骨細胞

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骨細胞是一個科技名詞。

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目錄

名詞解釋

骨細胞是成熟骨組織中的主要細胞，相當於人的成年期，由骨母細胞轉化而來。

當新骨基質鈣化後，細胞被包埋在其中。此時細胞的合成活動停止，胞漿減少，成為骨細胞。骨細胞能產生新的基質，改變晶體液，使骨組織鈣、磷沉積和釋放處於穩定狀態，以維持血鈣平衡。骨細胞對骨吸收和骨形成都起作用，是維持成熟骨新陳代謝的主要細胞。

性質

骨組織的細胞成分包括骨原細胞、成骨細胞、骨細胞和破骨細胞。只有骨細胞存在於骨組織內，其他三種細胞均位於骨組織的邊緣。

（1）骨細胞（osteocyte）：骨細胞為扁橢圓形多突起的細胞，核亦扁圓、染色深。胞質弱嗜鹼性。電鏡下，胞質內有少量溶酶體、線粒體和粗面內質網，高爾基複合體亦不發達。骨細胞夾在相鄰兩層骨板間或分散排列於骨板內。相鄰骨細胞的突起之間有縫隙連接。在骨基質中，骨細胞胞體所占據的橢圓形小腔，稱為骨陷窩（bonelacun），其突起所在的空間稱骨小管（bonecanaliculi）。相鄰的骨陷窩借骨小管彼此通連。骨陷窩和骨小管內均含有組織液，骨細胞從中獲得養分。

（2）骨原細胞（osteogeniccell）：骨原細胞是骨組織中的幹細胞。細胞呈梭形，胞體小，核卵圓形，胞質少呈弱嗜鹼性。骨原細胞存在於骨外膜及骨內膜的內層及中央管內，靠近骨基質面。在骨的生長發育時期，或成年後骨的改建或骨組織修復過程中，它可分裂增殖並分化為成骨細胞。

（3）成骨細胞（osteoblast）：成骨細胞由骨原細胞分化而來，比骨原細胞體大，呈矮柱狀或立方形，並帶有小突起。核大而圓、核仁清楚。胞質嗜鹼性，含有豐富的鹼性磷酸酶。電鏡下，胞質內有大量的粗面內質網、游離核糖體和發達的高爾基複合體，線粒體亦較多。當骨生長和再生時，成骨細胞於骨組織表面排列成規則的一層，並向周圍分泌基質和纖維，將自身包埋於其中，形成類骨質（osteoid），有骨鹽沉積後則變為骨組織，成骨細胞則成熟為骨細胞。

成骨細胞以頂質分泌的方式向類骨質內釋放有膜包裹的小泡，稱為基質小泡（matrixvesicle），其直徑約0.1μm。小泡膜上有大量的鹼性磷酸酶和ATP酶，泡內含有磷脂和小的鈣鹽結晶。通常認為，基質小泡是類骨質鈣化的重要結構。現科學研究認為，成骨細胞能向基質中分泌骨鈣蛋白。

（4）破骨細胞（osteoclast）：破骨細胞是一種多核的大細胞，直徑可達100μm，可有2～50個核，胞質嗜酸性強。其數量遠比成骨細胞少。多位於骨組織被吸收部位所形成的陷窩內。電鏡下，破骨細胞靠近骨組織一面有許多高而密集的微絨毛，形成皺褶緣（ruffledborder），其基部的胞質內含有大量的溶酶體和吞飲小泡，泡內含有小的鈣鹽結晶及溶解的有機成分。皺褶緣周圍有一環形的胞質區，其中只含微絲，其他細胞器很少，稱為亮區（clearzone）。亮區的細胞膜平整，緊貼於骨組織表面，恰似一道圍牆在皺褶緣周圍，使其封閉的皺褶緣處形成一個微環境。破骨細胞可向其中釋放多種蛋白酶、碳酸酐酶和乳酸等，溶解骨組織。現認為，破骨細胞是由多個單核細胞融合而成。

骨細胞的組織形態學特點

骨細胞(Osteocyte)是人體骨骼中最主要的細胞成分。在成年人骨骼中，骨細胞占細胞總數量的90%～95%，大約是成骨細胞數量的20倍。但是，過去對骨細胞的了解可謂知之甚少。直到最近30年，越來越多的學者才開始將精力集中在骨細胞的研究上。

與成骨細胞(Osteoblast)和破骨細胞(Osteoclast)位於骨表面不同，骨細胞生長在骨骼內部的骨基質中。骨細胞的細胞體呈梭形或類圓形，位於基質構成的骨陷窩(osteocyticlacuna)內。與神經細胞類似，每個骨細胞具有大量向外延伸的突觸(dendrities)，而這些突觸均位於由骨基質構成的骨小管(thecanaliculi)結構中。通過這些突觸，骨細胞能夠與骨表面的細胞、周圍其它的骨細胞進行「交流」。正是由於這種骨陷窩-小管系統的存在，使骨細胞的某些特定作用具有了解剖學基礎。人骨細胞胞體長軸的直徑大約為20μm、短軸的直徑大約10μm；突觸的直徑被認為大約是骨小管直徑的的一半，而骨小管的直徑在50nm～100nm之間。

普遍認為，骨細胞起源於成骨細胞。在骨形成的終末階段，成骨細胞將可能有3種不同的歸宿：分化成為骨細胞、轉移至骨表面成為暫不活動的成骨細胞、進入程序死亡過程(凋亡)。在骨形成過程中，部分成骨細胞被遺留在礦化的骨基質中，這就形成了早期的骨細胞，也稱為「骨樣骨細胞(osteoidosteocyte)」。在被「埋入」骨基質的過程中，早期的骨細胞能夠發出大量突觸伸展至骨表面和血管附近，與成骨細胞、破骨細胞、內皮細胞產生廣泛的聯繫。Holmbeck及其同事的研究顯示，骨細胞的形成是一個主動的長入過程，需要清除骨基質中的膠原纖維和其它基質分子。他們發現，在基質金屬蛋白酶(MT1-MMP)缺陷的老鼠中，其骨細胞的突觸數量和長度顯著少於正常老鼠，但骨細胞的活性和密度沒有受到明顯影響。現對突觸生長的調節因素尚不太清楚，可能與骨細胞生長的位置、年齡、物種都有關聯。

與成熟的骨細胞相比，新形成的骨細胞仍然保留有部分成骨細胞的特點，可以表達骨橋蛋白(osteopontin)和整合素β3(integrinβ3)。這些早期的骨細胞體積較大，具有大量的核糖體、發達的內質網和高爾基體，從而能夠合成大量的蛋白質和粘多糖。在骨細胞分化成熟的過程中，某些特異性標記物，如鹼性磷酸酶(alkalinephosphatase)、骨唾液酸蛋白(bonesialoprotein)、骨鈣素(osteocalcin)，其表達逐漸減少，而另外一些標記物，如骨橋蛋白(osteopontin)、整合素β3(integrinβ3)，仍然可以繼續表達。同時，諸如牙本質基質蛋白1(dentinmatrixproteinDMP1)、細胞外基質磷酸糖蛋白(matrixextracellularphosphor-glycoprotein，MEPE)等新的標記物則逐漸出現。這些蛋白標記物與骨細胞所處的分化時期、功能階段密切相關，並能夠用以與成骨細胞區分。