骨骼的形成和生長

如果你有觀察過建築工人蓋水泥牆的經驗，你會看到他們先用木板搭起模子，然後灌漿讓水泥成形。等水泥成形之後，把板模拆掉，一道水泥牆就完成了。

人體大部分的骨骼，也是經歷了類似的過程之後才出現的。胚胎發育初期，我們都只是一團軟綿綿的組織。到了第四週左右，由於胎兒能獲取的氧氣有限，一群可適應低氧環境的軟骨母細胞 (chondroblast) 會先出現，像春蠶吐絲般在周圍分泌大量的膠元蛋白和蛋白多醣 (proteoglycan) 等物質，這些物質會開始初步的礦化 (堆積鈣、鎂等礦物質)，形成一塊塊的軟骨。(見圖中 1)

接著，血管開始在四周圍出現，並穿透軟骨到達其中心。然而軟骨細胞只能適應低氧的環境，血液所到之處，氧氣濃度提高，軟骨細胞在發瘋似地膨脹之後隨即死亡，留下一大片的蛋白分泌物和間隙，使得原本的軟骨變成半空心的狀態。(見圖中 2,3) 這也說明了為什麼麥可傑克森 (Michael Jackson) 的鼻子在多次整形手術之後，終於不爭氣地掉下來。

灌漿的工作則是由遷徙到軟骨間隙中的造骨細胞 (osteoblast)，不斷在這半空心的軟骨板模上堆積類骨質 [註1] 和鈣、磷等礦物質。當血管不斷朝著骨頭的兩端生長，骨頭裡原本的軟骨也不斷地死亡，然後被造骨細胞舖上的骨質取代。當然，胎兒出生後必須長高，所以原來的軟骨不能全數變成硬骨，否則大家的身高都會在個位數。當血管從骨頭的中央追過來，最靠近血管的軟骨細胞會死亡，但是離血管較遠的細胞會不斷分裂。如此一來，骨頭兩端會維持著兩片特定厚度的軟骨，稱為生長板 (growth plate)。生長板會持續到20歲左右，然後在賀爾蒙的影響下，完全礦化成為硬骨，也就是所謂的生長板關閉，而這塊骨頭也無法在增長了。

破骨細胞 (osteoclast) 也在骨質形成不久後開始將其分解，以確保骨頭內部有足夠的空間來執行日後的造血功能。經過這些步驟，才完成了骨骼的建造。

如同所有的建築，當骨骼受損了，或是太老舊了，也需要翻修。事實上，翻修的過程每一秒都在人體中發生。破骨細胞負責分解老舊受損的骨骼，再由造骨細胞舖上新的骨質，這樣不但能汰舊換新，也可以調控血液中鈣質的含量。

另外，當骨骼承受和本身平行的壓力時，造骨活動會增加。修練鐵砂掌的高手們已經知道這個秘密非常久了，他們每次把手掌擊向堅硬的物體時，骨頭內部的細小裂痕會刺激造骨細胞舖上新的骨質。久而久之，手部的骨骼就比常人堅硬許多。所以對於骨質密度低的中老年族群，適度的重量訓練配合鈣質、維生素D的攝取是增加骨質密度的好方法。

 

註:

1. 類骨質 (osteoid) 其實是一群蛋白的統稱，其成分包含膠元蛋白、硫酸軟骨素 (chondroitin sulfate，也是關節保健食品中常見的成分)、以及骨鈣素 (osteocalcin) 等。