[뼈조직 세포]
뼈 조직을 구성하는 세포는 크게 '뼈발생세포', '뼈모세포', '뼈세포', 그리고 '뼈파괴세포'가 있습니다.
- 뼈발생세포(osteoprogenitor cell)는 중간엽에서 유래(줄기세포 해당)하며, 뼈모세포 분화가 가능합니다. 그리고 뼈속막 등과 같은 뼈의 경계부에 주로 분포합니다.
- 뼈모세포(osteoblast)는 뼈발생과정에서 아교섬유의 합성과 석회염류의 침전을 일으켜 뼈서포를 생성하게 됩니다. 주로 입방형/원주형 세포의 단층배열로 이루어져 있으며, 알칼리성분해효소(석회화 방해 인자 파괴, osteoblast 찾는 마커)를 가지고 있고 유기질/무기질을 일정방향으로 배출합니다. '석회화 → 새로운 뼈조직 발생 → 푹뼈조직 속에 묻힘 → 뼈세포 됨'의 과정을 통해 뼈세포를 형성하게 됩니다.
- 뼈세포(osteocyte)는 뼈모세포가 뼈기질에 묻힌 형태입니다. 주로 여러 긴 세포돌기가 방사상으로 배치되어 있으며, 세포체는 세포방 안에, 세포돌기는 뼈모세관에 존재합니다. 골절이 되면 뼈모세포로 다시 전환되어 뼈 형성에 관여하게 됩니다.
- 뼈파괴세포(osteoclast)는 일반적으로 관찰하기 쉽습니다. (다핵성 포식세포라서 세포가 크고 염색이 쉬움, 그리고 호산성임) 그리고 석회화된 바탕질을 파괴 및 흡수합니다. 그러면 반달 모양 침식움(Howshi’s lacuna)을 생성하게 됩니다. 보통 골지복합체, 사립체, 용해소체 등을 많이 보유하고 있으며, 뼈바탕질과 접하는 세포 표면에 주름이 발달해 있습니다. (표면적을 넓힘) 아교질분해효소를 분비하여 뼈바탕질을 탈회 및 흡수하여 모세혈관으로 방출합니다. (이 과정에서 H+는 무기질을 녹이고, 리소좀은 유기질을 녹임) 또한, 혈중 칼슘 농도가 높으면 갑상샘에서 분비되는 칼시토닌에 의해 뼈 용해가 중지되고, 농도가 낮으면 부갑상샘호르몬에 의해 뼈의 칼슘을 녹이게 됩니다.
<풋뼈에서 성숙한 뼈기질 되는 과정>
뼈모세포에서 콜라겐 분비 → 콜라겐 사이에 proteoglycan이 들어감 (풋뼈 형성) → 콜라겐 배열 완성 → 신호 → 뼈모세포에서 수산화인회석이 나와 proteoglycan 대체 (성숙뼈 & 석회화뼈 형성)
[연골속뼈되기 (endochondral ossification)]
연골속뼈되기는 주로 긴뼈 형성, 길이 성장에서 이루어집니다. 먼저 형성될 뼈 모양의 유리연골을 생성하고, 석회화 후 뼈조직으로 대치됩니다.
- 과정: 뼈몸통 부위의 연골막 중심에서 뼈발생 → 연골막은 새 뼈 둘러싸는 뼈막 됨 → 연골막뼈고리가 영양분 확산 차단&연골세포 퇴화&연골바탕질 흡수 → 뼈파괴세포가 구멍 생성 & 혈관 침투 (이때, 뼈발생세포가 뼈모세포로 분화, 일차뼈되기중심 형성, 양쪽뼈끝 방향 성장) → 뼈파괴세포는 뼈 중심부 뼈바탕질 흡수 & 골수 공간 형성 (이때, 뼈되기중심의 연골세포 분열, 석회생성, 길이 성장, 증식속도=파괴속도, 뼈끝판 두께 일정) → 뼈끝 중심부에서 이차뼈되기 시작 & 방사형 성장 → 뼈끝연골판은 길이성장 관여 & 성장 멈추고 연골바탕질 골화 (뼈몸통 혈관과 뼈끝 혈관 연결)
[막속뼈되기 (intramembranous ossification)]
막속뼈되기는 주로 납잡뼈 형성에서 나타납니다. 보통 긴뼈의 부피 성장이나, 발생초기에 관찰됩니다.
- 과정: 태아결합조직세포가 뼈모세포로 변환 → 세포사이물질을 아교섬유가 채움 → 뼈모세포사이물질이 세포를 둘러쌈 → 석회화로 인해 뼈모세포는 뼈세포화 → 뼈가시 따라 한 줄 배열 → 뼈잔기둥이 해면 형성 & 혈관 및 원시골수 참(뼈 결합조직은 뼈막, 골수공간 중간엽세포는 뼈속막 형성 관여)
[뼈의 재형성, 재구성, 재생]
뼈는 변하는 외부 압력을 잘 견디도록 내부구조를 계속 변화합니다.
<Bone remodeling - 4가지 과정>
- Activation & resorption: 혈관에서 osteoclast 나와 뼈조직 흡수. macrophage가 도움
- Reversal: preosteoblast 모집
- Bone formation: osteoblast 부착, 뼈 형성
- Quiescence: osteoblast가 lining cell 아래 갇힘
뼈의 재형성은 일생동안 계속 진행됩니다. 이것은 뼈단위층판에서 가장 뚜렷하게 관찰되며, 뼈단위층판이 뼈파괴세포에 의해 파괴/흡수됩니다. (관 속공간 넓어졌다 좁아졌다 반복)
[골절치유 (the fracture repair)]
일반적으로 3단계로 정리할 수 있습니다.
- 염증기(inflammatory phase): 골절 초기 단계, 주위 혈관 파괴, 혈종 형성, 끝부분 영양분 공급 X, 부종, 섬유모세포 출현 및 바탕질 생성, 뼈파괴세포가 뼈 녹임 시작
- 복원기(reparative phase): 육아조직이 혈종을 치환하여 골절부위 연결, 연골/미성숙뼈로 구성된 기골 형성, 뼈막속 뼈모세포가 증식해 뼈 생성
- 재형성기(remodelling phase): 불필요 부위 흡수/제거, 느림, 볼프의 법칙-오목 부위는 새뼈 더 만들어짐 & 볼록 부위는 뼈흡수 발생
[연골 (Cartilage)]
연골은 중간엽 기원으로, 연골세포방 내에 존재합니다. 보통 납작 구형의 모양을 띄며, 체세포 분열을 합니다. 일반적으로 joint surface에는 존재하지 않으며, solid/gel like한 성질을 보이고, 혈관/신경/림프관이 없습니다. 성장은 크게 두가지(사이질성장, 덧붙이성장) 방식으로 합니다.
- 성장
- 사이질성장(interstitial growth): 연골세포가 분열하여 연골세포무리를 형성하고, 세포사이에 무형질이 축적되어 세포 간격이 벌어짐에 따라 연골이 성장
- 덧붙이성장(appositional growth): 연골막의 연골형성세포가 연골모세포로 분화하고 그 주위에 바탕질이 축적됨에 따라 연골세포로 분화하여 연골표면에 덧붙음으로써 연골이 커짐
- 세포: chondrogenic cell → condroblast → chondrocyte
- 연골바탕질의 구성
- 섬유: 유리연골(Collagen type 2), 탄력연골(Collagen type 2 + Elastic fiber), 섬유연골 (Collagen type 1)
- 그 외: GAG(Chondroitin sulfate, Keratan sulfate), Proteoglycan(Aggrecan), Glycoprotein(Chondronectin)
- 위치: 유리연골(긴뼈 관절 끝, 코), 탄력연골(귓바퀴, 이도 벽), 섬유연골(척추사이 원반 등 힘 많이 받는 곳)
[참고문헌]
- 사람조직학(9판), 조직학교재편찬위원회의 책 (엄창섭 외)
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