9000年骨跡衰老檔案！年輕時的骨底子竟是老年“硬骨頭”的關鍵

當一只恐龍在史前森林中悠然踱步時，它大概率不會想到，6700萬年后，一群兩腳獸通過查看它的骨骼，發現它的個頭大小和長得快慢沒有關系，而更多取決于它在一生中保持快速生長的時間[1]；

當阿拉斯加北部山脈的猛犸象來回遷徙時，它也不會想到，自己的生平經歷會在17000年后，通過分析象牙中的同位素被還原[2]；

而在最近，橫跨9000年時空的人類骨骼樣本再次點亮了線索，遞來了人類骨骼衰老的寶貴信息。原來，古人和今人的骨骼衰老模式如此相似，女性更易骨質疏松實則淵源已久[3]……

上了年紀，老年人們似乎不約而同的有著一種集體的“自覺”——關注補鈣，小到各式各樣的鈣片，大到去診所打針，以期這樣能預防骨質疏松，好讓自己七八十歲后的骨頭仍能不掉隊。

但這顯然還不夠，了解自己的骨頭，特別是當它變老時內部的變化同樣重要：

拿長骨來說，長骨最外面是外骨膜，中間是堅硬的密質骨，兩端是松質骨，最里面則是裝著紅骨髓或黃骨髓的骨髓腔，在髓腔表面又有內骨膜。通常，骨膜是負責“造骨頭”的成骨細胞和“拆骨頭”的破骨細胞的重要活動區域。

圖注：長骨解剖結構圖示

衰老時的長骨會發生一個明顯變化：里面的骨髓腔逐漸擴大，伴隨著骨質加速流失。當然這并不被動，我們的骨頭會嘗試在最外面的外骨膜長出一些新骨頭（外骨膜骨沉積），來補償這種損害，從而繼續維持骨頭的整體強度。

圖注：外骨膜骨沉積機制有點像時間久了木梁內部會慢慢被蟲子掏空

在很多時候，這在一定程度上解釋了為什么有的人存在骨質流失，但他的骨頭依舊保持強勁的原因。不過，讓人比較好奇的是，這種補償效應有多大作用？是不是每個人都能靠此來維持骨骼的強度呢？

下面這份橫跨9000年歷史的人類骨骼樣本研究，將給出其中答案。

此次研究中，科研人員分析了將近2000具歐洲全新世成人的骨骼，包括他們的肱骨（上臂骨）、股骨（大腿骨）和脛骨（小腿骨），這些人的生存年代從新石器時代（約7300年前）一直覆蓋到了20世紀中葉（約1950年），無論從樣本量還是時間跨度上都堪稱史無前例。

圖注：我們的星球現在正處于全新世，它始于大約12000年前[4]

研究重點聚焦于衰老時，人類皮質骨（即骨頭外層堅硬的密致骨）流失和骨干強度的具體變化。為此，他們圍繞相關指標（詳見下表）進行了細致的觀察。

圖注：研究主要觀察指標

話不多說，接下來，直接上結果：

全新世骨骼樣本顯示，隨著年齡增長，人類普遍存在皮質骨流失情況。女性情況更嚴重，手臂骨（肱骨）比腿骨（股骨、脛骨）更嚴重。大約在45歲后，女性開始出現顯著的皮質骨流失，男性則在55歲后才明顯下降，但他們的手臂骨可能會提前到45歲左右。

圖注：男女各部位骨頭的皮質骨流失情況及不同年齡組間的比較

研究人員指出，皮質骨流失很可能受到了骨內膜吸收活動的驅動。因為骨髓腔面積也隨著年齡逐漸變大，而女性“再勝一籌”，特別是40歲后，女性上臂骨和小腿骨的骨髓腔面積增大十分顯著，提示此時內骨膜中破骨細胞可能過度活躍，從而導致了骨吸收活動的增強。

圖注：男女各骨頭的骨髓腔面積隨年齡變大，女性更加明顯

當骨頭在變“脆”的路上一去不返時，按理說，外骨膜骨沉積的補償效應應該已經啟動（相對總截面積指標變大）在進行補償了。

但實際觀察顯示，這些人的手臂骨和小腿骨的相對總截面積隨年齡的變化并不顯著（外骨膜幾乎沒有新骨生長），大腿骨的相對總截面積僅表現出輕微、有限的增大。也就是說，當衰老時，外骨膜骨沉積的補償作用其實比我們想象的要有限得多。

圖注：男女各骨頭的外骨膜骨沉積情況和相對骨強度情況

在全局不利的情況下，整體骨強度卻并沒有隨年齡增長而出現顯著的變化：女性上臂骨和小腿骨的強度隨年齡下降，但大腿骨強度保持的還不錯，男性骨頭的強度則幾乎沒怎么變。

研究人員指出：除了個體差異和環境的影響（如斯堪的納維亞石器時代的男性，他們的股骨補償能力比較強），骨強度可能更依賴于人類早期骨骼發育的基礎，如果個體在青春期或少年期形成了較大的骨骼橫截面積，成年后即使骨質在減少，他們骨骼強度仍能較好的維持。

圖注：難怪青春期是骨骼發育的關鍵期

對于一群生于公元前7300年至公元20世紀初、普遍經歷著農耕、狩獵等體力勞動的先民來說，因為在青年時期就擁有著較大的骨量和截面積，所以才在老年時能保持上面結果中較穩定的骨強度。但對現代人來說，結果還真不好說。

圖注：生活在更遠時期的尼安德特人的骨架與現代人類的比較

所以，讓人比較擔憂的是，這項研究在一定程度上否定了成年后外骨膜骨沉積的代償作用，那如果成年后骨骼強度更多與青年時期骨骼發育的“底子”有關，是不是意味著成年后，我們再怎么想辦法去提高骨骼強度其實都是一種“亡羊補牢”？

答案是否定的。

研究中指出，即使是少量的外骨膜沉積也會產生比較大的生物力學影響。這是因為外骨膜沉積的位置離骨骼生物力學中性軸更遠，杠桿效應顯著，微小增加便可顯著提升骨骼抗彎曲或扭轉的能力。所以，盡管外骨膜補償效應有限，其作用卻仍不容忽視。

整體來看，不同時期人類骨骼衰老具有相似的模式。在青春期、骨骼生長的黃金期全力“開源”（如注重營養、運動來增加骨量）很重要，在骨骼衰老后期，激發有限的外骨膜補償效應、努力“節流”（如減緩骨質流失）同樣重要。

目前，針對骨骼代謝中特定信號通路的靶向治療藥物正成為新的研究趨勢。這些藥物旨在通過促進骨形成或抑制骨吸收來增加骨密度。如硬骨抑素（一種骨細胞分泌的、抑制骨形成的蛋白）抑制劑Apc001，它能激活被阻斷的Wnt信號通路，有效促進骨骼形成[5]。

圖注：香港浸會大學開發Apc001，以治療骨質疏松癥和成骨不全癥

此外，北歐健走運動在研究中被特別推薦。

通常我們的骨骼遵循著“用進廢退”的沃爾夫定律。即當骨骼長期受到機械刺激時，會改變自己的形態和強度[6]，如格斗運動員，長期的拳擊、踢擊、摔投等高沖擊訓練，使他們的骨密度更大，骨頭也更加結實。類似地，長跑對男性脛骨外骨膜骨沉積也表現出促進作用[7]。

而北歐健走，在行走的同時能通過手杖推撐動作顯著增加個體上肢骨骼的受力，從而延緩其上臂骨等更容易隨年齡衰退部位的骨質流失，比日常的步行（手臂缺少負荷刺激）能更加全面、更大規模地促進骨骼健康。

圖注：任何年齡、性別或身體狀況都可以嘗試進行北歐式健走

當然，各式各樣的骨骼健康監測設備[8,9]和間充質干細胞移植[10]等新技術也在不斷涌現。盡管人類骨骼的衰老遵循著穿越萬古的固有節律，但生于當世的我們，的確是有幸站在了一個有望更早洞察、精準干預的好時候！

參考文獻: