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114年:醫學一(2)

關於骨生成（ bone formation ）的敘述，何者正確？

A扁平骨（ flat bone ）的生成主要是靠軟骨內骨化作用（ endochondral ossification ）
B膜內骨化（ intramembranous ossification ）時，骨針（ spicule）加大並形成骨小樑連結（ trabecular network），使骨增厚，稱做間質性生長（ interstitial growth ）
C長骨（long bone ）進行軟骨內骨化（ endochondral ossification ）時，會出現初級及次級的骨化中心 （primary and secondary ossification centers ）
D軟骨內骨化（ endochondral ossi fication ）時，蝕骨細胞（ osteoclast ）會在肥大區（ zone of hypertrophy ）中分解骨質

詳細解析

本題觀念：

本題主要考驗考生對於**骨生成（Bone formation/Ossification）機制的理解，特別是區分膜內骨化（Intramembranous ossification）與軟骨內骨化（Endochondral ossification）**的差異，以及骨骼生長的模式（系微結構生長與骨化中心）。

選項分析

  • A：扁平骨（flat bone）的生成主要是靠軟骨內骨化作用（endochondral ossification）

    • 錯誤。
    • 解析：扁平骨（如顱骨的頂骨、額骨，以及鎖骨）主要是透過**膜內骨化（Intramembranous ossification）**形成的。膜內骨化是直接由間充質（mesenchyme）分化為成骨細胞並堆積骨質，不經過軟骨模型階段。
    • 相反地，長骨（long bone）、短骨和不規則骨主要是透過軟骨內骨化形成，這過程涉及先形成透明軟骨模型，再被骨組織取代。

  • B：膜內骨化（intramembranous ossification）時，骨針（spicule）加大並形成骨小樑連結（trabecular network），使骨增厚，稱做間質性生長（interstitial growth）

    • 錯誤。
    • 解析：骨組織因為基質礦物質化後變得堅硬，無法像軟骨一樣進行間質性生長（interstitial growth，即從組織內部膨脹生長）。骨頭的增厚或骨針（spicule）的加大，完全是依靠並列性生長（appositional growth，或稱外加生長），即成骨細胞在現有的骨表面堆積新的骨基質。
    • 題目描述的過程（骨針加大連結）是正確的，但這種生長方式應稱為並列性生長。間質性生長只發生在軟骨或軟組織中。

  • C：長骨（long bone）進行軟骨內骨化（endochondral ossification）時，會出現初級及次級的骨化中心（primary and secondary ossification centers）

    • 正確。
    • 解析：這是軟骨內骨化的典型特徵。
      1. 初級骨化中心（Primary ossification center）：通常發生在胎兒期的骨幹（diaphysis）中央。
      2. 次級骨化中心（Secondary ossification center）：通常發生在出生後的骨骺（epiphysis，即骨頭兩端）。
      3. 這兩者之間留下的軟骨區域即為生長板（epiphyseal plate），負責骨頭長度的生長。

  • D：軟骨內骨化（endochondral ossification）時，蝕骨細胞（osteoclast）會在肥大區（zone of hypertrophy）中分解骨質

    • 錯誤。
    • 解析：
      1. 位置錯誤：蝕骨細胞主要活躍於骨化區（zone of ossification）或再吸收區（zone of resorption），也就是緊鄰鈣化軟骨區的血管侵入前緣。
      2. 作用對象錯誤：在生長板的發育過程中，軟骨細胞在肥大區（zone of hypertrophy）體積變大並分泌第X型膠原蛋白，隨後基質鈣化細胞死亡。接著血管侵入，蝕骨細胞進入並分解鈣化的軟骨基質（calcified cartilage）（而非單純的"骨質"），為成骨細胞騰出空間來製造初級骨小樑（primary spongiosa）。蝕骨細胞並不會在肥大區直接分解骨質，因為該區主要還是軟骨細胞及其基質的變化過程。

答案解析

正確答案為 C。 長骨的發育確實依賴軟骨內骨化，且具有特徵性的初級（骨幹）與次級（骨骺）骨化中心。其他選項分別混淆了骨化類型（A）、生長模式（B）及生長板分區的功能（D）。

核心知識點

考生應複習以下骨骼發育重點：

  1. 骨化類型區分：

    • 膜內骨化：扁平骨（顱骨）、鎖骨、下頷骨。直接由間充質分化。
    • 軟骨內骨化：長骨、脊椎骨、骨盆。先形成軟骨模型（Cartilage model）。

  2. 生長模式：

    • 並列性生長（Appositional growth）：骨頭與軟骨皆可。指在表面堆積新層次（骨頭變粗）。
    • 間質性生長（Interstitial growth）：僅軟骨可進行。指細胞分裂使組織從內部膨脹（骨頭變長需靠生長板的軟骨間質生長）。

  3. 生長板（Epiphyseal plate）分區（由骨骺往骨幹方向）：

    • (1) 休止軟骨區 (Resting zone)
    • (2) 增殖區 (Proliferating zone)：軟骨細胞像硬幣疊羅漢般排列分裂，負責骨長度增加。
    • (3) 肥大區 (Hypertrophic zone)：細胞體積增大，基質準備鈣化。
    • (4) 鈣化軟骨區 (Calcified cartilage zone)：軟骨細胞死亡，基質鈣化。
    • (5) 骨化區 (Ossification zone)：血管與蝕骨細胞/成骨細胞入侵，將鈣化軟骨替換為骨組織。

參考資料

  1. KenHub: Bone formation: Histology and process of the ossification. (詳細介紹膜內與軟骨內骨化差異)
  2. TeachMePhysiology: Bone Ossification - Process - Histology. (詳述生長板分區與功能)
  3. Orthobullets: Endochondral Bone Formation. (臨床骨科視角的骨化中心與分區機制)
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