骨坏死，是累及多骨骼关节系统的疾病，尤其好发于负重大关节，以股骨头坏死最为常见。按国际骨循环学会（associationresearchcirculationosseons,ARCO）的定义，骨坏死（osteonecrosis,ON）是指由于各种原因（机械、生物等）使骨循环中断，骨的活性成分死亡及随后修复的一系列复杂病理过程。骨坏死可以在任何年龄性别发病，但绝大多数患者为30-59岁。因为我国滥用皮质类固醇普遍，酗酒较严重，而这两种原因正是非创伤性骨坏死的主要原因，所以骨坏死发生也较多。尽管大量的研究对骨坏死发病机制进行探讨，其确切机制仍不明确，存在争议。
1.骨坏死的病因
创伤性骨坏死是由于血流的直接阻断，而非创伤性骨坏死的发病机制研究由于缺乏纵向比较研究和理想的动物模型目前仍不十分清楚。骨坏死病理上最早的组织学改变发生在24-72小时之后，骨细胞的坏死发生在缺血后的2-3个小时，骨坏死最早的光镜表现是骨髓造血细胞和脂肪细胞的坏死，接着是骨细胞的陷空，坏死区由充血带和毛细血管反应带包绕，修复过程包括了骨的钙化和吸收，产生的硬化和透亮的影像学表现。现在普遍认为微血栓形成是非创伤性骨坏死的骨细胞死亡和结构丧失的主要原因。血管内外的高压、脂肪细胞的增生在微血管阻塞中起一定作用。可能的因素有：非创伤性骨坏死的病因有如下几个假说，如血管内凝血学说、脂肪栓塞学说、骨内高压及静脉淤滞学说、微血管损伤学说、骨质疏松学说等，原因都是机械性原因、血栓栓塞和血管外压迫等阻断了血管的血流，导致缺血，最后出现骨细胞的坏死。骨坏死患者中存在遗传性和获得性的血栓形成倾向，微循环的血栓形成和血管内凝血是非创伤性骨坏死的各种病因的共同通路，在很多骨坏死患者标本中发现的微循环血栓证实了这一点。
2.骨坏死的骨细胞因素
骨细胞在骨的代谢和骨内力学传导中起重要作用，骨细胞死亡会导致骨的微骨折并激活骨内的修复作用，积累性细胞功能紊乱学说认为股骨头缺血性坏死的病因有解剖部位、全身代谢紊乱和糖皮质激素应用三方面因素：局部解剖因素决定骨缺血性坏死好发在股骨头等负重大关节；全身代谢紊乱、饮酒、激素等，可使骨细胞功能紊乱并逐渐加重，表现为钙磷代谢的变化和骨组织学变化(骨软化和骨质疏松；而激素的应用则是对骨细胞的最后摧毁性打击，使原来处于病态的骨细胞发生不可逆的改变，最后骨细胞坏死。此外酒精对骨细胞亦有细胞*性作用。另外，激素可以直接减少成骨细胞的数量，增加成骨细胞的凋亡；而对破骨细胞，激素可以增加其活性和数量，有研究证实，激素并不会增加破骨细胞的凋亡。
骨髓间充质干细胞在骨坏死发病机制中作用的研究较多，Suh通过性能染色检测酒精性骨坏死病例股骨近端骨髓间充质干细胞的分化能力，发现酒精性骨坏死病例股骨近端骨髓间充质干细胞的增殖能力明显下降，同时其成骨能力下降，而成脂能力却增加。Lee等检测了骨坏死患者股骨近端的干细胞分化能力，证实这些细胞在不同培养条件下，能够向不同方向分化。Hernigou发现酒精性和激素性骨坏死患者的干细胞活性明显低于对照组，还发现激素性骨坏死干细胞库的细胞集落数量明显减少，这可能使骨坏死后骨重建或修复不足。
3．骨坏死的血管因素
Jones认为脂肪栓子栓塞骨内小血管后，在脂酶的作用下释放游离脂肪酸，后者直接引起前列腺素增多，而中性脂肪中的主要成份油酸可引起毛细血管内膜剥脱，被动水肿和充血，产生局部血小板聚集，纤维素沉着，血栓形成，导致骨缺血性坏死。另外，关节内压力增高亦引起股骨头血流量减少；先天性髋关节脱位病人的蛙式位固定也使股骨头血流量降低。激素可以首先使髓内静脉瘀滞，引起髓内高压，导致髓内微循环减少，组织缺氧，水肿，血液渗出，加重微循环障碍，最终骨细胞缺血坏死。激素使血小板增多，导致血液呈高凝状态，引起静脉血栓形成。减压性骨缺血性坏死是氮气析出，阻塞血管和压迫血管所致，另外，氮气对脂肪细胞膜有*性作用，可引起脂肪细胞肿胀和静脉窦的血液量骤减。高雪氏病中出现直径为20～μm的高雪氏细胞直接使微血管栓塞。血红蛋白病中镰状细胞在血窦和小静脉堆积，局部形成血栓所致，直接使微血管栓塞导致股骨头缺血性坏死。骨内小动脉、毛细血管和小静脉可能受血管外因素和神经血管反射的影响而出现微循环障碍。
4.骨坏死的免疫学因素
骨坏死是一多因素疾病，自身免疫疾病中，提示有几个因素是骨坏死的发病机制，如免疫因子、免疫复合物、自身抗体如抗磷脂抗体等可能在骨坏死发病机制中起作用。抗磷脂抗体通过促进骨终末动脉血栓性血管病变引起骨坏死，它可能在作用系统性红斑狼疮患者骨循环系统，导致骨细胞血供中断。细胞死亡也可能是合并已知的易感因素如创伤或饮酒、激素治疗、镰刀细胞贫血、胰腺炎、高雪病（Gaucher病）、妊娠或高气压等。骨坏死和几种自身免疫病密切相关，尤其是系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎。对于大多数患者，血管炎和激素类药物的应用被认为是发病机制，但免疫学因素不断得到证实。Zabinski等检查了例因非风湿性关节炎导致全髋置换患者的骨坏死发病率，其中12％的患者因激素治疗而导致骨坏死，3％没有使用过激素的患者骨坏死归因于免疫学因子的作用。我们在SARS后骨坏死人群中发现62人中有21人出现抗心磷脂抗体阳性，占33.9%。
5.骨坏死的基因因素
近年来越来越多研究显示骨坏死存在高危人群，这些人群可能具有易感基因，在受到继发因素（如激素、酒精等）的影响时，容易患骨坏死，这也解释了为何同样使用激素或者酗酒，有些人就不会得骨坏死。最近报道有些基因可能导致骨坏死的发生。如高凝低纤溶倾向的基因与骨坏死密切相关，如一些常染色体显性遗传的基因，因子VLeiden和凝血酶原A与骨坏死密切相关，但我们研究证实国人骨坏死与因子VLeiden和凝血酶原A无关，日本学者在东方人群中也未发现这种基因突变，证实我们的观点。这可能是由于这些基因存在种族差异。Cui等对激素诱导股骨头内骨髓间充质干细胞的成脂基因ap2以及成脂转录基因PPARγ2表达增加，而成骨基因Cbfa1/Runx2表达减弱。表明骨髓干细胞在激素诱导下成脂分化，认为减少骨内血管化，导致骨坏死的形成。最近，Liu等对3个骨坏死家族中的32个成员研究发现，这些骨坏死患者中有COL2A1的基因变异，而散发病例（非家族性）不存在这种变异，COL2A1基因变异会使骨坏死形成中的II型胶原发生异常。Asano等对例肾移植患者（30例骨坏死，例非骨坏死）应用单核苷酸多态性研究多耐药基因（ABCR1MDR1），患者存在ABCRTT基因突变的骨坏死发生率明显降低，研究也显示，这些患者的药物转运蛋白P－糖蛋白活性增强，使某些组织细胞内局部激素浓度增高。Hirata也通过对肾移植后骨坏死患者研究发现，ApoBCT基因突变明显升高，这对突变表现为脂类转运蛋白的异常，可能对激素性骨坏死的发生起重要作用。
总之，骨坏死的发生有很多因素，这些因素通过不同的病理生理机制，直接作用于骨细胞（细胞*性或凋亡），或者间接作用于骨内血管外间室，使骨静脉阻塞，出现骨内血流量逐渐下降引起骨髓组织缺氧，骨细胞的死亡，导致骨性坏死的发生。另外骨坏死的发生经常存在高凝和低纤的高危因素，容易引起骨内的血栓形成。目前发现的骨坏死相关的高凝低纤溶基因、激素转运基因、酒精代谢基因等的突变，使我们更好的了解骨坏死的发病机制，将来的这方面的研究使我们更好的发现骨坏死高危人群，实施干预治疗，从根源上减少骨坏死的发生
往期链接：
股骨头坏死的血液学因素和遗传因子
非创伤性股骨头坏死的基因检测
股骨头坏死：保存自身关节的治疗
非手术方法治疗股骨头坏死
股骨头坏死治疗中体外震波应用进展
股骨头坏死的分期与分型
股骨头坏死：历史、现状与展望
作者介绍：
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇