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骨的發生： |
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骨由間充質﹝mesenchyme﹞發生。 從胚胎早期間充質﹝mesenchyme﹞向骨原基分化起始，到骨發育完善為止，歷時約20年以上。 骨的發育經歷為斷生長與改建的複雜演變，具體表現為兩個方面，即骨組織﹝osseous_tissue﹞形成與骨組織﹝osseous_tissue﹞分解吸收，兩者相輔相成。 骨發育完善後，仍保持形成與分解吸收交替進行的內部改建，終身不止，但改建速度隨年齡增長而逐漸緩慢。 |
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骨的發生有兩種方式：膜內成骨﹝intramembranous_ossification﹞與軟骨內成骨﹝endochondral_ossification﹞。 |
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﹝一﹞、膜內成骨﹝intramembranous_ossification﹞： |
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這種方式是先由間充質﹝mesenchyme﹞分化成為胚性結締組織﹝connective_tissue﹞膜，然後在此膜內成骨﹝intramembranous_ossification﹞。 人體的頂骨、額骨和鎖骨﹝clavicle﹞等即以此種方式發生。 膜內成骨﹝intramembranous_ossification﹞的具體的過程是：在將要形成骨的部位，血管增生，營養及氧供豐富；間充質細胞﹝mesenchyme_cell﹞漸密集並分裂分化為骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞，其中部分骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞增大，成為成骨細胞﹝osteoblast﹞；成骨細胞﹝osteoblast﹞分泌類骨質﹝osteoid﹞，並被包埋﹝embedding﹞其中，成為骨細胞；繼而類骨質﹝osteoid﹞鈣化成骨基質﹝bone_matrix﹞，形成最早出現的骨組織﹝osseous_tissue﹞。 最早形成骨組織﹝osseous_tissue﹞的部位稱為骨化中心﹝ossification_center﹞。 新形成的骨組織﹝osseous_tissue﹞表面始終有成骨細胞﹝osteoblast﹞或骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞附著，它們向周圍成骨，逐漸形成初級骨小梁，構成初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞。 隨後，初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞周圍的間充質﹝mesenchyme﹞分化為骨膜，此後即進入生長與改建階段。 以頂骨為例，隨著腦的發育，原始頂骨也不斷生長與改建，其外表面以成骨為主，使骨不斷生長，內表面以分解吸收為主，為斷改變骨的曲度，從而使頂骨的生長與腦的發育相適應。 通過生長與內部改建，頂骨出現了以初級骨密質﹝compact_bone﹞組成的外板與內板，以及其間由骨鬆質﹝spongy_bone﹞組成的板障，但至成年才發育完善。 成年後其內部改建仍緩慢地進行。 |
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﹝二﹞、軟骨內成骨﹝endochondral_ossification﹞： |
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胎兒的大多數骨，如四肢骨、軀幹骨及顱底骨等，均主要以軟骨內成骨﹝endochondral_ossification﹞的方式發生。 這種骨發生既包括與膜內成骨﹝intramembranous_ossification﹞相似的發生過程，又包括軟骨﹝cartilage﹞的持續生長與退化，以及軟骨組織﹝osseous_tissue，cartilage_tissue﹞不斷被骨組織﹝osseous_tissue﹞取代的特有發生過程，而且其發生、生長與改建穿插交錯的情況遠較膜內成骨﹝intramembranous_ossification﹞複雜。 現以長骨的發生為例敍述如下。 |
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01、軟骨雛形﹝cartilage_model﹞： 形成在長骨將要發生的部位，間充質細胞﹝mesenchyme_cell﹞密集並分化出骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞，後者繼而分化為軟骨細胞﹝chondrocyte﹞。 軟骨細胞﹝chondrocyte﹞分泌軟骨﹝cartilage﹞基質，細胞也被包埋﹝embedding﹞其中，成為軟骨組織﹝osseous_tissue，cartilage_tissue﹞。 周圍的間充質﹝mesenchyme﹞分化為軟骨膜﹝perichondrium﹞，於是形成一塊透明軟骨﹝hyaline_cartilage﹞。 其外形與將要形成的長骨相似，被稱為軟骨雛形﹝cartilage_model﹞。 |
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02、軟骨﹝cartilage﹞周骨化： 是指軟骨雛形﹝cartilage_model﹞中段周圍產的骨形成。 其過程先是軟骨膜﹝perichondrium﹞內出現血管，由於營養及氧供應充分，軟骨膜﹝perichondrium﹞深層的骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞分裂並分化為成骨細胞﹝osteoblast﹞。 成骨細胞﹝osteoblast﹞在軟骨﹝cartilage﹞表面產生類骨質﹝osteoid﹞，自身也被包埋﹝embedding﹞其中而成為骨細胞。 類骨質﹝osteoid﹞隨後鈣化為骨基質﹝bone_matrix﹞，於是形成一圈包繞軟骨﹝cartilage﹞中段的薄層初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞。 因此層骨鬆質﹝spongy_bone﹞猶如領圈，故名骨領﹝bone_collar﹞。 骨領﹝bone_collar﹞表面的軟骨膜﹝perichondrium﹞從此改稱骨外膜﹝periosteum﹞。 骨外膜﹝periosteum﹞深層的骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞不斷分化為成骨細胞﹝osteoblast﹞，向骨領﹝bone_collar﹞表面及其兩端添加新的骨小梁，使骨領﹝bone_collar﹞的初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞逐漸增厚，並從軟骨﹝cartilage﹞中段向兩端延伸。 隨著胚胎的發育，骨領﹝bone_collar﹞初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞中的成骨細胞﹝osteoblast﹞不斷向骨小梁壁上添加骨組織﹝osseous_tissue﹞，使骨小梁的網孔逐漸變小。 此過程的持續使初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞逐漸成為初級骨密質﹝compact_bone﹞。 |
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03、軟骨﹝cartilage﹞內骨化： |
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（1）、軟骨﹝cartilage﹞退化與初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞形成： 在骨領﹝bone_collar﹞形成的同時，軟骨雛形﹝cartilage_model﹞中段內的軟骨細胞﹝chondrocyte﹞肥大並分泌鹼性磷酸酶，使其周圍的軟骨﹝cartilage﹞基質鈣化及肥大的軟骨細胞﹝chondrocyte﹞自身退化死亡，留下較大的軟骨陷窩﹝bone_lacuna，cartilage_lacuna﹞。 此變化示初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞即將在該區形成。 初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞形成之初，血管連同破骨細胞﹝osteoclast﹞及間充質﹝mesenchyme﹞等經骨外膜﹝periosteum﹞穿越骨領﹝bone_collar﹞，進入退化軟骨﹝cartilage﹞區，通過破骨細胞﹝osteoclast﹞分解吸收鈣化的軟骨﹝cartilage﹞基質，形成許多與原始骨幹長軸平行的隧道。 隧道的壁為殘存的鈣化軟骨﹝cartilage﹞基質，隧道的腔即初級骨髓﹝primary_bone_marrow﹞腔。腔內充以來自間充質﹝mesenchyme﹞的骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞和成骨細胞﹝osteoblast﹞，以及破骨細胞﹝osteoclast﹞和正在形成中的造血組織等，統稱初級骨髓﹝primary_bone_marrow﹞。 隨後成骨細胞﹝osteoblast﹞貼附於原始骨髓腔壁上（即殘留的鈣化軟骨﹝cartilage﹞基質表面）生成骨組織﹝osseous_tissue﹞，形成以鈣化軟骨﹝cartilage﹞基質為中軸表面附以骨組織﹝osseous_tissue﹞的過渡型骨小梁。 最開始出現過渡型骨小梁的部位即初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞。 |
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（2）、骨髓腔形成與骨的增長： 初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞的過渡型骨小梁不久便被破骨細胞﹝osteoclast﹞分解吸收，使許多初級骨髓﹝primary_bone_marrow﹞腔合成一個較大的次級骨髓腔。 骨領﹝bone_collar﹞的內表面也逐漸被破骨細胞﹝osteoclast﹞分解吸收。 骨領﹝bone_collar﹞的這種邊形成邊分解吸收的成骨過程，使骨幹在增粗的同時保持骨組織﹝osseous_tissue﹞的適當厚度，並使骨髓腔得以橫向擴大。 由於初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞兩端的軟骨組織﹝osseous_tissue，cartilage_tissue﹞不斷生長，緊鄰骨髓腔的軟骨﹝cartilage﹞又不斷退化，使初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞的骨化過程得以從骨幹中段持續向兩端進行，骨髓腔也隨之縱向擴展。 胎兒長骨的縱切面上，在骨的兩端可觀察到軟骨﹝cartilage﹞內骨化的連續過程，表現為從軟骨﹝cartilage﹞至骨幹中段的骨髓腔之間，可依次分為下列代表成骨活動的四區。 |
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軟骨﹝cartilage﹞被骨取代過程： |
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軟骨儲備區﹝zone_of_reserve_cartilage﹞：軟骨細胞﹝chondrocyte﹞較小，分散存在。 軟骨﹝cartilage﹞基質呈弱嗜鹼性﹝basophilia﹞。 |
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軟骨增生區﹝zone_of_proliferating_cartilage﹞：軟骨細胞﹝chondrocyte﹞較大，通過分裂形成的同源細胞群﹝isogenous_group﹞縱列成行，形成軟骨細胞﹝chondrocyte﹞柱。 |
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軟骨鈣化區﹝zone_of_calcifying_cartilage﹞：軟骨細胞﹝chondrocyte﹞肥大，呈空泡狀，核固縮，可見退化死亡軟骨細胞﹝chondrocyte﹞留下的大陷窩。 鈣化的軟骨﹝cartilage﹞基質呈強嗜鹼性﹝basophilia﹞。 |
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成骨區﹝zone_of_ossification﹞：可見中軸為鈣化軟骨﹝cartilage﹞基質和表面為骨組織﹝osseous_tissue﹞的過渡型骨小梁，小梁之間為隧道式初級骨髓﹝primary_bone_marrow﹞腔。 腔內有造血組織及血管，腔壁（即骨小梁表面）可見成骨細胞﹝osteoblast﹞附著，破骨細胞﹝osteoclast﹞也附骨小梁表面，附著處有凹陷，表明此處的骨基質﹝bone_matrix﹞已被分解吸收。 |
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（3）、次級骨化中心﹝secondary_ossification_center﹞出現及骨骺形成： 次級骨化中心﹝secondary_ossification_center﹞出現的時間因骨而異，早自出生前，晚至出生後數月或數年不等。 出現的部位在骨幹兩端的軟骨﹝cartilage﹞中央。 次級骨化中心﹝secondary_ossification_center﹞的發生過程與初級骨化中心﹝primary_ossification_center﹞相似。 但骨化是從中央呈輻射狀向四周進行的。 最後以初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞取代絕大部分軟骨組織﹝osseous_tissue，cartilage_tissue﹞，使骨幹兩端轉變成為早期骨骺。 骺端表面始終保留薄層軟骨﹝cartilage﹞，即關節軟骨﹝articular_cartilage﹞。 早期骨骺與骨幹之間亦保留一定厚度的軟骨﹝cartilage﹞層，即骺軟骨﹝epiphyseal_plate﹞，稱骺板﹝epiphyseal_plate﹞。 骺板﹝epiphyseal_plate﹞軟骨細胞﹝chondrocyte﹞繼續分裂增殖及退化，破骨細胞﹝osteoclast﹞及成骨細胞﹝osteoblast﹞則不斷從骨髓腔側分解吸收鈣化的軟骨﹝cartilage﹞基質，並形成過渡型骨小梁，使骨化不斷向兩端推進，長骨因而不斷增長至17～20歲時，骺板﹝epiphyseal_plate﹞停止生長而被骨小梁取代，在長骨的幹、骺之間留下線性痕跡，稱為骺線﹝epiphyseal_line﹞。 早期骨骺通過生長及改建，最終形成內部為骨鬆質﹝spongy_bone﹞、表面為薄層骨密質﹝compact_bone﹞的骨骺。 |
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（4）、骨幹骨密質﹝compact_bone﹞形成及改建： 構成原始骨幹的初級骨鬆質﹝spongy_bone﹞，通過骨小梁增厚而使小梁之間的網孔變小，逐漸成為初級骨密質﹝compact_bone﹞。 初級骨密質﹝compact_bone﹞中既無骨單位﹝osteon﹞及間骨板﹝bone_lamella﹞，也不存在外、內環骨板﹝circumferential_lamella﹞。 至1歲左右，由於破骨細胞﹝osteoclast﹞在原始骨密質﹝compact_bone﹞外表面順長軸進行分解吸收，漸形成凹向深面的縱溝。 骨外膜﹝periosteum﹞的血管及骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞等隨之進入溝內，由骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞分化為成骨細胞﹝osteoblast﹞造骨，先將縱溝封閉成管，再貼附于管壁表面，形成自外向內呈同心圓式排列的哈弗骨板﹝Haversian_bone_lamella﹞。 其中軸始終保留一條血管通道，即中央管﹝central_canal﹞。 管內尚存的骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞貼附於最內層哈弗骨板﹝Haversian_bone_lamella﹞內表面，成為骨內膜﹝endosteum﹞。 此即第一代骨單位﹝osteon﹞（哈弗系統）的形成過程。 |
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第一代骨單位﹝osteon﹞的形成是在初級骨密質﹝compact_bone﹞被分解吸收的基礎上進行的，故此代骨單位﹝osteon﹞之間有殘存的初級骨密質﹝compact_bone﹞。 以後第一代骨單位﹝osteon﹞逐漸被第二代骨單位﹝osteon﹞取代，殘留的第一代骨單位﹝osteon﹞片段便成為第二代骨單位﹝osteon﹞之間的間骨板﹝bone_lamella﹞。 後代骨單位﹝osteon﹞取換前代的過程，稱為骨單位﹝osteon﹞改建。 骨單位﹝osteon﹞的出現與改建使初級骨密質﹝compact_bone﹞成為次級骨密質﹝compact_bone﹞。 骨幹伴隨骨單位﹝osteon﹞的相繼形成而增粗，骨髓腔也因而明顯擴大，成年後骨幹不再增長，其內、外表面已出現環骨板﹝circumferential_lamella﹞。 外環骨板﹝circumferential_lamella﹞的增厚約止於30歲左右，發育完善的骨幹從此不再增粗，但其內部的骨單位﹝osteon﹞改建仍持續進行。 |
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﹝三﹞、影響骨生長的因素： |
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影響骨生長的因素很多，內因如遺傳基因的表達和激素的作用等，外因如營養及維生素供應等。 生長激素和甲狀腺素可明顯促進骺板﹝epiphyseal_plate﹞軟骨﹝cartilage﹞生長，若成年前這兩種激素分泌過少，可致骺板﹝epiphyseal_plate﹞軟骨﹝cartilage﹞生長緩慢，肢體短小而成侏儒；若生長激素分泌過多，則骺板﹝epiphyseal_plate﹞生長加速，可導致巨人症﹝gigantism﹞。 甲狀旁腺素﹝parathyroid_hormone﹞通過回饋機制調節血鈣水準，其調節方式是啟動骨細胞和破骨細胞﹝osteoclast﹞，通過溶骨作用分解骨鹽，釋放Ca2+入血，從而提高血鈣水準。 甲狀旁腺素﹝parathyroid_hormone﹞過多，有可能因骨鹽大量分解而導致纖維性骨炎。 降鈣素能抑制骨鹽溶解，並刺激骨原細胞﹝osteogenic_cell﹞分化為成骨細胞﹝osteoblast﹞，增強成骨活動，使血鈣入骨形成骨鹽。 雌激素﹝Oestrogen﹞可與成骨細胞﹝osteoblast﹞膜上的雌激素﹝Oestrogen﹞受體結合，使其成骨活躍，產生足量的鈣結合蛋白，促進類骨質﹝osteoid﹞的鈣化。 雌激素﹝Oestrogen﹞不足往往出現骨鹽分解吸收過多，骨基質﹝bone_matrix﹞形成減少，絕經期婦女的骨質疏鬆症﹝osteoporosis﹞即起因於雌激素﹝Oestrogen﹞的不足。 性腺發育不全可導致生長障礙而影響身高，腎上腺分泌的糖皮質激素對骨的形成有抑制作用。 |
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維生素A可影響骨的生長速度，嚴重缺乏時骺板﹝epiphyseal_plate﹞生長緩慢，以致骨生長遲緩甚至停止，維生素A過多則使破骨細胞﹝osteoclast﹞過度活躍而易發生骨折，維生素C與成骨細胞﹝osteoblast﹞合成膠原纖維﹝collagenousfiber﹞有關，嚴重缺乏時，因骨的膠原纖維﹝collagenousfiber﹞過少而易發生骨折，且骨折癒合極為緩慢。 維生素D能影響骨鈣的沉積，與類骨質﹝osteoid﹞能否及時鈣化有關。 兒童期缺乏維生素D可導致佝僂病﹝rickets﹞，成人缺乏可導致骨軟化症﹝Chondromalacia﹞。 近年發現成骨細胞﹝osteoblast﹞表面有1，25－羥維生素D3（簡稱D3）受體，D3既可刺激成骨細胞﹝osteoblast﹞分泌較多的鈣結合蛋白，又能提高性鹼性磷酸酶的活性而促進骨的鈣化，臨床療效較好。 |
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新近還發現骨記憶體在一些生物活性物質，通過分離和純化骨的各種細胞和骨體外培養等研究，已肯定有些活性物質是由成骨細胞﹝osteoblast﹞產生的。 這些活性物質分別對成骨細胞﹝osteoblast﹞及破骨細胞﹝osteoclast﹞起啟動或抑制作用，有的表現出旁分泌﹝paracrine﹞或自分泌作用。 由於這些物質的改建密切有關，因此有人認為骨記憶體在著使骨生成與骨分解吸收相偶聯的偶聯因數。 例如轉化生長因數－β（TGF－β）、前列腺素﹝PG﹞、白細胞介素1和6、巨噬細胞﹝macrophage﹞釋放的肽刺激因數等。 |
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其他如細胞外鈣、氧自由基特別是超氧陰離子、二萜烯等均能影響骨的生長發育。 |
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