뼈조직(bone tissue)

뼈조직

  조직(tissue)은 특이 기능을 수행하는 세포들과 세포산물들의 집합으로, 각 조직은 서로 다른 방향으로 분화된 몇몇 서로 다른 종류의 세포들을 포함하고 있으며, 특이한 기능들을 수행하도록 특수화되어 있다. 우리 몸은 기본적으로 4가지 조직으로 이루어져 있다.

 

 첫째는, 피부나 내장기관의 도관 내면을 덮고 있는 점막들을 구성하는 상피조직, 둘째는, 우리 몸을 움직이는데 쓰는 뼈대근육을 비롯하여 내장근육, 심장근육 등을 이루고 있는 근육조직, 셋째는, 뇌와 척수 및 감각자극과 운동 자극을 전달하는 말초신경 등으로 구성된 신경계통, 넷째는 앞의 3종류 조직에 속하지 않는 모든 조직으로 결합조직이라고 칭한다. 따라서 뼈를 구성하고 있는 뼈조직은 결합조직의 여러 형태 중 하나이다. 조직은 어느 형태이든지 그것을 구성하는 세포 성분과 그 세포들 사이를 채워주고 있는 세포 사이 성분으로 이루어져 있다. 

 뼈조직의 세포 성분은 일반적으로 뼈세포라고 부르나 사실은 뼈기질을 만드는 작용을 갖고 있는 뼈형성세포와 뼈의 성장과정에서 일어나는 형태 재구축과 관련되는 뼈흡수세포로 구성되어 있다. 뼈형성세포는 그것들의 성숙과정에 때라 뼈기원세포, 뼈모세포, 뼈세포 3종류로 나눈다. 

 뼈기원세포(osteoprogenitor cell)는 뼈바깥막이나 뼈속막 안층에 위치하며 뼈성장시 또는 형태 재구축 시 지속적으로 공급된다. 일단 성장계로 진입한 뼈기원세포들은 뼈모세포(osteoblast)로 성숙하여 왕성하게 제 I형 콜라겐이 중심이 되는 뼈기질(bone matrix)을 생산하여 주위로 분비 한다. 뼈기질이 충분히 생산 분비되면 뼈모세포는 자신이 이미 생산 분비한 옛기질(old matrix) 속에 갇히게 되고 더 이상 왕성하게 뼈기질을 생산하지 않아도 되는 상태인 뼈세포(osteocyte)로 바뀐 다음 뼈방(lacuna) 속에 갇히게된다. 한편 뼈파괴세포(osteoclast)는 뼈형성세포들과는 달리 골수에서 기원하여 혈류를 타고 뼈조직 속으로 들어온 세포로서, 옛기질이 장기간 축척되어 자체 대사가 어려운 부위, 운동의 방향이나 하중의 변화로 변형이 일어나야 할 부위 등에 우선적으로 집결하여 옛기질을 파괴 흡수함으로써 공간을 만들고 그 공간에 필요한 양만큼의 새기질을 채울 수 있도록 함으로써, 뼈의 부피성장, 뼈의 변형 등에 기여하는 세포이다. 

 

 뼈조직에는 이러한 뼈형성세포들이나 뼈파괴세포들이 주로 자리 잡고 있지만 모세혈관을 이루고 있는 내피세포, 신경세포, 지방세포들도 상당량 함유되어 있다. ​

 세포사이성분은 조직에 따라 세포사이기질이라고도 부르고 특히 뼈조직에서는 뼈기질(bone matrix)이라고 부른다. 뼈기질의 대부분은 뼈모세포에서 생산하여 주변부로 분비한 물질들이다. 뼈기질의 70%는 무기염류이고 30%는 유기질이며, 유기질의 주성분은 아교질 또는 콜라겐 (collagen type I)으로 뼛속에는 우리 몸 전체 콜라겐의 반을 차지할 정도로 많고 대부분 I형 콜라겐으로서 전체 뼈기질의 90%를 차지한다. 나머지 10% 정도가 비콜라겐 단백질인데 이중 당단백(proteoglycan)은 chondroitin sulphate와 hyaluronic acid 로 구성되고 물 분자를 강하게 붙잡고 있기 때문에 뼛속 물의 양을 조절하고 뼈기질의 석회화를 조절하며, osteocalcin은 석회화 과정에서 칼슘의 결합에 관여하고, osteonectin 은 아교섬유와 광물질 사이에 다리 역할을 한다. 

 

 그 외에도 sialoprotein 등이 있는데 이들은 뼈기질의 성숙, 석회화, 뼈세포작용의 활성화 등에 기여하는 것으로 알려져 있다. 뼈기질내 광물질 성분들은 수산화인화석 형태로 존재하는데 이들은 인산칼슘 결정들로 이루어졌으며  아교섬유들과 당단백들 사이에 축척되어 뼈 유기질을 유리섬유와 비슷한 매우 강한 물질로 경화시킨다. 그럼에도  불구하고 뼈기질내 함유된 광물질의 20% 이상은 무정형 상태로 남아 체내 칼슘 평형 유지에 사용된다.