一、发病原因
慢性肾功能衰竭是纤维性骨炎的主要病因。
二、发病机制
肾功能衰竭时，由于肾组织遭受破坏，尿磷减少，使血磷增高，同时肾脏合成1，25-(OH)2D3减少，使肠道吸收钙的能力下降而产生低钙血症，三者之中尤以1，25-(OH)2D3的合成减少，使甲状旁腺增生、功能亢进，导致主要表现为纤维性骨炎的病理改变，此外还可能出现骨质疏松、骨硬化或骨软化。
肾功能衰竭早期即可能产生继发性甲状旁腺功能亢进。当肾小球滤过率(GFR)下降为50～60ml/min时，血浆全段甲状旁腺素(iPTH)即有增多趋势，这主要是由于甲状旁腺激素-VD轴线发生障碍，亦即二羟胆骨化醇[1，25-(OH)2D3]的合成受到干扰。肾衰早期，血清1，25-(OH)2D3水平常处于正常低限或略低于正常，它的水平低下可以导致甲状旁腺的过多分泌，并减少肠道对钙的吸收。
肾衰早期二羟胆骨化醇的合成减少，不像是由于肾脏体积变小的结果，因为早期肾脏体积并不变小，很可能是由于肾脏生物合成二羟胆骨化醇的功能性损伤所致。因为对这种患者限制磷的摄入可使其二羟胆骨化醇的水平升高。肾衰早期磷积存在肾小管细胞内，可以导致二羟胆骨化醇的生物合成减少，而使甲状旁腺激素水平升高。
其他一些附加因素也可能参与了继发性甲旁亢的发生。Bricker等提出的矫枉失衡学说，认为肾衰早期血磷增高，直接降低血中离子钙的含量。Liach和Massry发现，肾衰早期血浆离子钙水平下降，然后可能通过预先形成的甲状旁腺激素的释放和前甲状旁腺激素原的mRNA的合成增多而促进甲状旁腺激素的释放。但是，其他学者的研究认为，低钙血症不是继发性甲状旁腺功能亢进的必要因素。综上所述，肾衰早期二羟胆骨化醇的生物合成障碍是促进继发性甲旁亢的重要因素。
肾衰晚期，继发性甲状旁腺功能亢进的产生，往往与低血钙、高血磷，特别是二羟胆骨化醇的缺乏有关。
1.低钙血症
导致低钙血症的产生至少有三种因素，即磷的潴留，骨骼对于甲状旁腺激素(PTH)的高钙血症作用发生抵抗和维生素D代谢紊乱。
正常人急性摄取大量无机磷，即可引起一过性血磷升高，还可以使血钙减少和甲状旁腺素的显著增多。高磷血症，不一定直接引起低钙血症，慢性肾衰时磷的潴留可能通过其他途径导致低钙血症，所以磷的潴留是引起低钙血症原因之一。
血甲状旁腺素水平升高可动员骨钙入血，理应使血钙增多。但在肾衰时，尽管血甲状旁腺素水平升高，却经常有低钙血症发生，提示慢性肾功能衰竭时骨骼对甲状旁腺素的动员骨钙作用，发生了抵抗。动物实验表明，这种骨骼对于甲状旁腺素动员骨钙，发生抵抗部分是由于1，25-(OH)2D3不足。彻底纠正这种现象有赖于提供足量的1，25-(OH)2D3和24，25-(OH)2D3。另外一些研究表明，这种抵抗部分由于甲状旁腺素受体下调。
维生素D的缺乏对低钙血症的产生有重大影响。体内的维生素D一方面来自饮食，更重要的是在皮肤内形成。存在于皮肤内的维生素D3原经日光(特别是紫外线)照射后，转化为前维生素D3，前维生素D3经皮肤内的热作用后，进一步转化为维生素D3。皮肤中的维生素D3与血液中的维生素D结合蛋白(DBP)结合而以DBP-D3的形式进入血液。肝脏中的25-羟化酶使维生素D3在25位碳链上羟化，形成25-(OH)2D3，再经肾脏产生的25-(OH)D3-1α羟化酶作用，最终形成具有强大活性的1，25-(OH)2D3。1，25-(OH)2D3能促进肠道内钙的吸收。
肾衰晚期，由于饮食的限制，钙的摄入量往往减少，肠道内钙的吸收也下降，也是易形成低钙血症的原因之一。
临床上，肾衰晚期血钙水平可以低下、正常甚至增高，后者常由于严重的甲旁亢、铝中毒或者维生素D过量所致。
2.高磷血症
血浆中的磷，只有12%～15%与蛋白结合，因此，肾小球滤液中的磷的浓度大约为血浆磷浓度的90%。大部分滤过的磷在肾小管(主要在近端肾小管)被重吸收，只有15%～20%的滤过磷被排出。正常状态下，甲状旁腺激素能减少肾小管对磷的重吸收，增进尿磷的排泄，从而降低血磷水平，使其保持在正常范围内。早期肾衰时，即使肾小球滤过率有所下降，但由于血浆甲状旁腺素浓度增加，促使肾小管对磷的重吸收减少而使血磷，仍维持在正常范围内。当肾小球滤过率下降到大约20ml/min时，由于滤过磷量大大减少，即使血浆甲状旁腺素浓度很高，仍不能制止血磷的升高。当肾小球滤过率下降到10ml/min以下时，血磷会显著升高，导致高磷血症。甲状旁腺素增多还促进骨吸收，从骨骼中释放出的钙和磷进入细胞外液，磷不能从尿中排出体外，故使血磷水平升高，导致高磷血症。饮食中摄入过多的含磷食物，超过肾脏的排泄能力，也是一个因素。
慢性肾衰时，磷的潴留可通过三种途径参与继发性甲状旁腺功能亢进的发生：
(1)早期可降低1，25-(OH)2D3的合成。
(2)晚期可直接刺激甲状旁腺素的分泌和甲状旁腺的生长。
(3)促进甲状旁腺素的基因表达：有人报道，对实验性终末期肾病限制动物饮食中磷的摄入，使血磷达到正常水平，能将血浆甲状旁腺素水平自130pg/ml降到35pg/ml而不影响血钙及二羟胆骨化醇水平，甲状旁腺体积也减少，提示高磷血症能刺激肾衰时的甲状旁腺生长。
在一项体外实验中，将肾衰病人增生的甲状旁腺组织暴露在高浓度的磷中，结果使前原PTHmRNA(preproPTHmRNA)增多，促进了甲状旁腺素从这种甲状旁腺组织中的分泌。
3.二羟胆骨化醇合成减少
当肾脏实质遭受进行性破坏时，1-羟化酶减少，导致肾脏内二羟胆骨化醇的生物合成受到抑制，使二羟胆骨化醇对甲状旁腺素的负反馈信号减弱而增加甲状旁腺素的合成和释放。另外，磷的潴留(或近端肾小管内原液磷的水平升高)，可直接抑制肾脏对二羟胆骨化醇的合成，从而减少肠道内钙的吸收而使血钙水平下降而增加甲状旁腺素的分泌。可能更重要的是减轻了二羟胆骨化醇对甲状旁腺的抑制作用而使其增生，增加甲状旁腺素的分泌。还有人认为，二羟胆骨化醇的不足可改变甲状旁腺素和血钙离子浓度之间存在的调定点(set point)，使正常水平的钙离子也不足以抑制甲状旁腺素的分泌，但是，其他人的研究未能证实这一点。
当肾小球滤过率(GFR)下降到30ml/min以下时，可能由于磷的潴留和有功能的肾组织的减少，二羟胆骨化醇水平下降到正常水平以下。也有人发现轻中度肾衰时(GFR 40～80ml/min)二羟胆骨化醇水平降低。给予二羟胆骨化醇治疗能逆转早期和晚期肾衰的甲状旁腺功能亢进。
除了磷的潴留外，实验性研究提示，肾衰时包括尿毒症毒素和尿酸在内的一些物质的潴留，能减少25-羟胆骨化醇，向二羟胆骨化醇的转化。这种现象也在病人中得到证实。有人报道，给9例慢性肾衰(平均血肌酐浓度为3.6mg/dl或316nmol/L)病人，使血清尿酸自7.3mg/dl降到4.0mg/dl(434～238nmol/L)，结果使二羟胆骨化醇水平由31pg/ml上升到38pg/ml，而血浆钙、磷和甲状旁腺素水平没有变化。
还有迹象表明，甲状旁腺对二羟胆骨化醇反应低下，也参与了甲状旁腺功能亢进的进展。生理浓度的二羟胆骨化醇不能抑制甲状旁腺素的分泌，这可能是由于甲状旁腺内二羟胆骨化醇受体数量的减少所致。低二羟胆骨化醇水平在其受体减少方面可能发挥重要作用，因为给予治疗剂量的二羟胆骨化醇可以纠正这种现象。在疾病晚期，潴留的尿毒症毒素通过减少受体的合成和减少活动性激素-受体复合物与细胞核内的维生素D反应成分结合而参与了作用。
在维持性血透病人进行的观察表明，结节性甲状旁腺内受体密度的减少比弥漫增生性甲状旁腺更为显著。因此，二羟胆骨化醇受体数量的减少可能在甲状旁腺功能亢进的进展和甲状旁腺细胞增生方面参与了作用，导致结节形成。这也可能解释超生理水平的二羟胆骨化醇(通过静脉或腹腔内给药)可以显著抑制维持性血透病人甲状旁腺素的释放，而常规口服剂量则相对作用较小。
4.钙敏感受体 在结节形成区域内可能伴有钙敏感受体mRNA和蛋白的减少，这种变化可使甲状旁腺激素的分泌，受钙的抑制作用，反应不那么强烈。钙敏感受体对甲状旁腺功能的调节可能具有治疗意义。在实验性或人类慢性肾衰时给予钙敏感受体增效剂能降低血浆甲状旁腺素50%以上，而且能抑制实验动物的甲状旁腺细胞增生。
5.骨骼对甲状旁腺素产生抵抗
骨骼对甲状旁腺素动员骨钙的作用产生抵抗可能参与了继发性甲状旁腺功能亢进的发病。这种对甲状旁腺素的抵抗主要由于高循环甲状旁腺素水平引起的甲状旁腺素受体下调。此外二羟胆骨化醇的不足和高磷血症也有一定作用。
晚期肾衰时代谢性酸中毒能损害骨的功能。某些过多的氢离子通过骨的碳酸盐的缓冲作用能导致钙的释放，使骨钙的储存逐渐减少。给予维持性血透病人碱性药物来保持正常的血浆重碳酸盐浓度能减缓尿毒症骨病的进展。此外，动物实验表明纠正酸中毒能减少肌肉的消耗，延缓肾脏疾病的发展。
6.骨骼病变
肾功能衰竭时，最常见的两种骨的病变为骨吸收增强和骨矿化缺陷，骨硬化也可能出现，骨质疏松则不常见。
(1)甲状旁腺素增多性骨病(高转运型骨病)：
血甲状旁腺素增多可导致破骨细胞活性增高和骨吸收增强。当这些过程越来越严重时，骨骼出现明显纤维化，构成纤维性骨炎的组织学病变。这种破骨细胞性骨吸收见于骨膜下、骨内膜下、皮质骨的Havers管和小梁骨表面。这些改变多见于皮质骨，少见于小梁骨。甲状旁腺素还可以刺激骨细胞性骨溶解，导致皮质骨的吸收。甲状旁腺功能亢进也可引起编织状类骨质和编织骨的出现。
(2)矿化不全的骨病变：
类骨质矿化不全使儿童产生佝偻病，成人出现软骨病。这是由于骨骼矿化率延迟，导致过多的未矿化类骨质的出现。
类骨质矿化不全的机制主要是维生素D或其活性产物相对或绝对不足和(或)骨骼对维生素D的作用发生抵抗。维生素D可通过几条途径影响骨的矿化：它可以影响胶原的合成和成熟，直接刺激骨的矿化，或者通过促进肠道内钙磷的吸收来提高骨周围细胞外液中钙磷的水平。维生素D缺乏可以使胶原代谢异常，还可以使无定形钙和磷转变为晶体型的过程受到抑制。除维生素D不足外，铝中毒也可能是某些矿化不足的原因，而且对维生素D治疗产生抵抗，即所谓低转运型骨软化。
(3)骨硬化：
骨硬化是肾性骨营养不良的一种独特表现。放射学检查显示骨密度增加。组织学检查为未矿化小梁骨增多和整个骨体积增大。在脊柱、骨盆、肋骨和长骨的干骺端等以小梁骨为主的部位表现最为明显。
骨硬化患者骨病变与各项生化指标如钙、磷和碱性磷酸酶等没有任何相关性。某些实验和临床观察提示，骨硬化可能由甲状旁腺素分泌过多引起。甲状旁腺功能亢进患者可以有骨硬化的放射学改变。
(4)骨质疏松：
骨质疏松是指正常矿化骨的体积减小。骨固定术、缺钙和慢性蛋白质摄入减少可能是导致骨质疏松的原因。50岁以上尿毒症患者、绝经期后、特发性或老年性骨质疏松等因素可能也参与了这种骨病的发生。
