人体共有206块骨骼，依外形可分为长骨、短骨、扁平骨和不规则骨等。骨骼的外层是「皮质骨」（cortical），含有板层结构，其间含有细胞，因其结构致密，又称之为「致密骨」（compact bone）；骨骼的内层则是「枝状骨」 ，富含骨小梁（trabecular），在骨小梁的表面则有「造骨细胞」（osteoblast, OB）和「蚀骨细胞」（osteoclast, OC），其像海绵状，因此又称为「海绵骨」（spongy bone）。体内约有80%的骨量属于皮质骨，但身体各部位的骨骼所含皮质骨与海绵骨的比例并不相同，例如脊椎骨含有50-75%的海绵骨，而股骨则只有约20%是属海绵骨，且主要是分布在两端。 一、骨骼的代谢 由于海绵骨的表面积较大，所以骨骼的代谢速率较快，当骨骼因某因素而产生骨质流失时，主要的流失部位即在海绵骨，在一般的代谢情况下，每年约有25%的海绵骨被分解和更新， 但只有约3%的皮质骨会被新陈代谢。这也是何以脊椎骨较易发生骨质疏松，造成身高变矮或驼背的原因；又由于股骨的海绵骨分布在两端，因此年轻人骨质较致密，若因撞击而产生骨折时，常折断在股骨的中央部位，但若已年老发生骨质流失之后，当跌倒而骨折时，则常发生在股骨的两端，尤其断裂在与骨盘连接的位置，而很难医治和恢复。 骨骼的成分可分为有机质与无机质。有机质部分包括了骨基质和细胞，骨基质中有95是胶原蛋白，另5的非胶原蛋白质对骨骼的矿物质化（mineralization）很重要，而细胞主要有OB、OC和骨细胞（osteocyte ）三种；无机质中主要有磷酸钙，其他还有碳酸盐、钠、镁、钾、氟化物和氯化物等。 骨骼的细胞可分为OB、OC和骨细胞三种。其中之OB主要在进行胶原蛋白（collagen）和基质（ground substances）之形成，以及负责大部分之骨矿物质化（bone mineralization）。然而当OB被骨间质（bone matrix）包围，会逐渐缩小体积而变成骨细胞。在一般骨骼中，骨细胞含量稳定，其内之胞器（organelles）含量少，仅含少量之粒腺体（mitochondria）和高基氏体（Gorgi apparatus），代谢力不旺盛。 OC较大、多核，且具多量的粒腺体和溶小体（lysosome），显示其进行异化作用和骨骼回收的能力相当强；其细胞膜含有丰富的皱褶，具有电化学极化性，可使细胞膜之渗透压改变，而得以摄入断裂的胶原蛋白和hydroxyapatite，并加以消化。 骨骼无论在成长期或成年期，一直不断地由OC进行骨质分解，而由OB进行重造。当重造的速率大于分解时，则骨骼会变得较长、较宽或较致密；而当分解速率大于重造时，则骨质就会逐渐流失（bone loss）而疏松。通常在成长期，骨骼主要会增长，而在青春末期时，长骨之骨垢（epiphyses）与骨干（diaphyses）愈合在一起之后，大约再经2-3年，骨骼就不再增长，因此，身高也就不再增加了。但在此年龄之后，若营养状态良好，也保持适当的抗阻力运动，则骨质的重造仍然继续维持大于骨质的分解，因此骨质的密度仍会持续增加。当生理状态良好时，此现象可持续至35-40岁左右，而达一生中骨质量之最高点（peak bone mass），但过了45岁之后，尤其女性在刚停经后的连续5年，骨质之分解会明显大于重造，以致造成骨质流失，骨质密度下降，严重时会引起骨质疏松症（osteoporosis）。 二、营养对骨骼代谢的影响 由于人体的骨骼并非是无生命现象的架子而已，而是终生不断地分解与重造（remodeling），因此若只测量当时的密度，并不能真正了解骨骼新陈代谢的实际情况，而得以及时设法加以改善。骨质流失是一种无症候的生理现象，尽管骨质流失了20-30%，甚至超过此数值，若无骨折，很难被察觉到。即使是测其骨质密度，则必须该密度已有明显下降才能被察觉，而此时骨质已流失某相当程度了，很难补救。然而目前在临床上还没有适当简易之骨骼新陈代谢的生化指标，以便及早诊断其骨骼的生理代谢（turnover）状况。因此在营养生理上，能够提供促进骨骼重造的营养素，亦常作为加强骨质密度的重要保健方法。 营养素之所以会被认为与骨质疏松症有关，主要是因骨骼构造中的有机质为蛋白质，而无机质为多种矿物盐沉淀组成，因此如饮食中之某些营养素量不适当时，会影响骨骼代谢之平衡，而造成骨质流失。在所有的营养素中，通常钙质被认为对骨骼的结构与代谢最为重要，也最是一般人所较易缺乏而影响到骨骼的健康。 当饮食中钙摄取量偏低时，身体会产生负钙平衡。当血液中之钙离子浓度偏低（＜10 mg/dL）时，会刺激增加副甲状腺激素（PTH）之分泌，而PTH可刺激肾脏内的活化使25-(OH)-D3转变成具生理活性之1,25-(OH)2-D3，然后PTH和1,25-(OH)2-D3共同改变了骨骼中hydroxyapatite的离子价，此现象导致使orthophosphate转变成pyrophosphate，以致hydroxyapatite变得易解离而排出钙离子，来提升血液中钙离子浓度，此生理现象称为骨质回收(bone resorption)。此生理机制虽能用来维持血液中钙离子浓度的恒定，但亦造成骨质的流失，持续的流失会导致骨质的疏松。体内负钙平衡的发生，并不单是饮食中缺钙才会发生，例如激素分泌的不正常或维生素D的缺乏等，都会导致骨钙的负平衡，而引发骨质的疏松。