骨陷窝-微管代谢和生理功能的研究应用与进展详解.doc

骨陷窝-微管代谢和生理功能的研究应用与进展 时利军1，高福强2，孙 伟2(北京大学中日友好医院，1骨科，2骨关节外科，骨坏死与关节保留重建中心，北京市 100029) 引用本文：时利军，高福强，孙伟. 骨陷窝-微管代谢和生理功能的研究应用与进展[J].中国组织工程研究，2016，20(42): 6363-6370. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.42.020 ORCID: 0000-0001-6559-1604(时利军) 文章快速阅读： 文题释义： 骨陷窝-微管系统：骨细胞处于矿化的基质中，胞体及其树突状突起与矿化的基质之间有一定的空隙，分别称为骨陷窝和骨小管，骨细胞之间通过这个网络相连。 压力诱导性液体流动：由于骨陷窝-小管内空间有限，其内液体在受到压力时会流动，对维持骨细胞代谢和发挥生理功能有重要作用。 摘要 背景：个体在进行生理活动时，可以引起骨细胞周围间隙内液体的流动，这种液体流动对骨细胞代谢和发挥机械信号转导功能十分重要。 目的：总结近年来关于骨结构和生理功能的研究进展，进一步阐明生理性负荷影响骨组织的机制。 方法：应用计算机检索PubMed数据库检索2009年1月至2015年12月关于骨微结构，骨代谢和骨细胞机械信号转导相关的文章，检索词为“osteocyte；mechanical load，permeability，lacunar- canalicularsystem，interstitialfluid flow，mechanotransduction，signaling pathways”，通过对资料初审，排除较旧或者研究方法错误的文献报道，共搜集到符合纳入标准的文献40篇。 结果与结论：骨组织可以迅速适应机械环境的变化，保证在骨功能性活动区有足够的骨量，即通过感受受力状态的改变，调节骨的吸收和形成，这和骨细胞的生理特点密切相关。骨细胞位于矿化的骨基质中，周围独特的微环境使其可以感受个体生理性活动产生的机械刺激，并将这种机械信号转化为化学信号进而调节骨的吸收或形成。当生理性机械负荷作用于骨组织时，会引起骨陷窝-微管系统内液体流动，即压力诱导性液体流动，这种液体运动通过2种机制影响骨细胞：调节骨细胞代谢，参与骨细胞机械信号转导过程。总之，生理性的机械负荷对于维持骨健康和调节骨适应有重要意义。 关键词： 组织构建；骨细胞；机械性负荷；渗透性；陷窝-小管系统；组织间液；机械信号转导；信号途径；国家自然科学基金 主题词： 骨和骨组织；微管；信号传导；组织工程 基金资助： 国家自然科学基金面上项目；国家自然科学基金；中日友好医院面上项目(2013-MS-27);中日友好医院青年科技英才计划(2014-QNYC-A-06) Research progress of metabolism and physiological functions of the lacunar-canalicular system Shi Li-jun1, Gao Fu-qiang2, Sun Wei2 (1Departmnt of Orthopedics, 2Department of Bone Joint Surgery, Osteonecrosis and Joint Reservation Reconstruction Center, China-Japan Friendship Hospital, Peking University, Beijing 100029, China) Abstract BACKGROUND: Interstitial fluid flow around the osteocytes caused by a series of physiological activities plays an important role in the osteocyte metabolism and signal transduction. OBJECTIVE: To review and summarize the research progress of bone structures and physiological functions, then further illustrate how the mechanical loads make an impact on bone tissue. METHODS: A computer-based search was conducted in PubMed database for articles related to the bone microstruc