プリンキピア

第38章筋骨格系

Section Summaryこの節のまとめ

Bone, or osseous tissue, is connective tissue that includes specialized cells, mineral salts, and collagen fibers. The human skeleton can be divided into long bones, short bones, flat bones, and irregular bones. Compact bone tissue is composed of osteons and forms the external layer of all bones. Spongy bone tissue is composed of trabeculae and forms the inner part of all bones. Four types of cells compose bony tissue: osteocytes, osteoclasts, osteoprogenitor cells, and osteoblasts. Ossification is the process of bone formation by osteoblasts. Intramembranous ossification is the process of bone development from fibrous membranes. Endochondral ossification is the process of bone development from hyaline cartilage. Long bones lengthen as chondrocytes divide and secrete hyaline cartilage. Osteoblasts replace cartilage with bone. Appositional growth is the increase in the diameter of bones by the addition of bone tissue at the surface of bones. Bone remodeling involves the processes of bone deposition by osteoblasts and bone resorption by osteoclasts. Bone repair occurs in four stages and can take several months.
骨、すなわち骨組織は、特殊化した細胞、無機塩類、コラーゲン線維を含む結合組織である。ヒトの骨格の骨は、長骨、短骨、扁平骨、不規則骨に分けられる。緻密骨組織はオステオンからなり、すべての骨の外層を形成する。海綿骨組織は骨梁からなり、すべての骨の内側部分を形成する。骨組織を構成する細胞は、骨細胞、破骨細胞、骨前駆細胞、骨芽細胞の4種類である。骨化は、骨芽細胞によって骨が形成される過程である。膜内骨化は線維性の膜から骨が発達する過程であり、軟骨内骨化は硝子軟骨から骨が発達する過程である。軟骨細胞が分裂して硝子軟骨を分泌すると、長骨は長くなる。骨芽細胞が軟骨を骨に置き換える。付加成長は、骨の表面に骨組織が加わることで、骨の直径が増すことである。骨の再構築には、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収が関わる。骨の修復は4段階で起こり、数か月かかることがある。

Art Exercise図を使った問題

Exercises 10練習問題 10
Exercise 10問題 10
Figure 38.19 Which of the following statements about bone tissue is false?
図38.19　骨組織に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
  1. Compact bone tissue is made of cylindrical osteons that are aligned such that they travel the length of the bone.
    緻密骨組織は、骨の長さ方向へ伸びるように配列した、円柱状のオステオンからなる。
  2. Haversian canals contain blood vessels only.
    ハバース管には血管だけが含まれる。
  3. Haversian canals contain blood vessels and nerve fibers.
    ハバース管には血管と神経線維が含まれる。
  4. Spongy tissue is found on the interior of the bone, and compact bone tissue is found on the exterior.
    海綿骨組織は骨の内側に、緻密骨組織は外側にある。
Solution解き方

Review Questions確認問題

Exercises 11–16練習問題 11–16
Exercise 11問題 11
The Haversian canal:
ハバース管について正しいものはどれか。
  1. is arranged as rods or plates
    棒状または板状に配列する。
  2. contains the bone’s blood vessels and nerve fibers
    骨の血管と神経線維を含む。
  3. is responsible for the lengthwise growth of long bones
    長骨の長さ方向の成長を担う。
  4. synthesizes and secretes matrix
    基質を合成し、分泌する。
Solution解き方
B
B
Exercise 12問題 12
The epiphyseal plate:
骨端板について正しいものはどれか。
  1. is arranged as rods or plates
    棒状または板状に配列する。
  2. contains the bone’s blood vessels and nerve fibers
    骨の血管と神経線維を含む。
  3. is responsible for the lengthwise growth of long bones
    長骨の長さ方向の成長を担う。
  4. synthesizes and secretes bone matrix
    骨基質を合成し、分泌する。
Solution解き方
C
C
Exercise 13問題 13
The cells responsible for bone resorption are ________.
骨吸収を担う細胞は________である。
  1. osteoclasts
    破骨細胞
  2. osteoblasts
    骨芽細胞
  3. fibroblasts
    線維芽細胞
  4. osteocytes
    骨細胞
Solution解き方
A
A
Exercise 14問題 14
Compact bone is composed of ________.
緻密骨は________からなる。
  1. trabeculae
    骨梁
  2. compacted collagen
    圧縮されたコラーゲン
  3. osteons
    オステオン
  4. calcium phosphate only
    リン酸カルシウムのみ
Solution解き方
C
C
Exercise 15問題 15
Osteoporosis is a condition where bones become weak and brittle. It is caused by an imbalance in the activity of which cells?
英語のヒント
骨粗鬆症は、骨が弱くもろくなる状態である。どの細胞の活動の釣り合いが崩れることで起こるか。
  1. osteoclasts and osteoblasts
    破骨細胞と骨芽細胞
  2. osteoclasts and osteocytes
    破骨細胞と骨細胞
  3. osteoblasts and chondrocytes
    骨芽細胞と軟骨細胞
  4. osteocytes and chondrocytes
    骨細胞と軟骨細胞
Solution解き方
A
A
Exercise 16問題 16
While assembling a skeleton of a new species, a scientist points to one of the bones and observes that it looks like the most likely site of leg muscle attachment. What kind of bone did she indicate?
新種の骨格を組み立てている科学者が、ある骨を指し、下肢の筋が付着する場所として最も可能性が高そうだと述べた。その科学者が指したのは、どの種類の骨か。
  1. sesamoid bone
    種子骨
  2. long bone
    長骨
  3. trabecular bone
    海綿骨
  4. flat bone
    扁平骨
Solution解き方
D
D

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 17–19練習問題 17–19
Exercise 17問題 17
What are the major differences between spongy bone and compact bone?
海綿骨と緻密骨の主な違いは何か。
Solution解き方
Compact bone tissue forms the hard external layer of all bones and consists of osteons. Compact bone tissue is prominent in areas of bone at which stresses are applied in only a few directions. Spongy bone tissue forms the inner layer of all bones and consists of trabeculae. Spongy bone is prominent in areas of bones that are not heavily stressed or at which stresses arrive from many directions.
緻密骨組織は、すべての骨の硬い外層を形成し、オステオンからなる。限られた方向からだけ応力が加わる骨の領域で発達している。海綿骨組織は、すべての骨の内層を形成し、骨梁からなる。大きな応力がかからない領域や、多方向から応力が加わる領域で発達している。
Exercise 18問題 18
What are the roles of osteoblasts, osteocytes, and osteoclasts?
骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞は、それぞれどのような役割を果たすか。
Solution解き方
Osteocytes function in the exchange of nutrients and wastes with the blood. They also maintain normal bone structure by recycling the mineral salts in the bony matrix. Osteoclasts remove bone tissue by releasing lysosomal enzymes and acids that dissolve the bony matrix. Osteoblasts are bone cells that are responsible for bone formation.
骨細胞は、血液との間で栄養分や老廃物を交換する。また、骨基質の無機塩類を再利用することで、正常な骨の構造を維持する。破骨細胞は、骨基質を溶かすリソソーム酵素や酸を放出して骨組織を取り除く。骨芽細胞は、骨形成を担う骨の細胞である。
Exercise 19問題 19
Thalidomide was a morning sickness drug given to pregnant people; it caused babies to be born without arm bones. If recent studies have shown that thalidomide prevents the formation of new blood vessels, describe the type of bone development inhibited by the drug and what stage of ossification was affected.
英語のヒント
サリドマイドは、妊娠中の人につわりの薬として投与されたが、腕の骨を欠く乳児の出生を引き起こした。近年の研究によって、サリドマイドが新しい血管の形成を妨げることが示されたとする。この薬によって妨げられた骨の発達の種類と、影響を受けた骨化の段階を説明しなさい。
Solution解き方
Thalidomide effected the development of the long bones of the arms, disrupting endochondral ossification. The bones would have been able to develop into a template made of the calcified cartilage matrix, but new blood vessels could not be created. Since no vessels invade the template, the structure is not converted into trabecular bone.
サリドマイドは腕の長骨の発達に影響し、軟骨内骨化を妨げた。骨は石灰化した軟骨基質からなる原型まで発達できたと考えられるが、新しい血管をつくることができなかった。血管が原型へ侵入しないため、その構造は海綿骨に変わらない。
appositional growth
付加成長
increase in the diameter of bones by the addition of bone tissue at the surface of bones
骨の表面に骨組織が加わることで、骨の直径が増すこと。
bone
骨
(also, osseous tissue) connective tissue that constitutes the endoskeleton
骨組織ともいう。内骨格を構成する結合組織。
bone remodeling
骨の再構築
replacement of old bone tissue by new bone tissue
古い骨組織が新しい骨組織に置き換わること。
calcification
石灰化
process of deposition of mineral salts in the collagen fiber matrix that crystallizes and hardens the tissue
コラーゲン線維の基質に無機塩類が沈着し、結晶化によって組織が硬くなる過程。
compact bone
緻密骨
forms the hard external layer of all bones
すべての骨の硬い外層を形成する。
diaphysis
骨幹
central shaft of bone, contains bone marrow in a medullary cavity
骨の中央の軸状部分。骨髄腔の中に骨髄を含む。
endochondral ossification
軟骨内骨化
process of bone development from hyaline cartilage
硝子軟骨から骨が発達する過程。
epiphyseal plate
骨端板
region between the diaphysis and epiphysis that is responsible for the lengthwise growth of long bones
骨幹と骨端の間の領域。長骨の長さ方向の成長を担う。
epiphysis
骨端
rounded end of bone, covered with articular cartilage and filled with red bone marrow, which produces blood cells
骨の丸みを帯びた端。関節軟骨に覆われ、血球をつくる赤色骨髄が内部に詰まっている。
flat bone
扁平骨
thin and relatively broad bone found where extensive protection of organs is required or where broad surfaces of muscle attachment are required
器官を広範囲に保護する必要がある場所や、筋が付着する広い面が必要な場所にある、薄く比較的幅の広い骨。
Haversian canal
ハバース管
contains the bone’s blood vessels and nerve fibers
骨の血管と神経線維を含む。
intramembranous ossification
膜内骨化
process of bone development from fibrous membranes
線維性の膜から骨が発達する過程。
irregular bone
不規則骨
bone with complex shapes; examples include vertebrae and hip bones
複雑な形の骨。椎骨や寛骨などがある。
lamella
骨層板
layer of compact tissue that surrounds a central canal called the Haversian canal
ハバース管という中心の管を取り囲む、緻密な組織の層。
long bone
長骨
bone that is longer than wide, and has a shaft and two ends
幅より長さが長く、骨幹と2つの端をもつ骨。
osteoblast
骨芽細胞
bone cell responsible for bone formation
骨形成を担う骨の細胞。
osteoclast
破骨細胞
large bone cells with up to 50 nuclei, responsible for bone remodeling
最大50個の核をもつ大きな骨の細胞。骨の再構築を担う。
osteocyte
骨細胞
mature bone cells and the main cell in bone tissue
成熟した骨の細胞で、骨組織の主要な細胞。
osseous tissue
骨組織
connective tissue that constitutes the endoskeleton
内骨格を構成する結合組織。
ossification
骨化
(also, osteogenesis) process of bone formation by osteoblasts
骨形成ともいう。骨芽細胞によって骨が形成される過程。
osteon
オステオン
cylindrical structure aligned parallel to the long axis of the bone
骨の長軸と平行に配列した円柱状の構造。
resorption
骨吸収
process by which osteoclasts release minerals stored in bones
破骨細胞が骨に蓄えられた無機質を放出する過程。
sesamoid bone
種子骨
small, flat bone shaped like a sesame seed; develops inside tendons
ゴマの種子に似た形の小さく平たい骨。腱の内部で発達する。
short bone
短骨
bone that has the same width and length, giving it a cube-like shape
幅と長さが同じで、立方体に似た形をした骨。
spongy bone tissue
海綿骨組織
forms the inner layer of all bones
すべての骨の内層を形成する。
sutural bone
縫合骨
small, flat, irregularly shaped bone that forms between the flat bones of the cranium
頭蓋の扁平骨の間に形成される、小さく平たい、不規則な形の骨。
trabeculae
骨梁
lamellae that are arranged as rods or plates
棒状または板状に配列した骨層板。