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骨骼

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骨骼
以扫描式电子显微镜展示放大10,000倍的骨骼。
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MeSHD001842
TA98A02.0.00.000
TA2366、377
THH3.01.00.0.00001
FMAFMA:5018
《解剖学术语》

骨骼（bone）简称骨，是组成脊椎动物内骨骼的坚硬器官，功能是运动、支持和保护身体，及储藏矿物质。骨组织是一种密实的结缔组织。骨骼由各种不同的形状组成，有复杂的内在和外在结构，使骨骼在减轻重量的同时能够保持坚硬。骨骼的成分之一是矿物质化的骨骼组织，其内部是坚硬的蜂巢状立体结构；其他组织还包括了骨髓、骨膜、神经、血管和软骨。

人体的骨骼具有支撑身体的作用，其中的硬骨组织和软骨组织皆是人体结缔组织的一部分（而硬骨是结缔组织中唯一细胞间质较为坚硬的）。成人大多有206块骨头，新生儿有大约300块[1][2]。由于诸如头骨会随年纪增长而融合[3]，因此成人骨骼个数少一两块或多一两块都是正常的。而十之六七的中国人会有26块趾骨，也会有28块、24块、22块的，也就是说大多数中国人会有204块骨头，其中第五趾有2节趾骨的居多[4][5][6]，趾骨融合通常是先天的[7]。另外，成人有28~32个牙恒齿，多的一般称为智齿，小孩乳齿20颗。

骨与骨之间的间隙一般称之为关节，除了少部分的不动关节可能以软骨连接之外，大部分是以韧带连接起来的。关节可分成不动关节、可动关节以及难以被归类的中间型可称为少动关节。光有骨骼是不具有让身体运动的作用的，一般俗称的“运动系统”（这种分类称呼其实是不严谨的，因为通常骨骼已经可以被称做骨骼系统，包含软骨、硬骨以及连结骨与骨的韧带，甚至包含关节部分（关节液，因为关节是位置不是细胞更不是组织）。所谓的运动系统，应该是被译作“超系统”的super system之一，人体一般分为六种 super system）还包含了肌肉（骨骼肌）系统。骨骼肌是横纹肌，可随意志伸缩，一般一种“动作”是由一对肌肉对两块骨头（一个关节）作拮抗，而肌肉末端以肌腱和经过关节的下一个骨头连接。其实韧带和肌腱也是结缔组织，所以运动（超）系统中只有肌肉组织跟结缔组织，顶多再包含骨髓内的神经及控制肌肉的运动神经属于神经组织。

结构

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一块骨头的横截面，可区分出密质骨与松质骨

骨质（osseous substance）是骨组织的基本成分，含骨细胞及骨基质（bone matrix）。骨基质其实就是骨组织中钙化的细胞外基质，含有机成分和无机成分。骨膜是覆盖在骨表面的结缔组织膜，里面有丰富的血管和神经，提供骨质营养。以长骨为例，长骨的两端是呈窝状的松质骨，中部的是致密坚硬的皮质骨，骨中央是骨髓腔，骨髓腔及松质骨的缝隙里容着的是骨髓。

皮质

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密质骨（compact bone）又称皮质骨（cortical bone），是形成骨骼的两种骨组织之一。皮质骨提供骨骼的一些主要功能，例如支撑身体、保护器官以及释放以钙为主的化学成分。皮质骨形成了大多数骨头的皮质，同时也比松质骨更为紧密坚硬。人体骨骼有80%重量是皮质骨。

骨小梁

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松质骨的显微照片，其中骨小梁为粉色，骨髓组织为蓝色

松质骨（cancellous bone）相对于密质骨，亦称海绵质骨（spongy bone），其基本单元是骨小梁（trabecule）。相较密质骨来说，松质骨的密度更小因而表面积更大。因此更加柔软、灵活，也更适于新陈代谢活动（例如钙离子的交换）。松质骨常见于长骨的末端、接近关节处以及脊椎中。松质骨中有密集的血管，经常含有红色骨髓。

十七世纪巴伦西亚的画家克里索斯托莫·马丁内斯首次准确地在雕刻中显示出了松质骨。[8]

骨髓

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主条目：骨髓

婴幼儿的骨髓腔内的骨髓是红色的（即红骨髓），有造血功能，随着年龄的增长，逐渐失去造血功能，例如肋骨这些扁骨内的骨髓最后都会因为脂肪及纤维结缔组织等结缔组织堆积而形成黄骨髓并且失去造血功能。但长骨两端和扁骨的松质骨内，终生保持着具有造血功能的红骨髓。

细胞

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成骨细胞和破骨细胞这两种硬骨细胞会不断的在反复进行建造和破坏骨骼的工作。如果形成的比例较高，比如人类的婴儿和青少年两大成长期，骨头便有可能延长、变粗、变致密；相对的侵蚀的速率较快的话，可能降低身高（老倒缩）或是形成骨质疏松。

显微细节

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有研究指出骨组织是一种具有7级复杂等级结构的不均质材料，主要由羟基磷灰石、I型胶原蛋白和水组成。因此具有很好的硬度和强度，其物质组成和结构决定了生物力学性质，其中骨组织矿物含量决定其硬度[9]。

骨组织矿物质又称骨盐，主要成分是磷酸钙、碳酸钙、柠檬酸钙及磷酸氢二钠等。它们以结晶的羟基磷灰石和无定形的胶体磷酸钙的形式分布在骨基质中。羟基磷灰石结晶呈片状，每一个结构块约40nm×20nm×5nm大小，分子式为。

钙、磷晶体呈小柱状排列，环绕着哈佛氏系统（Haversiansystem）排列，通常认为骨的坚硬程度取决于骨基质中羟基磷灰石晶体排列。

在骨有机质中主要成分是骨胶原纤维，其占有机细胞间质的90％。骨胶原纤维的直径约为50nm，组成骨的I型胶原分子平行排列连接形成胶原微纤维，胶原微纤维的直径约为100nm，微纤维之间轴向连接，并具约30nm的空隙。

钙、磷晶体嵌插在这些空隙中形成矿化胶原纤维；矿化胶原有序平行排列集结成束，矿化胶原束组合有平行排列、纤维交织结构、夹合板结构、纤维放射状排列4种形式[9]，其中平行排列是最常见的排列模式，胶原纤维在板层骨内环绕血管问隙呈同心圆排列，在骨松质内与骨小粱呈纵轴平行排列。同时也有许多胶原纤维穿过板间区以增加骨对机械应力的抵抗。[10]

形态

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骨骼形态的分类
骨骼形态的分类

人类的骨骼依照型态可以分为以下五种：长骨、短骨、扁平骨、不规则骨和种子骨。

长骨

其长度远大于宽度，分为一个骨干和两个骨骺，骨骺与其他骨骼形成关节。长骨的大部分由致密骨组成，中间的骨髓腔有许多海绵骨和骨髓。大部分的四肢骨都是长骨（包括指骨与趾骨）。长骨的分类取决于形状而不是大小。

短骨

呈立方状，致密骨的部分比较薄，中间是海绵骨。短骨和种子骨构成腕关节和踝关节，一些例外包括膝盖骨（髌骨）、腕骨、跗骨和构成腕关节和踝关节的骨骼。

扁平骨

薄而弯曲，由平行的两面致密骨夹着中间一层海绵骨。头骨和胸骨是扁平骨。

不规则骨

顾名思义是形状复杂的骨骼，不适用上面三种分类，由一层薄的致密骨包着海绵骨。脊椎骨和髋骨是不规则骨。

种子骨

包在肌腱里的骨头，功能是使肌腱远离关节，并增加肌腱弯曲的角度以提高肌肉的收缩力，例如髌骨和豌豆骨。

骨的化学成分

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骨是由有机物和无机物组成的，有机物主要是蛋白质，使骨具有一定的韧度，而无机物主要是钙质和磷质使骨具有一定的硬度。人体的骨就是这样由若干比例的有机物以及无机物组成，所以人骨既有韧度又有硬度，只是所占的比例有所不同；人在不同年龄，骨的有机物与无机物的比例也不同，以儿童及少年的骨为例，有机物的含量比无机物为多，因此儿童及青少年的骨，柔韧度及可塑性比较高，而老年人的骨，无机物的含量比有机物为多，故此他们的骨，硬度比较高，所以容易折断。

骨骼功能

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  • 保护功能：骨骼能保护人体内部的各个器官。例如:颅骨保护脑；肋骨保护胸腔。
  • 支撑功能：骨骼给人体组织及器官提供了支架，为人体塑形。
  • 造血功能：骨髓在长骨的骨髓腔和海绵骨的空隙，透过造血作用制造血球。
  • 贮存功能：骨骼贮存身体重要的矿物质，尤其是钙和磷。
  • 运动功能：骨骼为肌肉提供了强健而灵活的支架和附着处；关节则赋予了人体灵活性。

大部分的骨骼或多或少可以执行上述的所有功能，但是有些骨骼只负责其中几项。

参见

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资料来源

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  1. ^ How Many Bones Does a Baby Have and Why Do Adults Have Fewer?. Healthline. 2019-06-26 [2021-07-19]. （原始内容存档于2022-02-28） （英语）. 
  2. ^ Steele, D. Gentry; Claud A. Bramblett. The Anatomy and Biology of the Human Skeleton. Texas A&M University Press. 1988: 4. ISBN 0-89096-300-2. 
  3. ^ Mammal anatomy : an illustrated guide.. New York: Marshall Cavendish. 2010: 129. ISBN 9780761478829. 
  4. ^ 张荣海; 刘龙. 我国人足趾骨骨数新议 (附 307 例足趾骨 X 线片观察分析). 中外医用放射技术. 无. 1993, (7): 11–13. 
  5. ^ 吴惠城; 张岳西. 国人趾骨(1059例)的数目观察. 解剖学通报. 无. 1984, (1): 73–75 [2023-02-02]. ISSN 1001-1633. （原始内容存档于2023-02-02）. 
  6. ^ 沈怀亮. 国人趾骨数目X线观察(附1223例报告). 广东解剖学通报. 无. 1988, (1): 46. ISSN 1671-0770. 
  7. ^ 王之一; 顾树华; 陈小玲. 新生儿趾骨数目的观察. 解剖学杂志. 无. 1992, (2): 142. ISSN 1001-1633. 
  8. ^ Gomez, Santiago. Crisóstomo Martinez, 1638-1694: the discoverer of trabecular bone. Endocrine. Feb 2002, 17 (1): 3–4. ISSN 1355-008X. PMID 12014701. doi:10.1385/ENDO:17:1:03. 
  9. ^ 9.0 9.1 Weiner, Steve; Traub, Wolfie; Wagner, H.Daniel. Lamellar Bone: Structure–Function Relations. Journal of Structural Biology. 1999-06, 126 (3): 241–255. ISSN 1047-8477. doi:10.1006/jsbi.1999.4107. 
  10. ^ 胡祖圣. 人体骨骼显微硬度及其相关因素初步研究. 河北医科大学学报. 2016, 37 (1): 102-103. ISSN 1007-3205. doi:10.3969/j.issn.2016.01.032. 
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