骨骼及构成

一、骨骼及构成

人体共有206块骨头，骨与骨的连接成为骨骼。其中最主要的是颅骨、躯干骨和四肢骨。可是中国人和日本人，只有204块骨头，这是因为我们的第五趾骨只有2节，而欧美人却有3节，所以，中国人比欧美人少2块骨头。

在儿童期，人的骨头比成年人多一些，大约为217或218块，一些没有成型的骨头（如骶骨、尾骨等）往往几块连在一起，但当长大成人后，一些相连的骨头便合为一块了，数量就从217或218块变成204块。

从骨的形态来分，可分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨等四种。长骨像一根棍棒，短骨像一个立方体，扁骨犹如扁扁的板条。人体最长的骨头就是股骨，一般占人体高度的27%，人体最硬的骨头是胫骨，它的平均承受重量可以超过人体平均重量的20多倍。人体最小的骨头是耳朵中的三块小骨头，其中最小的一块是镫骨，只有0.25～0.43厘米长。人体的骨头是很硬的，每平方厘米的骨头可承受2100千克的压力，甚至超过了花岗石。

在人的骨头中，一半是水，另一半是矿物质和有机物。在儿童少年期，骨头中的有机物比例较大，所以，骨头韧而嫩，容易变形；而老年人的骨头中，矿物质比较多，因此，骨头就比较硬而脆，容易发生骨折。相比之下，男性的骨头比较粗而重，而女子的骨头则比较轻而细；胖人的骨头表面比较光滑，而瘦人的骨头表面比较粗糙。在人的骨头中，最重要的可能就是脊柱了，它由7块颈椎、12块胸椎、5块腰椎和1块骶椎还有一块尾骨组成。正常人的脊柱不是笔直的，从侧面来看是S型的，有4个弯曲的地方。这些弯曲的地方保证了人体在运动中从脚底下传到头上的振动可以大大地减轻，这就大大地减少了行走过程中产生的振动对大脑的冲击。在所有的脊柱骨中，体积最小、活动量最大的是颈椎骨，因此，颈椎的活动能力也就最大。

在人体的骨骼发育过程中，最早是软骨阶段，以后随着年龄的增长，软骨逐渐被骨组织代替。在人体的不同生长阶段中，骨骼的发育程度有着明显的区别。医生用骨骼生长发育的程度来评价一个人的生理年龄，这就是骨龄。通常医生就是用它的X线的片子来判断一个人的骨龄，特别是观察一个孩子还能不能长高。骨龄小于生活年龄的少年儿童，以后身体估计比较高；相反，骨龄大于生活年龄的少年儿童，以后个子估计不会太高。此外，骨龄小于生活年龄的少年，生长发育高潮的持续时间较长，运动能力“自然增长”的潜力比较大。

在骨组织中，约1/3是由有机基质组成的，其中主要成分是胶原蛋白，另2/3是由无机矿物质所组成的，主要成分是钙和磷。骨骼的形成，首先是先产生由蛋白质组成的有机基质框架，然后，钙和磷沉淀在这个框架上，从而构成了坚硬的骨骼。骨骼的强度取决于矿物质的沉淀。人体中的钙大约99%都分布在骨骼和牙齿中，还有1%存在于血液和组织液中，有其特殊的功用。

骨骼的内部结构更是奇妙，它可分为内、外二层。骨骼中的外层由质地致密，非常坚硬的皮质骨（或称为密质骨）构成；而内层则是由许多厚薄不一、相互交错排列而成多孔的网状蜂窝状、间距不等的松质骨构成。骨组织的数量称为骨量，而骨密度是指骨组织结合的紧密程度。

在骨组织中，胶原蛋白就像一束束密布排列的有规律的纤维，中间具有空隙，如同造房子时的“钢筋”一样；另一方面，人体中99%的钙与磷结合成羟磷灰石小结晶沉积在这些空隙中，如同“混凝土”，附着在“钢筋”上，这样使骨骼就成为人体既坚硬而又富有弹性的组织了。

一般来说，骨骼中皮质骨在骨的外面一层，松质骨在里面，但皮质骨与松质骨在人体骨骼的不同部位中分布和比例是不同的，如在长骨的骨干部分，皮质骨的比例最多，约占95%，但骨小梁中皮质骨的比例只占5%；而在脊椎骨和长骨两端的前部，皮质骨只占10%～35%，这种特殊的结构比例上的差异与各个部位骨的功能不同有着很大的关系。

骨的这种特殊的外层为鞘样包裹（主要是皮质骨），内层为网状结构（主要是松质骨）的特点，使骨骼既有理想的力学功能（支撑和运动），又具有最轻的重量。

骨的外层硬而密，形成皮质骨，骨的内层，由薄厚不一、间距不等的骨小梁相互交错排列，形成多孔、网状的松质骨。

人体发生骨质疏松时，首先造成丢失骨量的地方一般总是松质骨，以后再发展到包括皮质骨在内的部分，渐渐发生骨量的丢失，以至于发生全身性的多部位的骨质疏松症。

如果我们再仔细地来看，骨的组织结构是由细胞和细胞外基质所组成的。而骨的细胞至少包含成骨细胞、骨细胞和破骨细胞三种。

在了解骨质疏松症时，我们常会遇到以下一些专用名词，这里就几个常用的专用名词作一些介绍：

成骨细胞：是一种骨形成细胞，它能合成和分泌骨胶原，形成骨基质，并释放钙离子，使基质矿化，顾名思义它的作用主要是用于“长骨头的”。成骨细胞来源于骨源细胞，直径20～50微米，呈立方形、圆形、矮柱形、扁平形，核大呈圆形或椭圆形，含1～3个核仁。细胞质中含有丰富的细胞器，如粗面内浆网、高尔基复合物、核糖体、线粒体、溶酶体与糖原颗粒等，并含有丰富的碱性磷酸酶，这些成分与成骨细胞对骨的合作功能和骨形成功能密切有关。

骨细胞：骨细胞实际上是成骨细胞被包埋在骨基质中形成的，它们位于骨凹陷窝内，体积较小，呈长椭圆形。它会伸出若干突起，与邻近骨细胞伸出的突起相连接沟通形成小管系统。通过小管系统的网络，骨细胞互相传递信息，并与骨髓内和骨外膜毛细血管相通，以保障骨细胞的营养和物质的交流。幼稚的骨细胞仍具有分泌骨基质的能力，沉积在凹陷壁致骨陷窝体积变小，以及由于骨细胞性骨吸收作用，致骨陷窝变大。

破骨细胞：它是骨吸收细胞，可以分泌酸离子和蛋白溶解酶，降解骨基质和溶解吸收钙离子，并将钙离子转移到血液中去，顾名思义它起到破坏骨的作用。骨髓前单核细胞发育成前破骨细胞，核融合形成破骨细胞，直径为30～100微米，含数个至几十个核（甚至多达100个核），每个核含1～2个核仁。胞浆富含酸性磷酸酶，含有空泡和丰富的线粒体、高尔基体、溶酶体，这与破骨细胞的骨吸收功能有关。

骨基质：骨基质是由成骨细胞分泌的胶原经矿化后形成，三分之一为有机基质、三分之二为无机基质。有机基质中的90%为胶原。无机盐通常称为骨盐，占骨干重的65%左右，主要成分为羟基磷灰石结晶，还含有无定型钙、磷，其中85%是磷酸钙、10%是碳酸钙，还有少量为氯化钙、氧化钙和碳酸镁等。

皮质骨：皮质骨又称为密质骨，其结构致密，占人体骨量的80%，为四肢长骨的主要成分，椎体的皮质骨较薄。皮质骨的外表面为骨外膜，骨内膜为包围骨髓腔和包被骨小梁、中央管内表面的薄层结缔组织。

松质骨：松质骨呈较疏松的网状小梁结构，又称海绵骨，占人体骨量的20%，主要分布于骨干骺端、脊椎骨和不规则型骨。松质骨的表面积很大，为皮质骨的6倍以上，因而松质骨的代谢远较皮质骨为高（大约高8倍）。

软骨：软骨由中胚叶细胞分化而来。成骨细胞合成和分泌有机基质，被基质包围而形成软骨细胞。通过软骨内生长和软骨膜下生长，由软骨形成中心生长发育，软骨细胞不断地分裂繁殖，分泌软骨基质，扩大软骨的体积。软骨基质的主要成分为水、胶原与糖蛋白。关节软骨为高度水合的组织，水的重量占软骨基质的75%。软骨的胶原属于Ⅱ型胶原，含有较多的羟脯氨酸与羟赖氨酸，三股肽链均为α链。糖蛋白含三种氨基糖，即4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素与硫酸角质。糖蛋白的静电荷渗透能力是软骨具有弹性的基础。

了解了骨骼及骨骼中各细胞的成分与构造，我们就不难理解强健的骨骼是保证人类健康生活所必需的。由此可以看出骨的主要功能为：

1．坚硬的骨组织是人体的“顶梁柱”，特别是脊柱支撑着人体，维持着挺拔的体形。

2．骨与关节是运动系统主要组成部分，当骨骼肌收缩时，通过与之相连的肌腱（韧带）发生牵拉，此时，骨起到了杠杆作用，而与关节联结共同起到运动的枢纽作用。这些协同作用保障了人体活动能力呈多方位而显得灵活有力。

3．骨骼又是人体中最大的钙储存仓库，是调节人体钙、磷代谢的重要器官。当机体摄入钙增加时，一部分钙随着粪便和尿液排出体外，另一部分钙就储存在骨组织中；当机体摄入钙的量不足时，粪便和尿液中排出的钙就相应减少，同时一部分骨钙被动员出来释放补充入血，以维持正常的血钙水平。

如果人体长期处于缺钙状态时，骨库中的钙长期处于入不敷出的状况，人体为了保持血钙水平的稳定而不得不使钙从骨中释放出来进入血液，久而久之，就会导致骨质疏松，造成骨骼的枯竭、衰老。