做負重運動有助於延緩骨質疏鬆的原理

骨細胞的組成

骨頭並非無機物,而是由骨細胞 (bone cells) 組成。

骨細胞分為: 骨原細胞 (osteogenic cells)、成骨細胞 (osteoblast)、骨細胞 (osteocyte)、破骨細胞 (osteoclast)。

(osteo: 骨, blast: 發芽, cyte: 成熟的細胞, clast: 破壞)

(圖: 骨細胞。圖片來源: 維基百科)

Osteogenic cells 可分化為 osteoblast。

Osteoblast 會在周圍形成骨質 (bone matrix),主要由膠原蛋白 (collagen) 和礦物質 (主要是 calcium 和 phosphate) 組成。

當 osteoblast 建構完成周遭的骨質後,會被周遭的骨質困住 (trapped) 而無法繼續成長,而轉變成為 osteocyte。

因此 osteogenic cells、osteoblast、osteocyte 其實是同一種細胞,只是處於不同的生長階段。

而 osteoclast 是另一種細胞,它的作用是藉由吸收骨質來破壞骨頭,對於體內 calcium 的平衡扮演重要角色,且當骨頭受損了 (骨折),也需要藉由 osteoclast 的破壞來達到重塑 (remodeling)。

骨質疏鬆的成因

20-30 歲骨質達到最高峰,之後骨質會逐漸流失。如果骨質中的礦物質降低,會讓骨頭容易變形;如果骨質中的膠原蛋白降低,會讓骨頭變得容易碎裂。

以下情況會讓骨質流失速度變得更快:

1. 女性停經後雌激素 (estrogen) 分泌下降

2. 某些生活習慣或疾病導致 (例如抽菸、酗酒、厭食症、甲狀腺機能亢進、腎臟疾病)

負重運動的作用

藉由增加機械壓力 (mechanical stress),可以刺激骨頭增加強度。

並可刺激 osteoblast 形成礦物質和膠原蛋白。

參考資料

Wikipedia: Osteoporosis

Wikipedia: Bone

[edX] Anatomy: Musculoskeletal and Integumentary Systems (Kathleen Alsup, Michigan Medicine)

衛福部: 骨質疏鬆症