骨是一种多功能器官,重力或机械力刺激对动物及人类骨骼系统的生长、发育及功能维持均起着非常重要的作用,因此缺乏重力或机械刺激会造成明显的骨骼变化。早在上世纪六十年代人们就发现太空微重力环境造成宇航员骨代谢的变化和快速骨质丢失,太空微重力环境可以导致骨吸收增强和骨形成的抑制作用,这种骨代谢的失平衡造成的骨质丢失,但导致骨代谢不平衡的原因尚不清楚。人长期卧床和鼠尾悬吊使负重骨处于一种失负荷状态,是地面上常用的模拟微重力模型,两种模型均表现为和太空环境相似的骨代谢改变以及骨质的快速丢失,鼠尾悬吊模型提供的骨形态测量学结果也表明骨质丢失、骨吸收的增强和骨形成功能的降低。骨吸收和骨形成分别由破骨细胞和成骨细胞完成,细胞分子学水平的研究表明微重力环境抑制成骨细胞的增殖,促使细胞凋亡,降低成骨细胞转录因子和特异性因子的表达,抑制成骨细胞的分化,并通过增加RANKL/OPG的比例促进破骨细胞的形成。微重力环境成骨细胞功能的降低和破骨细胞功能的增强所致的骨代谢的不平衡导致了骨质丢失,因此恢复平衡的骨代谢可能是防治微重力环境骨质丢失的必要手段。