細胞分泌的類骨質完全充填並進一步礦化。這一過程是保證骨量維持正常平衡狀態的根本條件。為破骨細胞活性過度增強時，骨的溶解和吸收增多，導致吸收後腔隙的深度增大。當成骨細胞受損時，又會不適當地分泌類骨質於正常吸收的腔隙內。絕經期婦女骨丟失加速，就是由破骨細胞活性顯著增高所致。與年齡增長有關的緩慢骨丟失是由於成骨細胞活性降低。因此，對於前者可以通過應用抗吸收藥物逆轉骨質疏鬆的病理過程。對於後者可以采用骨再建刺激物以逆轉骨質缺乏伴發的低速骨丟失。
骨量的調節：人類的骨量隨年齡增長而自然增加。在絕經前成人期達到最大骨礦物質量，即峰骨量。峰骨量是人類骨骼發育的裏程碑，在臨床上它至少有兩個方麵的重要功能。一是峰骨量越高，其後發生骨質疏鬆症的危險性就越低。因此，有必要鼓勵婦女在絕經前達到峰骨量。二是比較患者的峰骨量與在測的骨密度，有助於臨床估計患者骨密度的相對丟失程度。
骨丟失是人類不可避免的正常老化過程的一部分。椎骨的峰骨量一般在人的第2個十年達到。由於小梁骨比皮質骨的代謝率高，表麵積更大，因而小梁骨的骨丟失比皮質骨的骨丟失更顯著。不同年齡階段皮質骨丟失的速率不同，如從40歲到絕經，每年丟失0.3%～0.5%，絕經後1～8年，每年丟失2%～3%。小梁骨丟失自30歲以後即開始，每年約丟失1.2%。
