骨の仕組みをわかりやすく解説｜骨の断面・骨髄・生まれ変わり

手首やすねに触れると、皮膚のすぐ下に硬い骨があります。ところが断面を見ると、外側は目が詰まっていて、内側には網目状の組織や骨髄が入っています。骨が体重を支えながら血液をつくる場所も備えているのは、このように部位ごとに組織のつくりが違うためです。

骨をつくる材料は、主にコラーゲンとカルシウムを含むミネラルです。硬い組織の中にも細胞と血管があり、成長が止まった後も、古い組織が除かれて新しい組織に置き換わります。ここでは一本の骨を外から内へたどりながら、骨折で組織が傷んだときの修復と、日々の食事や動きとの関係まで見ていきます。

骨の断面を外から見るとどうなっている？

表面の骨膜と硬い皮質骨

関節面などを除く骨の表面は、骨膜という薄い組織に覆われています。骨膜には血管や神経が通り、その内側には骨をつくる働きに関わる細胞がいます。骨に沿って走る膜をひとつ想像すると、骨の表面にも血液や細胞が関わる場所があることがわかります。関節で向かい合う骨の表面は、動きに合わせて滑らかに接するように関節軟骨で覆われています。

その下の皮質骨は、骨組織が密に詰まった層です。緻密骨とも呼ばれ、たとえば太ももの骨の中央付近を輪切りにすると、外周を厚く取り巻く様子がわかります。中心には骨髄が入る空間があるため、同じ厚みの硬い組織で中まで詰める場合に比べて、材料を外側に配しながら体重を支えるつくりになっています。

皮質骨にも、目で見ただけではわかりにくい細かな通り道があります。そこを血管が通り、硬い組織の中にいる細胞に酸素や栄養が届きます。厚生労働省の骨の構造と機能に関する資料では、皮質骨を含む断面と、骨髄の役割を図とともに確認できます。

内側の海綿骨には網目がある

海綿骨は細い板や柱がつながった網目状の骨組織です。その一本一本を骨梁と呼び、網目の隙間には骨髄が入ります。名前の由来は断面がスポンジに似ていることで、網をつくっている骨梁そのものにはミネラルが含まれています。背骨の椎体や、太ももの骨の関節に近い側などでは、網目のつくりが観察できます。

皮質骨と海綿骨の割合は、同じ人の体の中でも場所によって違います。たとえば椎体は、上から受ける力を受け止める海綿骨が内部の広い範囲を占めます。大腿骨では、長い中央部分と関節に近い端の部分とで断面が違います。骨の図を見るときは、骨の名前に加えて、どの位置を切った断面かを確かめると違いを理解しやすくなります。

同じ骨でも写真の向きによって、海綿骨の隙間は丸い穴にも、細長い溝にも見えます。輪切りにした画像と縦に切った画像を比べるときは、まず硬い外周を探し、その内側で骨梁がどちらへ伸びているかを見ると、断面の向きを把握しやすくなります。外から触っている硬い輪郭は、断面のうち一番外側の部分です。

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骨は何でできている？ 骨髄にはどんな働きがある？

コラーゲンとミネラルが骨の材料になる

骨組織にはコラーゲンというたんぱく質があり、細い繊維が骨組織の土台をつくります。そこに主にカルシウムとリン酸を含むミネラルが加わることで、体重などの力を受け止められる硬さが生まれます。材料が組み合わさることで、骨は硬さに加えて、曲げたり引っ張ったりする力に対する粘りも持ちます。

骨の中には、全身で使うカルシウムの多くが蓄えられています。カルシウムは筋肉の収縮などにも使われ、血液中の濃度は体の仕組みで調節されています。骨をつくる材料としての役割と、体内で使うミネラルを蓄える役割が同じ組織に備わっていると考えると、骨が全身の働きとつながっていることがわかります。米国国立関節炎・筋骨格・皮膚疾患研究所の骨の解説にも、骨の材料と種類がまとめられています。

骨髄で血液の細胞がつくられる

骨髄は骨梁の隙間や長い骨の中心部にある、やわらかい組織です。赤色骨髄では、酸素を運ぶ赤血球、免疫の働きに関わる白血球、出血を止める働きに関わる血小板がつくられます。生まれた血球は血管に入り、全身を巡ります。骨髄のうち脂肪細胞の割合が多いものは黄色骨髄と呼ばれます。

大人では骨盤や背骨などに造血を担う骨髄が多く残り、子どもと大人ではその分布が変わります。骨の模型を見ると中心部が空いているように見える場合がありますが、体の中ではその空間に骨髄が入ります。骨髄と、背骨に囲まれた管の中を通る神経組織である脊髄は、漢字の一部が共通しているため混同しやすい用語です。背骨の一個一個の内側に骨髄があり、背骨がつくる管には脊髄が通ると位置を分けると整理できます。

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大人の骨も少しずつ生まれ変わる

破骨細胞と骨芽細胞が働く

骨では破骨細胞が古い組織を取り除く骨吸収と、骨芽細胞が新しい組織をつくる骨形成が起きています。この組み合わせがリモデリングと呼ばれる骨の入れ替わりです。一つの場所では古い組織が取り除かれた後に新しい組織がつくられ、同じような作業が別々の場所で進みます。

骨組織の中には、骨芽細胞の一部が形を変えた骨細胞もあります。骨細胞は細い突起で周囲の細胞とつながり、体重や運動による力を骨が受けたときの変化を感知して、骨の維持やつくり替えに関わります。歩くときに足へかかる負荷が骨にとって刺激になるのも、このように生きた細胞が日常の動きに応じて働くためです。

骨の量と骨折のしやすさにはどう関係する？

骨吸収で減る量に骨形成が追いつかない期間が続くと、骨の量が減り、骨折しやすくなります。加齢や閉経に伴う変化はその一因です。骨折のしやすさには骨の密度に加え、骨梁のつながりなど組織の状態や、転倒時にどの向きから力がかかるかも関係します。

骨密度は、骨の中のミネラル量をもとに骨の状態を調べる指標です。医療機関では骨密度の値に加え、骨折の経験や薬の使用、年齢なども含めて今後の骨折の可能性を考えます。以前測った値と比べるときは、どこの骨を、どの方法で測ったかも確認しておくと診察で話が通じやすくなります。厚生労働省の骨密度の解説で、測定の考え方を確認できます。

成長期に骨が長くなるときは、長い骨の端に近い成長軟骨で変化が起こります。これに対して、リモデリングは大人になってからも続き、骨の中の小さな範囲を入れ替える働きです。身長の伸びが止まった年齢でも、骨の材料や組織の状態は時間とともに変わるため、生活のなかで骨にかかる力や栄養について考える意味があります。

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骨折した後はどのように骨がつながる？

傷ついた場所に修復の足場ができる

骨折では硬い組織とともに周囲の血管も傷つくため、折れた周辺に血液が集まります。そこに修復に関わる細胞が集まり、ずれや動きが抑えられた環境では、折れた両側をつなぐ組織がつくられていきます。よくみられる治り方では、この部分は仮骨と呼ばれ、徐々に骨組織に置き換わります。その後は、荷重のかかり方に応じて形が整っていきます。

骨折の場所、折れ方、周囲の血流、治療方法によって、修復の経過は違います。折れた面を手術で強く固定した場合などには、外から大きな仮骨が目立たない形で治ることもあります。周囲の細胞や血流を保ちながら骨の位置と動きを整えるのが、骨折治療の考え方です。日本整形外科学会の骨折の解説では、固定や手術が選ばれる理由を確認できます。

痛みの変化と、骨がつながる時期を分けて考える

折れた直後より痛みが落ち着いても、元の動作に耐えられる程度まで骨が修復したかは診察や画像で判断します。装具を外す時期、脚に体重をかける量、仕事や運動への復帰は、治療先の指示に沿って進めます。たとえば階段を上れるようになった段階と、走って着地の負荷を受け止められる段階では、骨や周囲の組織に必要な回復が違います。

転倒や強い衝撃の後、骨の上の一点が強く痛い、腫れや変形がある、腕や脚を普段のように使えないときは、押したり負荷をかけて確かめたりする前に医療機関へ相談します。立てる、少し動かせるといった理由だけで骨折の有無は判断できません。受診時はどちら向きに転んだか、どこを打ったか、痛みが直後からか後で出たかを伝えると、調べる位置を説明しやすくなります。

ギプスや装具で動きが制限される期間は、同じ姿勢が続くことで関節が動かしにくくなったり、筋力が落ちたりします。どの関節をいつ動かせるかは、固定の範囲や骨折の安定性で違います。診察では、骨がどこまでつながったかと、曲げ伸ばしや筋力がどこまで戻ったかを分けて聞くと、次の段階で取り組む動作がわかりやすくなります。

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骨の仕組みを知って食事・運動・検診に生かす

食事の材料と、体を動かしたときの刺激

骨に関わる栄養素は、カルシウムに加え、腸でのカルシウムの吸収に関わるビタミンD、骨組織の材料になるたんぱく質などです。乳製品、小魚、大豆製品、青菜、魚や卵など、普段食べられるものを組み合わせます。例えば朝にヨーグルトを食べる習慣がなじむ人もいれば、夕食の汁物に豆腐を足すほうが続きやすい人もいます。いまの食事に何を組み合わせられるかという視点で選ぶと、長く続けやすくなります。

歩くことや筋力トレーニングは、体を支える骨に刺激を与えます。体力や関節の状態に合わせて取り入れ、骨折の治療中や、運動について制限を受けている場合は、先に担当の医療者に相談してください。骨を守るためには、骨への刺激に加えて、歩くときにつまずきにくくする脚の筋力やバランスも大切です。家の中の床に置いたコードや滑りやすいマットを確認することも、転倒をきっかけとする骨折の予防につながります。厚生労働省の骨粗鬆症予防の運動の解説に、運動の例が載っています。

骨の変化が気になるときは検診や相談へ

骨の丈夫さは、腕やすねを手で触った感触からはわかりません。軽い転倒で骨折した経験がある、以前と比べて身長が低くなった、骨に影響する薬を長く使っているなど、気になる変化や経歴があれば、医療機関で骨の状態を調べる必要があるか相談できます。自治体の骨粗鬆症検診は対象が地域で異なるため、住んでいる市区町村の案内を確認してください。

外側の皮質骨が硬さを支え、内側の海綿骨と骨髄が骨を構成し、その中で細胞が組織を入れ替えています。骨の断面を見るときはどの部位の断面か、骨の状態を聞くときは骨密度なのか骨折の修復なのか、知りたいことを分けて考えると理解が進みます。健診を受けたら検査結果を保管し、骨折した部位と年も書いておくと、あとで変化を見比べるときに役立ちます。

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