【一問一答】1.2.2 人体の構成 – 結合組織 (3) 骨組織

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【一問一答】1.2.2 人体の構成 – 結合組織 (3) 骨組織

【骨組織】

骨組織は骨細胞と骨基質とからなる。○×

(解答) ○
骨組織は骨細胞と骨基質とからなる硬い組織です。軟骨組織と同様、線維性結合組織の特殊な形と考えられます。

【骨基質】

骨基質は膠原線維とリン酸カルシウムなどのアパタイトと呼ばれる無機質からなる。○×

(解答) ○
骨基質は、豊富な膠原線維と、大量のリン酸カルシウムなどのアパタイトと呼ばれる無機質の結晶とからできています。膠原線維は骨にしなやかさを。アパタイトは骨に硬さをもたらします。これはよく鉄筋コンクリートにたとえられます。無機質のアパタイトのみだと硬いけどもろい構造となってしまいます。これに膠原線維が加わることにより硬いけどしなやかな骨になります。基質の中の割合では、35%が膠原線維やプロテオグリカンなどの有機質で、65%が無機質のアパタイトで占められています。

【骨の細胞】

骨細胞が骨基質をつくり出し、破骨細胞が骨基質を破壊(骨吸収)する。○×

(解答) ×
骨芽細胞が骨基質をつくり出し、破骨細胞が骨基質を破壊(骨吸収)する。
骨組織は、常に改築(リモデリング)が行われています。骨組織には骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞の3種類の細胞が存在します。
骨芽細胞は骨基質を産生します(骨形成)
破骨細胞は骨基質を破壊します(骨吸収)
骨細胞は骨芽細胞が周囲に骨基質を産生した後に、骨基質の中の骨小腔に埋もれてしまった細胞で、もはや骨を産生してはいないですが、骨に埋もれた後も、周囲の骨細胞同士でネットワークをつくり連絡をしあい、骨にかかる加重などの情報を骨芽細胞に伝える役割をしています。

基質小胞を分泌するのは(  細胞)である。

骨芽細胞
骨細胞
破骨細胞

(解答) 骨芽細胞
骨芽細胞は骨を形成する細胞で、骨の表面に並び突起を骨表面に平行に伸ばしています。この突起の表面から基質小胞がふくれ出て分泌されます。分泌された基質小胞はカルシウムとリン酸を引き寄せ、針状のハイドロキシアパタイト結晶を膠原線維の間に沈着させて骨基質が形成されます。

骨小腔の中には(  細胞)が存在し、互いにネットワークを形成し、骨組織にかかる加重などの情報を感知して、骨形成と骨吸収の調節を行っている。

骨芽細胞
骨細胞
破骨細胞

(解答) 骨細胞
骨細胞は自らつくった骨基質の中(骨小腔)に閉じ込められています。骨細胞は多数の細くて長い突起を伸ばして互いに接触し、骨基質の中に骨細胞のネットワークを形成しています。このネットワークを通じて骨組織にかかる荷重などの情報を骨芽細胞に伝えて骨形成と骨吸収の調節を行っています。

破骨細胞は単核の細胞である。○×

(解答) ×
破骨細胞は骨の表面に接する大きな細胞で、複数の核を持つ多核細胞です。
細胞質にはミトコンドリアとリソソームを多数含んでいます。破骨細胞はマクロファージと同じく血球の単球に由来します。複数の単球が癒合して破骨細胞となります。

破骨細胞は骨基質を溶かして骨の再構築と血中カルシウム濃度の調節に関与する。○×

(解答) ○
破骨細胞は水素イオンや膠原線維を分解する酵素を放出し、骨基質を溶かして吸収します。破骨細胞の中央からは波状縁という突起が多数伸び出て、水素イオンが分泌されます。この強い酸性により、骨に含まれるカルシウムが溶かされます。さらに破骨細胞はカテプシンという酵素を分泌して膠原線維も分解します。

破骨細胞が骨を溶かしだすことを骨吸収という。○×

(解答) ○
破骨細胞が骨を溶かしだすことを骨吸収といいます。破骨細胞が骨表面につくったくぼみを骨吸収窩といいます。
この用語はカルシトニンとパラソルモンの作用を考えるときにまた出てきます。カルシトニンは破骨細胞の働きを抑制し骨吸収を抑制し、血中カルシウムイオン濃度を下げます。一方パラソルモンは、破骨細胞の働きを促進し、骨吸収を促進させ、血中カルシウムイオン濃度を上げます。
「骨吸収」という用語を、骨を主語として「骨がカルシウムイオンを吸収する」と考えてしまうと、まったく作用が逆になってしまいます。この「骨吸収」という言葉は「血液」を主語とするとすんなり理解できます。
「血液が骨からカルシウムイオンを吸収する」

【骨の構造】

骨質は表層の(A. 質)と内部の(B. 質)に分けられる。

A. 緻密質 B. 海綿質
A. 海綿質 B. 緻密質

(解答) A. 緻密質 B. 海綿質
骨質は表層の緻密質と内部の海綿質からできています。
緻密質は文字通り骨が緻密に満たされている部分です。硬いですがみっしりと詰まっているため重量があります。一方の海綿質は、スポンジのように隙間が多い部分です。ある程度の固さを維持しつつ、軽量化を図っているわけです。

海綿質を構成する骨質の薄板を(  )という。

シャーピー線維
骨梁
基礎層板

(解答) 骨梁
海綿とはスポンジのような構造を表します。細かい空洞が沢山ありますが、この骨でできた部分を骨梁といいます。骨粗鬆症ではこの骨梁が減少して、骨が弱くなってきます。骨梁の間の空間には骨髄組織がつまっています。

緻密質は(A. 部)で厚く、(B. 部)では薄い。○×

A. 骨幹 B. 骨端
A. 骨端 B. 骨幹

(解答) A. 骨幹 B. 骨端
骨幹部は厚い緻密質で囲まれ、内部に骨髄を入れています。骨髄は造血を行う組織で、乳幼児期は全身の骨に造血を行っている赤色骨髄が存在していますが、加齢と共に四肢の骨での造血機能は失われていき、脂肪組織が多い黄色骨髄に変化していきます。
骨端部では、緻密質が薄く、海綿質が多くなっています。

骨は、関節軟骨におおわれた関節面を除き、(  )に包まれる。

滑膜
骨膜
漿膜

(解答) 骨膜
骨は、関節軟骨におおわれた関節面を除き、線維性の密性結合組織でつくらた骨膜に包まれています。骨膜は筋、腱、靱帯が付着する場所では厚くなっています。骨膜には血管や神経が豊富に分布し、痛みに対して敏感です。(だから弁慶の泣き所は痛いのです)

骨膜から分かれた(   線維)が骨質に直角に侵入し、骨膜を骨表面に固着させる。

プルキンエ線維
平滑筋線維
シャーピー線維

(解答) シャーピー線維
骨膜から分かれたシャーピー線維が骨質に直角に侵入し、骨膜を骨表面に固着させています。

長骨の長軸に沿うように縦に(A.  管)が走り、長軸と交わるように(B.  管)が走る。骨質に分布する血管は、このふたつの管の中を走行する。

A. フォルクマン管 B. ハバース管
A. ハバース管   B. フォルクマン管

(解答) A. ハバース管   B. フォルクマン管
骨の組織構造を理解するためには、まず骨質の中を走行する2つの管の方向を理解するところから始めると良いです。骨の長軸に沿って縦に走行するのがハバース管です。ハバースはバーと伸びているので長い方とイメージつけると良いかもしれません。
一方のフォルクマン管は長軸と交わるように横に走行します。フォルクマンというスーパーマンのようなアメコミのキャラが骨を横に突き破っている絵を想像すると覚えやすいかも。

ハバース管を中心として同心円状に並ぶ骨層板をハバース層板という。このハバース管とハバース層板を合わせて骨単位 (オステオン) といい、骨組織はこの骨単位 (オステオン) よりつくられていく。○

(解答) ○
ハバース管とハバース層板を合わせて骨単位 (オステオン) といいます。この骨単位 (オステオン) が多数集まって、緻密骨が形成されます。つまり骨組織は血管を基本とした組織構築となっています。
骨層板のうち、外表面に近く位置する骨層板は、骨表面に平行に配列し基礎層板といいます。
また同心円状のハバース層板とハバース層板の間を埋める介在層板は、オステオンの一部が吸収され、新しいオステオンに置き換えられた後に残された古いオステオンの断片です。

長管骨の骨幹部にみられる(  孔)から骨を養う血管が進入する。

栄養孔
室間孔
卵円孔

(解答) 栄養孔
長管骨では骨幹部の中央近くに肉眼的にも認められる1〜2本の栄養孔があり、この孔を通って骨髄に入った動脈は骨髄を養った後、フォルクマン管からハバース管に入り、緻密質を内面から栄養し骨膜からの血管と吻合します。

【骨の発生と成長】

骨の発生には軟骨内骨化と膜内骨化の2つの様式がある。○×

(解答) ○
骨の発生には軟骨内骨化膜内骨化の2つの様式があります。
大半の骨は軟骨内骨化によってつくられます。これはまず軟骨で骨の原形がつくられ、それが次第に骨に変化していく様式です。
膜内骨化は結合組織の膜内で直接に骨が形成される様式です。これは一部の限られた骨で見られます。

■ 軟骨内骨化

《軟骨内骨化 1》
軟骨内骨化では、まず軟骨で骨の原型がつくられ、次に骨の原型の骨幹部に相当する軟骨膜の細胞が(  細胞)に変わり、内側に向かって骨を作り始める。

骨芽細胞
骨細胞
破骨細胞

(解答) 骨芽細胞
軟骨内骨化では、まず軟骨で骨の原型がつくられます。次に骨の原型の骨幹部に相当する軟骨膜の細胞が骨芽細胞に変わり、内側に向かって骨を作り始めます。その結果、骨のさやができあがります。

《軟骨内骨化 2》
軟骨のさやに固まれた中央部の軟骨は変性・膨化し基質に石灰化(カルシウム沈着)が起こり、(   )となる。

ボアス点
一次骨化点

(解答) 一次骨化点
骨のさやが出来た後に、中央部の軟骨に石灰化(カルシウム沈着)が始まり、一次骨化点となります。そこに骨膜の栄養孔から血管が侵入して、原始骨髄が形成されます。その後原始骨髄は大きさを増して一次髄腔となります。一次髄腔の内側には骨芽細胞が並び、骨梁の形成が始まり海綿質となっていきます。

《軟骨内骨化 3》
遅れて骨端でも、軟骨の変性、石灰化が起こり、二次骨化点が生じる。2つの骨化点にはさまれた軟骨層は、(  軟骨)として、成長期が終わるまで、生後も分裂増殖を続ける。

披裂軟骨
Y字軟骨
骨端軟骨

(解答) 骨端軟骨

遅れて骨端でも、軟骨の変性、石灰化が起こり、二次骨化点が生じます。2つの骨化点にはさまれた軟骨層は、骨端軟骨と言われます。骨端軟骨の軟骨が骨化していくことにより骨が長くなります。

つまり成長期で骨の長さが伸びている時期は、骨端軟骨が存在します。しかし、思春期を迎えて下垂体前葉からの成長ホルモンの分泌が低下し、成長期が終了すると骨端軟骨も閉鎖しなくなります。骨端線が閉鎖するということは、もう骨が伸びないということを意味します。

※ 成長ホルモンの分泌過剰では、骨端線閉鎖以前では巨人症、骨端線閉鎖後では末端肥大症になります。
成長期では骨端軟骨が存在します。この時期に成長ホルモンが過剰となると長骨が異常に長くなってしまい巨人症となります。
一方、成長期が終わると骨端線が閉鎖し骨端軟骨がなくなります。この時期に成長ホルモンの分泌過剰となった場合、骨はそれ以上長くならないですが、四指の末端や下顎が巨大化する末端肥大症になります。

《軟骨内骨化 4》
軟骨内骨化によって生じる骨は、軟骨が骨に置き換わっていくので(  骨)という。

付加骨
置換骨

(解答) 置換骨
軟骨内骨化によって生じる骨は、軟骨が骨に置き換わっていくので置換骨といいます。

■ 膜内骨化

《膜内骨化 1》
膜内骨化では、結合組織の膜内で、間葉細胞が集まって骨芽細胞に分化し、直接骨化が始まる。この形式で形成される骨としては(  )や鎖骨などがある。

頭蓋冠の扁平骨(前頭骨、頭頂骨、側頭骨、後頭骨)
四肢の長骨

頭蓋冠の扁平骨(前頭骨、頭頂骨、側頭骨、後頭骨)
膜内骨化では、結合組織の膜内で、間葉細胞が集まって骨芽細胞に分化し、直接骨化が始まります。この形式で形成される骨としては頭蓋冠の扁平骨(前頭骨、頭頂骨、側頭骨、後頭骨)鎖骨などがあります。
※ 骨化形式が複雑ですが、上顎骨や下顎骨の下顎体の部分も膜内骨化で形成されると考えられています。+αとして覚えておいてください。まずは膜内骨化は頭蓋冠の扁平骨(前頭骨、頭頂骨、側頭骨、後頭骨)と鎖骨です。

《膜内骨化 2》
膜内骨化では生じる骨は(  骨)という。

付加骨
置換骨

(解答) 付加骨
膜内骨化では生じる骨は付加骨と言われます。
骨の発生としては、軟骨内骨化がオーソドックスで、それにプラスして付け加えられる骨として膜内骨化で生じる付加骨があります。

【関節】

関節では、骨と骨とが関節腔を隔てて可動性に連結する。2つの骨の骨膜は互いに連なり(   )となる。

関節包
関節軟骨

(解答) 関節包
骨と骨とが関節腔を隔てて可動性に連結したのが関節です。2つの骨の骨膜は互いに連なり関節包を形成します。関節包は滑液で満たされた関節腔を囲んでいます。

関節腔に面する骨表面は薄い軟骨層、すなわち(  軟骨)でおおわれる。

関節軟骨
甲状軟骨
披裂軟骨

(解答) 関節軟骨
関節腔に面する骨表面は硝子軟骨でできた関節軟骨でおおわれています。
つまり、骨は大部分を骨膜により被われていますが、関節に面する部分は骨膜には覆われず、関節軟骨が被っています。骨幹部を被っている骨膜は、関節部では関節包となり関節部を包んでいます。

関節包は、骨膜より続く密性結合組織の(A.  )と内側をおおう疎性結合組織の(B.  )とからなる。

A. 線維膜 B. 滑膜
A. 滑膜  B. 線維膜

(解答)A. 線維膜 B. 滑膜
関節包は、骨膜より続く密性結合組織の線維膜と内側をおおう疎性結合組織の滑膜とからなります。滑膜は関節腔に突出する滑膜ヒダを持っていて、その表層は単層ないしは2〜3層の滑膜細胞におおわれています。

※ 滑膜細胞が密集する部分では、一見上皮組織に見えますが、となりの細胞とは細胞側面の一部が接触するだけで、細胞間には結合組織(基質と膠原線維)が侵入しているので、滑膜は疎性結合組織に分類されます。

滑膜は(  液)を分泌し、関節運動の際の摩擦や抵抗を減じる潤滑油として働くとともに、関節軟骨に栄養を供給する。

滑液
漿液
粘液

(解答) 滑液
滑膜は滑液を分泌します。滑液は、関節運動の際の摩擦や抵抗を減じる潤滑油として働くとともに、関節軟骨に栄養を供給しています。

関節腔内には(  軟骨)でできた関節半月や関節円板が介在することがある。

硝子軟骨
弾性軟骨
線維軟骨

(解答) 線維軟骨
関節腔内には、線維軟骨でできた関節半月関節円板が介在する場所があります。関節面どうしの適合性を増し、すべりを円滑にするとともに、衝撃をやわらげる働きをしています。

関節円板は(  関節)や(  関節)、(  関節)などにみられる。

股関節、膝関節、足関節
顎関節、橈骨手根関節、胸鎖関節

(解答) 顎関節、橈骨手根関節、胸鎖関節
関節円板が見られる関節としては、顎関節橈骨手根関節胸鎖関節などがあります。

関節半月は(  関節)にみられる。

肘関節
膝関節
肩関節

(解答) 膝関節
膝関節腔内で大腿骨と脛骨との間には、外側半月内側半月という関節半月が存在します。

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