人类骨骼形成及分子机制
人类骨骼的知识点总结

人类骨骼的知识点总结人类的骨骼系统是由206块骨头组成的,并且起到了支撑身体、保护内脏、运动和产生血细胞等功能。
在人类身体中,骨骼系统是非常重要的一部分。
由于骨骼系统的重要性,我们有必要深入了解骨骼系统的知识点,以便加深我们对人类身体结构的了解。
一、骨骼系统的组成在人类的骨骼系统中,主要由骨头、关节和韧带三部分组成。
骨头是骨骼系统的主要组成部分,是构成人体骨架的基础。
关节是连接骨头的地方,有助于身体的灵活活动。
韧带则是连接骨骼并支撑骨骼的重要组织。
骨骼系统通过这三个组成部分,保障了人类身体的稳定,同时也可以让我们做出各种生活动作,如走路、跑步、举重等。
二、人类骨头的分类在人类骨骼系统中,骨头可以分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨四种类型。
其中,长骨是身体中最常见的骨头类型,如上肢的肱骨、尺骨和桡骨,以及下肢的股骨、胫骨和腓骨等。
短骨通常被找到在手掌和脚掌上,如手腕和脚踝。
扁骨则是由两层硬质骨板和一层海绵骨构成,如胸骨、肩胛骨等。
不规则骨是指那些不具备上述三种骨头特征的骨头,如脊椎骨、头盖骨等。
通过这四种分类,我们可以更好地了解不同部位的骨头的特点和作用,有助于我们对骨骼系统的整体结构有更清晰的认识。
三、骨骼系统的功能骨骼系统在人类身体中起到了多种重要功能。
其中,支撑身体是其最基本的功能之一。
骨头的坚硬和轻量化让我们的身体能够保持竖立和稳定,还能够承受体重等压力。
此外,骨骼系统还能够保护内脏器官。
例如,头盖骨保护了我们的大脑,胸骨保护了我们的心脏和肺部等。
在身体运动方面,骨骼系统也起着至关重要的作用。
只有通过骨头、关节和肌肉的协作,我们才能够做出各种动作,如行走、跑步、跳跃等。
此外,骨骼系统还能够促进血液的产生。
在骨骼系统中存在一些骨髓,它们能够帮助我们制造红血细胞和血小板。
总的来说,骨骼系统的功能是综合性的,并且在人体中扮演了非常重要的角色。
四、骨骼系统的发育在人类的发育过程中,骨骼系统也是非常重要的。
人类骨骼系统的解剖与功能

人类骨骼系统的解剖与功能人体是复杂而精密的机器,其各个系统和器官都有着独特而重要的功能。
在这些系统和器官中,骨骼系统可以说是最为重要的一个。
骨骼系统由许多骨骼构成,这些骨骼通过关节进行连接,构成了一个完整的框架结构。
本文将深入探讨人类骨骼系统的解剖结构和主要功能。
一、骨骼系统的结构解剖人类骨骼系统由多块骨骼构成,这些骨骼经过长时间的进化,形成了一种高效、稳定而具有强大支撑力的结构。
以下是骨骼系统的主要骨骼组成部分。
1.脊柱脊柱是人类骨骼系统的中央支柱,由24个小骨头组成,这些小骨头称为椎骨。
脊柱的主要作用是支撑身体,保持身体的平衡,并且保护脊髓,这是一个非常关键的功能。
2.胸骨和肋骨胸骨和肋骨是连接胸廓的组成部分,与脊柱相连,共同构成了人类的胸廓。
胸骨是由三部分构成的扁平骨板,胸骨可以保护心脏和肺部等重要的器官,同时也是呼吸运动的支撑。
3.髋骨和骨盆髋骨和骨盆在人体的运动中扮演着非常重要的角色。
髋骨和骨盆的主要功能是支撑和保护内脏和生殖器官,提供基础的运动支持。
4.手腕和手部手腕和手部是十分复杂的部位,它由27个骨头组成。
手部骨骼的主要功能是支撑手部,使手部具有强大的灵活性和手部运动的精准性。
二、骨骼系统的主要功能人类骨骼系统的主要功能有以下几方面。
1.支撑人类骨骼系统的主要功能之一是支撑,其支撑能力可以承受人体的重量并提供所需的稳定性和平衡。
骨骼系统在人类的生活和运动中扮演了重要的角色。
2.运动人类骨骼系统对身体的运动起到了极为重要的作用。
骨骼系统通过骨和肌肉的相互配合使身体做出各种动作,这种配合是非常精准、高效和稳定的。
3.保护人类骨骼系统始终为各个器官提供着保护作用。
例如,头骨可以保护脑部,胸骨可以保护心脏和肺部,髋骨和骨盆可以保护生殖器官。
4.贮藏人类骨骼系统不仅可以起到支撑和运动的作用,同时还可以作为人体内钙、磷、镁等元素的贮存位置。
当人体需要这些元素时,骨骼系统会自行分解,释放需要的元素,保持人体正常运行。
了解人类骨骼与肌肉的结构与功能

了解人类骨骼与肌肉的结构与功能骨骼与肌肉是人类身体的重要组成部分,它们共同构建了人体的结构与运动系统。
了解人类骨骼与肌肉的结构与功能,对于理解人体的运动原理以及保持身体健康至关重要。
本文将探讨人类骨骼与肌肉的基本结构和功能。
一、骨骼结构与功能人类的骨骼系统由206块骨头组成,分为躯干骨和附肢骨两大部分。
1. 躯干骨躯干骨是指构成身体躯干部分的骨头,包括头骨、脊柱、胸骨和盆骨等。
头骨保护和支持大脑,同时构成了面部和咀嚼系统。
脊柱由一系列的椎骨组成,它不仅支撑身体姿势,还保护脊髓。
胸骨与肋骨形成胸腔,保护心脏和肺部。
盆骨是用于连接躯干与下肢的重要骨骼。
2. 附肢骨附肢骨是指四肢的骨头,包括肩胛骨、锁骨、上肢骨、髋骨、大腿骨、小腿骨和足部骨等。
肩胛骨和锁骨连接上肢与躯干。
上肢骨包括臂骨和尺骨,它们构成了人类手臂的骨骼框架。
髋骨连接躯干与下肢,大腿骨为身体提供了支撑。
小腿由胫骨和腓骨组成,构成了腿部的骨骼结构。
足部骨包括腿骨、跗骨、跖骨和趾骨等,它们支撑和保护了人类的足部。
骨骼的主要功能包括支撑身体、保护内脏、提供运动支持以及生产血液细胞。
骨骼构成了人体的骨架,在运动过程中提供了稳定性和力量支持。
此外,骨骼还保护了脑部、脊髓和内脏器官,避免受到外部伤害。
骨髓是人体内生产血液细胞的地方,在骨骼中扮演着重要的角色。
二、肌肉结构与功能肌肉是骨骼系统的重要组成部分,它由肌肉纤维构成,能够收缩和放松,从而实现人体的运动。
人体内有三种类型的肌肉组织:骨骼肌、平滑肌和心肌。
1. 骨骼肌骨骼肌是人体内最常见的肌肉类型,它与骨骼相连,通过肌腱与骨骼相连。
骨骼肌的收缩和放松提供了身体各部位的运动,使人能够行走、奔跑、举重等。
骨骼肌的收缩是由神经冲动引起的,肌肉纤维相互滑动,缩短了肌肉长度,从而产生力量。
2. 平滑肌平滑肌是存在于内脏器官中的肌肉,如消化道、呼吸道和血管等。
平滑肌的运动是自主神经系统的控制下自动进行的,起到推动食物消化、呼吸和调节血流的作用。
人类骨骼肌生长与分化的分子机制研究

人类骨骼肌生长与分化的分子机制研究骨骼肌是人体中最大的肌肉组织,其功能不仅仅是运动,还能够影响新陈代谢,从而影响身体的整体健康状况。
因此,研究骨骼肌生长与分化的分子机制对于人类健康具有重要意义。
骨骼肌的生长和分化是由一系列复杂的分子信号途径控制的。
其中,肌原纤维的合成和修复由肌肽蛋白(myofibrillar protein)等分子驱动,而肌肉力量的增强则依赖于肌肉纤维增长和肌纤维发育。
这些分子机制是相互作用的,因此,在深入研究骨骼肌生长和发育的过程中,必须综合考虑其生物化学、分子生物学和遗传学等方面的因素。
在骨骼肌生长和分化过程中,许多分子信号途径扮演着非常重要的角色,如IGF-1/PI3K/Akt信号途径、mTORC1信号途径、TGF-β/BMP信号途径等。
这些信号途径通过调控细胞增殖、转录和翻译等过程,影响骨骼肌的生长和分化。
IGF-1/PI3K/Akt信号途径是骨骼肌生长和分化过程中的关键分子信号途径之一。
IGF-1通过激活受体,刺激PI3K/Akt信号途径的激活,从而促进蛋白合成和细胞增生。
研究表明,在某些情况下,IGF-1和PI3K/Akt信号途径可以通过抑制FOXO转录因子,从而减少细胞凋亡。
mTORC1信号途径也是影响骨骼肌生长和分化过程的重要因素。
该信号途径可以激活促进蛋白合成的分子机制,从而增强肌肉质量和力量。
在mTORC1被激活的情况下,其下游靶标如S6K和4E-BP1也会被激活,促进蛋白质合成。
TGF-β/BMP信号途径是另一个重要的分子信号途径,它能够调节骨骼发育和修复。
TGF-β/BMP家族的成员在骨骼肌纤维形成过程中发挥作用,能够影响肌肉的生长、修复和再生。
研究表明,TGF-β通过调节MyoD合成和调控肌肉细胞移植的增殖和分化,对骨骼肌的生长和分化具有重要作用。
此外,还有许多其他的因素也影响骨骼肌生长和分化,如运动、营养摄入和遗传因素等。
在运动中,骨骼肌会受到刺激,促进肌肉质量和力量的生长。
人类骨骼系统发育和损伤修复原理

人类骨骼系统发育和损伤修复原理人类骨骼系统是人类身体的重要组成部分,它支撑着整个身体,保护着身体的内部器官。
如何保护骨骼系统,使其健康发育和迅速修复损伤,是人们一直以来所关注的问题。
本文将介绍人类骨骼系统的发育以及损伤修复原理。
一、骨骼系统的发育人类骨骼系统的发育是一个复杂的过程,涉及到许多生理和生化原理。
胚胎期的骨骼系统分为软骨模型和骨化模型两个部分。
软骨模型是由软骨细胞分泌的胶原纤维和弹性纤维构成的,它可以承受外界的压力和撞击,起到保护身体的作用。
随着胚胎的发育,骨化模型逐渐形成,软骨逐渐转化为骨头,直至人类出生后,骨骼系统基本发育成熟。
在青春期,身体会出现生长发育的高峰期,骨骼系统也会经历重大的变化。
长骨的增长主要依靠长骨端的骨骺组织,骨骺组织是一种软骨组织,其内部的软骨细胞可以不断分裂和增殖。
随着年龄的增长,骨骺组织逐渐退化,以骨质代替,长骨的生长也随之停止。
所以青春期是骨骼系统发育的重要时期,需要注意营养和运动的均衡。
二、骨骼系统的损伤修复原理骨骼系统在受到外界的伤害时,有一套自我修复机制。
这种机制主要包括下面两个过程:1、骨折愈合过程当骨头受到强烈的外力或者撞击时,骨头可能会发生骨折。
此时,人体的自我修复机制就会被激活,开始了骨折愈合的过程。
骨折愈合大致分为几个步骤:第一个是血肿形成,这是因为骨头内部血管的破裂,其中的血液和组织液会汇聚在骨折部位形成血肿。
第二个是软骨愈合,这一过程涉及到从骨膜、骨周膜和纤维结缔组织中分化出的软骨细胞对早期骨折愈合的贡献。
接下来是骨质愈合阶段,这是一个逐渐发育的过程,骨组织由软骨向骨质过渡。
最后是骨的重塑阶段,这个过程主要发生在受损区域的边缘。
2、骨密度损伤与修复骨密度损伤也是骨骼系统受到损伤时的常见问题。
骨密度是指单位骨体积内所含有的无机盐和有机物的总量,它是衡量骨强度的重要指标。
当骨密度减少时,骨骼系统的强度随之下降,易受到外界的损伤。
骨密度损伤的一般修复过程是:先通过分解旧骨质,然后再产生新的骨质。
人体骨头知识点总结

人体骨头知识点总结
一、骨骼的组成
骨骼是由骨骼组织和软骨组织组成的。
骨骼组织是由细胞(骨细胞)和纤维组成,它是由细胞分泌的胶质矿化而成的。
软骨组织是由软骨细胞分泌的胶质矿化而成的。
二、骨骼的生长
骨骼的生长是通过骨骼细胞的分化和合成来完成的。
骨骼细胞包括成骨细胞、软骨细胞和骨髓细胞。
骨骼的生长主要是通过这些细胞的分泌和合成来完成的。
在人的成长过程中,骨骼主要是通过软骨的逐步转变为骨骼来完成生长。
三、骨骼的结构
人体的骨骼结构包括骨头、躯干和四肢。
骨骼分为紧凑骨和海绵骨。
紧凑骨主要分布在四肢、躯干和骨盆部位,它主要承受人体的重力和外部的冲击。
海绵骨主要分布在骨头的内部,它主要起到保护骨髓的作用。
此外,人体骨骼还包括关节和软骨,关节主要是连接骨头的,软骨主要是通过连接骨头和软骨来保护骨头和血管。
四、骨骼的功能
人体骨骼的主要功能包括支撑和保护。
支撑是指人体骨骼的主要功能是支撑人体的重量,保护是指人体骨骼的主要功能是保护人体的内脏器官。
人体骨骼还有一个重要的功能是产生血细胞,它是通过骨骼的髓腔来完成的。
综上所述,人体骨骼是构成人体骨架的基本组成部分,它有着支持身体、保护内脏和产生血细胞等重要功能。
了解骨骼的相关知识对于我们来说是非常重要的,它有助于我们更好的了解人体结构和功能。
希望本文对你有所帮助。
骨骼生长的原理

骨骼生长的原理
骨骼生长的原理是由许多复杂的生物学过程所驱动的。
在人体内,骨骼是由许多不同类型的细胞和物质构成的。
首先,骨骼的生长始于胚胎发育阶段。
在胚胎中,特殊的细胞群集在一起形成软骨模型,这个模型将在未来发展成为骨骼。
这个过程被称为软骨化,其通过一系列信号分子和基因的调控来实现。
随着胚胎的发育,软骨模型逐渐转化为骨骼。
这一过程称为骨化。
骨化是通过细胞分化和分泌胶原蛋白来实现的。
骨细胞(骨内细胞)分泌胶原蛋白,并将其逐渐矿化,使软骨模型逐渐变硬并形成骨骼。
骨骼的生长还涉及到骨骼细胞的增殖和骨质重塑过程。
骨骼细胞中的成骨细胞负责合成和沉积新的骨质。
同时,骨骼中的骨吸收细胞也起到重要的作用,它们吸收老旧的骨质和维持骨骼的平衡。
骨骼生长还受到许多其他因素的调控,包括营养摄取、激素分泌、生长因子和机械刺激等。
营养素如钙、磷和维生素D对
骨骼的发育和生长至关重要。
激素如生长激素、性激素和甲状旁腺激素也对骨骼的生长有影响。
生长因子和机械刺激能够促进骨骼细胞的活动和骨质的形成。
总之,骨骼生长的原理是通过一系列复杂的生物学过程实现的,包括胚胎发育中的软骨化和骨化过程、骨骼细胞的增殖和骨质
重塑、以及营养、激素、生长因子和机械刺激等因素的调控。
通过这些过程,人体的骨骼能够发育和生长。
骨骼的生长发育机制

骨骼的生长发育机制
人类的骨骼是由一系列的细胞、成分和分子构成的。
当我们出生时,骨骼就开始了生长和发育的过程。
骨骼的生长和发育过程是一个复杂的过程,涉及到许多不同的细胞和分子,这些细胞包括骨细胞、软骨细胞、血管内皮细胞和间充质细胞。
下面是骨骼的生长发育机制:
1.软骨生长:骨骼最初是由软骨构成的,在孩子的成长过程中,骨骼的前部和后部之间的软骨被逐渐转化为骨质。
新的软骨细胞不断地生长,分裂和分化,形成新的软骨组织。
2.成骨细胞的形成:在软骨组织中,成骨细胞也开始形成。
成骨细胞是一种去骨质化的骨细胞,能够吸收和分解骨骼组织,这也是骨骼长大所必需的。
同时,成骨细胞还能分泌一种叫做骨基质的物质,这个物质是新骨形成的关键。
3.新骨形成:在成骨细胞的作用下,骨基质被分泌出来,骨组织开始形成。
骨组织形成的主要过程是骨基质的沉积和矿化。
在这个过程中,钙、磷、镁和其他矿物质被吸收并结晶成为矿化的骨骼,而细胞也维持着骨骼组织的更新,促进新的骨细胞的分化。
以上就是骨骼的生长发育机制的概述。
骨骼的生长发育是一个复杂和精细的过程,需要多种条件的同时协调,例如营养、激素、免疫、神经等等。
对于孩子的生长和成长,保持良好的营养和运动水平是非常重要的。
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人类骨骼形成及分子机制邹海玥13 级生物基地班201300140153一、成骨细胞与骨形成成骨细胞是骨形成过程中的重要功能细胞,其主要功能是分泌骨基质(包括胶原及糖蛋白)及进行合成。
成骨细胞还参与破骨细胞性骨吸收的调节,两者是骨代谢过程中的重要核心细胞。
1、形态及生化特点成骨细胞起源于多能的骨髓基质的间质细胞。
在形态学上,活跃的成骨细胞位于骨形成表面,因其具有典型的蛋白质合成结构,如胞质内富含线粒体和发达的高尔基体等而可以和其他的骨细胞成分相区别。
成骨细胞可被不同种类的激素和生长因子激活,刺激DNA和胶原的合成,目前已知这些激素和细胞因子是通过其在成骨细胞上特异性的受体而起作用的。
根据受体存在的部位可将其分为两类,即细胞膜受体和细胞内受体。
细胞膜受体是细胞膜上的结构成分,一般为糖蛋白、脂蛋白或糖脂蛋白。
此类受体种类繁多。
一旦这些激素或细胞因子与成骨细胞膜上相应的受体结合,则可通过不同的信号传递途径调节细胞的反应。
细胞内受体位于细胞液内,已知成骨细胞内的此类受体有雌激素受体、孕激素受体和维生素D受体等。
当这些激素与细胞液内的受体结合,形成激素受体复合物,进而转入细胞核与DNA结合,改变DNA活性,影响基因转录,从而发挥代谢调节作用。
2、成骨细胞发展阶段及骨形成机制成骨细胞在骨形成过程中要经历成骨细胞增殖,细胞外基质成熟,细胞外基质矿化和成骨细胞凋亡四个阶段。
很多因素可调节这几个阶段,从而最终调控骨形成。
成骨细胞增殖期成骨细胞数量增加,以形成多层细胞,并合成、分泌I型胶原以便最终可以矿化形成骨结节。
对成骨细胞增殖的调控具体来说即是对细胞周期的调控,抑制与细胞周期调节相关的基因会导致增殖的停止。
与增殖激活有关的基因有c-myc、c-fos和f-jun;与细胞周期有关的基因有组蛋白、细胞周期蛋白基因。
在成骨细胞增殖期,同时还能表达的基因有EGF、IGF、TGF-β和I型胶原等基因。
在细胞增殖晚期,与细胞周期及细胞增殖相关的基因表达下降,而编码细胞外基质成熟的蛋白质基因开始表达,在分化早期主要是ALP表达。
成骨细胞分泌ALP和钙盐结晶体至细胞外基质中,ALP使局部磷酸含量增高,促使基质矿化。
在细胞外基质成熟期,胶原继续合成并相互交联、成熟。
在成骨细胞分化晚期,细胞进入矿化期,细胞内的ALP活性下降,而与细胞外基质中羟磷灰石沉积相关的基因表达达到高峰,如骨桥蛋白骨钙素等基因。
骨钙素等非胶原蛋白分泌至细胞外基质中,与钙、磷结合,然后形成羟磷灰石结晶。
此后,骨钙素逐渐降低,与此同时,可观察到胶原酶增加,成骨细胞开始凋亡,并出现代偿性细胞增殖和胶原合成。
二、破骨细胞形成和功能调节破骨细胞(osteoclast,OC)是由骨髓中的造血干细胞前体融合形成的多核细胞。
破骨细胞前体细胞(OC precursor,OCP)在趋化因子作用下进入血循环,当到达处于吸收状态的骨组织部位,即骨重建单位(bone remodeling unit,BRU)时,便在一系列趋化因子和细胞因子作用下进入骨组织并分化成OC。
巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)和NF-κB 受体活化因子配基(receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)是由BRU 及其周围细胞表达的两种重要因子,它们通过调节OCP 的形成和分化来促进正常或病理性骨重建过程中整体或局部的骨吸收。
OC 一直被认为是骨吸收细胞,除了参与骨吸收过程,几乎无其他功能,但近年对小鼠的遗传学研究发现,OC 及OCP 还具有其他作用,包括调节成骨细胞(osteoblast,OB)的形成和参与免疫应答;在一些病理条件(如肿瘤)下,OC 还存在于除骨组织外的其他组织中。
几个主要细胞功能调节途径,如NF- κB、Wnt/β-catenin 和Notch,均对OC 和OB 的形成及功能起着重要作用。
1、OCP 向骨表面的募集在正常生理条件下,OCP 在趋化因子如基质衍生因子1(stroma-derived factor 1,SDF-1)作用下被维持在骨髓中。
当处于炎性条件时,高水平的TNF 通过抑制骨髓细胞中SDF-1 的表达将OCP 动员至血液中;此外,血液中红细胞和血小板分泌的一种具有生物活性的鞘脂类化合物——鞘氨醇-1 磷酸(sphingosine-1 phosphate,S1P),也能吸引OCP 进入血液。
OCP 表达的两种S1P 受体S1PR-1 和S1PR-2 分别具有趋化吸引和趋化排斥功能,后者能将其送回BRU 部位的骨髓中。
OC 本身也能表达S1P,从而吸引OCP 与之融合。
Lotinun 等发现OC 中S1P 的表达受到组织蛋白酶K,一种主要的胶原基质降解酶的抑制,而S1P 能促进OB 前体细胞分化,提示组织蛋白酶K 抑制剂可能会刺激骨生成。
2、OC 形成的调节骨髓前体细胞在多种转录因子(如PU.1 和MITF/Tfe3 复合物)的诱导下分化成OCP。
Mellis 等研究表明PU.1 和MITF 能激活M-CSF 受体的表达,缺失其中任一蛋白编码基因的小鼠,均会因骨髓腔中骨小梁吸收过程受阻而发生软骨内成骨,从而导致骨硬化症。
M-CSF 在OC 形成早期的作用主要是促进骨髓前体细胞中NF-κB 受体活化因子(receptor activator of NF-κB,RANK)的表达,并与TNF 协同作用,使细胞对RANKL 作出响应。
M-CSF 与其受体结合后,吸引由DAP12和非受体型酪氨酸激酶Syk 组成的信号复合物,从而激活ERK/Grb-2 和Akt/PI3K 信号通路,调节OC 及其前体细胞的各种生物学行为,包括增殖、凋亡和存活。
骨诱裂发生过程依赖NF-κB 信号的参与,NF-κB p50/p52 双基因敲除小鼠由于OC 形成受阻会导致骨硬化症。
这种双基因敲除小鼠以及RANKL 和RANK 敲除小鼠均会出现B 细胞和淋巴结发育受阻及T 细胞成熟过程缺陷,提示采用药物如地诺单抗(一种RANKL 单克隆抗体)等抑制RANK 信号通路可能对免疫应答产生副作用。
值得注意的是,尽管地诺单抗和双磷酸盐类药物的作用机制不同,但和双磷酸盐类药物相似,少数服用地诺单抗治疗转移性骨疾病的患者可出现下颌骨坏死,说明这两种药物可能干扰相似细胞的功能,包括OC 或其他免疫细胞系。
3、OC 功能的调节骨吸收过程开始于OC 通过整合素玻连蛋白受体αVβ3 与骨表面接触,引起细胞外的Src 酪氨酸激酶向细胞内募集,从而导致多条依赖Src 的信号通路被激活。
例如,Src磷酸化Syk 和Slp-76,使二者形成一种衔接蛋白复合物,从而激活小型Rho 蛋白家族成员Rac 参与的信号通路。
αVβ3 与M-CFSR 结合后,能通过由内而外的信号传递使整合素活化。
与αVβ3/Src 相互作用相似,RANK 在Src 作用下也能与αVβ3 形成复合物,从而激活Syk、Slp-76、Vav3 和Rac 信号。
这些交互作用导致溶酶体分泌小泡与胞质膜融合形成褶皱缘。
细胞内的H+ 穿过褶皱缘被泵出细胞外,与Cl-形成HCl 使骨组织脱矿;同时,组织蛋白酶K 分泌水平增加,使骨基质被降解在骨形成过程中,大量蛋白随着胶原一起被装配,包括TGF-β、BMP、FGF 和IGF;在骨吸收过程中,这些蛋白会被OC 释放出来并被活化,参与正常或病理状态下的骨吸收过程。
例如直接或通过调节RANKL或骨保护素(osteoprotegerin,OPG)的表达间接诱导OC 的形成。
TGF-β 还能吸引OB 至骨吸收部位,使其充当偶联因子的角色。
4、OC 形成和功能的负调控OC 的形成和功能受到多种机制的负调控,如甲状腺C 细胞分泌的降钙素等,但这些机制在RANKL 被发现之前几乎均未被确定。
RANKL 的发现使研究者能够获得足够数量的高纯度OCP 进行基因表达谱研究。
OPG 是整个骨吸收过程中最主要的负调节物,它通过与RANKL 结合来竞争性抑制RANK 与RANKL的相互作用。
大多数青少年佩吉特病都是因OCP 的编码基因发生功能缺失突变引起的,患者体内过量的RANKL 表达引起骨质疏松,这与OPG 基因敲除小鼠的表型相似。
三、骨形成过程中两条重要的信号传导通路Wnt 信号通路与BMP-2 信号通路能够促进成骨细胞的分化和成骨细胞分泌的胞外基质的生物矿化,在这一过程中起着极其重要的作用。
1、Wnt 信号通路Wnt 基因编码产物所介导的信号传导通路称为Wnt 信号通路,是一条保守的信号传导途径,其成员具有高度同源性。
目前认为Wnt 信号通路的主要组分包括细胞外因子(Wnt)、跨膜受体( frizzled)、胞质蛋白( β-catenin) 及核内转录因子( TCFS /LEF)等一系列蛋白,亦有其他成分参加,例如LRP5,DKKS,sfrps,GSK3β 等。
首先细胞外因子与受体结合后,通过一系列胞质蛋白的相互作用使β-catenin 蛋白在胞质内累积,进而进入细胞核与转录因子TCFS /LEF 共同作用激活靶基因的转录。
Wnt通路的下游靶基因多数是参与细胞增生与凋亡的基因。
越来越多的研究结果表明,Wnt 信号通路在胚胎发育及骨重建过程中起着至关重要的作用。
Wnt蛋白可被分为两类:第一类是激活经典的Wnt 蛋白合成物( FZD) 和低密度脂蛋白( LDL) 受体相关蛋白LRP5 或LRP6 的形成;非经典的Wnt5a 结合FZD 蛋白激活异源性三聚体G-蛋白,增加了细胞内蛋白激酶C 依赖机制的胞内钙浓度,或诱导肌动蛋白细胞骨架中依赖Rho 或c-Jun 氨基末端激酶( JNK) 的改变。
目前发现至少有3 种信号传递途径:Wnt /β-catenin 途径( 经典的Wnt 信号传导途径)、Wnt /Ca2 + 途径和Wnt / JNK /9 细胞骨架重排途径( planar cell polarity pathway,PCP pathway)。
Bain 等发现C3H10T1 /2( 一种可以分化为成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞等的多潜能干细胞系) 在BMP-2 的作用下可以分化为成骨细胞,在此过程中,BMP-2 可以上调β-catenin,这表明β-catenin 在成骨前体细胞及成骨细胞增殖分化过程中发挥作用,并受BMP-2 的调节。
Wnt /β-catenin 信号途径对于未分化的间充质干细胞的作用在于增强其碱性磷酸酶(ALP) 活性。
Gabriel 等则认为,β-catenin 蛋白对于间充质干细胞的成骨分化提供了一种分子诱导信号,并且通过实验证实,β-catenin 通过增强间充质干细胞对于BMP-2 的应答来诱导其向成骨细胞分化。