維生素D缺乏性佝僂病發病機理

鈣磷代謝與骨發育

維生素D缺乏影響鈣、磷吸收， 可引起鈣、磷代謝失常。 鈣、磷代謝除維生素D外， 體內尚有其它因素參與， 相互影響和聯繫而發揮鈣、磷代謝的正負反饋作用， 以維持正常鈣、磷代謝和骨發育。 其中有甲狀旁腺素、降鈣素、軟骨細胞、成骨細胞和基質小胞的參與。 另外生長激素、雄性和雌性激素、甲狀腺素、糖皮質激素等對鈣、磷代謝也有影響。 茲對有關因素簡述如下。

1.維生素D對鈣、磷代謝的作用

無論經皮膚或經消化道吸收的維生素D， 均貯存於血漿、肝、脂肪和肌肉內。 維生素D被吸收後並無活性，

它需在體內經過二次羥化作用後， 才能發揮激素樣生物效應。

首先維生素D被運至肝內， 經肝細胞內質網和微粒體的25-羥化酶系統的作用， 使維生素D3變為25-羥化酶系統的作用， 使維生素D3變為25-羥基膽骨化醇（25-（OH）D3）。 後者具有對25-羥化酶活性起負反饋的抑制作用， 以調節25-（OH）D3在血內的濃度。 25-（OH）D3被運到腎臟， 在近球小管上皮細胞的線粒體中經25-（OH）D3-1-羥化酶系統（1-羥化酶）的作用， 生成1， 25-羥基膽骨化醇（1， 25-（OH）D3）。 後者對1-羥化酶的活性料有負反饋抑制作用， 1， 25-（OH）D3活性很強， 對鈣、磷代謝的作用高於25（OH）D3200倍， 對骨鹽的形成作用高100倍。

活性維生素D受著血鈣、磷濃度的影響， 低鈣、磷能刺激1-羥化酶活性增強， 從而使1， 25-（OH）D3形成加速；反之高血鈣、磷則能抑制1-羥化酶的活性。 高血鈣、磷還可以促進25-（OH）D3轉變為24-25-（OH）D3，

後者失去維生素D活性或作用極微。

1， 25-（OH）D3的作用：①它能促進小腸粘膜對鈣、磷的吸收。 1， 25-（OH）D3可與小腸粘膜內1， 25-（OH）D3的靶細胞的特異受體相結合， 進而形成VD結合蛋白鈣， 由上皮的粘膜側運到漿膜介， 經毛細管吸收到血內。 ②1， 25-（OH）D3可促進腎小球近球小管對鈣、磷的回吸收， 以提高血鈣、磷的濃度。 ③1， 25-（OH）D3能促進未分化的間葉細胞分化成破骨細胞， 促進骨吸收， 使舊骨質中的骨鹽溶解， 提高了血鈣、磷濃度。 ④1， 25-（OH）D3又能直接刺激成骨細胞， 促進鈣鹽沉著。

由此可以看出， 肝、腎功能障礙時， 將影響VD羥化過程， 這也是肝性、腎性佝僂病發生的病因。

2.甲狀旁腺素（parathyroidhormone,PTH）的作用①PTH的分泌取決於血鈣濃度， 當血鈣低於正常時， PTH增加， 高血鈣時則換PTH分泌。 高血鈣能換靶器官腺苷酸環化酶，

使環-磷酸腺苷（c-AMP）的形成下降。 低血鈣時恰恰相反， 能使c-AMP增高。 PTH作用於靶細胞的腺苷酸化酶系統， 使細胞內的c-AMP升高， 可促使線粒體內鈣離子移向胞漿內。 胞漿離子鈣濃度增加， 啟動了細胞膜的鈣泵， 使鈣離子向細胞外轉移， 提高血鈣濃度。 ②PTH對骨的作用：當PTH增高時， 刺激未分化的間葉細胞分化為破骨細胞的能力加強， 從而增加骨吸收， 使血鈣、磷濃度上升。 PTH抑制成骨作用， 與1， 25-（OH）D3起著拮抗作用。 ③PTH對腎的作用：PTH作用于腎小管， 促進鈣的回吸收， 並通過漿膜面的鈣泵使鈣離子進入血液。 PTH抑制腎小管對磷的回吸收， 促進尿磷增加， 與1， 25-（OH）D3起拮抗作用。 PTH的另一個作用是使25-（OH）D3變為1， 25-（OH）D3速度回憶。 ④PTH對腸鈣促進吸收作用， 其原因是125-（OH）D3濃度增加的結果， 但也有人認為PTH對腸鈣的吸收也有直接作用。

3.降鈣素（cacitonin,CT）來源於甲狀旁腺及甲狀腺濾泡普遍細胞（“C”細胞）。 降鈣素受血鈣濃度的影響；血中CT的正常值為72±7ng/L以下。 血鈣上升時可促進CT上升， 反之下降。 ①CT對骨的作用：它能控制破骨細胞的形成， 抑制骨吸收， 阻止骨鹽溶解及骨基質分解。 CT能促進破肌細胞轉化為成骨細胞， 加強沉鈣作用。 幼年動物的降鈣素生物效應活躍。 ②CT對蛑的作用：抑制腎近球小管對鈣磷的回吸收， 使尿鈣、尿磷排泄增加。 ③CT對腸的作用：抑制消化道對鈣的吸收， CT對腸管的鈉、鉀、磷的吸收也有抑制作用。

維生素D、PTH、CT對腸、骨、腎的鈣、磷代謝有協同作用和拮抗作用。 而它們之間有明顯的相互回饋作用， 從而維持了機體內鈣、磷的正常代謝和骨的正常發育。

4.骨的正常發育骨的正常發育有兩種形式， 一為軟骨成骨， 一為膜性成骨。 前者主要在長骨端進行， 使骨變長；後者在骨皮質和扁平骨進行， 使骨變粗或加厚增寬。

發育年齡的骨骺軟骨， 是從骨端的化骨核增殖分化軟骨細胞走向骨體。 軟骨細胞發育起自化骨核到幹骺端的骨骺軟骨， 其分化可分為：①生髮細胞層， 為小而少的未分的扁平細胞， ②增生軟骨細胞層， 是由生髮細胞進行分裂而成， 細胞呈扁平形， 緊密排列成柱狀， 柱間軟骨基質增多。 ③成骨軟骨細胞層， 其細胞體積漸增大， 呈方形排列。 ④肥大軟骨細胞層， 其細胞體積更為肥大、成熟， 排列整齊呈柱狀。 幹骺端血管所輸入的鈣、磷等， 開始沉積於③、④層肥大的軟骨細胞基質中， 進而使軟骨細胞退化。⑤退化層，是細胞退化的最後階段。細胞壞死、溶解，是細胞退化的最後階段。細胞壞死、管排列整齊、緻密，此亦即X線片上所見到的臨時鈣經帶。鈣化管內可見毛細血管樣，血管周圍有排列整齊的成骨的細胞。⑥成骨區即新生的骨松質區。成骨細胞緊貼在鈣化管壁，分泌骨基質，繼之沉鈣，成骨細胞亦被包埋其中，形成初期骨小梁，進而改建為成熟的骨小梁和縱行排列構成幹骺端骨松質。

有人認為在骨組織中存在一種基質小泡（matrixvesicles），此基質小泡來源於軟骨細胞和成骨細胞。因其存感動基質中故名之曰基質水泡。基質小泡有膜，小泡直徑約30～300nm，泡內含有豐富的鹼性磷酸酶、ATP酶和焦性磷酸酶（有人認為這些酶是同一體）。在肥大軟骨細胞層中，基質小泡的生物膜上磷酸酶的作用下，小胞內焦磷酸鹽骨鹽結晶的作用，而焦磷酸酶能分解焦磷酸鹽，進一步被小泡內豐富的鹼性磷酸再分解了其它磷酸酯使成為無機磷。這樣就使局部鈣、磷濃度升高，並在基質小泡內形成骨鹽結晶。此結晶突出基質小泡膜，向外延伸，沉澱骨鹽。再進一步形成磷灰石（apatite），即形成幹骺端軟骨細胞的肥大細胞層和成骨細胞所合成的骨基質鈣化部分—臨時鈣化帶。

小兒生長時間骨發育，即是軟骨細胞不斷增長，臨時鈣化帶不斷地前移，骨松質不斷地改建，使長骨不斷增長。

進而使軟骨細胞退化。⑤退化層，是細胞退化的最後階段。細胞壞死、溶解，是細胞退化的最後階段。細胞壞死、管排列整齊、緻密，此亦即X線片上所見到的臨時鈣經帶。鈣化管內可見毛細血管樣，血管周圍有排列整齊的成骨的細胞。⑥成骨區即新生的骨松質區。成骨細胞緊貼在鈣化管壁，分泌骨基質，繼之沉鈣，成骨細胞亦被包埋其中，形成初期骨小梁，進而改建為成熟的骨小梁和縱行排列構成幹骺端骨松質。

有人認為在骨組織中存在一種基質小泡（matrixvesicles），此基質小泡來源於軟骨細胞和成骨細胞。因其存感動基質中故名之曰基質水泡。基質小泡有膜，小泡直徑約30～300nm，泡內含有豐富的鹼性磷酸酶、ATP酶和焦性磷酸酶（有人認為這些酶是同一體）。在肥大軟骨細胞層中，基質小泡的生物膜上磷酸酶的作用下，小胞內焦磷酸鹽骨鹽結晶的作用，而焦磷酸酶能分解焦磷酸鹽，進一步被小泡內豐富的鹼性磷酸再分解了其它磷酸酯使成為無機磷。這樣就使局部鈣、磷濃度升高，並在基質小泡內形成骨鹽結晶。此結晶突出基質小泡膜，向外延伸，沉澱骨鹽。再進一步形成磷灰石（apatite），即形成幹骺端軟骨細胞的肥大細胞層和成骨細胞所合成的骨基質鈣化部分—臨時鈣化帶。

小兒生長時間骨發育，即是軟骨細胞不斷增長，臨時鈣化帶不斷地前移，骨松質不斷地改建，使長骨不斷增長。