1.您了解人體骨骼的功能嗎?
大家都知道運動(dòng)離不開(kāi)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、保護內臟器官、協(xié)同運動(dòng)和參與人體代謝、造血及分泌多種激素等。
(1)支撐功能:骨骼是人體最堅硬的組織,各骨骼間通過(guò)關(guān)節等互相連結成完整骨架,在使身體維持相應形態(tài)和姿勢的同時(shí),發(fā)揮支撐和負重作用,這是骨骼最主要的功能,也是人能站立、行走、負重和勞動(dòng)的基礎。骨骼一旦發(fā)生損傷或退化(如骨質(zhì)疏松癥、骨性關(guān)節炎),骨骼的外形被破壞或不再那么堅固了,那么就沒(méi)有辦法支撐人體做任何運動(dòng)了。
(2)保護內臟器官:骨骼可圍成一定形狀的體腔以容納重要的臟器組織,并加以保護防止其受外力損傷。比如:顱骨可保護腦組織;胸椎骨與肋骨、胸骨等圍成的胸腔,可保護其內的心臟、肺和縱隔;而椎體形成的椎管可保護脊髓等。
(3)運動(dòng)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(dòng)和動(dòng)作。在運動(dòng)過(guò)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(lái)源和儲備庫,在神經(jīng)、內分泌因子的作用下,參與對血液鈣、磷濃度的調節。當血液中的鈣、磷過(guò)多時(shí),便會(huì )轉移并貯存到骨組織中;反之,血液中鈣、磷濃度過(guò)低時(shí),骨骼內鈣、磷可釋放到血液中,維持血液內鈣、磷水平。因此骨骼也被人們稱(chēng)為鈣、磷的“儲存倉庫”。
(5)造血功能:分布在扁骨、不規則骨及長(cháng)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。造血干細胞在自我更新的同時(shí),可分化產(chǎn)生各種類(lèi)型血細胞。骨組織是造血干細胞的重要微環(huán)境之一,參與維持各種血細胞的發(fā)育、分化、釋放、死亡和清除的動(dòng)態(tài)平衡,保持人體血液系統的正常穩態(tài)。
(6)內分泌功能:骨骼可分泌數十種因子,可合成與分泌FGF23、骨鈣素、SOST等骨骼特異表達生物活性因子。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。這些因子除調節骨骼系統本身發(fā)育與代謝外,還可調節其他器官和組織。在機體發(fā)育及全身內環(huán)境穩態(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(zhù)年齡增長(cháng)而融合,人體骨骼的數量隨年齡增加而變化,如兒童的骶骨有5塊,成人時(shí)融合為1塊;兒童的尾骨有4~5塊,成人時(shí)融合為1塊;兒童時(shí)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305塊,重量約為體重的1/7。兒童的骨頭數量為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。
人的骨骼根據形態(tài)可分為五種:長(cháng)骨、短骨、扁平骨、不規則骨和種子骨。長(cháng)骨成長(cháng)筒狀,長(cháng)度遠大于寬度,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(cháng)骨(包括指骨、趾骨)。短骨多數呈立方狀,如跗骨、腕骨等。扁平骨多數寬而扁,如顱蓋骨、肩胛骨、胸骨等。不規則骨是指形狀復雜而不規則的骨骼,包括脊椎骨與髖骨等。種子骨,又稱(chēng)籽骨,是受壓較大的肌腱內生成的中小骨,是由肌腱骨化形成的,包括髕骨、豆狀骨等;籽骨主要作用在于加大肌肉運動(dòng)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成。骨質(zhì)分為兩種類(lèi)型:密質(zhì)骨(皮質(zhì)骨)和松質(zhì)骨(小梁骨)。密質(zhì)骨形成長(cháng)骨中部的皮質(zhì),長(cháng)骨兩端是呈疏松小梁狀的骨松質(zhì),骨骼中央是骨髓腔。骨骼有成骨細胞、骨細胞與破骨細胞等多種細胞。除細胞外,細胞外基質(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(wú)機成分(約占65%)。有機成分主要由成骨細胞合成、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(lèi)物質(zhì)、糖蛋白、酶類(lèi)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的蛋白分子,在骨骼穩態(tài)維持中發(fā)揮重要作用。無(wú)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(lèi)物質(zhì)主要發(fā)揮調節骨骼生長(cháng)、參與骨組織修復、連接與支持骨細胞以及參與骨骼新陳代謝、礦化等作用。骨骼中的無(wú)機鹽,特別是鈣與磷,以結晶的方式有序排列,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)骨內儲存造血細胞與骨髓基質(zhì)細胞。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(wú)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(wú)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.骨骼有哪些細胞?
骨骼包括軟骨組織與骨組織。軟骨組織由軟骨細胞組成;而骨組織包含骨祖細胞、成骨細胞、骨襯細胞、骨細胞及破骨細胞等。
(1)軟骨細胞:除耳廓等軟骨外,成年人的軟骨細胞主要分布于關(guān)節表面及生長(cháng)板。軟骨組織只含有軟骨細胞。關(guān)節軟骨細胞分泌的關(guān)節滑液可起到緩沖壓力、潤滑關(guān)節的作用。而生長(cháng)板軟骨細胞隨生長(cháng)板的發(fā)育要先后經(jīng)歷增殖、肥大分化、礦化及凋亡等過(guò)程,生長(cháng)板發(fā)育是骨骼生長(cháng),人體長(cháng)高的主要動(dòng)力。軟骨細胞分泌軟骨基質(zhì)(Ⅱ型膠原、蛋白多糖等),將自身包埋其中,隨著(zhù)軟骨細胞的分化成熟和肥大,逐漸停止分泌Ⅱ型膠原、蛋白多糖,轉而合成分泌Ⅹ膠原,并釋放鈣磷,發(fā)生礦化,最終軟骨細胞發(fā)生凋亡,被骨組織取代。近年來(lái)有研究發(fā)現肥大軟骨細胞可直接分化為成骨細胞。
(2)骨祖細胞:骨組織中的細胞都來(lái)源于骨祖細胞,因此其被稱(chēng)為骨組織中的干細胞,主要存在于骨外膜及骨內膜的內層靠近骨基質(zhì)面,可增殖并分化為成骨細胞。骨髓中的間充質(zhì)干細胞也是成骨細胞的重要來(lái)源,維持骨骼的正常生理功能。
(3)成骨細胞:成骨細胞起源于上述多種來(lái)源的骨祖細胞,常見(jiàn)于生長(cháng)期的骨組織中,是骨形成的主要功能細胞,負責骨基質(zhì)的合成、分泌和礦化等。成骨細胞的壽命約數周,當成骨細胞數量減少或功能降低時(shí)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)生佝僂病(發(fā)育期)或骨軟化(成年期)。
(4)骨襯細胞:是骨骼未進(jìn)行重建時(shí)附著(zhù)于骨內表面或骨小梁表面的一層扁平細胞。目前認為隨骨骼功能狀態(tài)(重建/靜息)的變化,其與成骨細胞可相互轉化。骨襯細胞在保護骨質(zhì),調節血鈣水平與骨重建中發(fā)揮重要作用。
(5)骨細胞:骨細胞是成熟骨組織中的主要細胞,占成年所有骨組織細胞總數量的90%~95%,骨細胞的平均半衰期大約為25年。骨細胞主要分布于相鄰兩層骨板間或骨板內。骨細胞有許多突起,各骨細胞間通過(guò)密集的突起互相連接溝通,形成小管系統網(wǎng)絡(luò ),使堅硬的骨組織能迅速敏感地在骨內外進(jìn)行信息、物質(zhì)交流;同時(shí),與骨髓內和骨外毛細血管交通,保障骨組織營(yíng)養和物質(zhì)交換。此外,骨細胞分泌的FGF23、骨鈣素等分子還參與機體其他臟器和全身穩態(tài)維持的調節。
(6)破骨細胞:來(lái)源于骨髓單核-巨噬細胞譜系細胞,單核細胞在經(jīng)增殖、融合、分化發(fā)育為多核的成熟破骨細胞。破骨細胞壽命只有數天,數量也遠比成骨細胞少,主要位于骨組織表面的吸收陷窩內,可釋放多種酶類(lèi)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。機體對成骨細胞與破骨細胞間有精細的調節,使兩者間處于動(dòng)態(tài)平衡。在疾病情況下,當破骨細胞的功能強于成骨細胞時(shí)可發(fā)生骨量減少,甚至骨質(zhì)疏松,反之則可能出現骨硬化等疾病。在生長(cháng)板發(fā)育過(guò)程中,破骨細胞也參與吸收礦化的軟骨基質(zhì),在骨組織取代生長(cháng)板軟骨組織的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。