骨基質

骨基質為骨組織的基礎，其化學成分包括有機基質和無機成分（骨鹽）兩種。

有機基質包括膠原（骨膠纖維）和非膠原化合物（無定形基質），約佔骨幹重的35%，是由骨細胞分泌形成的。

膠原約佔有機基質的90%以上，主要由I型膠原蛋白組成，還有少量V型膠原蛋白。

無定形基質的含量只佔5%，呈凝膠狀，主要含中性和弱酸性的糖胺多糖，以及多種糖蛋白的複合物，糖胺多糖包括硫酸軟骨素、硫酸角質素和透明質酸等。而蛋白質成分中有些具有特殊作用，如骨連接蛋白（osteonectin）可將骨的無機成分與骨膠原蛋白結合起來，骨連接蛋白是附著於膠原的一種糖蛋白，易與羥基磷灰石結合，可能作為骨鹽沉積的核心。而骨鈣蛋白（osteocalcin）是與鈣結合的蛋白質，其作用與骨的鈣化及鈣的運輸有關，骨鈣蛋白作為一種依賴維生素K的小分子酸性蛋白質，分子量約6000，其谷氨酸殘基在γ位羧化為γ-羧基谷氨酸，與羥磷灰石、Ca2+有很高親和力。有機成分使骨具有韌性。

骨鹽占骨幹重的65～70%，其主要成分為磷酸鈣，佔84%，其它還有CaCO3佔10%，檸檬酸鈣佔2%，磷酸鎂佔1%，和Na2HPO4佔2%等。骨鹽約有60%以結晶的羥基磷灰石（hydroxyapatite）形式存在，其餘40%為無定形的CaHPO4。據認為後者可以轉變為前者。羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是微細的結晶，亦稱骨晶（bonecrystal）。電鏡下，結晶體為細針狀，長約10～20nm，它們緊密而有規律地沿著膠原纖維的長軸排列。骨鹽一旦與有機成分結合后，骨基質則十分堅硬，以適應其支持功能。每克骨鹽含有約1016個結晶，總的表面積可達100平方米，體液中其他離子如Ca2+、Mg2+、Na+、Cl－、HCO3－、F－，檸檬酸根等可吸附在羥基磷灰石的晶格之間。骨晶性質穩定，不易解離，但在其表層進行離子交換的速度較快。

骨中鎂離子占體內鎂離子總量的50%，骨中鈉離子也占體內鈉離子總量的35%，而且大部分鈉易於交換。所以骨骼不僅是身體的支持組織，也是貯存大量鈣、磷、鈉、鎂的器官，在維持體液電解質濃度的穩定性上具有重要作用。此外，骨鹽中的Ca2+還可與體液中的H+交換，當體液中[H+]增多（酸中毒）時，由於Ca2+H+交換，可致骨鹽溶解。