骨組織

堅硬的結締組織

骨組織(osseous tissue)是一種堅硬的結締組織,也是由細胞、纖維和基質構成的。纖維為骨膠纖維(和膠原纖維一樣),基質含有大量的固體無機鹽。

簡介


骨分密質骨與松質骨。密質骨由骨板緊密排列而成,骨板是由骨膠纖維平行排列埋在鈣質化的基質中形成的,厚度均勻一致,在兩骨板之間,有一系列排列整齊的胞窩,胞窩有具多突起的骨細胞,彼此借細管相連。骨板在骨表面排列的為外環骨板,圍繞骨髓腔排列的為內環骨板,在內、外環骨板之間有很多是同心圓排列的為哈氏骨板,其中心管為哈氏管(Haversian canal),該管和骨的長軸平行並有分枝連成網狀,在管內有血管神經通過。
松質骨是由骨板形成有許多較大空隙的網狀結構,網孔內有骨髓,松質骨存在於長骨的股端、短骨和不規則骨的內部。骨組織是構成骨骼系統各種骨的主要成分,骨骼為機體的支架,保護柔軟器官,其上附有肌肉,是運動器官的槓桿。
骨組織
骨組織

功能


(1)支持,保護機體;
(2)集中了體內99%的鈣,是維持血鈣平衡的器官,適宜的血液鈣濃度才能保證心臟正常工作;
(3)造血功能,骨髓中有大量骨髓幹細胞,可誘導分化成各種血細胞進入血液。

骨基質


成分組成

破 骨細胞吸收骨產生吸收隧腔,隨即被成骨細胞分泌的基質充填閉合。
成人骨無機成分約佔2/3,有機成分僅佔1/3,膠原佔有機物90%,非膠原佔10%。

膠原

是一種結晶纖維蛋白原,被包埋在含有鈣鹽的基質中。若用弱酸或絡合劑乙烯四醋酸等溶液浸泡后,溶去基質中的無機成分,骨質因失去堅硬性而變為柔韌可屈,同時膠原也被顯示出來。具有典型的X線衍射像和電鏡圖像,並有640A軸性周期。?
膠原的分子結構為三條 多肽鏈。每一條鏈含有一千多個氨基酸分子量為95KU。這三條 肽鏈交織呈繩狀,故又稱三聯螺旋結構。其特點有一群氨基酸,如丙氨酸、亮氨酸、甘氨酸精氨酸谷氨酸、脯氨酸和 羥脯氨酸等,其 總氮量為18.45%,而甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸組成 膠原總量的60%。膠原分子合成是在成纖維細胞、成 骨細胞和成 軟骨細胞內,同時還合成和分泌一些非膠原性基質。膠原在生理狀態下,是不可溶性結晶樣物質。可溶性膠原是未交聯的膠原類型,在生理狀態下是固體,但能用冷氯化鈉液和冷的稀釋酸溶解,這種溶液貯藏在pH7和37℃的條件下,能形成由 微原纖維構成的乳白色膠。?
膠原的功能是使各種組織和器官具有強度 結構完整性。1mm直徑的膠原承受10~40kg的力。
骨質含的 膠原為I型膠原。膠原細纖維普遍呈平行排列,但也分支,交互連接成錯綜的網狀結構。膠原細纖維的直徑和其他種類有很大不同,但一般說,隨年齡增長,直徑逐漸增粗,顯得更密集。?

非膠原蛋白

非膠原蛋白通常約佔類 骨質(osteoid)的20%。隨著骨的成熟和鈣化,比例逐漸下降,約為6%。目前已發現有多種對於骨的生長、再生、發育等有重要作用的蛋白質,如骨粘連素(osteonectin)、纖維粘連素、骨鈣素等。骨粘連素分子量大小約32KU,系磷酸糖蛋白,與 軟骨內成骨過程中軟骨鈣化區內新 骨基質的形成以及膜內成骨過程中新骨核的形成有關。與骨磷灰石有強的親和力,促使遊離鈣離子與I型膠原結合。但纖維粘連素可 競爭性抑制骨粘連素促鈣離子結合I型膠原的作用。纖維粘連素分子量約為220KU,具有兩個由 二硫鍵連接的亞單位,含有能與膠原、肝素和細胞表面結合的位點。在生長過程中的骨中,骨粘連素的含量遠較纖維粘連素的為多。?
2/3的骨鈣素與磷灰石結合緊密,難以分離。骨鈣素屬於γ-羧 谷氨酸包含蛋白類( gamma-carboxyglutamic-acid-containing proteins, GLA proteins),此蛋白類為維生素K依賴性。骨鈣素又稱骨γ-羧谷氨酸包含蛋白(bone gamma-carboxyglutamic-acid-containing proteins, BGP)。該蛋白在骨礦化峰期之後才出現積聚。使用維生素K 拮抗劑,可使此蛋白在骨中的含量減少,但並不影響其 脯氨酸的含量,也不影響骨的機械強度。?

蛋白多糖類

礦化骨組織所含的蛋白多糖量很少,約佔骨有機物的4%~5%,其化學結構及免疫學特性皆與其它組織內的蛋白多糖有明顯之不同。其分子量大約為120KU,其分子的25%為蛋白質。蛋白多糖類可能抑制骨 羥基磷灰石晶體的沉積,因此,在正在鈣化的組織中,蛋白多糖的變化有可能加快組織的礦化。有資料表明,蛋白多糖聚合體抑制 骨骺生長板鈣化過程中羥基磷灰石生長沉積的效應高於單體,蛋白多糖單體的 抑制效應強於 糖胺多糖鏈。Buckwalter的研究表明,正在鈣化的軟骨內,蛋白多糖的結構和大小均發生了改變。

脂質

脂質約佔骨有機基質的7%~14%,主要分佈於 細胞外基質泡的膜上和細胞膜上,細胞內結構以及細胞外的沉積也有脂質的存在,主要為遊離脂肪酸、磷脂類和膽固醇等。酸性磷酸脂與磷酸鈣結合形成複合體,參與骨的鈣化過程。可鈣化的脂蛋白骨骺軟骨開始鈣化時含量最高。?

無機物

骨基質中的無機物通常稱為骨鹽,在電鏡下呈細針狀結晶。這些 骨鹽結晶大都沉積在 膠原纖維中。結晶銜接成鏈,並沿纖維長軸呈平行排列,其排列方向顯示出很強的抗壓力效能。?
無機物占乾重量骨的65%~75%,其中95%是固體鈣和磷。鈣磷固體是一種結晶度很差的 羥基磷灰石。人骨僅有0.50%的鈣是可以交換的。骨質中次要的礦物質是鎂、鈉、鉀和一些微量元素,包括鋅、錳、氟化物和鉬。

細胞成分


(1)成骨細胞
一個成骨細胞在3~4d內可分泌其三倍體積的基質,然後自身埋於其中,即變為骨細胞。
(2)骨細胞
骨細胞是骨組織的主要細胞。
破骨細胞具有特殊的吸收功能,某些局部炎症病灶吸收中,巨噬細胞也參與骨吸收過程。