骨发育及损伤修复过程中骨形成与血管形成的偶联作用
2021-12-01胡灏王任先万奔邹学农
中国骨与关节杂志 2021年11期
胡灏 王任先 万奔 邹学农
骨组织是成分复杂的结缔组织,其无机成分占了干重的 65%,主要由羟基磷灰石结晶构成,这决定了骨的硬度;骨的有机成分占干重的 35%,主要由 Ⅰ 型胶原纤维构成,为骨组织提供了强大的韧性[1]。相比难以再生的心脏、脑组织等,骨组织具有极强的再生修复能力,这是因为其内外膜下以及骨髓腔内存在骨骼系统特异的干细胞或成骨前体细胞[2-3]。看似致密的骨组织实际上是血液供应非常丰富的组织,以长骨为例,较大的动脉由长骨中段穿过骨外膜,随后逐级分成细小的分支,通过骨组织中微小的管道,最终形成直径约为 5~10 μm 毛细血管床,滋养着藏匿骨中的骨细胞、干细胞、成骨细胞、破骨细胞等细胞组分[4]。
骨组织是功能活跃的组织,由成骨细胞与破骨细胞分别领导的成骨活动与破骨活动维持着骨的稳态。新骨的形成需要通过血管提供营养,旧骨分解代谢的产物同样需要通过血管的运输,骨组织中的血管为其稳态维持提供坚实的物质基础[5]。在骨的形成过程中,血管形成是不可或缺的重要环节,笔者将从骨发育以及骨损伤后修复两个角度对血管形成在骨形成中的作用进行概述,并从内皮细胞类型、细胞外生长因子、细胞内信号通路等多个层次阐述骨形成与血管形成的偶联作用机理。
一、骨发育中骨形成与血管形成的偶联
在胚胎发育的过程中,骨的形成有两种方式,即软骨内成骨和膜内成骨。对于大多数骨而言,尤其是长骨,骨的形成是以软骨内成骨的方式产生的,而少数的骨 (如颅骨、颌面骨与锁骨部分区域) 是通过膜内成骨的方式发生的。……
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