破骨细胞与成骨细胞
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破骨细胞成骨细胞的相互作用
破骨细胞与成骨细胞是骨骼系统中两种关键的细胞类型,它们
之间的相互作用对于维持骨骼健康和修复骨折至关重要。
破骨细胞
和成骨细胞之间的平衡是骨骼重塑和修复的关键因素。
首先,让我们来了解一下这两种细胞的功能。
破骨细胞是一种
多核巨噬细胞,其主要功能是吞噬和分解骨组织,促进骨质吸收。
而成骨细胞则是负责合成和沉积骨基质,促进骨组织的形成和修复。
破骨细胞和成骨细胞之间的相互作用是一个动态的过程。
当骨
组织需要被重塑或修复时,破骨细胞首先被激活,开始吞噬和分解
老化或受损的骨组织。
这个过程释放出骨基质中的生长因子和细胞
因子,这些信号分子会吸引成骨细胞迁移至受损部位。
成骨细胞随后开始合成和沉积新的骨基质,促进骨组织的再生
和修复。
同时,成骨细胞也会分泌抑制破骨细胞活性的因子,以维
持破骨细胞和成骨细胞之间的平衡,防止过度的骨质吸收。
然而,当这种平衡被打破时,就会导致骨质疏松症或骨折愈合
受阻等问题。
例如,破骨细胞活性过高或成骨细胞功能受损会导致
骨质疏松症,而成骨细胞过度活跃或破骨细胞功能不足则会影响骨折的愈合。
因此,破骨细胞和成骨细胞之间的相互作用对于维持骨骼健康至关重要。
了解和平衡这两种细胞的功能,可以帮助我们更好地预防和治疗骨骼相关疾病,保持骨骼健康。
成骨细胞名词解释一、定义和性质成骨细胞,也称为骨细胞,是骨骼组织中的主要细胞类型之一。
它们是成熟的、功能活跃的骨形成细胞,负责骨组织的形成和重建。
成骨细胞位于骨质表面、骨膜内面及骨髓腔中,通常与基质结合形成骨组织。
在组织学上,成骨细胞具有特定的形态和结构特征,表现为长柱状或不规则形状,核大而深染,核仁明显,胞质丰富。
二、功能与特点1.骨形成:成骨细胞的主要功能是合成和分泌骨基质,包括胶原蛋白和骨钙蛋白等,这些成分是构成骨质的主要成分。
通过合成这些基质,成骨细胞有助于骨质的形成和增加。
2.骨重建:成骨细胞也参与了骨组织的重建过程。
在破骨细胞对旧骨质进行吸收后,成骨细胞会在吸收部位形成新的骨质,实现骨组织的更新和修复。
3.调节血钙平衡:成骨细胞还能调节血液中的钙浓度,通过调节骨质矿化和吸收,以维持机体血钙平衡。
4.黏附于骨表面:成骨细胞具有黏附于骨表面的能力,通过特定的受体与骨基质结合,维持骨组织的结构和完整性。
5.表达多种生长因子:成骨细胞能表达多种生长因子,如胰岛素样生长因子、转化生长因子等,这些因子能刺激成骨细胞的增殖和分化,对骨组织的形成和发育具有重要影响。
三、成骨细胞与骨组织的形成在胚胎发育过程中,间充质干细胞在一定的诱导条件下会分化为成骨细胞。
这些成骨细胞会合成和分泌骨质基质,形成原始的骨质。
随着胎儿的生长和发育,成骨细胞会不断合成新的骨质,使骨骼逐渐生长和发育成熟。
在成年后,成骨细胞仍保持着合成骨质的功能,同时参与破骨细胞的诱导和骨组织的重建过程。
四、成骨细胞的分化与调控1.信号转导途径:多种信号转导途径参与了成骨细胞的分化和调控。
例如,BMPs、TGF-βs等生长因子可通过相应的受体激活Smad或多条MAPK信号转导途径,调节成骨细胞的基因表达和功能活动。
2.转录因子:Runx2、Osterix等转录因子在成骨细胞的分化过程中发挥关键作用。
这些转录因子能调控成骨细胞的特异性基因表达,促进其向成熟成骨细胞分化。
成骨细胞破骨细胞标记物成骨细胞和破骨细胞是骨组织中的两种主要细胞类型。
它们在维持骨骼生长和再塑过程中发挥着重要的作用。
为了研究和了解这两种细胞的功能和特征,科学家们一直在寻找特定的标记物来鉴别它们。
在本文中,我们将讨论一些与成骨细胞和破骨细胞相关的重要标记物。
1. 成骨细胞标记物:成骨细胞主要用于骨骼生长和骨质疾病的维持,因此,识别成骨细胞的标记物对于研究骨骼健康至关重要。
以下是一些与成骨细胞相关的标记物:- ALP(碱性磷酸酶):成骨细胞在骨骼形成过程中分泌碱性磷酸酶,因此ALP是一个常用的成骨细胞标记物。
- OPN(骨钙素):骨钙素是一种磷蛋白质,在骨骼形成过程中广泛表达。
它可以诱导成骨细胞的分化和活化。
- BSP(骨硬化素):骨硬化素是成骨细胞在分泌过程中产生的一种磷蛋白质。
它有助于骨骼基质的矿化。
- OCN(骨钙素):骨钙素是一种高度钙离子结合蛋白质,被认为是成骨细胞标记物之一。
它在骨骼形成和矿化过程中起着重要作用。
2. 破骨细胞标记物:破骨细胞是负责骨质重塑和骨骼修复的细胞类型。
以下是一些与破骨细胞相关的标记物:- TRAP(酸性磷酸酶):破骨细胞在分泌过程中产生酸性磷酸酶,因此TRAP是常用的破骨细胞标记物。
- CTSK(半胱氨酸蛋白酶K):半胱氨酸蛋白酶K是破骨细胞特异性的蛋白质,在骨吸收过程中起着重要作用。
因此,它可以作为破骨细胞的标记物。
- MMP-9(基质金属蛋白酶-9):基质金属蛋白酶-9是一种破骨细胞特异性酶,在骨骼重塑过程中起着关键作用。
- TRAIL(TNF相关凋亡诱导配体):TRAIL是一种细胞因子,它在骨骼重塑过程中对破骨细胞的形成和活化具有重要作用。
除了上述标记物之外,还有一些其他的特异性蛋白质和基因可以作为成骨细胞和破骨细胞的标记物。
例如,对于成骨细胞,骨形成蛋白、骨细胞特异性碱性磷酸酶等也常作为标记物使用。
而对于破骨细胞,核因子-kB配体(RANKL)、骨蛋白酶等也被广泛应用。
成骨細胞與破骨細胞的研究探討林文彬林園中醫診所台北市立聯合醫院中興院區摘要成骨細胞是骨形成過程中的重要功能細胞。
70年代中期還認爲破骨細胞與成骨細胞爲共同的祖代來源,但自80年代初開始,認識到破骨細胞來源於單核吞噬細胞系統之外的骨髓生血細胞系統,爲獨立於骨髓幹細胞系統的一個細胞系。
成骨細胞的功能是合成、分泌膠原與糖蛋白,形成骨基質;參與破骨細胞性骨吸收的調控作用;維持骨的代謝平衡。
而破骨細胞是一個高度分化的多核大細胞,其主要功能爲吸收骨,成骨細胞受下列因數調節:轉化生長因數β(TGF-β)、1,25(OH)2D3、胰島素樣生長因數(IGF)、白細胞介素1(IL-I)、雌激素、腫瘤壞死因數α(TNFα)、骨形成蛋白(BMP),骨吸收的主要調節因數有:降鈣素(CT)、甲狀旁腺激素(PTH)、前列腺素(PGs)、活性維生素D3(1,25(OH)2D3)、細胞因數、腫瘤壞死因數(TNFα、β)、干擾素(IF)、白細胞介素-18(IL-18)、白細胞介素-17(IL-17)。
關鍵詞:成骨細胞破骨細胞前言骨質疏鬆症是骨吸收與骨形成之間的平衡被打破,骨吸收佔優勢而使骨量減少,成骨細胞和破骨細胞是骨組織特有的兩種細胞,在激素及細胞因數等作用下作用於骨,是骨代謝過程中的重要核心細胞。
故對成骨及破骨細胞的研究,對於理解骨質疏鬆的發病及藥物的療效都具有重要意義。
成骨細胞及破骨細胞的來源(一)成骨細胞的來源成骨細胞(Osteoblast OB)是骨形成過程中的重要功能細胞。
成骨細胞的主要功能是分泌骨基質(包括膠原與糖蛋白)及進行合成。
其分泌的膠原95%爲I型膠原蛋白(1)。
此外還有少量的Ⅲ型、IV型及V型膠原,可見於小鼠、雞和人胚的成骨細胞。
成骨細胞還參與破骨細胞性骨吸收的調節,兩者是骨代謝過程中的重要核心細胞。
成骨細胞的起源,經大量研究現己公認:成骨細胞來源於末分化的多潛能幹細胞,這種幹細胞具有分化爲多種細胞類型的特徵,在各種調控因數的作用下,通過複雜的分子機制,間充質多潛能幹細胞可以分化爲成骨細胞、成纖維細胞、脂肪細胞以及肌細胞等。
骨单位的名词解释骨单位,也称为破骨单位,是骨骼生长和修复过程中的基本功能单元。
下面是关于骨单位的详细解释:骨单位是骨骼系统的基本功能单元,由骨细胞和周围的骨基质组成。
它是由成骨细胞(骨母细胞、骨细胞和骨质细胞)和破骨细胞(巨核细胞和吞噬细胞)组成的一组骨组织细胞,它们共同协作完成成骨和破骨的过程。
每个骨单位由一个中央的中央管、周围的多个骨小板、骨直管和骨突管组成。
在成骨过程中,成骨细胞起着主导作用。
首先,骨母细胞通过分泌骨基质、钙和磷,形成骨小板。
随后,骨小板内的骨细胞负责不断合成和分泌骨基质,最终使骨小板逐渐增厚并形成骨质。
骨小板之间的骨直管和骨突管中含有血管和神经,它们供应骨细胞所需的营养和氧气,同时也是骨细胞通信的管道。
破骨过程中,破骨细胞起着主导作用。
巨噬细胞通过吞噬和溶解骨基质,释放出骨基质蛋白和骨细胞调节因子,调控骨代谢。
在骨破坏的同时,巨噬细胞还通过调节新的成骨过程,维持骨骼的重组和修复。
骨单位中的骨细胞主要有三种类型:骨母细胞、骨细胞和骨质细胞。
骨母细胞是骨单位的前体细胞,它们在成熟后逐渐转变为骨细胞或骨质细胞。
骨细胞是成骨的主要细胞,它们负责分泌骨基质和调控骨骼生长和修复。
骨质细胞是一种专门吸收和吞噬骨基质的细胞,它们与巨噬细胞一起参与破骨过程。
骨单位的形成和维持受到多种调节因子的影响,包括激素、细胞因子和维生素等。
例如,钙、磷、维生素D和生长激素是成骨的重要调节因子,它们促进钙磷的吸收和沉积,促进骨基质的形成。
而雌激素和甲状旁腺激素则调节骨破坏和新陈代谢,影响骨密度和骨质。
总之,骨单位是骨骼生长和修复过程中的基本功能单元,由成骨细胞和破骨细胞组成。
它们通过协同作用完成骨骼的生长、修复和重组,同时受到多种调节因子的影响。
对于骨单位的深入研究可以帮助我们更好地了解骨骼生理和疾病的发生与发展。
骨骼中的有机物骨骼中的有机物是构成骨骼组织的重要成分,它们赋予了骨骼强度和柔韧性。
有机物主要包括胶原蛋白、骨基质和骨细胞。
胶原蛋白是骨骼中最主要的有机物,它占据了大约90%的骨骼干重。
下面将详细介绍骨骼中的有机物及其功能。
胶原蛋白是一种复杂的蛋白质,由氨基酸组成。
它的主要功能是提供骨骼的柔韧性和弹性。
胶原蛋白能够形成纤维状的结构,使骨骼具有一定的韧性,能够承受外力的冲击。
此外,胶原蛋白还能够保持骨骼的形状和稳定性,防止骨骼变形和断裂。
骨基质是骨骼中另一个重要的有机物,它主要由胶原纤维和无机盐组成。
胶原纤维提供了骨骼的柔韧性和韧带的连接,而无机盐则赋予了骨骼硬度和强度。
无机盐主要包括钙、磷、镁等元素,它们以羟磷灰石的形式存在于骨骼中。
无机盐与胶原纤维相互作用,形成了骨骼的坚硬结构,使骨骼能够承受外力的压力和撞击。
骨细胞是骨骼中的另一类重要有机物,它们是维持骨骼结构和功能的关键。
骨细胞主要分为成骨细胞、破骨细胞和骨母细胞。
成骨细胞负责合成胶原蛋白和无机盐,促进骨骼的生长和修复。
破骨细胞则参与骨骼的重塑和吸收,通过分解骨组织释放出无机盐和胶原蛋白。
骨母细胞是成骨细胞和破骨细胞的前体细胞,能够分化为这两种细胞,参与骨骼的再生和修复过程。
除了以上主要的有机物外,骨骼中还包含一些其他的有机物,如骨蛋白、骨糖蛋白等。
它们与胶原蛋白相互作用,调节骨骼的形成和降解过程。
骨蛋白具有结合钙离子的能力,促进骨骼中钙的沉积和矿化。
骨糖蛋白则参与胶原纤维的交联和稳定,增强骨骼的强度和稳定性。
骨骼中的有机物是构成骨骼组织的重要成分,它们赋予了骨骼强度和柔韧性。
胶原蛋白、骨基质和骨细胞是骨骼中最主要的有机物,它们相互作用,共同维持骨骼的结构和功能。
了解有机物在骨骼中的作用,有助于我们更好地理解骨骼的形成和发育,并为预防和治疗骨骼相关疾病提供参考。
破骨细胞与细胞信号传导近期,我们上课内容是细胞信号的传导,我在配合书本以及网络资源的情况,对破骨细胞进行了稍许认识,细胞信号的传导再破骨细胞的活动中起了很重要的作用。
下面先简单的了解一下什么事破骨细胞。
破骨细胞(osteoclast,亦称bone-resorbing cells)是骨细胞的一种,行使骨吸收(bone resorption)的功能。
破骨细胞与成骨细胞(osteoblast,亦称bone-forming cells)在功能上相对应。
二者协同,在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。
高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶K (cathepsin K)是破骨细胞主要标志。
破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成,直径100μm,含有2~50个紧密堆积的核,主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。
由多个单核细胞融合而成的,胞浆嗜碱性但随着细胞的老化,渐变为嗜酸性。
破骨细胞具有特殊的吸收功能,某些局部炎症病灶吸收中,巨噬细胞也参与骨吸收过程。
在破骨细胞吸收骨基质的有机物和矿质的过程中,造成基质表面不规则,形成近似细胞形状的陷窝,称为Howship 陷窝。
在陷窝内对着骨质的一面,细胞伸出许多毛样突起,很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。
电镜下,贴近骨质的一侧有许多不规则的微绒毛,即细胞突起,称为皱褶缘(ruffled border)。
在皱褶缘区的周缘有一环形的胞质区,含多量微丝,但缺乏其它细胞器,称为亮区(clear zone),此处的细胞膜平整并紧贴在骨质的表面。
亮区犹如一道以胞质构成的围墙,将所包围的区域形成一个微环境。
破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等,在酸性条件下,骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮,于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。
于破骨细胞内,无机质被降解,以钙离子的形式排入血流中。
成骨细胞和破骨细胞形态成骨细胞和破骨细胞,这俩家伙可真是骨头里的“八卦小分队”。
成骨细胞就是那种努力工作的“建筑工”,他们像是小小的泥瓦匠,日复一日地拼命加班,把钙质堆积起来,造出结实的骨头。
你想啊,咱们的骨头就像一座座坚固的城堡,没有这些小工匠的辛勤付出,咱们怎么能站得直、走得稳呢?可这建筑工也不是永远都忙着施工,他们的工作可得有点节奏感,太拼命了可不行,得给自己留点空间,不然就会变得疲惫不堪,像个累坏的“工地小白”。
而破骨细胞嘛,嘿,那可是一群“拆迁队”的好手。
你瞧,他们专门负责把老旧的、破烂的骨头拆掉,给新的成长留出空间。
好比是城市里的旧房子被推倒,换上崭新的高楼大厦,破骨细胞的工作可重要了,他们不拆,就没法腾出地方给新的骨头成长,真是“无心插柳柳成荫”。
不过,这个拆迁队可不能随意拆,得有个度,太过了,咱们的骨头就会变得脆弱,容易骨折,成了“纸糊的房子”,可就不好了。
成骨细胞和破骨细胞之间的关系就像那种打打闹闹的朋友,有时一拍即合,有时也会吵吵闹闹。
为了骨头的健康,他们得相互配合。
成骨细胞忙着造,破骨细胞则得适时拆掉一些老的骨头,二者的互动让我们的骨骼保持在最佳状态。
你想想,俩人一会儿唱“山歌”,一会儿又来个“快板”,没点默契可不行,得像搭档一样,才能把这个骨骼大戏演绎得淋漓尽致。
在骨骼的世界里,成骨细胞和破骨细胞的形态也各有千秋。
成骨细胞,圆圆的、扁扁的,像小馒头一样可爱,偶尔还会伸出小手来,挥舞着“工具”,看起来特认真。
破骨细胞就不一样了,形态有点复杂,像个小怪兽,长得有点不对称,甚至像个章鱼,手臂多得吓人。
它们这模样,真是让人忍不住想问:“哎,你们这是在干嘛呢?”不过,这种多样的形态其实就是它们工作的标志,成骨细胞专注于生长,而破骨细胞则是为了维持平衡,打个比方,就像是花园里的花和杂草,得时刻修剪,才能让花儿茁壮成长。
成骨细胞和破骨细胞的工作就像一场“骨头交响乐”,每个音符都在为我们的健康打拼。
骨折后成骨细胞和破骨细胞的作用1.骨折的初期处理当一个人遭遇骨折时,首先需要进行初期处理,包括固定骨折部位,控制出血、肿胀和疼痛等。
这是非常重要的,因为初期处理能够保障骨折愈合的良好开端。
2.骨折康复的关键角色——成骨细胞和破骨细胞骨折愈合的过程中,成骨细胞和破骨细胞起着至关重要的作用。
3.成骨细胞的作用成骨细胞是一种独特的细胞,主要负责新骨组织的形成。
当骨折发生后,成骨细胞迅速进入受损的骨骼部位,开始修复工作。
它们通过合成骨基质,促进骨骼愈合,并最终使骨折处恢复到原有的结构和功能。
4.破骨细胞的作用相对于成骨细胞,破骨细胞是另一类至关重要的细胞。
它们主要负责骨质的吸收和重塑,这在骨折康复过程中具有重要的作用。
破骨细胞能够清除骨折处的坏死组织和破碎骨块,为新骨组织的生成提供必要的空间和条件。
5.骨折愈合的过程在骨折愈合的过程中,成骨细胞和破骨细胞相互协作,密切配合,共同促进愈合过程的顺利进行。
它们之间的平衡关系非常重要,如果其中一种细胞的功能受损,都会导致骨折的康复受阻。
对成骨细胞和破骨细胞的作用有一个清晰的认识,对骨折的治疗和康复非常重要。
6.个人观点和理解从成骨细胞和破骨细胞的作用角度来看,骨折的愈合过程是一个非常精密而又神秘的过程。
在人体内部,这两种细胞默默地进行着它们的工作,让骨折处得以重新愈合,这无疑是人体生理学中一种非常具有魔力的表现。
对这一点的深入理解,可以让我们更加珍惜自己的健康,并在面对骨折时更加从容和专业地处理。
也更加深刻地认识到人体内部细胞的神奇和无限可能。
7.总结成骨细胞和破骨细胞在骨折愈合过程中扮演着至关重要的角色。
它们通过协同作用,促进骨折处的愈合,并使其恢复到原有的结构和功能。
对于骨折的治疗和康复来说,对成骨细胞和破骨细胞的作用有一个清晰的认识,非常重要。
我们应该更加珍惜自己的健康,对人体内部细胞的神奇和无限可能有着更加深刻的认识。
在这篇文章中,我们深入探讨了骨折后成骨细胞和破骨细胞的作用。
破骨细胞成骨细胞的相互作用
人体骨骼系统的健康与疾病状态,与破骨细胞和成骨细胞的相互作用密切相关。
破骨细胞和成骨细胞是骨骼系统中的两种重要细胞类型,它们共同参与了骨骼的生长、修复和再生过程。
破骨细胞是一种多核巨噬细胞,主要负责吸收和分解骨组织。
当骨骼受到损伤或老化时,破骨细胞会被激活,通过分泌酶类物质和溶酶体酶,将骨组织中的无机盐和有机物质分解并吸收,从而促进骨质的重塑和修复。
而成骨细胞则是负责合成和沉积骨组织的细胞,它们分泌胶原蛋白和骨基质,促进骨骼的形成和增长。
在骨折愈合或骨骼生长过程中,成骨细胞会被激活,沉积新的骨基质,促进骨骼的愈合和生长。
破骨细胞和成骨细胞之间的相互作用是骨骼系统中的动态平衡过程。
当这两种细胞的功能失衡时,就会导致骨质疏松、骨折难愈合等骨骼疾病的发生。
比如,破骨细胞过度活跃或成骨细胞功能减弱,都会导致骨质流失和骨密度减少,增加骨折的风险。
因此,了解破骨细胞和成骨细胞的相互作用对于预防和治疗骨骼疾病具有重要意义。
通过调节破骨细胞和成骨细胞的功能,可以促进骨骼的修复和再生,维护骨骼系统的健康状态。
未来,随着对骨细胞生物学的深入研究,相信会有更多针对骨骼疾病的有效治疗方法得以开发。
成骨细胞和破骨细胞染色在人体这个庞大又精密的“机器”里,骨骼可是个举足轻重的“硬汉”。
它支撑着我们的身体,让我们能站得直、走得稳。
但你知道吗?骨骼并不是一成不变的,它一直在悄悄地“更新换代”。
这其中,成骨细胞和破骨细胞可是功不可没的两个“小能手”。
今天,咱们就来聊聊这俩“小能手”染色那点事儿。
成骨细胞,那可是骨骼建设队的“队长”。
它们就像勤劳的“建筑工人”,一刻不停地忙着制造和分泌骨基质,这些骨基质就像是骨骼的“原材料”,经过一系列复杂的“化学反应”,就变成了坚硬的骨骼。
而成骨细胞本身,就像是被精心打扮了一番,它们体内含有一种叫做碱性磷酸酶的“魔法元素”。
在染色的时候,这种“魔法元素”就像是被点亮了,发出了迷人的蓝色光芒,就像是夜空中最亮的星,让人一眼就能认出它们。
破骨细胞呢,则是骨骼拆迁队的“老大”。
它们就像是骨骼界的“拆迁专家”,专门负责拆除那些老旧、受损的骨骼组织。
别看它们名字里有个“破”字,其实它们的工作可是相当重要的。
如果没有它们,我们的骨骼就会变得僵硬、老化,失去活力。
在染色的时候,破骨细胞就像是穿上了红色的“战袍”,显得特别醒目。
这是因为它们体内含有一种叫做抗酒石酸酸性磷酸酶的“特殊武器”,这种“武器”在染色剂的作用下,呈现出了鲜艳的红色,就像是战场上英勇的战士,让人肃然起敬。
说起成骨细胞和破骨细胞的染色过程,那可真是既神秘又有趣。
想象一下,科学家们把骨骼组织切成薄薄的“肉片”,就像是切羊肉串一样,只不过这次切的是骨骼。
然后,他们把这些“肉片”放在染色剂里“泡澡”。
这些染色剂就像是神奇的“魔法药水”,能让成骨细胞和破骨细胞展现出它们独特的色彩。
经过一段时间的“浸泡”,这些细胞就像是穿上了五彩斑斓的“新衣”,变得格外引人注目。
在显微镜下观察这些被染色的细胞,那简直就像是在看一场精彩的“细胞表演”。
成骨细胞的蓝色光芒和破骨细胞的红色“战袍”交相辉映,就像是在舞台上翩翩起舞的舞者,各自展示着它们的独特魅力。
破骨细胞(osteoclast,亦称 bone-resorbing cells)是骨组织成分的一种,行使骨吸收( bone resorption )的功能。
破骨细胞与成骨细胞(osteoblast ,亦称 bone-forming cells )在功能上相对应。
二者共同,在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。
高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶( tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶 K(cathepsin K)是破骨细胞主要标志。
破骨细胞由多核巨细胞 (multinuclear giant cell, MNGC)组成,直径 100μm,含有 2~50个亲近齐集的核,主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。
由多个单核细胞交融而成的,胞浆嗜碱性但随着细胞的老化,渐变为嗜酸性。
作用破骨细胞拥有特其他吸取功能,某些局部炎症病灶吸取中,巨噬细胞也参加骨吸取过程。
在破骨细胞吸取骨基质的有机物和矿质的过程中,造成基质表面不规则,形成近似细胞形状的陷窝,称为 Howship 陷窝。
在陷窝内对着骨质的一面,细胞伸出好多毛样流行,很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。
电镜下,贴近骨质的一侧有好多不规则的微绒毛,即细胞流行,称为皱褶缘(ruffled border) 。
在皱褶缘区的周缘有一环形的胞质区,含多量微丝,但缺乏其他细胞器,称为亮区 (clear zone) ,此处的细胞膜平展并紧贴在骨质的表面。
亮区忧如一道以胞质组成的围墙,将所包围的地域形成一个微环境。
破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等,在酸性条件下,骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮,于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。
于破骨细胞内,无机质被降解,以钙离子的形式排入血流中。
无机质的扔掉使骨基质内的胶原纤维裸露,破骨细胞分泌多种溶酶体酶,特别是组织蛋白酶 K和胶原溶解组织蛋白酶。
破骨细胞走开骨表面后,其皱褶缘消失,细胞内发生变化,进入静止期。
破骨细胞的功能破骨细胞是一类多核巨噬细胞,主要起作用是破坏骨质而释放其中储存的硬质矿物质,包括钙、磷、镁等。
破骨细胞通常是在一些特定的生理或病理条件下被激活。
这些条件包括骨折、骨髓炎、房着细胞、放射性损伤等。
接下来本文将详细介绍破骨细胞的功能。
1. 去除老旧骨质维持骨骼更新一个人的骨骼系统是处于不断更新和变化的状态。
破骨细胞是在这个过程中起重要作用的细胞之一。
它们通过遗传方式从骨髓中产生,然后移动到骨组织最深处。
与此同时,其他一些细胞也参与到这个过程中,例如骨母细胞、成骨细胞等。
破骨细胞负责去除老旧的骨质,而骨母细胞负责形成新骨并维持骨骼的稳定。
这个过程是一种非常复杂的骨代谢,既包括骨形态学结构的改变,也涉及到骨组织内激素和生长因子的相互作用。
2. 释放矿物质供其他器官和生理学过程使用一个人锁骨内含大量的矿物质,其中包括钙、磷、镁等。
这些矿物质对于维持人体健康是非常重要的。
例如,钙是一种结构化合物,可以被用于合成骨骼,并参与维持神经肌肉的正常功能。
因此,破骨细胞释放这些矿物质是非常重要的。
在整个骨代谢过程中,成骨细胞和骨母细胞都需要大量的矿物质来满足它们的生理需求。
因此,破骨细胞通过释放矿物质,可以满足这些生理过程对矿物质的需求。
3. 参与一系列炎症和免疫反应除了破坏和释放骨质外,破骨细胞也参与到一系列免疫和炎症反应中。
当身体受到感染或其他刺激时,免疫系统会调动各种细胞和分子去应对这些刺激。
破骨细胞就是其中的一员。
一旦破骨细胞被激活,它们就会分泌许多免疫细胞介质,例如趋化因子、肿瘤坏死因子等。
这些介质可以影响所周围的细胞,包括白细胞、纤维母细胞和其他免疫细胞。
通过释放这些介质和参与免疫和炎症反应,破骨细胞可以帮助身体有效地应对各种刺激和病理过程。
4. 参与骨质疏松症和其他与骨代谢有关的疾病最后,破骨细胞的失调也会导致一些与骨代谢有关的疾病,例如骨质疏松症等。
骨质疏松症是一种常见的骨代谢疾病,其特征是骨质量降低和骨密度减少。
成骨细胞是一种能够合成和分泌骨基质的细胞,其主要功能包括:
1. 合成和分泌骨基质:成骨细胞能够合成和分泌胶原蛋白、骨钙素等骨基质成分,这些成分是构成骨骼的基本物质。
2. 促进骨形成:成骨细胞能够促进骨形成,通过不断地合成和分泌骨基质,使骨骼不断地生长和发育。
3. 调节骨代谢:成骨细胞能够调节骨代谢,通过合成和分泌各种生长因子和细胞因子,如 IGF-1、TGF-β等,来促进骨形成和抑制骨吸收。
4. 维持骨稳态:成骨细胞能够维持骨稳态,通过与破骨细胞的相互作用,维持骨量的平衡。
总之,成骨细胞是维持骨骼健康和生长发育的重要细胞,其功能对于骨骼的形成、生长和修复具有重要的作用。
骨组织坚且韧的组织学原因骨组织是人体中最坚硬、最坚韧的组织之一,它的主要功能是支撑和保护身体器官,同时也是血液造血的重要场所。
骨组织的坚硬和韧性是由其特殊的组织结构和化学成分所决定的。
骨组织的组织结构骨组织由细胞、基质和纤维组成。
细胞包括成骨细胞、破骨细胞和骨母细胞。
成骨细胞是骨组织中最重要的细胞,它们负责合成和分泌骨基质,同时也参与骨的再生和修复。
破骨细胞则是骨组织中的吞噬细胞,它们能够分泌酸性物质,溶解骨基质,从而促进骨的吸收和重塑。
骨母细胞则是成骨细胞和破骨细胞的前体细胞,它们能够分化为成骨细胞或破骨细胞,从而参与骨的生长和修复。
骨组织的基质主要由胶原纤维和无机盐组成。
胶原纤维是骨组织中最主要的有机成分,它们能够形成一种网状结构,为骨提供了坚韧的支撑。
无机盐则是骨组织中最主要的无机成分,它们主要由钙、磷和氢离子组成,能够形成一种矿物质结构,为骨提供了坚硬的支撑。
骨组织的化学成分骨组织的化学成分主要包括有机成分和无机成分。
有机成分主要是胶原纤维,它们占据了骨组织总重量的30%左右。
胶原纤维是一种由胶原蛋白组成的纤维状结构,它们能够形成一种网状结构,为骨提供了坚韧的支撑。
无机成分则主要是钙、磷和氢离子等无机盐,它们占据了骨组织总重量的70%左右。
无机盐能够形成一种矿物质结构,为骨提供了坚硬的支撑。
骨组织的坚硬和韧性骨组织的坚硬和韧性是由其特殊的组织结构和化学成分所决定的。
胶原纤维能够形成一种网状结构,为骨提供了坚韧的支撑。
无机盐则能够形成一种矿物质结构,为骨提供了坚硬的支撑。
这种矿物质结构能够吸收和分散外部的冲击力,从而保护骨骼不受损伤。
同时,胶原纤维也能够吸收和分散外部的冲击力,从而保护骨骼不受损伤。
这种坚硬和韧性的组合使得骨组织能够承受外部的压力和冲击,同时也能够保护身体器官不受损伤。
骨组织的坚硬和韧性是由其特殊的组织结构和化学成分所决定的。
胶原纤维和无机盐的组合使得骨组织能够承受外部的压力和冲击,同时也能够保护身体器官不受损伤。
ste m cells f or treat m ent of therapy-resistant graft-versus -host disease1Trans p lantati on,2006;81(10):1390–139719 Bocelli-Tyndall C,B racci L,Spagnoli G et al1Bone mar2 r ow mesenchy mal str omal cells(BM-MSCs)fr om healthy donors and aut o-i m mune disease patients reduce the p r o2 liferati on of aut ol ogousand all ogeneic-sti m ulated ly mpho2 cytes in vitr o1Rheu mat ol ogy,2007;46(3):403–408 20 Gerdoni E,Gall o B,Casazza S et al1Mesenchy mal ste m cells effectively modulate pathogenic i m mune res ponse in experi m ental aut oi m mune encephal omyelitis1Ann Neur ol, 2007;61(3):219–22721 Augell o A,Tass o R,Negrini S M et al1Cell therapy using all ogeneic bone marr ow mesenchy mal ste m cells t o p reventtissue da mage in collagen-induced arthritis1A rthritis Rheu m,2007;56(4):1175–118622 English A,Jones E A,Corscadden D et al1A comparative assess ment of cartilage and j oint fat pad as a potential s ource of cells f or aut ol ogous therapy devel opment in knee osteoarthritis1Rheumat ol ogy,2007;46(11),1676–168323 Pisati F,Boss olasco P,MeregalliM et al1I nducti on of neu2 r otr ophin exp ressi on via hu man adult mesenchy mal ste m cells:i m p licati on f or cell therapy in neur odegenerative dis2 eases1Cell Trans p lant,2007;16(1):41–55(2009-04-14收稿)成骨细胞与破骨细胞的相互作用对骨重塑的调节汕头大学医学院第一附属医院(515041) 陈 斌综述 李学东 杜世新审校摘 要 骨骼是一个动态活性组织,它通过持续的重塑来维持其矿化平衡及自身的结构完整。
骨单位的名词解释骨单位是人体骨骼系统中的基本功能结构单元。
人体的骨骼系统是由数百个骨单位组成的,每个骨单位都由一个或多个骨小体组成。
骨单位起着支撑身体、保护内脏器官、参与运动和代谢调节等重要作用。
骨小体是骨单位的基本组成部分,由一对骨细胞和周围的骨膜细胞构成。
骨细胞是负责形成和重建骨组织的细胞,分为成骨细胞和破骨细胞。
成骨细胞负责将新的骨质沉积在原有骨组织上,以增加骨骼的密度和强度。
而破骨细胞则负责吸收老化、受损或不再需要的骨质,促进骨骼的重塑和修复。
骨膜细胞是骨小体周围的细胞,它们通过分泌和分解骨基质来调节骨骼的形成和重建。
骨基质是一种含有丰富胶原蛋白、矿物质和成骨细胞的胶状物质,具有较高的弹性和韧性。
骨膜细胞通过分泌胶原蛋白和其他结构蛋白,促进骨基质的形成和骨骼的增长。
与此同时,它们也能分泌骨吸收因子,引导破骨细胞吸收老化或受损的骨质,使骨骼得以修复和重建。
骨单位的另一个重要组成部分是骨血管系统。
骨血管系统由动脉和静脉组成,通过血液供应骨骼,为骨单位提供养分和氧气。
同时,骨血管系统还参与调节骨单位的新陈代谢过程,如骨骼中钙和磷的沉积与吸收等。
骨单位的形成和重建过程是一个动态平衡的过程,被称为骨代谢。
在正常情况下,成骨细胞和破骨细胞的活动是相对平衡的,以维持骨骼的稳态。
然而,一些因素,如年龄、性别、激素水平、饮食习惯和运动等,都可能影响骨代谢的平衡,导致骨骼失去稳定状态,出现骨质疏松、骨折和其他骨骼疾病。
因此,了解和维护骨单位的健康非常重要。
良好的饮食习惯,摄入足够的钙和维生素D,有助于骨单位的形成和维持。
适量的运动和体重控制也对骨骼有益,并有助于预防骨质疏松和骨折的发生。
此外,定期进行骨密度检查和咨询医生,也是确保骨单位健康的重要措施。
总之,骨单位是人体骨骼系统中的基本功能结构单元,由骨小体、骨膜细胞和骨血管系统组成。
骨单位的健康与全身健康密切相关,了解骨单位的结构和功能,以及如何维护其健康,对每个人都至关重要。
破骨细胞
(osteoclast,亦称bone-resorbing cells)是骨组织成分的一种,行使骨吸收(bone resorption)的功能。
破骨细胞与成骨细胞(osteoblast,亦称bone-forming cells)在功能上相对应。
二者协同,在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。
高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶K(cathepsin K)是破骨细胞主要标志。
破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成,直径100μm,含有2~50个紧密堆积的核,主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。
由多个单核细胞融合而成的,胞浆嗜碱性但随着细胞的老化,渐变为嗜酸性。
作用
破骨细胞具有特殊的吸收功能,某些局部炎症病灶吸收中,巨噬细胞也参与骨吸收过程。
在破骨细胞吸收骨基质的有机物和矿质的过程中,造成基质表面不规则,形成近似细胞形状的陷窝,称为Howship 陷窝。
在陷窝内对着骨质的
一面,细胞伸出许多毛样突起,很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。
电镜下,贴近骨质的一侧有许多不规则的微绒毛,即细胞突起,称为皱褶缘(ruffled border)。
在皱褶缘区的周缘有一环形的胞质区,含多量微丝,但缺乏其它细胞器,称为亮区(clear zone),此处的细胞膜平整并紧贴在骨质的表面。
亮区犹如一道以胞质构成的围墙,将所包围的区域形成一个微环境。
破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等,在酸性条件下,骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮,于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。
于破骨细胞内,无机质被降解,以钙离子的形式排入血流中。
无机质的丢失使骨基质内的胶原纤维裸露,破骨细胞分泌多种溶酶体酶,特别是组织蛋白酶K和胶原溶解组织蛋白酶。
破骨细胞离开骨表面后,其皱褶缘消失,细胞内发生变化,进入静止期。
成骨细胞
成骨细胞是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和矿化。
骨不断地进行着重建,骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域,分泌
酸性物质溶解矿物质,分泌蛋白酶消化骨基质,形成骨吸收陷窝;其后,成骨细胞移行至被吸收部位,分泌骨基质,骨基质矿化而形成新骨。
破骨与成骨过程的平衡是维持正常骨量的关键。
成骨细胞(osteoblast)[1] 的间质细胞,除成骨细胞外,基质细胞还可分化成软骨细胞,成纤维细胞,脂肪细胞或肌细胞。
来源:
(1)骨髓克隆形成单位(成纤维细胞集落形成单位,CFU-F);
(2)骨软骨祖细胞,可分化成骨祖细胞和前软骨细胞谱系,常位于骨髓腔中,有很强的自身增殖能力;
(3)前成骨细胞,即骨祖细胞,能定向分化成成骨细胞,具有合成和增殖能力[1,2]。
成骨细胞由多能的间质干细胞在体内的各种调控因素的调节下发展而来,调控因素主要有BMP-2,BMP-2能诱导基质细胞向成骨细胞分化,具体就是诱导间质干细胞分化形成骨祖细胞进而形成前成骨细胞。
成骨细胞在骨形成过程中要经历成骨细胞增殖,细胞外基质成熟、细胞外基质矿化和成骨细胞凋亡四个阶段。
很多因素可调节这几个阶段,从而最终调控骨形成。
成骨细胞增殖期成骨细胞数量增加,以形成多层细胞,并合成、分泌Ⅰ型胶原以便最终可以矿化形成骨结节。
对成骨细胞增殖的调控具体说来即是对细胞周期的调控,后者包括细胞在有丝分裂原作用下复制DNA和细胞分裂的调节机制,典型的成骨细胞细胞周期时间为20~24小时。
抑制与细胞周期调节相关的基因会导致增殖的停止。
有关的基因
与增殖激活有关的基因有c-myc、c-fos、
c-jun;与细胞周期有关的基因有组蛋白、细胞周期素基因。
在颅盖骨分骨细胞培养中观察到细胞从颅盖骨中分离后很快即出现最高水平的
c-fosmRNA表达,比c-myc和H4组蛋白基因表达早许多。
c-mycmRNA常在1天后表达达到高峰,H4组蛋白基因表达伴随细胞内DNA合成,与增殖密切
相关。
c-fos、c-jun基因表达在增殖晚期明显下调,同时伴随成骨细胞增殖减慢,细胞由增殖期进入分化期。
c-fos对成骨细胞增殖的作用在体内实验中也得到证实,如在人的长骨与胚胎骨生长旺盛的区域c-fos原癌基因高表达。
另有报道,c-fos高表达的小鼠中骨形成也会增加,这些均证明c-fos与成骨细胞增殖有关。
而且c-fos与
c-jun编码的蛋白质c-fos,C-jun能形成异二聚体,作为转录因子结合到基因启动子区的AP-1位点,已观察到在增殖的成骨细胞中有很高的AP-1结合活性,而在增殖下调后,这种高活性也明显改变,这说明原癌基因可能通过c-fos/c-jun复合物来调节细胞增殖[2]。
在成骨细胞增殖期,同时还能表达的基因有表皮生长因子(FGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、转化生长因子β(TGFβ)、Ⅰ型胶原、纤维连接(fibronectin)等基因。
在细胞增殖晚期,与细胞周期与细胞增殖相关的基因表达下降,而编码细胞外基质成熟的蛋白的基因开始表达,在分化早期主要是碱性磷酸酶表达,因此碱性磷酸酶被认为是细胞外基质成熟的早期标志,AKPmRNA表达此时可增加10倍以上。
有学者用羟基脲抑制成骨细胞增殖,加入羟基脲1
小时后观察到DNA合成和H4组蛋白mRNA下降90%,与此同时,AKPmRNA增加4倍,证明增殖下调可提前诱导AKPmRNA表达。
成骨细胞分泌AKP和钙盐结晶体至细胞外基质中,AKP使局部磷酸含量增高,促使基质矿化。
在细胞外基质成熟期,胶原继续合成并相互交联、成熟。
在成骨细胞分化晚期,当培养细胞进入矿化期,细胞内的AKP活性下降,而与细胞外基质中羟磷灰石沉积相关的基因表达达到高峰,如骨桥蛋白(osteopontin)、骨钙素、骨唾液酸白。