骨科人体骨骼的构造及作用

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

我们的身体是世界上最奇妙的有机体。当我们看到举重运动员举起那几百磅的杠铃时，我们无不感叹他那副如钢筋般的骨骼；当我们看到身轻如燕的体操运动员和杂技演员的优美高难动作时，我们也实在是忍不住要赞叹他们那柔韧的肢体。

我们身体这坚实的块跟我们的年龄一样大的骨头，因为含有大量无机盐，从而使骨组织坚硬，也因为骨头含有大量骨基质，从而使骨头能耐压、抗压，不象玻璃一样易破碎。在神经系统的调节和各系统的配合下，骨骼对身体起着保护、支持、和运动的功能。

骨是非常活跃的组织，它每时每刻都在变化更新。骨的功能众多，除了为身体提供机械支持和保护，同时维持体内矿物质的平衡的作用外，最近有些研究证明，骨组织同人体免疫功能也有着紧密的联系。因此，骨健康对人的生命是非常重要的。

人体共有块骨骼，分为颅骨、躯干骨和四肢骨3个大部分。其中，有颅骨29块、躯干骨51块、四肢骨块。儿童的骨头实际上应是～块，初生婴儿的骨头多达块，因为：儿童的骶骨有5块，长大成人后合为1块了。儿童尾骨有4～5块，长大后也合成了1块。儿童有2块髂骨、2块坐骨和2块耻骨，到成人就合并成为2块髋骨了。这样加起来，儿童的骨头要比大人多11～12块。

　　　　　　骨骼形态　　　　

形态和功能是互相制约的，由于功能的不同，骨有不同的形态。基本可分为四类：长骨、短骨、扁骨和不规则骨。

长骨：呈长管状，分布于四肢，适应支持体重、移动身体和进行劳动的运动，在运动中起杠杆作用。长骨有一体和两端。体又名骨干，骨质致密，骨干内的空腔称为骨髓腔，内含骨髓；在体的一定部位有血管出入的滋养孔。端又名骺，较膨大并具有光滑的关节面，由关节软骨覆盖。小儿长骨的骨干与骺之间夹有一层软骨，称骺软骨。骺软骨能不断增生，又不断骨化，使骨的长度增长。成年后骺软骨骨化，原骺软骨处留有一线状痕迹，称骺线。

短骨：一般呈立方形，多成群地连接存在，位于既承受重量又运动复杂的部位，如腕骨和跗骨。

扁骨：呈板状，分布于头、胸等处。常构成骨性腔的壁，对腔内器官有保护作用，如颅盖骨保护脑，胸骨和肋骨保护心肺等。

不规则骨：形态不规则，如椎骨。有些不规则骨，内有含气的腔，称含气骨，如位于鼻腔周围的上颌骨和筛骨等，发音时能起共鸣作用，并能减轻骨的重量。

　　　　　　骨基质　　　　

骨的钙化细胞间质又称骨基质，由有机成分和无机成分构成。

有机成分：包括胶原纤维和无定形基质，约占骨干重的35%，是由骨细胞分泌形成的。有机成分的95%是胶原纤维（骨胶纤维），主要由I型胶原蛋白构成，还有少量V型胶原蛋白。无定形基质的含量只占5%，呈凝胶状，化学成分为糖胺多糖和蛋白质的复合物。糖胺多糖包括硫酸软骨素、硫酸角质素和透明质酸等。而蛋白质成分中有些具有特殊作用，如骨粘连蛋白可将骨的无机成分与骨胶原蛋白结合起来；而骨钙蛋白是与钙结合的蛋白质，其作用与骨的钙化及钙的运输有关。有机成分使骨具有韧性。

无机成分：主要为钙盐，又称骨盐，约占骨干重的65%。主要成分是羟基磷灰石结晶。电镜下，结晶体为细针状，长约10～20nm，它们紧密而有规律地沿着胶原纤维的长轴排列。骨盐一旦与有机成分结合后，骨基质则十分坚硬，以适应其支持功能。

成熟骨组织的骨基质均以骨板的形式存在，即胶原纤维平行排列成层并借无定形基质粘合在一起，其上有骨盐沉积，形成薄板状结构，称为骨板。同一层骨板内的胶原纤维平行排列，相邻两层骨板内的纤维方向互相垂直，如同多层木质胶合板一样，这种结构形式，能承受多方压力，增强了骨的支持力。

由骨板逐层排列而成的骨组织称为板层骨。成人的骨组织几乎都是板层骨。按照骨板的排列形式和空间结构不同而分为骨松质和骨密质。骨松质构成扁骨的板障和长骨骨骺的大部分；骨密质构成扁骨的皮质、长骨骨干的大部分和骨髓的表层。

　　　　　　骨细胞　　　　

骨组织的细胞成分包括骨祖细胞、成骨细胞、骨细胞和破骨细胞。只有骨细胞存在于骨组织内，其他三种细胞均位于骨组织的边缘。

骨细胞：骨细胞为扁椭圆形多突起的细胞，核亦扁圆、染色深。胞质弱嗜碱性。电镜下，胞质内有少量溶酶体、线粒体和粗面内质网，高尔基复合体亦不发达。骨细胞夹在相邻两层骨板间或分散排列于骨板内。相邻骨细胞的突起之间有缝隙连接。在骨基质中，骨细胞胞体所占据的椭圆形小腔，称为骨陷窝，其突起所在的空间称骨小管。相邻的骨陷窝借骨小管彼此通连。骨陷窝和骨小管内均含有组织液，骨细胞从中获得营养。

骨祖细胞：骨原细胞是骨组织中的干细胞。细胞呈梭形，胞体小，核卵圆形，胞质少呈弱嗜碱性。骨原细胞存在于骨外膜及骨内膜的内层及中央管内，靠近骨基质面。在骨的生长发育时期，或成年后骨的改建或骨组织修复过程中，它可分裂增殖并分化为成骨细胞。

成骨细胞：成骨细胞由骨原细胞分化而来，比骨原细胞体大，呈矮柱状或立方形，并带有小突起。核大而圆、核仁清楚。胞质嗜碱性，含有丰富的碱性磷酸酶。电镜下，胞质内有大量的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体，线粒体亦较多。当骨生长和再生时，成骨细胞于骨组织表面排列成规则的一层，并向周围分泌基质和纤维，将自身包理于其中，形成类骨质，有骨盐沉积后则变为骨组织，成骨细胞则成熟为骨细胞。

成骨细胞以顶质分泌的方式向类骨质内释放有膜包裹的小泡，称为基质小泡，其直径约0.1μm。小泡膜上有大量的碱性磷酸酶和ATP酶，泡内含有磷脂和小的钙盐结晶。通常认为，基质小泡是类骨质钙化的重要结构。医学研究认为，成骨细胞能向基质中分泌骨钙蛋白。

破骨细胞：破骨细胞是一种多核的大细胞，直径可达μm，可有2～50个核，胞质嗜酸性强。其数量远比成骨细胞少。多位于骨组织被吸收部位所形成的陷窝内。电镜下，破骨细胞靠近骨组织一面有许多高而密集的微绒毛，形成皱褶缘，其基部的胞质内含有大量的溶酶体和吞饮小泡，泡内含有小的钙盐结晶及溶解的有机成分。皱褶缘周围有一环形的胞质区，其中只含微丝，其他细胞器很少，称为亮区。亮区的细胞膜平整，紧贴于骨组织表面，恰似一道围墙在皱褶缘周围，使其封闭的皱褶缘处形成一个微环境。破骨细胞可向其中释放多种蛋白酶、碳酸酐酶和乳酸等，溶解骨组织。医学研究认为，破骨细胞是由多个单核细胞融合而成。

　　　　　　骨骼构造　　　　

骨由骨膜、骨质和骨髓构成，此外还有丰富的血管和神经分布。

骨膜：分骨外膜和骨内膜。骨外膜分两层，外层为纤维层，有营养和保护作用。内层为成骨层，参与骨的生长和修补。故骨外膜受损，骨不易愈合。在肌肉和韧带附着处，骨外膜显著增厚。骨内膜主要衬附于骨髓腔面以及骨小梁表面。

骨质：是骨的主要成分，由骨组织构成，分骨密质和骨松质。骨密质分布在骨的表面，厚而致密，由紧密排列的骨板构成，抗压、抗扭力强。骨松质位于骨内部，由针状或片状的骨小梁组成，骨小梁按重力方向和肌肉牵引的张力方向排列。这两种排列方式，使骨以最经济的材料，达到最大的坚固性和轻便性。头骨内、外骨板之间的松质称板障。

骨髓：位于长骨的骨髓腔和骨松质的间隙内，由造血细胞和网状结缔组织构成。分为红骨髓和黄骨髓两种。婴幼儿时的骨髓均为红骨髓，其内含大量不同发育阶段的红细胞及其他幼稚型的血细胞，故呈红色，具有造血功能；在青春期，骨髓腔内既有红骨髓又有黄骨髓；成年后骨髓腔中的红骨髓逐渐发生脂肪沉积，呈黄色，转为黄骨髓失去造血能力。大量失血后，黄骨髓可以逆转为红骨髓，再次执行造血功能。骨松质中的红骨髓一直具有造血功能。

血管和神经：骨有丰富的血管和神经，主要分布在骨膜。骨表面有肉眼明显可见的小孔，分布于骨质的血管由此出入。分布于骨的神经主要是血管的运动神经和骨膜的感觉神经。

　　　　　　骨骼作用　　　　

支持作用：人体不同的骨骼通过关节、肌肉、韧带等组织连成一个整体，对身体起支撑作用。假如人类没有骨骼，那只能是瘫在地上的一堆软组织，不可能站立，更不能能行走。

保护作用：人类的骨骼如同一个框架，保护着人体重要的脏器，使其尽可能的避免外力的“干挠”和损伤。例如颅骨保护着大脑组织，脊柱和肋骨保护着心脏、肺，骨盆骨骼保护着膀胱、子宫等。没有骨骼的保护，外来的冲击、打击很容易使内脏器官受损伤。

运动功能：骨骼与肌肉、肌腱、韧带等组织协同，共同完成人的运动功能。骨骼提供运动必须的支撑，肌肉、肌腱提供运动的动力，韧带的作用是保持骨骼的稳定性，使运动得以连续的进行下去。所以，我们说骨骼是运动的基础。

代谢功能：骨骼与人体的代谢关系十分密切。骨骼中含有大量的钙、磷及其他有机物和无机物，是体内无机盐代谢的参与者和调节者。骨骼还参与人体内分泌的调节，影响体内激素的分泌和代谢。骨骼还与体内电解质平衡有关。

造血功能：骨骼的造血功能主要表现在人的幼年时期，骨髓腔内含有大量的造血细胞，这些细胞参与血液的形成。人到成年后，部分松质骨内仍存在具有造血功能的红骨髓。

　　　　　　骨骼成份　　　　

骨骼“支撑者”：钙。人的骨骼是“活”的，当钙摄入不足时，骨骼中的钙就会释放到血液里，以维持血钙浓度，导致骨密度越来越低，骨质越来越疏松，进而引发骨折、骨质退行性增生或儿童佝偻病。有人做过统计，在普通人一天的膳食中，平均只能摄入~毫克钙，与中国营养学会建议的每日~0毫克钙摄入量相差甚远。烹饪时可以放点醋，有助钙质溶解，帮助吸收。喜欢吃肥肉、油炸食品等高脂肪食物，以及爱吃咸的人，要特别注意补钙，因为油脂和盐会抑制钙的吸收。

骨骼“加油站”：维生素D。它能促进肠道钙吸收，减少肾脏钙排泄，就像加油站一样，源源不断地把钙补充到骨骼中去。如果缺少维D，骨头的硬度会降低，形成“软骨症”。幼儿往往颅骨、胸廓发育不全，容易佝偻；孕妇、老人的下肢、骨盆等处骨骼力量则会减退。人体90%的维D依靠阳光中的紫外线照射，通过自身皮肤合成；其余10%通过食物摄取，比如蘑菇、海产品、动物肝脏、蛋黄和瘦肉等。专家指出，补维D最安全、有效、经济的方法是晒太阳。美国研究人员建议，天气晴朗时，每天正午前后两小时内，不擦防晒霜，暴露40%以上的皮肤，晒太阳5—15分钟就足够。对于长年在写字楼办公的人来说，隔着玻璃照射阳光达不到补维D效果，最好假期多进行户外运动。

骨骼“混凝土”：蛋白质。骨骼中，22%的成分都是蛋白质，主要是胶原蛋白。有了蛋白质，人的骨头才能像混凝土一样，硬而不脆、有韧性，经得起外力的冲击。蛋白质中的氨基酸和多肽有利于钙的吸收。如果长期蛋白质摄入不足，不仅人的新骨形成落后，还容易导致骨质疏松。有研究发现，不爱吃肉、豆制品，长期缺少蛋白质的人，容易发生髋骨骨折。常吃富含胶原蛋白和弹性蛋白的食物，对骨骼健康最有益，比如牛奶、蛋类、核桃、肉皮、鱼皮、猪蹄胶冻等。

骨骼“保卫者”：镁。人体60%～65%的镁存在于骨骼中。专家表示，在新骨的形成中，镁起到重要作用。骨骼中镁的含量虽然少，可一旦缺乏，会让骨头变脆，更易断裂。长期缺镁，还会引发维生素D缺乏，影响骨骼健康。饮食中镁摄入低的女性，骨骼密度也较低。紫菜、全麦食品、杏仁、花生和菠菜等都富含镁。多喝水也能促进镁的吸收。

骨骼“稳定剂”：钾。人体每个细胞都含有钾元素，骨骼也不例外。它的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢和神经肌肉的正常功能，这对于骨骼的生长和代谢是必不可少的。发表在美国《环境营养》期刊上的一项研究还指出，钾能够防止钙流失，使骨骼更硬朗。要想补钾，多吃香蕉、橙子、李子、葡萄干等水果，西红柿、土豆、菠菜、山药等蔬菜，以及紫菜、海带等海藻类食品是最安全有效的方法。特别是橙汁，里面含有丰富的钾，而且能补充水分和能量。钾补充剂最好不要轻易服用，因为它可能对心脏不利。

骨骼“添加剂”：维生素K。就像食物需要一定的添加剂一样，骨头也需要添加剂维K来激活骨骼中一种非常重要的蛋白质——骨钙素，从而提高骨骼的抗折能力。哈佛大学研究表明，如果女性维K摄入较低，就会增加骨质疏松和股骨骨折的危险。荷兰研究则发现，补充维K能促进儿童骨骼健康，减少关节炎的发生。膳食中，蔬菜叶片的绿颜色越深，维K的含量就越高。每天只要吃克蔬菜，其中包含克以上的深绿叶蔬菜，就能有效预防维K不足。长期服用抗生素的人，肠道菌群平衡可能被破坏，影响维K的合成，要特别注意多吃绿叶蔬菜。此外，维K是一种脂溶性维生素，补充时最好不要生吃蔬菜，而是加调味油炒熟。

骨骼“清道夫”：维生素B12。维B12是唯一含有矿物质磷的维生素，对维持骨骼硬度起着重要作用。它就像个“清道夫”一样，能清除血液中的高半胱氨酸，保护骨骼，防止因为高半胱氨酸过多导致的骨质疏松，甚至是髋骨骨折。动物肝脏、贝类、瘦牛肉、全麦面包和低脂奶制品，都是富含维B12的食品。不过，老人很难吸收维B12，植物性食物（螺旋藻等藻类除外）中不含维B12，所以50岁以上的人和素食者可适当服用补充剂，每天摄入的标准是2.4微克。

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