成骨細胞的特征

骨表面被一由成骨前體細胞形成的包膜所覆蓋，表現為骨外膜、骨內膜和哈佛管內膜。這些細胞可分化為成骨細胞合成骨基質，除合成骨基質外，還有一種引起骨質礦化和調節細胞外液和骨液(bone fluid)間電解質流動的作用。一個成骨細胞在3～4d內可分泌其三倍體積的基質，然后自身埋于其中，即變為骨細胞。成骨細胞常呈圓形、錐形和立方形，胞漿嗜堿性，嗜堿性與粗面內質網的核酸糖小體有關。成骨細胞伸出細短的突起，與相鄰的細胞連接，胞核位細胞的一端，有明顯的核仁，在核仁附近有一淺色區，高爾基復合體即在此區內，胞漿內有散在的線粒體。?
　　電鏡下，活躍的成骨細胞胞漿基本上由粗面內質網占據，形成一被核酸糖小體附著的膜狀管，游離核酸糖小體較易觀察。粗面內質網正常情況下包繞高爾基復合體。嵌在粗面內質網之間的是線粒體，常呈圓形。某些線粒體含有一些小的礦質化顆粒，沉積并附著于線粒體嵴外面。這些顆粒有較高濃度的鈣、磷和鎂，還存在其他一些有機成分。線粒體在細胞內的能量循環中是氧化加磷氧基作用的部位，其后產生ATP。線粒體的第二個重要功能是從細胞漿中清除鈣離子。線粒體的鈣通過和磷的共同沉積，形成線粒體顆粒，使細胞漿內的鈣水平調節在10-8?～10-7?mol/L的正常范圍內。骨的細胞常有大量的線粒體顆粒，可能是激素作用于細胞膜的結果。例如，甲狀旁腺素(parathyroid hormone，PTH)能引起進入細胞的鈣增加，并隨之有線粒體顆粒數目的增加。鄰近基質正在礦化的成骨細胞，其線粒體顆粒增加，而鄰近完全礦化的基質區則較少。被嚴重破壞的細胞，顯示出線粒體顆粒聚集而引起細胞的鈣化。接受X線照射的靶細胞可以鈣化，可能是因細胞膜破裂后線粒體過多所致。在某些細胞，鈣是沿著嵴表面沉積，而不是分散在顆粒內。成骨細胞具有合成膠原、粘多糖和糖蛋白的作用，其細胞內合成過程與成纖維細胞或軟骨細胞相似。成骨細胞胞漿內富含堿性磷酸酶，因此，血中堿性磷酸酶水平的升高可提示成骨細胞的活性。在Paget病中，用降鈣素(calcitonin)治療后血堿性磷酸酶水平下降表明治療有效。如果5-核酸磷酸酶或γ-谷氨酰胺轉移酶活性水平正常，則血堿性磷酸酶水平的升高可能是成骨細胞活性所致，而非肝堿性磷酸酶。血堿性磷酸酶水平也常在成骨性腫瘤及轉移癌中有所升高。成骨細胞內含有腺苷酸環化酶(adenylate cyclase)及蛋白激酶系統，而成骨細胞又是甲狀旁腺素的靶細胞，因此，這些酶系統有可能代表了甲狀旁腺素的作用方式。甲狀旁腺素與成骨細胞質膜上的受體結合，促進膜上的腺苷酸環化酶活性，使鈣離子進入細胞內，并產生環化一磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)。細胞內cAMP及鈣離子水平的升高激發成骨細胞進一步的代謝活動。前列腺素E系列也可通過與成骨細胞樣細胞的特異性結合而刺激cAMP的形成而影響成骨細胞功能。酸性肽鈣調蛋白(calmodulin)有四個鈣離子結合域，廣泛存在于哺乳類動物的各種細胞內，分子量約為1700U，對酸及熱穩定，可調節成骨細胞內的磷酸二酯酶、腺苷酸環化酶及部分膜激酶等許多酶的活性。