组织水平
骨组织形式分为两种：密致骨（或称皮质骨）和松质骨（或称小梁骨）。在成熟骨骼中，密致骨结构按照哈佛式系统排列，形成外层（皮质），包绕着内层含有骨髓的疏松小梁状松质骨。密致骨构成骨质的80%，包含99%的人体总钙和90%的磷酸盐；松质骨内含有产生血细胞的造血细胞、脂肪和血管。小梁骨储存造血细胞和许多血细胞，其转换速率约为皮质骨的8倍。
附肢骨主要由皮质骨构成。皮质骨在长骨的骨干比干骺端和骨骺处增厚。干骺端的血液供应丰富，含有血流缓慢的大血窦。另一方面，脊柱的椎体主要由松质骨构成，终板与后突主要由密致骨构成。
细胞水平：
骨骼中有三种类型的细胞：（1）产生有机成分的成骨细胞（2）产生无机成分的骨细胞（3）作用于骨吸收的破骨细胞。破骨细胞来源于造血系统，成骨细胞来源于间叶组织，骨细胞由成骨细胞矿化而来。
分子水平：
在分子水平，骨基质主要包括有机成分（约占35%）和无机成分（约占65%）。有机基质由胶原蛋白和糖蛋白构成；无机成分主要有羟基磷灰石、阳离子（钙、镁、钠、钾和锶）和阴离子（ 化物、磷和氯化物）。无机基质中钙提供骨骼硬度和压力，有机基质中的胶原纤维提供支撑和张力。
主要结构、功能
骨细胞
成骨细胞
产生骨骼的胶原蛋白和多糖
骨细胞
产生骨基质
破骨细胞
重吸收骨，辅助维持矿物质的动态平衡
骨基质
有机基质
胶原纤维
提供支撑和张力
蛋白多糖
控制离子通过基质转运
涎蛋白
促进钙化过程
游离钙
抑制钙 /磷沉积，促进骨骼重吸收
层粘连蛋白
稳定骨骼基底膜
钙调蛋白
将钙结合到骨骼
白蛋白
向基质转运必需的物质
无机基质
钙
提供硬度和压力
磷酸盐
调节维生素 D，促进矿化过程
骨骼的成分由30%的有机质和70%无机质所组成，而70%的无机质当中磷酸钙占了95%。简单说，钙质约占骨骼的65%-70%，是骨的主要成分。
人体的钙约占人体体重的1.5%-2%，99%储存在骨与牙中，剩余的1%则在血液中，称之为血钙。人体许多重要生理功能都与钙的代谢有关，例如，肠胃蠕动、心脏跳动、各种内脏管道的活动、神经冲动的传导。各种荷尔蒙的作用，血液凝固等，所以人体对钙的敏感性很高。这些人体的生理机制都是透过血钙来完成的，而血液中钙含量的正常范围很小，也就是在很小的范围内才可维持正常的生理作用，多一点点就会太多，少一点点就会太少。因此，人体内有一套自动调节血钙浓度的机制。
当血钙浓度下降到不足以应付正常生理功能时，这时就会引起体内动员许多相对应的措施。骨骼是钙质的储存库，血液中钙质浓度高时，钙就会送进骨内储存起来，叫做造骨作用；当血钙浓度降低时，就会从骨中溶解钙以补充血钙不足，叫溶骨作用。这两种作用透过激素来加以调节。所以血液钙过低时，机体自动分泌副甲状腺素，副甲状腺素可刺激维生素D的合成，维生素D是溶骨作用的促进剂，可将骨骼中的钙溶入血液中，维生素D同时可促进肠道对钙的吸收，和尿中钙质重吸收，这些作用都在于使血钙浓度增加。当血钙浓度过高时，一方面通过肾脏由尿液中排出的钙就增加，另一方面，经由抑钙激素将钙导引到骨中沉积，便是前述的造骨作用。
如果现在在一般大中城市中，随便找一个人问一下：怎样才能让骨头更健康？大部分人都会脱口而出：“补钙和维生素D”。这说明老百姓的营养知识确实有了长足的进步。
但是，就像人格的完善一样，骨头的强健是需要多因素的组合才能圆满。骨头需要的营养远不止上述两种，美国《预防》杂志近日撰文表示，骨头需要七种营养，它们分别从不同角度发挥健骨、壮骨的作用，缺一不可。
骨骼“支撑者”：钙。骨头就像个“钙仓库”，人体99%的钙都储存在骨头里，让骨头保持一定的强度和硬度。人的骨骼是“活”的，当钙摄入不足时，骨骼中的钙就会释放到血液里，以维持血钙浓度，导致骨密度越来越低，骨质越来越疏松，进而引发骨折、骨质退行性增生或儿童佝偻病。
有人做过统计，在普通人一天的膳食中，平均只能摄入250—350毫克钙，与中国营养学会建议的每日800—1000毫克钙摄入量相差甚远。年轻时就要多吃含钙食物，才能为骨骼储蓄充足的钙。一般情况下，多吃牛奶、豆制品、海带、虾皮等，就能够满足正常人补钙的需要。烹饪时可以放点醋，有助钙质溶解，帮助吸收。喜欢吃肥肉、油炸食品等高脂肪食物，以及爱吃咸的人，要特别注意补钙，因为油脂和盐会抑制钙的吸收。
骨骼“加油站”：维生素D。它能促进肠道钙吸收，减少肾脏钙排泄，就像加油站一样，源源不断地把钙补充到骨骼中去。如果缺少维D，骨头的硬度会降低，形成“软骨症”。幼儿往往颅骨、胸廓发育不全，容易佝偻；孕妇、老人的下肢、骨盆等处骨骼力量则会减退。
人体90%的维D依靠阳光中的紫外线照射，通过自身皮肤合成；其余10%通过食物摄取，比如蘑菇、海产品、动物肝脏、蛋黄和瘦肉等。补维D最安全、有效、经济的方法是晒太阳。美国研究人员建议，天气晴朗时，每天正午前后两小时内，不擦防晒霜，暴露40%以上的皮肤，晒太阳5—15分钟就足够。对于长年在写字楼办公的人来说，隔着玻璃照射阳光达不到补维D效果，最好假期多进行户外运动。
骨骼“混凝土”：蛋白质。骨骼中，22%的成分都是蛋白质，主要是胶原蛋白。有了蛋白质，人的骨头才能像混凝土一样，硬而不脆、有韧性，经得起外力的冲击。蛋白质中的氨基酸和多肽有利于钙的吸收。如果长期蛋白质摄入不足，不仅人的新骨形成落后，还容易导致骨质疏松。有研究发现，不爱吃肉、豆制品，长期缺少蛋白质的人，容易发生髋骨骨折。
常吃富含胶原蛋白和弹性蛋白的食物，对骨骼健康最有益，比如牛奶、蛋类、核桃、肉皮、鱼皮、猪蹄胶冻等。正常人不需要额外服用蛋白粉等保健品。蛋白质摄取过多反而对骨骼不利，会使人体血液酸度增加，加速骨骼中钙的溶解和尿中钙的排泄。
骨骼“保卫者”：镁。人体60%—65%的镁存在于骨骼中。在新骨的形成中，镁起到重要作用。骨骼中镁的含量虽然少，可一旦缺乏，会让骨头变脆，更易断裂。长期缺镁，还会引发维生素D缺乏，影响骨骼健康。美国塔夫斯大学骨骼研究专家凯瑟琳·塔克博士指出，饮食中镁摄入低的女性，骨骼密度也较低。
紫菜、全麦食品、杏仁、花生和菠菜等都富含镁。每星期吃2—3次花生，每次5—8粒就能满足一个人对镁的需求；多喝水也能促进镁的吸收。
骨骼“稳定剂”：钾。人体每个细胞都含有钾元素，骨骼也不例外。它的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢和神经肌肉的正常功能，这对于骨骼的生长和代谢是必不可少的。近日，发表在美国《环境营养》期刊上的一项研究还指出，钾能够防止钙流失，使骨骼更硬朗。
要想补钾，多吃香蕉、橙子、李子、葡萄干等水果，西红柿、土豆、菠菜、山药等蔬菜，以及紫菜、海带等海藻类食品是最安全有效的方法。特别是橙汁，里面含有丰富的钾，而且能补充水分和能量。钾补充剂最好不要轻易服用，因为它可能对心脏不利。
骨骼“添加剂”：维生素K。就像食物需要一定的添加剂一样，骨头也需要添加剂维K来激活骨骼中一种非常重要的蛋白质———骨钙素，从而提高骨骼的抗折能力。哈佛大学研究表明，如果女性维K摄入较低，就会增加骨质疏松和股骨骨折的危险。荷兰研究则发现，补充维K能促进儿童骨骼健康，减少关节炎的发生。
膳食中，蔬菜叶片的绿颜色越深，维K的含量就越高。每天只要吃500克蔬菜，其中包含300克以上的深绿叶蔬菜，就能有效预防维K不足。长期服用抗生素的人，肠道菌群平衡可能被破坏，影响维K的合成，要特别注意多吃绿叶蔬菜。此外，维K是一种脂溶性维生素，补充时最好不要生吃蔬菜，而是加调味油炒熟。
骨骼“清道夫”：维生素B12。维B12是唯一含有矿物质磷的维生素，对维持骨骼硬度起着重要作用。它就像个“清道夫”一样，能清除血液中的高半胱氨酸，保护骨骼，防止因为高半胱氨酸过多导致的骨质疏松，甚至是髋骨骨折。
动物肝脏、贝类、瘦牛肉、全麦面包和低脂奶制品，都是富含维B12的食品。不过，老人很难吸收维B12，植物性食物（螺旋藻等藻类除外）中不含维B12，所以50岁以上的人和素食者可适当服用补充剂，每天摄入的标准是2.4微克。
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