骨骼的微血管结构与骨骼的新陈代谢

骨皮质的基本结构是骨单位，骨单位的中央走行的是血管（图4－24）。在很多教科书的图示中，骨单位中央走行的是2条血管，但事实并非如此。绝大多数骨单位中仅走行一条血管，血管负责骨组织的营养供应及代谢产物的吸收排泄。每根血管的营养半径大概相当于自身直径的3～5倍。

图4－24 显示两个骨单位，中央是血管，周围同心圆排列的是骨细胞

在骨组织坚硬的哈弗管内，血管怎样进行骨组织的营养供应和代谢产物的吸收很值得研究。传统的教科书描述了骨单位中有2条血管，大概是小动脉供给营养，小静脉吸收代谢产物。但在这样狭小的空间内，不可能具有很高的效率，小动脉释放的营养成分还没来得及扩散就可能被小静脉吸收走，看似合理的结构其实毫无道理。

骨单位中走行一根血管才是最高效的结构，这根血管即非小动脉也非小静脉，就是交换血管，它既可以释放营养物质，又可以吸收代谢产物。那么这个功能是怎样实现的呢？这就要提到一位著名的中国学者修瑞娟，她提出了微循环具有自主节律的第二心脏理论，又称为潮汐学说。即微循环内的血流并非连续的，而是像潮水一样涌动，当微循环开放时，血液进入骨单位内的交换血管，然后停留一段时间，进行充分的营养物质和代谢产物的交换，然后流出微循环，再补充新鲜血液。其实人们很早就熟悉了微循环的轮替开放机制，但并没有意识到这是微循环进行物质交换的最佳方式。

哈弗管内主要走行一根交换血管，其证据俯仰皆是。图4－25是兔子股骨印度墨汁血管灌注后的纵切面，图4－26，图4－27是四环素荧光标记后对狗股骨进行印度墨汁血管灌注，再进行塑料包埋，然后磨片，在荧光显微镜下拍摄的骨单位的血管。可见骨改建中期，血管组织发生明显纡曲增生，这种纡曲增生为骨改建的骨吸收提供空间物质支持，而骨改建终末期，血管恢复挺直流畅形态（图4－27）。

4－25 兔子股骨印度墨汁灌注后的纵切面显示的血管

4－26 四环素荧光标记的骨改建中的血管形态

血管不但负有物质交换的功能，前面已经论述了，血管还是骨骼损伤、骨改建的主要感受器，参与骨骼修复的早期过程。既然血管是骨改建的感受期，交换血管又具有轮替开放机制，就存在这样一种可能，骨改建并非起源于一点，而是起源于一段血管，破骨细胞是在一段血管的工作面上同时工作。图4－26记录了四环素荧光标记下的骨改建及印度墨汁灌注的血管形态。在20世纪90年代，CLIN ORTHOP上有一篇文章，通过塑料对骨骼血管进行灌注，然后进行酸腐蚀，再在电子显微镜下进行观察，拍摄了一幅图片，一个纡曲的血管襻，号称首次拍摄了骨改建的血管襻。尽管我承认那可能是一个改建中的血管襻，但何以证明呢？第一没有四环素荧光背景，第二，电子显微镜下的图片节段太小，只见树叶，不见森林。

图4－27 骨改建终末期的血管形态

图4－26显然提供了更为丰富的信息，是在20倍显微镜下拍摄的，它显示了十几个血管襻，四环素荧光在较长一段骨单位中是均匀分布的，而不是喇叭状的，这为骨改建是起源一段血管提供了直接直观的证据。就我个人所知，这是世界上首幅同时进行四环素荧光标记和微血管灌注显示较长节段骨改建均匀发生的图片。我不能同意某编辑在给我的退稿信中的评论，认为这是一幅司空见惯的普通图片。这幅图片为骨改建的相关基础理论提供了重要的实验证据。并直接提示全新的理论诠释。

骨骼的微循环与物质代谢是非连续的，脉冲式进行的，具有明显的量子化的特征。骨折愈合同样是非连续的，脉冲式进行的，也具有量子化的特征。神经冲动是非连续的，脉冲式的，具有典型的量子化特征。量子化是生命存在和运行的基本方式。