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115年:醫學一(1)

蝕骨細胞（osteoclasts）具有下列何種特性？

A合成類骨質（osteoid）
B源自於骨生成細胞（osteoprogenitor cell）
C具有多個細胞核且胞質為嗜酸性
D細胞周邊發出骨小管（canaliculi）

詳細解析

本題觀念：

本題主要測驗考生對於**骨組織細胞學（Bone Histology）的掌握，特別是蝕骨細胞（Osteoclasts）**的來源、形態特徵及功能。蝕骨細胞是骨骼重塑（Bone remodeling）中的關鍵細胞，負責骨質吸收。

選項分析

  • A. 合成類骨質（osteoid）：

    • 錯誤。
    • **類骨質（Osteoid）是未礦化的骨基質，主要由第一型膠原蛋白組成。合成與分泌類骨質是造骨細胞（Osteoblasts）**的主要功能。造骨細胞富含粗糙內質網（RER），負責製造這些蛋白質基質，隨後使其礦化成硬骨。
    • 蝕骨細胞的功能是骨質吸收（Bone resorption），其分泌酸性物質（如氫離子）溶解礦物質，並分泌酵素（如Cathepsin K）分解有機基質。

  • B. 源自於骨生成細胞（osteoprogenitor cell）：

    • 錯誤。
    • 骨組織的細胞來源分為兩個不同的譜系：
      1. **間充質幹細胞（Mesenchymal stem cell）**譜系：分化為骨生成細胞 → 造骨細胞（Osteoblasts） → 骨細胞（Osteocytes）。
      2. 造血幹細胞（Hematopoietic stem cell）譜系：蝕骨細胞源自於骨髓中的單核球/巨噬細胞系（Monocyte/Macrophage lineage）。它們是由多個單核前驅細胞融合而成的。

  • C. 具有多個細胞核且胞質為嗜酸性：

    • 正確。
    • 多核（Multinucleated）：蝕骨細胞是由多個單核前驅細胞融合而成的多核巨大細胞（Multinucleated giant cell），通常含有 5~50 個細胞核。
    • 嗜酸性（Eosinophilic）：蝕骨細胞的細胞質在 H&E 染色下呈現明顯的嗜酸性（粉紅色）。這是因為它們含有大量的粒線體（Mitochondria）（提供分泌酸所需的能量）以及大量的溶小體（Lysosomes）（含有酸性磷酸酶與蛋白酶）。
    • 相較之下，活躍的造骨細胞因富含粗糙內質網（RER）以合成蛋白質，其胞質通常呈嗜鹼性（Basophilic）。

  • D. 細胞周邊發出骨小管（canaliculi）：

    • 錯誤。
    • **骨小管（Canaliculi）是骨細胞（Osteocytes）**的特徵結構。骨細胞位於骨陷窩（Lacunae）中，並透過延伸出的細長細胞質突起進入骨小管，與鄰近的骨細胞形成縫隙連接（Gap junctions）以進行物質交換與訊號傳遞。
    • 蝕骨細胞面對骨頭表面會形成特有的皺褶緣（Ruffled border），這是細胞膜高度摺疊的區域，用以增加表面積來進行骨質吸收，並非骨小管。

答案解析

蝕骨細胞是源自造血幹細胞系的多核巨大細胞。由於其執行骨吸收功能需要大量的能量來驅動質子幫浦（Proton pump）以及分泌水解酶，其細胞質內富含大量的粒線體與溶小體，這使得其細胞質在組織染色下呈現明顯的嗜酸性。因此，選項 (C) 是正確的描述。

核心知識點

考生應比較並熟記三種主要骨細胞的特徵：

  1. 造骨細胞（Osteoblast）：

    • 來源：間充質幹細胞（骨生成細胞）。
    • 功能：合成類骨質（Osteoid）、負責骨生成。
    • 形態：單核，細胞質呈嗜鹼性（富含 RER）。
    • 位置：排列在骨表面。

  2. 骨細胞（Osteocyte）：

    • 來源：被骨基質包埋的造骨細胞。
    • 功能：維持骨質、機械力感測（Mechanosensation）。
    • 形態：單核，位於骨陷窩（Lacunae），具有延伸至**骨小管（Canaliculi）**的突起。

  3. 蝕骨細胞（Osteoclast）：

    • 來源：造血幹細胞（單核球融合）。
    • 功能：骨質吸收（分泌酸與酵素）。
    • 形態：多核巨大細胞，具有皺褶緣（Ruffled border），位於 Howship's lacunae，細胞質呈嗜酸性（富含粒線體）。
    • 調節：受 PTH 刺激（間接透過造骨細胞的 RANKL/OPG 系統）、Calcitonin 抑制。

參考資料

  1. Mescher, A. L. (2021). Junqueira's Basic Histology: Text and Atlas (16th ed.). McGraw Hill. (Chapter 8: Bone)
  2. Hall, J. E. (2020). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (14th ed.). Elsevier. (Chapter 80: Parathyroid Hormone, Calcitonin, Calcium and Phosphate Metabolism)
  3. Kierszenbaum, A. L., & Tres, L. (2019). Histology and Cell Biology: An Introduction to Pathology (5th ed.). Elsevier. (Osteoclast differentiation and function)
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