Physical Activity and Bone

Instructor: Tsang-hai Huang

Instruction

• Syllabus

• Bone: A tissue acts silently but a source of multiple cells.

• Bone is an alive tissue with vigorous metabolism.

• Bone is strong, plastic and light.

Anatomy

• Bone’s organic makeup 1. organic matrix: 決定了骨骼的結構，力

學及生化特性， 98 ％的有機基質由第一型膠原及非膠原性蛋白所構成，其於的 2%則是包含各種骨骼細胞（ osteoblast, osteoclast, osteocytes ）。

• Inorganic phase: hydroxyapatite

骨骼的巨觀及微觀

• 巨觀： axial skeleton, appendicular skeleton.

• 微觀： Both woven bone （織網骨）

& Lamellar bone （板狀骨） can be part of trabecular bone

and cortical bone

Trabecular bone and Cortical bone

• Trabecular bone: 15-25% calcium ，海綿骨的分佈使得骨髓、血管和結締組織得以與骨骼有所連繋，海綿骨處的骨內膜是骨代謝相當旺成的部位，而皮質骨的主要功能則在於形成骨架與保護（ pp.5 ）。

• Cortical bone: 80-90% calcium ，位於骨內膜上的細胞在代謝上相當活躍，並與骨合成及骨吸收有著相當密切的關係；骨外膜有兩層，內層（或稱為形成層）在骨骼生長的過程中，主要在成骨骼的橫向生長，使得長骨的直徑變大。

Trabecular bone and Cortical bone

Bone formation takes place in periosteum

Bone cell: osteoblast, osteocytes, osteoclast

• 各種骨細胞會對周圍環境的訊息產生反應而調節骨骼代謝，這些訊息包括有化學性的、機械性的、電的、及磁性的。

• Osteoblast（造骨細胞, OB） 1. 製造 bone matrix （骨母質） 2. bone matrix > osteoid (10 days) > ossification bone

3. endocrine （內分泌） , paracrine （對位分泌） , autocrine （自體分泌）

• Osteocytes（骨細胞）：深埋於 osteocytic lacunae

Where is OB?

Alkaline phosphatase (ALP) as a marker for OB

OVX

CON

Haversian canal and Osteocytes

Haversian canal and Osteocytes

Bone cell: osteoblast, osteocytes, osteoclast

• Osteoclast（破骨細胞or

蝕骨細胞）　皺折邊緣 > 形成（ bone resorption compart

ment ）骨吸收隔間 > 釋放 lysosomal enzymes （溶

解酶） > 高濃度的酶使 bone resorption c

ompartment 變酸 > 使氫氧磷灰石結晶的非膠原性連

結被分解掉 > 其餘的膠原纖維則被膠原分解酶

或一種稱為 cathepsin 的因子所移除。