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素的分泌受血钙、降钙素和维生素D的影响。特别是血钙浓度,在一定范围内降低则甲状旁腺素升高,表现为负反馈变化。而降钙素在超过生理水平时才能直接刺激甲状旁腺素分泌,l,25(OH)2D3浓度也需升高到一定程度时才可使甲状夯腺素分泌减少。甲状旁腺素对骨的作用主要表现为促进骨吸收。它对骨的各种细胞的共同作用表现为使细胞外钙进入胞浆和线粒体内钙释出,增加胞浆钙浓度。间叶细胞浆钙浓度增加,加快其向破骨细胞的转化,使后者数量增加。破骨细胞浆内钙浓度增加,产生大量柠檬酸和乳酸,降低骨基质的pH值,使骨盐溶解。同时,刺激溶酶体释放水解酶溶解骨基质。成骨细胞浆内钙浓度增加表现为有机质合成受阻,而骨细胞浆内钙浓度增加则表现为细胞器高度分化,骨细胞性骨溶解增加。但是当甲状旁腺素持续分泌又可引起一定程度的骨形成增加。
降钙素由甲状腺的滤泡旁C细胞分泌,这种分泌过程受多种因素影响,比较明确的是血钙浓度和甲状旁腺素水平。当血钙增高时降钙素分泌增加以降低血钙,维持其正常水平。而甲状旁腺素则被认为是降钙素的唯一拮抗激素,但对降低肾小管对磷的重吸收方面呈协同作用。至于甲状腺素、胰岛素、胰高血糖素、胃泌素及血镁等对降钙素的影响,尚存在很多有待研究的问题。降钙素对骨的作用主要是直接抑制骨吸收。它抑制破骨细胞的活性,减少其数量,同时也促进成骨过程,使骨钙释放减少,血钙被摄取进入新形成的骨质中,从而降低血钙。
此外,雌激素通过降钙素间接抑制破骨细胞活性,直接作用于成骨细胞促进骨形成,雄性激素、生长激素可促进骨的生长和发育,甲状腺素则可促进骨吸收的过程,肾上腺糖皮质激素则可减少成骨细胞数量,抑制骨胶原形成,并通过对维生素D的作用而减少肠道钙的吸收,增加肾脏钙的排泄。
9.哪些酶与骨的关系密切?
酶是机体各种生命过程化学反应的催化剂,同样,它与骨代谢也有密切关系。而其中最重要的是磷酸酶。碱性磷酸酶除骨外,还来源于肝肾、小肠、胎盘等组织,而骨来源的碱性磷酸酶(ALP)主要由成骨细胞和软骨细胞产生。ALP是反应骨形成的指标,它参与骨有机质的形成,在骨矿化部位参与磷离子的形成,后者与钙离子结合形成骨盐;还可参与骨盐结晶的形成。此外,焦磷酸酶、ATP酶也参与骨的矿化过程。而酸性磷酸酶则是反应骨吸收的指标,来源于破骨细胞的酸性磷酸酶,因其有不受酒石酸抑制的特性,放又称为抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP),其活性反应破骨细胞功能。
(二)骨的发育、骨形成
10.在骨的发育过程中有几种骨化形式?
在骨的发育过程中通过两种形式成骨,一为膜内化骨,另一为软骨内化骨。膜内化骨主要发生于部分顶骨、颅底、面骨、锁骨等,其过程是间充质细胞直接分化为成骨细胞,成骨细胞产生骨基质并被包埋于基质中逐渐转化为骨细胞,同时骨基质发生矿化,形成骨小梁。软骨内化骨发生于四肢、脊柱、骨盆和部分颅骨等,其过程是间充质细胞聚集成团,分化成软骨,形成软骨雏形,继之初级骨化中心出现骨领形成,血管长入。骨髓腔形成,
次级骨化中心出现,骺板形成,最后骨增长、增粗并重建。
11.骨是如何钙化的?
骨的钙化是指无机盐有序地沉积于有机质内的过程。首先是骨胶原基质的形成,继之通过成核作用,在多种物质如磷酸酶、蛋白多糖、粘多糖和其它离子的作用下,钙和磷相结合形成羟基磷灰石'Ca10(PO4)6(OH)2',并沉积于胶原纤维的特定部位。在这一过程中基质小泡发挥重要的作用,它是成核作用的核心部位。最初沉积的磷酸钙盐是非晶体状的。以后逐渐形成羟基磷灰石结晶。并且晶体的方向基本与胶原纤维相平行。在骨的钙化过程中,甲状旁腺素、降钙素和维生素D也参与调节、提供适宜的血钙、磷浓度。
12.骨重建和塑型的特点是什么?
在骨的发育过程中,骨形成后骨的增长和增粗过程即为塑型过程,而骨单位的更新过程即为骨重建。塑型到成年后即停止,它主要通过骺板软骨生长(骨增长),骨外膜成骨而骨内膜吸收骨(骨增粗)来完成;重建过程则持续终生,它一般有四个时期,即激活期、骨吸收期、骨形成期和静止期。成人骨单位重建约需4—5周时间,板层骨形成的速度约为每天1—2μm。
13.机械应力对骨有何影响?
骨的大小,形状和结构可因机械应力的变化而改变,即骨可根据应力的改变,在需要时形成骨,不需要时吸收骨。在反复承受高应力时,骨密度可以增加,相反在持续不负重情况下骨量将减少。
在骨折愈合过程中,压应力和张应力将有助于骨的形成,各方向均受同样的应力则易形成软骨,剪切应力则易形成纤维组织。因此,选择怎样的固定方法和材料,保证骨折端既保持适宜的力学环境,又不至于形成假关节,是骨折固定的关键问题。
14.骨诱导与骨传导各有何特点?
骨诱导是指一种组织或其提取物能使另一组织分化成骨的过程。如骨形态发生蛋白(BMP)能够在骨或骨骼肌中诱导成骨。而骨传导则是受区新生骨组织长入植入物的过程,这种新生骨不但可以长入生物性结构,还可以长入非生物活性结构,如陶瓷、高压消毒的无活性骨等。
15.移植骨的转归如何?
移植骨的最终命运是通过爬行替代而被新生骨所取代,移植的松质骨比皮质骨易于被新骨取代,因为松质骨结构有利于营养物质的弥散,受区的血管肉芽组织也容易长入。取自自体的移植骨,特别是松质骨,在靠近受区部位易获得营养,故有部分骨细胞可以成活,有利于爬行替代的完成,而同种异体骨则无此特点。
移植骨植入受区后,首先表现为炎症反应,破骨细胞逐渐开始吸收暴露的植入骨,血管肉芽组织生长,同时在各种诱导因子作用下间充质细胞进一步分化为成骨或破骨细胞,逐渐形成新骨,新骨沿着植入骨的骨小梁长入,最终取代之。由于植入骨的来源、大小不同,爬行替代的时间也不同,到恢复骨的力学性能,需要2~20年时间。
(三)关节的结构和生化学
16.关节可分为哪几类?各有何特点?
全身的关节可分为四种类型,即纤维连结、软骨连结、骨性结合和滑膜关节。纤维连接是两骨间以纤维结缔组织相连,如胫腓下联合、棘间韧带等;软骨连结是两骨间借软骨相连,如椎间盘等;骨性结合则常由软骨或纤维连结骨化而成,如骶椎体间的融合;滑膜关节则是由关节面、关节囊和关节腔组成,为最常见类型,而且为了适应某些功能,滑膜关节还有一些特殊的辅助结构,如关节唇、关节盘(半月板等)和韧带等。
17.关节软骨有何结构特点?
关节软骨多数由透明软骨构成,少数由纤维软骨构成,其厚度约为2~7mm,表面覆以少量滑液,两关节面间摩擦系数小有利于活动。关节软骨无神经和血管,其营养主要来源于滑液和滑膜血管渗透作用。
关节软骨排列为四层,即表层、移行层、辐射层和钙化层。软骨基质中的胶原纤维大致排列为“拱型结构”,使其具有一定的强度和弹性。而蛋白多糖则可控制基质中的水分渗透,使占总重量80%的水分保存于软骨组织中,使软骨有很高的硬度和耐冲击力。
18.关节软骨有何生化特点?
关节软骨基质中主要有三种成分,即水、胶原和蛋白多糖。胶原与骨的不同是由三条相同的a链构成的II型胶原,其前身是在软骨细胞内的核蛋白体上合成,三条链结合成前胶原后分泌到细胞外,再聚合成胶原原纤维。II型胶原的原纤维比I型的细,使其在软骨中有最大的分布。软骨基质中另一重要组分是蛋白多糖,它是一类大的蛋白多肽分子,由透明脂酸蛋白核心、非胶原蛋白链及多糖侧链构成。多糖是指硫酸软骨素、硫酸角质素等葡糖胺聚糖半乳糖等,它们与蛋白核心或蛋白链以共价键相结合,称为蛋白多糖单体,单体再与透明质酸以非共价键构结合,形成分子量较大的蛋白多糖聚合体。它分布于软骨胶原网之间,控制水分量,提供软骨的耐压能力,同时又可以与胶原相连接直接提供软骨的力学性能。在软骨中含量最多的成分是水,近关节部最多,高达80%,越向深层水份越少,最深层为65%。水主要行在于软骨细胞外基质中,在软骨细胞和周�