股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)又称股骨头缺血性坏死，是指股骨头血供中断或受损引起骨细胞、骨髓成分死亡及随后修复，继而导致股骨头结构改变、股骨头塌陷，引起关节疼痛、关节功能障碍的疾病。其发病率和致残率较高，是骨科难治性疾病之一。股骨头坏死按病因分为创伤性和非创伤性，据不完全统计，长期或大剂量应用激素所致的激素性股骨头坏死占非创伤性ONFH的首位，约50％[1]。激素性股骨头坏死确切的发病机制至今尚不清楚，相关学说主要有脂质代谢紊乱及骨内高压学说、骨髓基质干细胞脂肪分化学说、血管内凝血与血管活性因子学说、骨细胞的代谢与凋亡学说及骨质疏松学说等。本文就激素性股骨头坏死的上述发病机制作一综述。
1、脂质代谢紊乱及骨内高压学说
在激素的刺激下，骨髓基质干细胞来源的脂肪细胞会增加惊人的体积，造成成骨细胞明显下降，最终因为脂肪代谢紊乱继而引起一系列病理生理变化导致股骨头坏死。在Celebi等[2]研究的体内实验中，实验组取31只大鼠一次性注射20mg/kg的甲泼尼龙，对照组取25只大鼠注射0.9%氯化钠注射液。通过测量注射前及注射2周后近端股骨的骨内压及血流量，发现骨坏死的动物存在更多增大的骨髓脂肪细胞，其骨髓造血细胞数量减少，且被增大的骨髓脂肪细胞代替。研究者推测骨髓脂肪细胞的增大以及骨内压的升高是激素性ONFH的重要病理生理学特征。Yeh等[3]证实激素和乙醇都可通过Wnt信号相关基因减少对成骨基因和蛋白的表达，同时增加脂肪形成相关基因及蛋白的表达，使骨髓内的脂肪细胞增生肥大，同时伴有动静脉血管的改变，说明脂肪在骨髓腔内堆积会引起骨内压升高、髓内血管受压，加重股骨头进一步缺血。李挺松等[4]通过动物实验发现大剂量激素使用后，兔股骨头的骨细胞内脂质沉积，在透射电镜下观察发现，骨细胞内出现大量的脂肪滴，随着坏死的进展逐渐增大，挤压细胞核，使细胞膜的完整性破坏，最终导致骨细胞死亡。Boss等[5]认为，大剂量激素使脂肪在骨髓腔内堆积，骨内压升高，髓内血管受压，静脉回流受阻，激素又使血液呈高黏滞状态，高黏血症使血小板聚集，血管闭塞，毛细血管通透性增高，骨髓间质水肿，使骨内压增高。脂肪细胞数量和体积的变化导致髓内压力增大；而过高的髓内压力可增大外周血管阻力，导致股骨头血供障碍，最终引起股骨头缺血坏死。总之，各种原因引起骨内压升高的结果，减少了骨内血液灌注量，使股骨头血液供应明显减少，骨髓组织缺氧、水肿，组织水肿又进一步增高骨内压，形成恶性循环，最终引起骨缺血性坏死。
2、骨髓基质干细胞脂肪分化学说
骨髓基质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)具有多向分化潜能，可分化为脂肪细胞、成骨细胞和血管内皮细胞等。大量研究发现[6、7], MSC向脂肪细胞分化增加是激素性股骨头坏死发生的重要机制。Yin等[8]从分子生物学角度证实糖皮质激素可能在基因水平直接诱导骨髓基质干细胞分化为脂肪细胞。Liu等[9]发现，向MSC中加入地塞米松，MSC中与脂肪生成相关的AP2基因的信使RNA表达增加，骨生成基因Ⅰ型胶原的信使RNA表达下降。MSC脂肪分化，一方面使局部脂肪堆积，造成骨内压增高；另一方面使MSC向成骨细胞及血管内皮细胞分化减少，造成血管再生抑制，成骨减少，促成骨坏死。Carcamo-0rive等[10]在成人MSC中加入地塞米松，培养10 d后MSC的细胞增殖活动明显受到抑制，且受抑制程度与激素的使用剂量呈正相关。Wang等[11]发现，激素可诱导骨髓内脂肪细胞分泌硬脂酸和棕搁酸，这两种具有脂毒性作用的饱和脂肪酸能促进成骨细胞内活性氧的聚集，减弱其成骨能力。吴云刚等[12]发现，激素性股骨头坏死患者MSC分化为破骨细胞的能力和活性增强，因此破骨的速度大于成骨的速度，最终导致股骨头塌陷。从中可以看出，激素能通过诱导MSC分化为脂肪细胞，并抑制其向骨生成细胞系转化，引起骨代谢的紊乱，使股骨头坏死发生的概率大大增加。