郑州大学远程教育医学基础本科试述骨组织4种细胞的结构特点及功能
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简述骨组织的结构特点骨组织是人体内一种特殊的结缔组织,具有硬度和韧度的特点。
骨组织主要由细胞和基质两部分组成,细胞主要包括成骨细胞、成骨破骨细胞和骨母细胞,基质主要由胶原纤维和无机盐矿物质组成。
骨组织的结构特点主要表现在以下几个方面:1. 骨组织的基本单位是骨小体:骨小体是骨组织的基本功能单位,由中央的骨小管和周围的骨小板组成。
骨小管内有血管和神经,负责骨细胞的营养供应和感觉传导。
骨小板呈层状排列,具有抗压功能,并通过骨小管与周围的骨小板相连,形成了一个整体结构。
2. 骨组织的基质具有高度的有序性:骨组织的基质主要由胶原纤维和无机盐矿物质组成。
胶原纤维主要是一种强度较高的蛋白质,能够提供骨组织的韧度和弹性。
无机盐矿物质主要是钙、磷等元素的化合物,能够提供骨组织的硬度和刚性。
这些成分在基质中以有序的方式排列,形成了骨组织的特殊结构,使其具有高度的稳定性和承载能力。
3. 骨组织具有较高的再生能力:骨组织具有较强的自愈能力,当骨组织受到损伤时,身体会通过一系列的生理反应来修复损伤部位。
首先,骨组织会通过增生和分化来产生新的骨细胞,进而填充损伤部位。
其次,骨组织会通过重建骨小体的结构,使其恢复正常的功能。
最后,骨组织会通过骨吸收和骨生成的平衡来保持整体的稳定性。
4. 骨组织具有较高的代谢活性:骨组织是人体内最活跃的组织之一,具有较高的代谢活性。
骨细胞会不断地进行新陈代谢,吸收和释放各种营养物质。
同时,骨组织还会参与到体内的钙平衡调节中,通过骨吸收和骨生成的平衡来维持血液中钙离子的稳定。
此外,骨组织还能够产生一些生物活性物质,如骨形成调节因子和细胞因子等,进一步调节骨代谢和修复。
骨组织是人体内一种具有特殊结构和功能的组织,它通过细胞和基质的相互作用来完成各种生理功能。
骨组织的结构特点主要表现在骨小体的排列、基质的有序性、再生能力和代谢活性等方面。
这些结构特点使骨组织具有高度的稳定性和承载能力,能够适应人体各种生理和力学需求。
简述骨的一般结构及各部分功能骨是人体内最坚硬的组织之一,构成了人体骨骼系统的基础。
它具有多样的形状和大小,不仅为人体提供了机械支撑,还保护内脏、参与肌肉活动、储存矿物质等重要功能。
下面将对骨的一般结构及各部分功能进行详细的描述。
一、骨的一般结构:骨的基本结构由骨基质和骨细胞组成。
骨基质由无机盐类和有机物质构成。
无机盐类主要是钙、磷、镁、钠和钾等元素的盐类,使骨具有硬度和刚性。
有机物质包括胶原蛋白,赋予骨骼弹性和韧性。
骨细胞包括成骨细胞、破骨细胞和骨质细胞,它们通过不断进行吸收、生成和重塑来保持骨骼的健康。
骨骼分为长骨、短骨、扁骨、不规则骨和骨盖等几个基本类型。
长骨是骨骼中最常见的类型,例如肱骨、股骨等。
长骨由两个骨端和一个骨干组成,骨端上有关节面,与其他骨骼连接形成关节,实现骨骼间的连接和运动。
骨干由骨髓腔包围,骨髓腔内有骨髓,负责造血和脂肪储存。
二、各部分功能:1.机械支撑:骨骼为人体提供了机械支撑,使人体能够保持直立姿势,承受重力并维持身体的稳定性。
骨骼通过形成框架和组成肌肉与关节,使身体能够移动,完成各种日常活动。
2.保护内脏:骨骼还起到了保护内脏器官的作用。
例如,颅骨保护脑部,胸骨和肋骨保护心脏和肺部,骨盆保护腹腔内的器官等。
骨骼对内脏器官提供了有效的保护,防止外部撞击和压力导致的损伤。
3.肌肉附着:骨骼为肌肉提供依附点,并通过肌肉的收缩和放松来实现身体的运动。
肌肉通过肌腱与骨骼连接,当肌肉收缩时,骨骼发生运动。
骨骼的形状和连接方式决定了肌肉的活动范围和力量输出。
4.血液生成:骨髓是人体内部最重要的造血组织,负责生成红细胞、白细胞和血小板等血液成分。
在骨髓腔内,造血干细胞经过分化、增殖和成熟,最终形成各类成熟的血细胞,保持血液的正常生物学功能。
5.矿物贮存:骨骼承载并储存了人体所需的矿物质,尤其是钙和磷。
在身体需要时,骨骼会释放储存的矿物质,以维持血液中的正常浓度。
当血液中矿物质过多时,骨骼则会吸收多余的矿物质,保持内稳态。
四种骨细胞的功能
软骨细胞:软骨细胞的主要功能是形成软骨,可以在关节和血管管壁上形成软骨,改变器官的形状和起隔离作用,同时为血管内皮细胞提供营养,是关节组织的主要组成部分。
软骨细胞活性强,能够体外培养和利用,作为修复关节、骨迹治疗的有效材料。
骨质细胞:骨质细胞的主要功能是在骨组成中除了参与骨细胞分化外,还可以促进骨架的生长、发育和修复,释放骨骼生物物质,参与控制钙的代谢,并且可以分泌出细胞因子,参与骨组织的各项正常活动。
髓骨细胞:髓骨细胞具有细胞浸润和活性分泌功能,可以分泌出免疫细胞因子,参与免疫耐受,调节炎症反应,特别是免疫系统调节剂及细胞外诱导分泌物的分泌。
此外,髓骨细胞也可以促进骨形成,参与骨的生长发育。
间充质细胞:间充质细胞主要参与骨伤害修复,可以通过细胞分裂促进骨细胞生长,调节骨关节组织及其周围细胞的生长,重新组织弹性纤维,参与骨质细胞和关节软骨细胞的形成,调节骨钙化程度,参与免疫调节,保护骨不受破坏。
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一、作业要求:1、结合课件和工作实际作答;2、每题都做。
二、作业内容(每题10分,共100分):1. 基因突变有哪些一般特性、类型和诱发因素?基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。
从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
基因虽然十分稳定,能在细胞分裂时精确地复制自己,但这种稳定性是相对的。
在一定的条件下基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式,就是在一个位点上,突然出现了一个新基因,代替了原有基因,这个基因叫做突变基因。
于是后代的表现中也就突然地出现祖先从未有的新性状包括缺失突变、定点突变、移框突变等多向不定性,随机性,重复性,有害性;包括自发突变(自然条件下的突变),诱发突变。
其中突变物理因素有紫外线、X射线、电离辐射等等;化学因素有亚硝酸或含亚硝基的化合物、碱基类似物、芳香族化合物等;生物因素有病毒细菌真菌、激素等。
2. 下面是一个糖原沉积症Ⅰ型的系谱,简答如下问题:ⅠⅡⅢ(1)其遗传方式是什么?写出先证者及其父母的基因型。
常染色体隐性遗传(2)正常同胞是携带者的概率是多少?(3)群中携带者的频率为1/100,问Ⅲ3随机婚配生下患者的概率为多少?3. 简述多基因遗传假说的论点和遗传特点。
阈值假说:在多基因遗传病中,若干作用微小但有积累效应的致病基因构成了个体患某种病的遗传因素,这种由遗传基础决定一个个体患病的风险称为易感性,而遗传基础和环境因素的共同作用决定了一个个体患病可能的大小,则称为易患性,易患性时多基因遗传中使用的一个特定概念,易患性高,患病的可能性就大,易患性低,患病的可能性就小。
易患性的变异像一般多基因遗传性状那样,在群体中呈正态分布,一个群体中的大部分个体的易患性都接近于平均值,易患性很高和很低的个体数量都很少。
四种骨细胞的功能
骨细胞是复杂的,它们不仅参与形成和维护骨骼,而且还承担许多其他功能,可以将它们分为四种不同的类别:骨形成细胞,骨修复细胞,骨除黏细胞和骨间质细胞。
1、骨形成细胞:骨形成细胞产生新骨骼,也称为骨生成单元,它们根据体内激素的信号,对骨原料进行骨组织加工,形成新骨组织。
此外,它们还能够控制胶原蛋白的分泌,从而使骨骼更强壮。
2、骨修复细胞:当骨组织受到损伤时,骨修复细胞会发挥作用。
它们主要依靠一种特殊的因子来促进骨骼的再生,从而修复或更新骨组织,从而恢复骨骼的结构和功能。
3、骨除黏细胞:骨除黏细胞是一种特殊的细胞,它们被学术界称为“骨抑制细胞”,主要起到去除骨骼表面附着的细胞的作用,在保持骨骼形态和结构的过程中发挥重要作用。
4、骨间质细胞:骨间质细胞是一种能够生长出新的血管、神经细胞和支架组织的细胞,它们可以改变骨骼质量并增加骨骼的强度,从而增加骨骼的抗负荷能力。
此外,它们还能够控制骨骼组织内部的细胞凋亡,从而有效地抑制老化。
骨组织内细胞类型和结构特点
骨组织是由多种不同类型的细胞构成的,它们在维持骨结构和功能方面发挥着重要作用。
以下是骨组织内不同的细胞类型和它们的结构特点:
1.成骨细胞:成骨细胞是骨组织中最重要的细胞之一,它们的主要功能是形成和修复骨组织。
成骨细胞通常呈星形,具有大量的突起,这些突起可以与其他成骨细胞或骨基质相互连接。
2.破骨细胞:破骨细胞是一种多核细胞,它们的主要功能是吸收和分解骨组织。
破骨细胞通常呈椭圆形,具有许多突起,这些突起可以与骨表面的细胞相互连接。
3.成软骨细胞:成软骨细胞是骨组织中另一种重要的细胞类型,它们的主要功能是形成和修复软骨组织。
成软骨细胞通常呈星形,具有许多突起和长长的细胞过程,这些过程可以与其他成软骨细胞相互连接。
4.骨样细胞:骨样细胞是一种特殊的细胞类型,它们具有类似于成骨细胞和破骨细胞的特征,但其功能尚未完全被理解。
骨样细胞通常呈不规则形状,具有许多突起和过程。
总的来说,骨组织内的不同细胞类型具有不同的形态和结构特点,它们共同维持着骨结构和功能的平衡。
对于理解骨组织的生理和病理过程,以及开发相关的治疗方法,了解这些细胞类型的特点和功能非常重要。
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四种骨细胞的功能
1、成骨细胞:
成骨细胞是由骨形成细胞前体细胞分化而来,是骨骼和牙齿的主要细胞。
主要功能是合成骨头的物质,如有机物质、磷酸钙等,以保证关节的力学功能。
成骨细胞可以通过同化氧化物来合成角质素,以便增加膜的穿梭能力,从而增加其物理强度和稳定性。
2、支持细胞:
支持细胞主要位于软骨和骨髓之间,可提供支撑和轴向强度。
它们是如此重要,它们被认为是“一缕软丝”,用来紧固和支撑骨。
它们在形成时释放出成骨细胞,以促进骨形成,并可参与骨形成物理支持和改变骨骼结构。
3、破骨细胞:
破骨细胞是一种特殊的骨细胞,在骨重组过程中,它们可以通过降解骨细胞提供的蛋白质和碳水化合物,释放内部分子,以及形成新的骨头晶体,以重建坏死的骨组织。
破骨细胞有助于骨重组,并且可以修复失去强度的骨部位。
4、成髓细胞:
成髓细胞是一种特殊的分子传感器,主要功能是整合外界信号,并根据骨骼的不同需要,发出对应的回应。
它们的作用机制大都口啸时关
联外界环境,如激素水平、磷酸钙比例等因素,以引起骨形成细胞的交互作用,并参与骨的生长发育过程。
试述骨组织4种细胞的结构特点及功能骨祖细胞是骨组织的干细胞,位于骨外膜及骨内膜贴近骨的表面,体积小,呈梭形,弱嗜碱性。
当骨组织生长或改建时,能分化为成骨细胞。
成骨细胞分布于骨组织表面,胞体有细小突起,矮柱状或椭圆形,胞质嗜碱性。
电镜下可见大量的粗面内质网和高尔基复合体。
成骨细胞合成和分泌骨基质的有机成分,形成类骨质。
成骨时,成骨细胞还释放基质小泡。
泡内有细小的钙化结晶,是钙化的起始部位。
成骨细胞分泌类骨质后被包埋于其中,便成为骨细胞。
骨细胞位于骨板内或骨板间,胞体较小,有许多细长突起,胞体呈扁椭圆形。
胞体所在的腔隙称骨陷窝;突起所在的腔隙称骨小管。
骨细胞的结构和功能与其成熟度有关。
刚转变的骨细胞与成骨细胞相似,仍能产生类骨质。
随着类骨质逐渐钙化为骨质,细胞逐渐变为成熟的骨细胞。
体积变小,细胞器减少,突起延长,相邻骨细胞的突起以缝隙连接相连,骨小管彼此相通。
骨陷窝和骨小管内含有少量组织液。
骨细胞具有一定的溶骨和成骨作用,参与调节钙、磷平衡。
破骨细胞数量少,主要分布于骨组织的边缘,是一种多核的大细胞,直径30~100μm,含有6~50个核。
目前认为它由多个单核细胞融合而成,无分裂能力。
胞质为嗜酸性,细胞器丰富,尤以溶酶体和线粒体居多。
功能活跃的破骨细胞有明显的极性,光镜下可见破骨细胞贴近骨基质的一侧有皱褶缘。
电镜下呈许多大小和长短不一的突起。
胞质内含多种水解酶和有机酸,溶解骨盐,分解骨有机成分。
表明破骨细胞具有很强的溶骨和吸收能力。
骨组织工程中成骨细胞有四种来源:骨、骨外膜、骨髓和骨外组织,其中以骨髓为最优。
因为骨髓基质细胞具有多向分化潜能,因此有必要选择最佳的培养条件来促进其增殖并定向分化为成骨细胞。
可通过使用物理、化学和生物等多种手段来达到此目的,其中以BMP、b-FGF和TGF-β的作用最为显著和直接。
也可将各种生长因子的基因转入骨髓基质细胞,使其稳定有效地表达,通过自分泌和旁分泌作用来达到同样的目的。
四种骨细胞的功能骨细胞是构成骨组织的主要细胞类型,主要包括成骨细胞(osteoblasts)、骨吸收细胞(osteoclasts)、骨上皮细胞(osteocytes)和骨髓间充质细胞(bone marrow stromal cells)。
每种骨细胞在骨体内具有不同的功能和特点。
1. 成骨细胞(osteoblasts)成骨细胞是骨骼生长和修复的关键细胞,它们负责合成和沉积由胶原蛋白构成的骨基质,并沉积骨矿盐,使骨组织增强和变硬。
成骨细胞是由骨髓间充质干细胞分化而来,这个过程被称为骨形成。
成骨细胞主要分布在骨组织的表面,它们形成连续的骨半管,沿着已有的骨表面或软骨基质分泌骨基质,逐渐转变为骨细胞。
2. 骨吸收细胞(osteoclasts)骨吸收细胞是用于骨重塑和骨代谢的多核骨细胞,主要由骨髓中的单核细胞与单核细胞前体细胞融合而成。
它们富含酸性小胞和酶,能够分泌酸和蛋白酶,以溶解骨基质中的无机盐和胶原蛋白。
通过破坏和溶解骨组织,骨吸收细胞能够调节骨钙平衡、维持骨密度并参与骨修复过程。
3. 骨上皮细胞(osteocytes)骨上皮细胞是骨细胞的成熟形态,每个骨小管内的一个空腔中包含一个骨上皮细胞。
它们通过树突与周围的骨细胞相连接,形成骨细胞系统。
骨上皮细胞能够通过树突与周围的细胞相互沟通,参与和调节骨代谢和骨生长过程。
它们可以感知压力、应变和电刺激,从而调控骨质状况和骨力学性能。
4. 骨髓间充质细胞(bone marrow stromal cells)骨髓间充质细胞是存在于骨髓中的多能干细胞,它们能够不仅分化为成骨细胞,还可以分化为成脂细胞(adipocytes)、软骨细胞(chondrocytes)和骨髓肿瘤细胞等。
骨髓间充质细胞在骨骼建设和修复中起着重要的作用,能够分泌生长因子和细胞外基质来调节细胞增殖和分化,促进骨形成和修复。
总结起来,四种骨细胞在骨组织的形成、修复和代谢过程中发挥着不可或缺的作用。
骨细胞的特点
骨细胞是构成骨组织的细胞,包括成骨细胞、成骨破骨细胞和骨质细胞。
它们在骨的形成、修复和代谢中起着重要的作用。
骨细胞具有以下特点:
1. 骨细胞具有高度分化和专业化。
成骨细胞是骨组织的主要细胞,能够合成和分泌骨基质,促进骨的形成和生长。
成骨破骨细胞则是骨吸收的主要细胞,能够分泌酸性物质和酶类,溶解骨基质,促进骨的吸收和重塑。
骨质细胞则是骨组织中的间充质细胞,能够分泌细胞因子和调节骨代谢。
2. 骨细胞具有长寿命和低代谢率。
骨细胞的寿命长达数年,相对于其他组织的细胞而言,代谢率较低。
这种特点使得骨细胞能够长期维持骨组织的稳定和功能。
3. 骨细胞具有高度的活性和响应性。
骨细胞能够对外界环境和内部信号做出快速反应,调节骨代谢和骨组织的生长和修复。
例如,当骨受到损伤或负荷刺激时,成骨细胞会分泌生长因子和骨基质蛋白,促进骨的修复和生长。
4. 骨细胞具有多样性和可塑性。
骨细胞能够在不同的环境和条件下表现出不同的功能和特性。
例如,成骨细胞在不同的生长因子和信号分子的作用下,能够分化为成骨破骨细胞或骨质细胞,参与骨代谢和骨组织的重塑。
骨细胞是骨组织中不可或缺的细胞类型,具有高度分化、长寿命、高活性和多样性等特点。
了解骨细胞的特点和功能,有助于深入理解骨组织的生长、修复和代谢机制,为骨疾病的预防和治疗提供理论基础和实践指导。
四种骨细胞的功能
1、骨和骨髓细胞:骨细胞主要由骨和骨髓细胞组成,其中骨和骨髓细胞的作用不同。
骨细胞的主要作用是形成骨骼和软骨,保持关节的稳定性和力学强度,参与组织再生和新生物细胞合成,以及整体机体结构的维护。
主要分为骨质细胞、骨钙素细胞和骨细胞三种类型。
其中,骨质细胞主要负责骨骼和软骨组织的合成和钙化,而骨钙素细胞和骨细胞主要负责维护和维持骨骼组织的稳定性。
2、骨基质细胞:骨基质细胞是一类存在于骨髓中的细胞,具有多种功能。
它们不仅可以分解旧的细胞和清除病原体,还可以参与新细胞的形成。
同时,骨基质细胞还可以发泡,在发泡的同时,会产生大量的血小板、白细胞和其他血液细胞,从而可以帮助疾病患者恢复血液循环。
此外,骨基质细胞还有一种抗生素类激素,可以通过抑制自身免疫反应和抑制炎症反应来促进损伤部位的修复。
3、基底膜细胞:基底膜细胞(BMMCs)也称为骨的外膜细胞,是骨细胞的一种,可以防止骨骼和其他组织之间的腔体穿梭。
它们能够识别骨细胞以及骨形成细胞,并且能够促进血管新生和骨骼细胞增殖。
BMMCs也可以抑制骨细胞发育和分化,从而确保细胞发育过程的正常稳定性。
此外,基底膜细胞还可以结合促骨生长因子以及调节细胞间相互作用参与促进骨骼的形成与再生以及骨密度的降低。
4、小胶质细胞:小胶质细胞也称为软骨细胞,是骨细胞的一种,主要分布于骨骼和软骨,可以形成坚韧的结构,保护骨骼和软骨的力学强度。
它们可以通过合成和释放胶原蛋白、滤过多糖以及其他多糖单体,调节细胞和维持细胞组织的稳定性和功能。
此外,小胶质细胞还可以结合特定的促生长因子,参与骨骼组织的再生,可以抑制相关细胞发育和分化,以及骨密度的降低。
四种骨细胞的功能骨细胞是组成骨骼的主要细胞类型,主要包括成骨细胞、骨吸收细胞、成骨细胞和骨髓干细胞。
这些细胞协同合作,完成骨骼的生长、发育和修复。
下面我们将详细介绍四种骨细胞的功能。
首先,成骨细胞是骨骼发育和成长的关键细胞。
它们负责合成和沉积骨基质,使骨骼得以增长和维持其结构强度。
成骨细胞通过合成胶原蛋白和其他结构性蛋白,促进骨骼的硬化和钙化。
此外,成骨细胞还参与骨骼的修复过程,对骨骼的损伤进行修复。
其次,骨吸收细胞是骨骼重塑和代谢调节的关键细胞。
它们主要负责吸收和分解骨组织,以促进骨骼的重塑和更新。
骨吸收细胞通过分泌酸性溶液和酶,溶解和去除老化、受损或过多的骨组织。
这样,新的骨组织就可以得以生成,使骨骼能够适应机体对骨质量的需求。
第三,成骨细胞是骨骼修复和再生的中心细胞。
当骨骼受到损伤或骨折时,成骨细胞开始集聚并增殖,促进新的骨组织的形成。
它们通过分泌胶原蛋白和骨基质蛋白,组织和连接新的骨骼。
成骨细胞还分泌生长因子和细胞信号分子,促进血管生成和骨骼修复过程中其他细胞的参与。
最后,骨髓干细胞是骨骼再生的前体细胞。
它们富集于骨骼中的骨髓腔内,可以分化为成骨细胞和骨吸收细胞。
骨髓干细胞具有自我更新和多能分化的能力,能够不断产生新的骨细胞来维持骨骼的稳定和正常功能。
此外,骨髓干细胞还参与免疫调节和造血功能,具有重要的生物学意义。
综上所述,骨细胞在骨骼的生长、发育和修复中起着重要的作用。
成骨细胞负责合成和维持骨基质,骨吸收细胞负责去除老化和受损的骨组织,成骨细胞参与骨骼的修复过程,而骨髓干细胞则为骨骼再生提供前体细胞。
这四种细胞密切合作,确保骨骼的正常生长和功能。
四种骨细胞的功能
骨细胞是骨骼中最重要的细胞类型,起着关键作用。
它们包括骨
基质细胞、软骨细胞、破骨细胞和骨髓细胞。
骨基质细胞是在骨形成过程中率先出现的细胞类型。
它们具有合成、分解和维护骨骼的特点,大部分钙离子都存在于这些细胞中。
他
们还可以分泌像胶原蛋白、骨胶原等骨的成分,以及一些缓冲性物质
来维护骨骼结构。
软骨细胞主要由结缔组织细胞组成,在软骨形成过程中发挥关键
作用。
这些细胞具有特殊的合成功能,它们可以合成软骨中的多种组分,如胶原蛋白、水、核酸、碳水化合物等。
它们也可以分解软骨,
并且具有修复受伤的能力,维护软骨的健康。
破骨细胞是在骨形成过程中产生的细胞,它们可以分解旧的骨组织,并释放里面的物质。
与此同时,它们也对骨的再生发挥关键作用,如通过分泌有效的骨形成因子。
骨髓细胞是一种非常重要的细胞,是人体形成血液免疫系统中最
重要的细胞类型。
这些细胞可以分为红骨髓细胞、白骨髓细胞和免疫
淋巴细胞。
红骨髓细胞可以产生血细胞,其中主要包括红细胞、白细
胞和血小板;白骨髓细胞可以分泌一些重要的抗体,从而抵御外来的
病毒和细菌;而免疫淋巴细胞则可以让人体产生免疫反应,来抵御和
消除外来风险。
骨的组织结构骨骼是人体的重要组成部分,它不仅提供了身体的支撑和保护内脏器官的作用,还是生命活动的重要场所。
骨组织的结构非常复杂,包括细胞、基质和纤维组成部分。
本文将深入探讨骨组织的结构,从细胞、基质和纤维三个方面逐步展开。
一、细胞骨组织中的主要细胞有成骨细胞、软骨细胞、骨质细胞、骨髓细胞四种。
其中,成骨细胞是合成骨基质和矿质质量的主要细胞。
在骨发育过程中,成骨细胞发挥着重要作用,它们可以促使胶原纤维分泌、排列并成为骨基质,同时也可以将矿物质溶解进基质中形成矿化骨。
软骨细胞是成骨细胞先驱,它们能够在特定条件下分化为成骨细胞。
骨质细胞是骨的破坏和重构过程中的重要细胞,它们参与了骨的代谢调节。
骨髓细胞则存在于骨髓中,起到提供造血干细胞等功能。
二、基质骨基质是由有机物和无机物组成的,有机物主要是胶原和蛋白质,无机物则是大量的钙盐、磷盐、碳酸盐等。
骨基质的有机物占50%以上,它的主要成分是胶原。
胶原是骨基质中占据绝对主导地位的蛋白质,大多数的骨基质细胞都分泌胶原。
由于胶原的牢固结构,骨基质才具有坚硬和稳定的特性。
无机物的成分主要是钙盐、磷酸盐和碳酸盐等。
其中,钙磷比是2:1。
此外,还有一些小分子的物质如生长因子、细胞因子、激素等可以更好地维持基质结构和骨干细胞的生长。
三、纤维组成部分纤维组成部分主要是骨的纤维和骨的板状组织。
骨的纤维又称骨纤维,是由成骨细胞所形成的骨组织。
骨的纤维包括致密骨和松质骨两种。
致密骨由致密骨板和小梁状骨组成。
致密骨板是长骨的外部骨皮层,用于提供骨骼结构完整性。
小梁状骨则是内部构成,它由小梁所组成。
松质骨可以看做为无规则排布的纤维骨,没有像致密骨一样的层次和结构。
松质骨中的纤维大多数呈网状排列,骨小梁成网格状,骨小梁和小孔相互交织构成了骨组织的一般样子。
骨的板状组织也是由成骨细胞所形成的纤维结构,相比于骨的纤维,板状组织在强度方面更具优势。
板状组织不但具有高度的结构连接,同时面临竞争,那种横向扩张的特性还使骨头变得增加了。
简述骨的构造及各部分的功能骨是构成人体骨骼系统的重要组成部分,它承担着支撑身体、保护内脏器官、参与运动和储存矿物质等多种重要功能。
骨主要由骨质和骨髓组成,它们相互作用,形成了骨的整体结构。
骨质是骨的主要组织,由一种称为骨基质的物质和骨细胞组成。
骨基质主要由有机物质和无机物质构成。
有机物质主要是胶原纤维,它们赋予骨质一定的弹性和韧性,使骨能够承受外部冲击而不易断裂。
无机物质主要是钙盐和磷盐,它们使骨质具有硬度和坚固性,起到支撑身体的作用。
骨髓是骨内的一种软组织,主要分为红骨髓和黄骨髓两种。
红骨髓主要存在于骨骼的中心部位,它是造血的重要场所,能够产生各种血细胞,包括红细胞、白细胞和血小板。
黄骨髓主要存在于长骨的髓腔中,它主要是脂肪组织,具有能量储存的功能。
骨由不同形状和大小的骨头组成,这些骨头之间通过关节连接在一起。
骨头的形状和大小决定了它们的功能和位置。
例如,长骨主要存在于四肢,它们负责支撑身体和参与运动;扁骨主要存在于头骨和胸骨等部位,它们主要起到保护脑部和心肺等重要器官的作用;不规则骨主要存在于脊椎和面部等部位,它们具有支撑和保护的功能。
除了以上的构造外,骨还包括骨膜、韧带和滑膜等结构。
骨膜是骨的外层覆盖物,它富含血管和神经,起到保护骨和提供营养的作用。
韧带连接骨头和骨头之间,起到稳定关节和限制关节活动的作用。
滑膜存在于关节表面,它能够分泌关节液,减少骨头之间的摩擦,保护关节。
骨的功能包括支撑身体、保护内脏器官、参与运动和储存矿物质等。
首先,骨能够支撑身体,使身体能够保持直立姿势,并且抵抗外界重力。
其次,骨能够保护内脏器官,如头骨保护脑部,胸骨保护心肺等。
第三,骨参与人体的运动。
骨是肌肉的支点,能够通过关节的活动使身体产生各种动作。
最后,骨还能够储存矿物质,如钙和磷等。
当身体需要这些矿物质时,骨会释放出来,满足身体的需要。
骨的构造复杂而精密,它由骨质和骨髓等组成,通过骨头、骨膜、韧带和滑膜等结构相互作用,形成了人体骨骼系统。
试述骨组织4种细胞的结构特点及功能
骨祖细胞是骨组织的干细胞,位于骨外膜及骨内膜贴近骨的表面,体积小,呈梭形,弱嗜碱性。
当骨组织生长或改建时,能分化为成骨细胞。
成骨细胞分布于骨组织表面,胞体有细小突起,矮柱状或椭圆形,胞质嗜碱性。
电镜下可见大量的粗面内质网和高尔基复合体。
成骨细胞合成和分泌骨基质的有机成分,形成类骨质。
成骨时,成骨细胞还释放基质小泡。
泡内有细小的钙化结晶,是钙化的起始部位。
成骨细胞分泌类骨质后被包埋于其中,便成为骨细胞。
骨细胞位于骨板内或骨板间,胞体较小,有许多细长突起,胞体呈扁椭圆形。
胞体所在的腔隙称骨陷窝;突起所在的腔隙称骨小管。
骨细胞的结构和功能与其成熟度有关。
刚转变的骨细胞与成骨细胞相似,仍能产生类骨质。
随着类骨质逐渐钙化为骨质,细胞逐渐变为成熟的骨细胞。
体积变小,细胞器减少,突起延长,相邻骨细胞的突起以缝隙连接相连,骨小管彼此相通。
骨陷窝和骨小管内含有少量组织液。
骨细胞具有一定的溶骨和成骨作用,参与调节钙、磷平衡。
破骨细胞数量少,主要分布于骨组织的边缘,是一种多核的大细胞,直径30~100μm,含有6~50个核。
目前认为它由多个单核细胞融合而成,无分裂能力。
胞质为嗜酸性,细胞器丰富,尤以溶酶体和线粒体居多。
功能活跃的破骨细胞有明显的极性,光镜下可见破骨细胞贴近骨基质的一侧有皱褶缘。
电镜下呈许多大小和长短不一的突起。
胞质内含多种水解酶和有机酸,溶解骨盐,分解骨有机成分。
表明破骨细胞具有很强的溶骨和吸收能力。
骨组织工程中成骨细胞有四种来源:骨、骨外膜、骨髓和骨外组织,其中以骨髓为最优。
因为骨髓基质细胞具有多向分化潜能,因此有必要选择最佳的培养条件来促进其增殖并定向分化为成骨细胞。
可通过使用物理、化学和生物等多种手段来达到此目的,其中以BMP、b-FGF和TGF-β的作用最为显著和直接。
也可将各种生长因子的基因转入骨髓基质细胞,使其稳定有效地表达,通过自分泌和旁分泌作用来达到同样的目的。
将组织工程方法应用于临床已成为骨缺损修复的趋势。
组织工程全过程包括种子细胞的选择和培养、种子细胞和生物材料复合后联合培养、复合体植入体内三个步骤。
其中,种子细胞的获取和培养无疑是基础和最为重要的环节。
理想的骨组织工程种子细胞应具备下列特点:(1)取材容易,对机体的损伤小。
(2)在体外培养过程中具有较强的传代繁殖能力并易定向分化为成骨细胞。
(3)植入机体后能适应受区的环境并保持成骨活性。
目前,作为种子细胞的成骨细胞有4种来源:骨、骨外膜、骨髓和骨外组织。
综合相比之下,以骨髓为最优[1]。
骨髓分造血和基质两大系统,其成骨能力来源于基质系统。
骨髓基质细胞具有多向分化潜能,可向成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、网状细胞和肌细胞等多方向转化。
等[2]研究表明,从鼠骨髓悬液中得到的细胞克隆异位植入后仅有30%成骨,并且在成骨的样品中只有50%产生含有功能性骨髓的骨,其余集落形成结缔组织或没有任何组织形成。
出现这种情况主要是因为骨髓内确定性骨祖细胞(DOPC)数量有限。
研究表明:从骨髓内得到的有核细胞数为(46±32)109/L吸出物,而其中碱性磷酸酶(ALP)阳性细胞数仅约为有核细胞数的 4.3×10-5,且数量随供体年龄增大而减少[3]。
用ALP抗体与细胞孵育后,用流式细胞仪将细胞分离为ALP强阳性、弱阳性和阴性三类,发现ALP强阳性的细胞中DOPC的量为原始骨髓的2~100倍[4]。
但用这种方法提纯细胞将丢失将近50%的DOPC,而从一个部位每次骨髓的抽出量不应超过 2 ml,否则将因吸出物中血量的增加而引起有核细胞数明显减少[5]。
所以,用流式细胞仪来纯化细胞的方法不可取。
因此,为了提高骨髓的成骨效率,有必要选择合适的培养条件,以促进骨髓基质细胞分裂增殖并定向分化为确定性骨祖细胞。
可通过使用物理、化学和生物等多种手段来达到此目的。
而其中以生物因素的作用最为显著和直接。
生物因素的调节作用包括全身性调节和局部调节两大方面。
前者主要包括钙磷调节激素、维生素和β-甘油磷酸钠等;后者为各种细胞因子,包括骨生长因子(SGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、转化生长因子-β(TGF-β)、酸性和碱性成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板源性生长因子(PDGF)、骨形态发生蛋白(BMP)、表皮生长因子(EGF)肿瘤坏死因子(TNF)、白介素和造血因子(G-CSF、GM-CSF)等。
身性因素中,各自的调节效果不一。
地塞米松作用后,骨髓基质细胞ALP活
性增强,骨钙素、骨涎蛋白和骨桥蛋白的合成均明显增加,但4周后,只有ALP 活性增加,其它几种蛋白质的合成则下降。
说明地塞米松可促进骨髓基质细胞向成骨细胞分化,早期以促进基质合成为主,后期以促进钙化为主[6]。
但是,地塞米松在促进成骨的同时,能激活骨髓基质细胞表面的糖皮质激素受体,使其向脂肪细胞分化,从而会减少向DOPC分化的相对比例[7]。
1,25-(OH)2VitD3在促进骨髓基质细胞向成骨细胞分化的同时,可抑制其向脂肪细胞转化。
这主要是因为1,25-(OH)2VitD3通过降低脂肪细胞晚期基因标志物:ap2和脂肪的mRNA 水平而抑制由糖皮质激素诱导的脂肪生成[8]。
如果在取骨髓前短期使用大剂量的1,25-(OH)2VitD3,可大大促进骨髓基质细胞转化为成骨细胞,从而显著提高吸出物中的成骨细胞量[9]。
维生素C促进体外培养细胞合成胶原,形成钙化,亦能调节ATP及ALP活性,并影响其合成[10]。
β-甘油磷酸钠可提供磷离子作为碱性磷酸酶的底物,从而加速结节钙化
参考文献
1 魏宽海,裴国献.组织工程化骨组织中成骨细胞来源的选择.国外医学·创伤与外科基本问题分册,1998,19(3):155
2 刘晋才.细胞因子与骨和软骨的修复.中华骨科杂志,1998, 18(4):24
3 王宏训,朱盛修,乔健. 骨膜成骨细胞分离培养及其BMP-2 cDNA基因转染的初步研究. 中华显微外科杂志,1996, 19(4):273
4《五官科学》。