骨祖細胞生理學意義
具有分裂分化潛能,呈梭形,有細小指狀突起。核橢圓形,著色淺。胞質弱嗜鹼性或嗜酸性,含有糖原,線粒體少,高爾基複合體和內質網不發達,當分化為成骨細胞時粗面內質網增加,糖原減少。骨原細胞存在於骨內膜和骨外膜的最深層。在骨發生、生長、改建或修復過程中骨原細胞分裂繁殖,衍變為成骨細胞。
骨細胞的分類及功能概述
骨細胞的胞質中僅含少量的線粒體、高爾基複合體和粗面內質網,從而表明這種細胞屬於成熟的細胞,已不再顯其功能活動。但據近些年的研究表明,骨細胞雖無明顯的分泌與合成等功能活動,但在一定條件下,可促使骨質中的鈣溶解,將鈣釋放進入血中,有維持血鈣濃度或調節血鈣平衡的作用。同時,在周圍環境改變時,它仍可轉變為另一種細胞。如當骨陷窩周圍的骨質被吸收時,骨細胞游離,可變為成骨細胞,或數個骨細胞結合而成為多核的破骨細胞。
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。
骨細胞
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線。在骨基質中,骨細胞胞體所占據的橢圓形小腔,稱為骨陷窩(bone lacun),其突起所在的空間稱骨小管(bone canaliculi)。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。
骨原細胞
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。
成骨細胞
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(matrix vesicle),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。科學研究認為,成骨細胞能向基質中分泌骨鈣蛋白。
破骨細胞
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(ruffled border),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(clear zone)。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。學術界認為,破骨細胞是由多個單核細胞融合而成。