뼈 조직 : 특성, 구조, 형성 및 성장 - 생물학 - 2026

뼈 조직은 뼈를 구성이다. 에나멜 및 상아질과 함께 뼈는 ​​동물의 신체에서 가장 단단한 물질입니다. 뼈는 중요한 장기를 보호하는 구조를 구성합니다. 뇌는 두개골로, 척수는 척추로, 심장과 폐는 흉곽으로 보호합니다.

뼈는 또한 뼈에 삽입 된 근육의 "지레"역할을하여 움직임을 실행하는 동안 근육이 생성하는 힘을 배가시킵니다. 뼈가 제공하는 강성은 중력에 대한 하중의지지와 이동을 허용합니다.

뼈 조직 세포 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 OpenStax College)

뼈는 끊임없이 변화하는 역동적 인 살아있는 조직이며 이러한 변화는이 조직이받는 압력과 스트레스에 의해 자극됩니다. 예를 들어 압력은 재 흡수 (파괴)를 자극하고 스트레스는 새로운 뼈 형성을 자극 할 수 있습니다.

뼈는 인체의 칼슘과 인의 주요 축적 물입니다. 인체 전체 칼슘의 거의 99 %가 뼈 조직에 저장됩니다. 총 뼈 질량은 동물의 일생 동안 다양합니다. 성장 단계에서 뼈 형성은 재 흡수 (파괴)를 극복하고 골격이 성장하고 발달합니다.

처음에는 길이를 늘린 다음 두께를 늘려 인간의 경우 최대 20 년에서 30 년 사이에 도달합니다. 성인 (최대 약 50 세)의 경우 뼈 형성과 흡수 사이에 균형이 있습니다.

이 균형은 "뼈 재 형성"으로 알려진 교체 과정에 의해 제공되며 매년 총 뼈 질량의 10 ~ 12 %에 영향을 미칩니다. 그 후, 흡수가 형성을 초과하고 골 질량이 천천히 감소하는 퇴행성 과정이 시작됩니다.

특성 및 구조

뼈에는 골수, 조혈 조직, 즉 혈액 세포를 형성하는 조직이있는 골 수강이라고하는 중앙 공동이 있습니다. 이러한 구조는 활액 관절에 해당하는 영역을 제외하고 골막으로 덮여 있습니다.

골막은 조밀 한 섬유질 결합 조직의 외부 층과 골 형성 세포 또는 골 전구 세포 인 골 형성 세포가있는 내부 층을 가지고 있습니다.

뼈의 중앙 부분은 내골이라고하는 얇고 특수화 된 결합 조직 세포의 단층으로 둘러싸여 있습니다. endosteum에는 osteoprogenitor 세포와 osteoblasts가 있습니다. 이렇게 덮개를 씌운 뼈는 세포가 석회화 된 세포 외 기질에 통합되어 있습니다.

Osteoprogenitor 세포는 골아 세포로 분화하여 뼈 기질의 분비를 담당합니다. 매트릭스로 둘러싸여있을 때 이러한 세포는 비활성화되며 골 세포라고합니다.

기질에서 골 세포가 차지하는 공간을 간격이라고합니다.

유기 기질의 90 %는 힘줄과 피부에도 존재하는 구조 단백질 인 I 형 콜라겐 섬유로 구성되며 나머지는 기본 물질이라고 불리는 균질 한 젤라틴 물질입니다.

조밀 한 뼈와 해면골

매트릭스의 콜라겐 섬유는 큰 묶음으로 배열되어 있으며 조밀 한 뼈에서 이러한 섬유는 혈관과 신경 섬유가 통과하는 채널 (하버 시안 채널) 주위에 동심원 층을 형성합니다. 이러한 층은 "오스테 온"으로 알려진 실린더를 형성합니다.

각 osteon은 콜라겐 섬유가 거의없는 석회화 된 기본 물질로 형성된 합착 선으로 구분되며 Haversian 운하에있는 혈관에 의해 영양을 공급받습니다.

해면골에서 대 면적 판 또는 spicules가 형성되고 세포는 뼈에서 섬유 주로 세포 외액의 확산에 의해 영양을 공급받습니다.

매트릭스의 무기 성분은 뼈 건조 중량의 약 65 %를 구성하며 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 구연산염 및 중탄산염과 같은 일부 요소 외에도 주로 칼슘과 인으로 구성됩니다.

칼슘과 인은 수산화 인회석 결정을 형성하는 것으로 밝혀졌습니다. 인산 칼슘은 비정질 형태로도 발견됩니다.

수산화 인회석 결정은 동심원으로 겹치는 I 형 콜라겐 섬유를 따라 정돈 된 방식으로 배열되어 결정이 벽의 벽돌처럼 겹치게합니다.

뼈 형성 및 성장

두개골의 뼈는 "막내 골화 (intramembranous ossification)"로 알려진 과정에 의해 형성됩니다. 대신, 긴 뼈는 먼저 연골 모양을 한 다음 뼈의 축에서 시작하여 "연골 내 골화"라고하는 골화에 의해 뼈로 변형됩니다.

대부분의 편평한 뼈는 막내 뼈 형성과 골화에 의해 발달하고 성장합니다. 이 과정은 고도로 혈관 화 된 중간 엽 조직에서 발생하며, 중간 엽 세포는 골 기질을 생성하기 시작하는 골아 세포로 분화합니다.

이것은 표면이 조골 세포로 채워진 spicules와 trabeculae의 네트워크가 형성되는 방법입니다. 이러한 초기 골 형성 부위를 골화의 주요 센터라고합니다. 이것이 무작위로 배향 된 콜라겐 섬유로 1 차 뼈가 형성되는 방식입니다.

석회화가 일어나고 기질에 갇힌 골아 세포는 골 세포가되며, 그 과정에서 카 날리 큘 리가 발생합니다. 섬유주 네트워크가 스폰지처럼 형성됨에 따라 혈관 결합 조직이 골수를 생성합니다.

말초 섬유주를 추가하면 뼈의 크기가 증가합니다. 후두골 (후두부의 두개골 뼈)에는 함께 융합되어 단일 뼈를 형성하는 여러 골화 센터가 있습니다.

신생아에서 정면과 정수리 뼈 사이의 천문은 아직 융합되지 않은 골화 영역입니다.

조밀 한 뼈 형성

내부 및 외부 부분에 석회화되지 않은 상태로 남아있는 중간 엽 조직 영역은 골막과 내골을 형성합니다. 골막과 경막 근처의 해면골 영역은 치밀한 뼈가되어 편평한 뼈의 내부 및 외부 테이블을 형성합니다.

성장하는 동안 긴 뼈에서 골단의 특수 부위는 골단판이라고하는 매우 활동적인 연골판에 의해 골단과 분리됩니다.

이 판이 샤프트의 각 끝에 새로운 뼈를 증착함에 따라 뼈의 길이가 증가합니다. epiphyseal plate의 크기는 성장 속도에 비례하며 다양한 호르몬의 영향을받습니다.

규제

이 플라크를 조절하는 호르몬 중에는 뇌하수체 전엽에서 방출되고 시상 하부에서 생성되는 성장 호르몬 방출 호르몬 (GRH)에 의해 조절되는 성장 호르몬 (GH)이 있습니다. 간에서 생성되는 I 형 인슐린 유사 성장 (IGF-I).

증식 영역의 유사 분열 활동 속도가 영역의 골 흡수율과 유사하면 골단판의 크기는 일정하게 유지되고 뼈는 계속 성장합니다.

20 세가 지나면 유사 분열 활동이 감소하고 골화 영역이 연골 영역에 도달하여 골반과 골단의 골 수강을 연결합니다.

종골의 성장은 골단 폐쇄가 발생할 때, 즉 골단이 골단에 합류 할 때 끝납니다. Epiphyseal 폐쇄는 사춘기 후 마지막 폐쇄로 끝나는 순서대로 시간 순서를 따릅니다.

긴 뼈의 너비의 성장은 골막 내층의 골 전구 세포가 골막 골 막하 부위를 향해 골 기질을 분비하는 골아 세포로 분화되는 산물 인 치근 성장에 의해 생성됩니다.

뼈 리모델링

인간의 일생 동안 뼈는 형성과 흡수, 즉 오래된 뼈가 파괴되고 새로운 뼈가 형성되는 과정을 통해 끊임없이 변화합니다.

영아의 칼슘은 연간 100 %의 매출을 올리는 반면 성인의 경우 연간 18 %에 불과합니다. 이러한 흡수 및 형성 또는 교체 과정을 뼈 재 형성이라고합니다.

리모델링은 뼈를 파괴하는 파골 세포의 작용으로 시작되고 골아 세포에 의해 침범 된 균열을 남깁니다. 이 조골 세포는 나중에 골화되어 새로운 뼈를 생성하는 기질을 분비합니다. 이주기는 평균적으로 100 일 이상이 필요합니다.

주어진 시간에 모든 골격 뼈 질량의 약 5 %가 리모델링 과정에 있습니다. 이는 약 2 백만 개의 리모델링 유닛이 참여했음을 의미합니다.

치밀골과 해면골 리모델링의 차이점

치밀골의 연간 리모델링 율은 4 %, 해면골은 20 %입니다.

두 유형의 뼈의 리모델링 속도의 차이는 해면골이 골수와 접촉하고 골수에서 파라 크린 활동을하는 세포의 직접적인 영향을 받기 때문일 가능성이 큽니다.

반면에 조밀 한 뼈의 골 전구 세포는 골수 세포에서 멀리 떨어진 골막의 내부 층과 하베스 운하에서 발견되며, 리모델링 시작을 위해 도착하는 호르몬에 의존합니다. 피로.

뼈 리모델링에서 조골 세포와 파골 세포의 활동에 관여하는 호르몬 및 단백질 요인은 많지만 각각의 기능은 명확하게 밝혀지지 않았습니다.

뼈 세포

-뼈 세포의 종류와 특징

뼈 세포는 osteoprogenitor 세포, osteoblasts, osteocytes 및 osteoclasts입니다. 이 세포들 각각은 뼈 생리학에서 특별한 기능을 가지고 있으며 잘 분화 된 조직 학적 특성을 가지고 있습니다.

Osteoblasts, osteocytes 및 osteoclasts는 함께 뼈 형성 단위를 형성합니다.

Osteoprogenitor 또는 osteogenic 세포

이 세포는 골막의 내부 층과 내골에서 발견됩니다. 그들은 배아 중간 엽에서 파생되며 분화에 의해 조골 세포를 생성 할 수 있습니다. 특정 스트레스 조건 하에서 연골 세포로 분화 할 수도 있습니다.

그들은 타원형 핵, 부족한 세포질, 작은 거친 소포체 (RER) 및 잘 발달되지 않은 골지 장치를 가진 스핀들 모양의 세포입니다. 그들은 풍부한 리보솜을 가지고 있으며 뼈 성장 기간 동안 매우 활동적입니다.

조골 세포

파골 세포는 골 형성 세포에서 파생 된 세포입니다. 그들은 뼈의 유기 매트릭스, 즉 콜라겐, 프로테오글리칸 및 당 단백질을 합성하는 역할을합니다. 그들은 뼈의 표면에 겹치는 층으로 배열됩니다.

그 핵은 소포가 풍부한 분비 부분의 반대쪽에 있습니다. 그들은 풍부한 RER와 잘 발달 된 골지 장치를 가지고 있습니다. 그들은 다른 이웃 조골 세포와 접촉하는 짧은 돌기 또는 확장을 가지고 있습니다. 다른 긴 과정은 골 세포와 연결됩니다.

조골 세포가 기질을 분비함에 따라이를 둘러싸고, 조골 세포가 기질에 완전히 포함되면, 즉 그로 둘러싸여 있으면 비활성화되어 골 세포가됩니다.

대부분의 뼈 기질이 석회화되어 있다는 사실에도 불구하고 각 골아 세포와 각 골 세포 주위에 석회화되지 않은 뼈 기질의 얇은 층이 남아 있으며, 이는 이러한 세포를 석회화 된 기질에서 분리하는 골 유체라고합니다.

조골 세포의 세포막에는 다양한 유형의 수용체가 있습니다. 이들 수용체 중 가장 중요한 것은 골 흡수를 촉진하는 파골 세포 자극 인자의 분비를 자극하는 부갑상선 호르몬 (PTH) 수용체입니다.

Osteoblasts는 또한 osteoid를 제거 할 수있는 효소를 분비 할 수 있으며 따라서 osteoclast를 석회화 된 뼈 표면과 접촉시켜 흡수를 시작할 수 있습니다.

골 세포

이들은 비활성 조골 세포에서 파생 된 세포이며 성숙한 뼈 세포라고합니다. 그들은 앞서 언급 한 석회화 된 뼈 매트릭스의 석호에 보관됩니다. 뼈의 입방 밀리미터 당 골 세포는 20,000 ~ 30,000 개 사이입니다.

석호에서 골 세포는 세포질 과정을 방출하여 서로 연결되어 이온과 소분자가 세포간에 교환 될 수있는 간질 접합을 형성합니다.

골 세포는 편평한 세포로, 편평한 핵과 세포질 소기관이 거의 ​​없습니다. 그들은 뼈에 긴장을 유발하는 (기계적 전달) 기계적 자극 하에서 물질을 분비 할 수 있습니다.

lacunae에서 골 세포를 둘러싸는 공간을 골막 공간이라고하며 석회화되지 않은 매트릭스에서 세포 외액으로 채워져 있습니다. 골막 벽의 표면적은 약 5000m2로 추정되며 약 1.3 리터의 세포 외액을 수용합니다.

이 체액은 이러한 공간의 벽에서 혈류로 재 흡수 될 수있는 약 20g의 교환 가능한 칼슘에 노출되어 혈중 칼슘 수치 유지에 기여합니다.

파골 세포

이 세포는 조직 대 식세포 및 순환 단핵구와 동일한 전구 세포에서 파생됩니다. 이들은 골수에서 발견되며 과립구 및 대 식세포 (GM-CFU)의 전구 세포입니다.

이러한 전구 세포의 유사 분열은 대 식세포 집락 자극 인자에 의해 자극되고 뼈의 존재하에 이러한 전구 세포가 융합되어 다핵 세포를 형성합니다.

파골 세포는 큰 다핵 이동 세포입니다. 직경은 약 150μm이며 최대 50 개의 코어를 가질 수 있습니다. 핵과 소기관이 발견되는 기저부, 석회화 된 뼈와 접촉하는 브러시 경계, 브러시 경계 주변의 투명한 영역 및 소포 영역이 있습니다.

이 세포의 주요 기능은 뼈 흡수입니다. 일단 작동하면 세포 사멸 (프로그램 된 세포 사멸)을 겪고 죽습니다. 뼈 재 흡수 과정을 시작하기 위해 파골 세포는 인테그린이라는 단백질을 통해 뼈에 부착됩니다.

결과적으로 H + 의존성 ATPase 인 양성자 펌프는 엔도 좀에서 브러시 경계 막으로 이동하여 pH가 약 4로 떨어질 때까지 배지를 산성화합니다.

Hydroxyapatite는 이러한 pH에서 용해되며 콜라겐 섬유는 이들 세포에서 분비되는 산 프로테아제에 의해 분해됩니다. 수산화 인회석과 콜라겐 소화의 최종 산물은 파골 세포 내에서 세포 내세 포화되고 간질 액으로 방출되어 이후 소변으로 제거됩니다.

뼈 조직의 종류 (뼈의 종류)

본문에서 언급했듯이 뼈 조직에는 두 가지 유형이 있습니다. 즉, 콤팩트 또는 피질 뼈와 섬유주 또는 해면 뼈입니다.

전자는 전체 뼈 질량의 80 %를 구성하며 긴 뼈의 골반에서 발견되며,이 뼈의 두 끝 (epiphyses) 사이에 배열 된 관형 부분입니다.

두 번째 유형의 뼈는 척추, 두개골과 골반의 뼈, 갈비뼈와 같은 축 골격의 뼈에 일반적입니다. 긴 뼈의 중앙에서도 발견됩니다. 그것은 전체 골 질량의 20 %를 차지하며 칼슘 대사 조절에 매우 중요합니다.

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