骨に関わる細胞たち!

こんにちは!!

皆さん、”骨”はどんな細胞によって構成されているかご存知でしょうか?

骨は私たちの身体を支え、骨格筋とともに関節運動を営み、脳・肺・心臓などの内臓を保護、カルシウム・リンといった電解質を貯蔵し、さらには赤血球や白血球といった血液細胞を作るといった造血機能を有しています!

  • 身体の支柱
  • 関節運動
  • 内臓の保護(脳、肺、心臓など)
  • 電解質の貯蔵(カルシウム、リンなど)
  • 造血機能(赤血球、白血球など)

”骨”ってすごい!!と思いませんか?!

今回はそんな骨の形成に関与する細胞について紹介したいと思います。

ヒトの身体の細胞は形態・機能によって、大きく4つの組織(上皮組織、結合組織、神経組織、筋組織)に分類されます。骨組織はこの中の結合組織に分類されます。この結合組織の特徴は細胞のみで構成されておらず、細胞と細胞外基質(有機物質・無機物質)によってつくられます。骨って硬いですよね!この硬い骨を作っているのも細胞だけでなく、コラーゲン・ハイドロキシアパタイト(リン酸カルシウム)などが細胞間を埋め尽くすように存在しているため、強度のある組織になっています。

ここからは、骨の細胞について紹介します。骨には骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞、前駆細胞、細網細胞、軟骨細胞、破軟骨細胞などが存在しています。

  • 骨芽細胞
  • 骨細胞
  • 破骨細胞
  • 前駆細胞
  • 細網細胞
  • 軟骨細胞
  • 破軟骨細胞

様々な細胞が存在していますが、今回は骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞に絞ってお話します。

目次

骨芽細胞(Osteoblast)

骨の表面に並ぶように存在する直径15~20㎛の単核の細胞です(図1.)。骨芽細胞は未分化間葉幹細胞(様々な細胞に分化できる細胞)から分化します。細胞内には粗面小体やゴルジ装置が発達しており、細胞外基質に必要なタンパク質(コラーゲン線維)などの合成を行っている。

骨単位(オステオン)について

骨芽細胞の役割➜骨形成

骨の形成が骨芽細胞の役割です。骨芽細胞は骨表面に並ぶように存在し、Ⅰ型コラーゲン、プロテオグリカンといったコラーゲンの産生、骨塩などを産生分泌し、骨の成熟に関与します。

作用するホルモンとして、上皮小体ホルモン(副甲状腺ホルモン:PTH)がある。このホルモンが骨芽細胞に働くとコラーゲンの合成が抑制される。上皮小体ホルモンの作用として、血中カルシウム濃度を上昇させる働きがあります。骨芽細胞の働きを抑制することで、骨芽細胞が血中カルシウム濃度下げないように抑制していることになります。

骨細胞(Osteocyte)

骨芽細胞は自分自身を取り囲むように骨基質を合成し、その後骨基質に埋まって骨細胞となる。

骨細胞は骨芽細胞から変化した細胞であるが、骨芽細胞ほど粗面小胞体・ゴルジ装置の発達はしていない。骨細胞の特徴は多数の細胞突起を備えており、この細胞突起は骨細管という緻密質に存在している細い溝に伸びている。これにより骨細胞同士は連絡しあっている。

骨細胞の役割➡骨組織の維持

破骨細胞(Osteoclast)

細胞の直径が100㎛にも及ぶ、巨大な破骨細胞。大きな特徴として破骨細胞は単核ではなく多核である(多核細胞)。

また、細胞内には多くのミトコンドリアが存在するため、旺盛なエネルギー代謝を営んでいることが考えられます!

破骨細胞は石灰化した骨組織の部位に存在しています。

破骨細胞の役割➜骨吸収

ん?骨吸収ってなに?と思う人もいるかもしれませんが、骨吸収とは簡単に言うと骨を壊すことです。

骨組織は細胞成分と細胞外基質からなります。破骨細胞は細胞外基質の部分を破壊します。

細胞外基質はコラーゲン・リン酸カルシウムからなり、カルシウムを貯蔵している役割もあります。

破骨細胞は身体がカルシウムを必要としているときに上皮小体ホルモン(副甲状腺ホルモン)などの働きによって骨破壊を行い、カルシウムを骨から得ます。

リモデリング

ここまで、骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞の紹介をしてきました。

成人の骨は外見的には常に一定ですが、細胞レベルでは骨形成(骨芽細胞)、骨吸収(破骨細胞)が絶えず行われています。

これらの一連の流れを”骨のリモデリング”といいます!

成人の骨幹部の緻密質では、年間2~5%がリモデリングされるとも言われています。高齢に伴って、骨形成を骨吸収が上回り、骨量が減少した状態を骨粗鬆症と呼びます。

今回紹介した骨に関わる細胞は、骨折を起こした際などにも大きく関わります。今後は骨折時の治癒過程も含めてお話してみたいと思います。

ここまで読んでいただきありがとうございました。

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