1.您了解人體骨骼的功能嗎?
大家都知道運動離不開健康的骨骼。但您知道嗎?骨骼還有其他重要的功能,比如:支撐身體、保護(hù)內(nèi)臟器官、協(xié)同運動和參與人體代謝、造血及分泌多種激素等。
?。?)支撐功能:骨骼是人體最堅硬的組織,各骨骼間通過關(guān)節(jié)等互相連結(jié)成完整骨架,在使身體維持相應(yīng)形態(tài)和姿勢的同時,發(fā)揮支撐和負(fù)重作用,這是骨骼最主要的功能,也是人能站立、行走、負(fù)重和勞動的基礎(chǔ)。骨骼一旦發(fā)生損傷或退化(如骨質(zhì)疏松癥、骨性關(guān)節(jié)炎),骨骼的外形被破壞或不再那么堅固了,那么就沒有辦法支撐人體做任何運動了。
?。?)保護(hù)內(nèi)臟器官:骨骼可圍成一定形狀的體腔以容納重要的臟器組織,并加以保護(hù)防止其受外力損傷。比如:顱骨可保護(hù)腦組織;胸椎骨與肋骨、胸骨等圍成的胸腔,可保護(hù)其內(nèi)的心臟、肺和縱隔;而椎體形成的椎管可保護(hù)脊髓等。
?。?)運動功能:骨骼在神經(jīng)支配下,可與肌肉、韌帶、肌腱等組織一起協(xié)同作用,使身體完成站立、行走、奔跑及日常生活所需的各種運動和動作。在運動過程中,骨骼起到杠桿和支持作用。
(4)參與人體鈣、磷代謝:骨骼中儲存大量的鈣和磷,是機體代謝所需鈣、磷的主要來源和儲備庫,在神經(jīng)、內(nèi)分泌因子的作用下,參與對血液鈣、磷濃度的調(diào)節(jié)。當(dāng)血液中的鈣、磷過多時,便會轉(zhuǎn)移并貯存到骨組織中;反之,血液中鈣、磷濃度過低時,骨骼內(nèi)鈣、磷可釋放到血液中,維持血液內(nèi)鈣、磷水平。因此骨骼也被人們稱為鈣、磷的“儲存?zhèn)}庫”。
?。?)造血功能:分布在扁骨、不規(guī)則骨及長骨干骺端松質(zhì)骨中的紅骨髓具有活躍的造血功能,是人體出生后的主要造血器官。造血干細(xì)胞在自我更新的同時,可分化產(chǎn)生各種類型血細(xì)胞。骨組織是造血干細(xì)胞的重要微環(huán)境之一,參與維持各種血細(xì)胞的發(fā)育、分化、釋放、死亡和清除的動態(tài)平衡,保持人體血液系統(tǒng)的正常穩(wěn)態(tài)。
?。?)內(nèi)分泌功能:骨骼可分泌數(shù)十種因子,可合成與分泌FGF23、骨鈣素、SOST等骨骼特異表達(dá)生物活性因子。如:骨鈣素可促進(jìn)胰島素、雄激素的合成、分泌,影響機體糖、脂肪代謝及生殖功能等。這些因子除調(diào)節(jié)骨骼系統(tǒng)本身發(fā)育與代謝外,還可調(diào)節(jié)其他器官和組織。在機體發(fā)育及全身內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮重要作用。
2.人體有多少塊骨骼?分為哪幾種?
由于部分骨骼隨著年齡增長而融合,人體骨骼的數(shù)量隨年齡增加而變化,如兒童的骶骨有5塊,成人時融合為1塊;兒童的尾骨有4~5塊,成人時融合為1塊;兒童時期髂骨、坐骨與恥骨各2塊,到成人則為融合成為左右各1塊髖骨等等。初生嬰兒的骨頭多達(dá)305塊,重量約為體重的1/7。兒童的骨頭數(shù)量為217~218塊。人體25歲左右骨骼才能完全發(fā)育成熟,成人骨頭共有206塊,其中顱骨29塊、軀干骨51塊、四肢骨126塊,骨重量約為體重的1/5。
人的骨骼根據(jù)形態(tài)可分為五種:長骨、短骨、扁平骨、不規(guī)則骨和種子骨。長骨成長筒狀,長度遠(yuǎn)大于寬度,由中間的骨干和兩頭膨大的骨骺組成。大部分的四肢骨都是長骨(包括指骨、趾骨)。短骨多數(shù)呈立方狀,如跗骨、腕骨等。扁平骨多數(shù)寬而扁,如顱蓋骨、肩胛骨、胸骨等。不規(guī)則骨是指形狀復(fù)雜而不規(guī)則的骨骼,包括脊椎骨與髖骨等。種子骨,又稱籽骨,是受壓較大的肌腱內(nèi)生成的中小骨,是由肌腱骨化形成的,包括髕骨、豆?fàn)罟堑龋蛔压侵饕饔迷谟诩哟蠹∪膺\動的力臂,增加肌腱彎曲的角度,增大肌肉的收縮力。
3.人體骨骼的主要成分是什么?
骨骼主要由骨質(zhì)、骨髓和骨膜三部分構(gòu)成。骨質(zhì)分為兩種類型:密質(zhì)骨(皮質(zhì)骨)和松質(zhì)骨(小梁骨)。密質(zhì)骨形成長骨中部的皮質(zhì),長骨兩端是呈疏松小梁狀的骨松質(zhì),骨骼中央是骨髓腔。骨骼有成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞等多種細(xì)胞。除細(xì)胞外,細(xì)胞外基質(zhì)也是骨骼的重要組成成分。
骨基質(zhì)主要包括有機成分(約占35%)和無機成分(約占65%)。有機成分主要由成骨細(xì)胞合成、分泌,包括膠原和非膠原蛋白,其中膠原纖維(主要是Ⅰ型膠原)占90%。非膠原蛋白主要包括多糖類物質(zhì)、糖蛋白、酶類等,其中骨橋蛋白、骨粘連蛋白,尤其是骨鈣素等是骨骼相對特異表達(dá)的蛋白分子,在骨骼穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮重要作用。無機成分主要有羥基磷灰石,其中以鈣含量最多。骨骼中的有機類物質(zhì)主要發(fā)揮調(diào)節(jié)骨骼生長、參與骨組織修復(fù)、連接與支持骨細(xì)胞以及參與骨骼新陳代謝、礦化等作用。骨骼中的無機鹽,特別是鈣與磷,以結(jié)晶的方式有序排列,使骨骼具有一定的強度以承受壓力。密質(zhì)骨占骨質(zhì)的80%,包含人體99%的鈣和90%的磷酸鹽;松質(zhì)骨內(nèi)儲存造血細(xì)胞與骨髓基質(zhì)細(xì)胞。松質(zhì)骨代謝率較高,約為皮質(zhì)骨的8倍。
不同年齡人體骨骼的有機物與無機物的比例不同。兒童及青少年骨有機物的含量高,因此其骨骼柔韌度及可塑性好。而老年人骨骼中無機物含量較高,容易發(fā)生骨質(zhì)疏松及骨質(zhì)增生,骨脆性增加,甚至發(fā)生骨折。
4.骨骼有哪些細(xì)胞?
骨骼包括軟骨組織與骨組織。軟骨組織由軟骨細(xì)胞組成;而骨組織包含骨祖細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨襯細(xì)胞、骨細(xì)胞及破骨細(xì)胞等。
?。?)軟骨細(xì)胞:除耳廓等軟骨外,成年人的軟骨細(xì)胞主要分布于關(guān)節(jié)表面及生長板。軟骨組織只含有軟骨細(xì)胞。關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞分泌的關(guān)節(jié)滑液可起到緩沖壓力、潤滑關(guān)節(jié)的作用。而生長板軟骨細(xì)胞隨生長板的發(fā)育要先后經(jīng)歷增殖、肥大分化、礦化及凋亡等過程,生長板發(fā)育是骨骼生長,人體長高的主要動力。軟骨細(xì)胞分泌軟骨基質(zhì)(Ⅱ型膠原、蛋白多糖等),將自身包埋其中,隨著軟骨細(xì)胞的分化成熟和肥大,逐漸停止分泌Ⅱ型膠原、蛋白多糖,轉(zhuǎn)而合成分泌Ⅹ膠原,并釋放鈣磷,發(fā)生礦化,最終軟骨細(xì)胞發(fā)生凋亡,被骨組織取代。近年來有研究發(fā)現(xiàn)肥大軟骨細(xì)胞可直接分化為成骨細(xì)胞。
?。?)骨祖細(xì)胞:骨組織中的細(xì)胞都來源于骨祖細(xì)胞,因此其被稱為骨組織中的干細(xì)胞,主要存在于骨外膜及骨內(nèi)膜的內(nèi)層靠近骨基質(zhì)面,可增殖并分化為成骨細(xì)胞。骨髓中的間充質(zhì)干細(xì)胞也是成骨細(xì)胞的重要來源,維持骨骼的正常生理功能。
?。?)成骨細(xì)胞:成骨細(xì)胞起源于上述多種來源的骨祖細(xì)胞,常見于生長期的骨組織中,是骨形成的主要功能細(xì)胞,負(fù)責(zé)骨基質(zhì)的合成、分泌和礦化等。成骨細(xì)胞的壽命約數(shù)周,當(dāng)成骨細(xì)胞數(shù)量減少或功能降低時可發(fā)生骨量減少或骨質(zhì)疏松,而礦化功能受損則可發(fā)生佝僂?。òl(fā)育期)或骨軟化(成年期)。
?。?)骨襯細(xì)胞:是骨骼未進(jìn)行重建時附著于骨內(nèi)表面或骨小梁表面的一層扁平細(xì)胞。目前認(rèn)為隨骨骼功能狀態(tài)(重建/靜息)的變化,其與成骨細(xì)胞可相互轉(zhuǎn)化。骨襯細(xì)胞在保護(hù)骨質(zhì),調(diào)節(jié)血鈣水平與骨重建中發(fā)揮重要作用。
(5)骨細(xì)胞:骨細(xì)胞是成熟骨組織中的主要細(xì)胞,占成年所有骨組織細(xì)胞總數(shù)量的90%~95%,骨細(xì)胞的平均半衰期大約為25年。骨細(xì)胞主要分布于相鄰兩層骨板間或骨板內(nèi)。骨細(xì)胞有許多突起,各骨細(xì)胞間通過密集的突起互相連接溝通,形成小管系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),使堅硬的骨組織能迅速敏感地在骨內(nèi)外進(jìn)行信息、物質(zhì)交流;同時,與骨髓內(nèi)和骨外毛細(xì)血管交通,保障骨組織營養(yǎng)和物質(zhì)交換。此外,骨細(xì)胞分泌的FGF23、骨鈣素等分子還參與機體其他臟器和全身穩(wěn)態(tài)維持的調(diào)節(jié)。
(6)破骨細(xì)胞:來源于骨髓單核-巨噬細(xì)胞譜系細(xì)胞,單核細(xì)胞在經(jīng)增殖、融合、分化發(fā)育為多核的成熟破骨細(xì)胞。破骨細(xì)胞壽命只有數(shù)天,數(shù)量也遠(yuǎn)比成骨細(xì)胞少,主要位于骨組織表面的吸收陷窩內(nèi),可釋放多種酶類和酸性物質(zhì),發(fā)揮溶解和吸收骨質(zhì)的作用,參與骨組織的代謝和重建。機體對成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞間有精細(xì)的調(diào)節(jié),使兩者間處于動態(tài)平衡。在疾病情況下,當(dāng)破骨細(xì)胞的功能強于成骨細(xì)胞時可發(fā)生骨量減少,甚至骨質(zhì)疏松,反之則可能出現(xiàn)骨硬化等疾病。在生長板發(fā)育過程中,破骨細(xì)胞也參與吸收礦化的軟骨基質(zhì),在骨組織取代生長板軟骨組織的過程中發(fā)揮重要作用。