骨質疏松癥可分為原發、繼發和特發三種。原發骨質疏松癥包括絕經后骨質疏松癥及老年骨質疏松癥;繼發骨質疏松癥可有多種因素引起如內分泌紊亂、營養缺乏、藥物應用、肝腎疾病、酒精中毒等;特發性骨質疏松癥主要見于8-14歲的青少年或成人,多伴有遺傳史,女性多于男性,婦女妊娠及哺乳期所發生的骨質疏松也可列入此。所謂原發骨質疏松癥是指單位體積內骨量減少、骨組織顯微結構退化(松質骨骨小梁變細、斷裂、數量減少、皮質骨多孔、變薄),以致骨脆性增高及骨折危險性增加的一種全身性疾病。臨床表現為骨密度(BMD)降低,骨皮質變薄、骨髓腔增寬骨小梁變少,易于折斷。盡管骨質疏松癥有許多發病原因,但歸根結底是由于骨重建過程(骨吸收與骨形成之間達到平衡的過程)失衡的結果。骨重建分三個階段:(1)破骨細胞吸附在骨表面吸收少量骨形成凹陷。(2)成骨細胞進入凹陷形成新骨。(3)骨基質礦化,新形成的骨與吸收的骨相當。若被破骨細胞吸收的凹陷未被新骨添滿,新生骨量少于被吸收骨量即發生負平衡,從而導致骨總量的丟失,引起骨質疏松癥。
雌激素與成骨細胞內的受體結合后,促使其分泌膠原酶、釋放細胞因子及生長因子等進行骨重建;作用于破骨細胞則抑制其溶酶體的活性,抑制骨吸收,并抑制其在切片上產生凹陷的能力;另外,當雌激素缺乏時,骨骼對甲狀旁腺素敏感性增加,加速了骨吸收;同時降鈣素合成減少,而降鈣素可通過作用于破骨細胞上降鈣素受體來抑制破骨細胞的活性,從而減少骨吸收,也可作用于成骨細胞促進骨形成。雌激素對于成骨有重要作用,絕經后和切除卵巢的婦女體內雌激素水平降低,骨轉換增加,骨丟失加速,發生骨質疏松和骨折的危險增加。在影響骨量的諸多因素中,雌激素缺乏是骨量丟失的最重要原因,絕經后婦女雌激素替代治療可預防骨量減少。體外實驗證實,17-β雌二醇可使各種成骨細胞培養系中堿性磷酸酶活性增強,并誘導I型膠原合成,對正常動物給予大劑量雌激素亦可促進骨形成。雌激素缺乏時,骨代謝轉換亢進,骨吸收超過骨形成,使血清中白細胞介素1,6(IL-1, IL-6),腫瘤壞死因子β(TNF-β)增加,IL-1,IL-6均可刺激破骨細胞前體細胞的生成和分化,并使破骨細胞活性增加而促進骨吸收,TNF-β是骨吸收誘導劑。雌激素通過受體發揮生物效應,抑制這些細胞因子的產生,防止骨量減少。流行病學資料表明:少部分絕經前婦女亦可發生骨質疏松,體內雌激素水平高低與骨質疏松的發生并無相關性[33],其骨質疏松的發生可能與ER改變有關。動物實驗發現:大鼠ER基因外顯子2破壞后,致使ER基因剔除,ER基因剔除后雌鼠和雄鼠BMD均降低20%-50%。這表明ER在骨質疏松發生中有重要作用,ER基因突變可導致BMD降低,ER基因突變可能是某些患者發生骨質疏松的遺傳學基礎。