骨組織來源於胚胎時期胚內中胚層的間充質細胞,於胚胎的第6期末 (約第16天),這些細胞具有向不同方向分化的潛能,可以分化為成纖維細胞、成軟骨細胞和成骨細胞等。大多數骨的發生都是首先出現間充質細胞的聚集,然後通過軟骨內成骨的方式形成骨組織。軟骨內成骨是指在將要形成骨的部位,由密集的間充質細胞先形成透明軟骨雛形,以後軟骨雛形逐漸被骨所取代的過程。人體的四肢骨、脊椎骨、盆骨和部分顱底骨都是以軟骨內成骨的方式形成的。
膜內成骨是指由間充質細胞直接分化為成骨細胞,再由成骨細胞產生骨基質和充於基質中的纖維,而後成骨細胞逐漸被包埋在基質中成為骨細胞,骨基質被鈣化的過程。膜內成骨主要發生在一些扁骨中,如顱骨中的額骨、頂骨、枕骨、顳骨等。
人體從胚胎期開始,通過以上兩種方式不斷產生新骨,使骨不斷長長、長粗,同時,受應力的作用,新骨還通過一系列改建活動,使其外部形態和內部結構不斷變化,以適應機體功能和生理活動的需要。這個發育過程是漫長的,大約要經歷20年,也就是說,大部分人骨的發育到20歲時基本停止,這以後骨就不再長長,也不再長粗。
骨的發育停止,並不是說骨代謝也停止。相反,骨的代謝存在於生命的整個過程。骨代謝主要包括骨形成和骨吸收。骨形成是指由成骨細胞分泌骨的有機成分 (也稱有機基質或類骨質),然後在一定條件下無機鹽有秩序地沉積於有機質內的全過程。骨吸收是指新骨形成的同時,一部分舊骨在破骨細胞分泌水解酶以及骨細胞性溶骨作用下不斷地被水解破壞的過程。骨吸收和骨形成是骨代謝中的兩個既對立又統一的方面,它們最終決定骨量的改變。當骨形成的骨量超過骨吸收的量,體內骨量增加;當骨吸收作用增強則可使骨破壞增加,如果超過骨形成的量,便可致骨量減少。當然,人體骨代謝也是受許多因素調節的。
其中,甲狀旁腺激素 (PM)、維生素D活性代謝產物和降鈣素這三大激素對骨代謝具有重要的調節作用。其他如甲狀腺激素、腎上腺皮質激素、性激素以及生長激素和一些局部因子如骨鈣素、骨形態發生蛋白、鹼性磷酸酶、骨粘連素、巨細胞源性生長因子、表皮生長因子、一氧化氮、成纖維細胞生長因子 (FGF)等對骨代謝也有不同程度的調節作用。
骨的血管和神經
1骨的血液供應 骨的種樊不同,其血管的分布也不同,長骨的動脈供應主要有2支。經骨幹的滋養孔進入骨內的滋養動脈,經幹,處進入的幹骷端動脈及由骨髓進入的脂動脈,其中滋養動脈供應血量約佔長骨全部供血量的絕大部分;幹端動脈和脂動脈都是鄰近動脈的分支,長骨的血液回流到骨議內的中央靜脈賽,再匯入靜脈,於骨千處伴隨滋養動脈出骨,入鄰近的靜脈而回流。
2.骨的神經骨的神經常伴隨滋養血管進入骨內,可分為有髓纖維和無髓纖維兩種,前者主要分布於哈佛管的血管周圍間隙、骨小梁間及關節軟骨下面,少數分布到骨,後者主要分布在骨髓和血管壁上。
骨的功能
1支架功能 骨不僅有生命力而且具有一定的彈性和韌性,同時也是全身最堅硬的組織,骨骼通過關節、關節襄、韌帶、肌肉互相聯結成一個完整的有機整體,構成人體的支架,對機體起著支撐作用、負重作用,使身體保持一定的形狀和姿勢,並負荷身體自身的重量和附加的重量。這個作用主要由軀幹骨中的脊柱以及四肢骨行使。一旦人體發生骨質疏鬆症,骨骼的支架功能就會受到削弱,危害人體健康。
2保護內臟功能人體的許多骨骼按一定方式連接而圍成具環繞形狀的腔隙,以其堅硬的結構起到保護內臟器官,維持一些血管的正常形態及避免部分神經被壓迫的作用。這種保護作用,對於防止內臟重要器官免受外力的打擊和傷害是非常重要的。如頭蓋骨圍成堅硬的顱腔,保護大腦免受外力打擊;肋骨和胸椎骨、胸骨等圍成桶狀的胸腔,保護胸腔內的心臟、肺臟和縱隔中的器官、組織骨;盆骨圍成盆腔,保護子富、膀胱;脊椎骨形成的椎管保護脊跪等。
3,運動功能 骨骼系統本身沒有自主的或主動的運動功能,它的活動是通過神經系統支配的骨骼肌奉拉而實現的,骨及關節是運動系統的主要組成部分,當骨骼肌收縮時,在通過與之相連的肌腱發生運動中,骨骼起到槓桿和支重的作用,關節聯結起到運動的樞紐作用,使身體能夠完成各種運動和動作。有些關節,如椎骨間的椎間盤和膝關節的半月板,都有一定彈性,在運動和支重作用中起到彈性緩衝作用。
4參與人體鈣、磷代謝作用 骨是體內鈣和磷的貯存庫,儲存著大量的鈣和磷,與機體的鈣、磷代謝有密切關係,是機體代謝所需鈣、磷最可靠且永久性的來源,對血液中的鈣、磷濃度起到調節作用。當血液中的鈣、磷增多時,即可貯存於骨內。而當血液中的鈣、磷濃度降低時,骨內的鈣、磷則釋放至血液中。這種參與體內鈣、磷的調節作用受到許多因素如維生素、甲狀旁腺素、降鈣素、性激素等的影響。
5造血和免疫功能在人的胚胎個體發育過程中,卵黃裹、肝、脾、胸腺和骨髓都行使造血功能。而出生後,紅骨則是唯一的造血器官。成人骨髓腔內存在的紅骨髓具有造血功能,可產生紅細胞、白細胞和血小板等。骨髓還能產生巨噬細胞,吞噬病原體和異物。紅骨髓產生的淋巴細胞可產生體液免疫和細胞免疫,保護機體不受侵害。在人體生命活動過程中,血液細胞在不斷更新。各種血細胞都有一定的生命周期,在正常狀態下,血液中各種血細胞的生成、發育、釋放、死亡和清除等都處於動態平衡,從而保持機體的正常血液循環生理活動。