骨生物学是一门交叉学科,本书以分级方式组织编写,系统介绍了骨基础生物学、临床骨科的知识和经典的骨研究技术,并涵盖了骨与其他器官系统(肌肉、免疫系统、神经系统、肠道菌群和肾)之间的关系,以及骨与癌症、糖尿病等疾病的相互作用。
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第1章 骨的形态与组织 1
1.1 骨的功能 1
1.2 骨是一种多尺度材料 2
1.3 骨成分 3
1.4 骨的纳米结构 3
1.5 骨的微组织 10
1.6 骨的宏观组织结构 14
1.7 骨的血液供应和神经支配 17
1.8 骨内部液体 19
1.9 骨量和骨质量 19
推荐阅读文献目录 22
第2章 骨髓和干细胞生态位 23
2.1 发育中的生态位 24
2.2 生态位成像 25
2.3 骨髓生态位细胞 25
2.4 造血干细胞生态位的神经调节 29
2.5 造血干细胞生态位的激素调节 29
2.6 生态位和恶性肿瘤 29
2.7 衰老与骨髓微环境 30
2.8 展望 30
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第3章 骨组织细胞 32
3.1 破骨细胞 32
3.2 成骨细胞 39
3.3 骨细胞 43
推荐阅读文献目录 48
第4章 骨组织细胞功能的局部调节 50
4.1 细胞因子和生长因子及其受体 50
4.2 调节破骨细胞和成骨细胞分化与功能的局部因子 51
4.3 调节破骨细胞分化和功能的因子 53
4.4 影响成骨细胞分化和功能的因子 54
4.5 影响破骨细胞和成骨细胞的局部因素 63
4.6 通过细胞间接触调节骨组织细胞的分化和功能 70
4.7 调节骨组织细胞活性的局部血管生成因子 73
4.8 细胞表面黏附分子 74
推荐阅读文献目录 76
第5章 骨骼生长、骨塑建和骨重建 78
5.1 骨骼发育 78
5.2 骨塑建 82
5.3 骨重建 85
5.4 骨修复 89
5.5 骨塑建和骨重建对骨结构与骨材料性能的影响 90
5.6 骨塑建与骨重建的实验室评估 91
推荐阅读文献目录 93
第6章 骨骼影像学 94
6.1 X射线 94
6.2 计算机断层扫描 99
6.3 高分辨率外周定量计算机断层扫描 103
6.4 磁共振成像 109
6.5 放射性核素显像 110
6.6 超声 112
6.7 总结 113
推荐阅读文献目录 113
第7章 骨硬组织生物力学 115
7.1 骨的基本结构和功能 115
7.2 固体力学基本原理 115
7.3 测试骨力学性能的方法 119
7.4 影响骨力学性能的因素 123
7.5 骨组织力学性能的测定方法 127
推荐阅读文献目录 129
第8章 组织形态计量学技术 130
8.1 组织学样本 130
8.2 组织形态计量学分析 134
8.3 前提假设与技术要求 140
8.4 疾病的组织学特征与治疗 141
推荐阅读文献目录 145
第9章 骨遗传学:从基因鉴定到鼠科动物疾病模型 147
9.1 骨表型的遗传分析 147
9.2 转基因技术与构建新型研究模型 151
9.3 转基因动物与骨生物学 165
9.4 总结 170
推荐阅读文献目录 171
第10章 人一生中骨骼的变化 172
10.1 胎儿期生长 172
10.2 出生后生长 173
10.3 生殖过程中的骨骼变化 181
10.4 衰老过程中的骨骼变化 182
推荐阅读文献目录 185
第11章 力学适应性 187
11.1 沃尔夫定律——历史回顾 187
11.2 引起成骨应变的可能因素 188
11.3 骨力学传导的动物模型 190
11.4 骨适应规则 193
11.5 力学调控系统 195
11.6 细胞敏感性和不应期 197
11.7 对沃尔夫定律的检验 199
11.8 小尺度上的力学传导:细胞类型及其环境 199
11.9 骨组织中的液体流动引起多种细胞效应 200
11.10 细胞变形和刺激 202
11.11 什么是力受体 203
11.12 力学刺激引起的生化反应的调控 206
11.13 临床应用:优化骨骼健康的运动处方 208
11.14 发育期运动对骨的益处 208
11.15 成年后骨对运动的响应 210
11.16 维持骨健康的最佳训练和运动原则 210
11.17 总结 214
推荐阅读文献目录 215
第12章 骨折愈合 217
12.1 骨折类型 217
12.2 一期愈合和二期愈合机制 217
12.3 骨折愈合阶段 219
12.4 骨折愈合评估方法 221
12.5 骨折愈合的细胞活动 222
12.6 骨折愈合过程中软骨形成和骨形成的分子调控机制 223
12.7 骨折愈合的局部调节 225
12.8 骨折愈合中的系统因素 229
12.9 骨质疏松症药物对骨折愈合的影响 230
12.10 力学和电刺激对骨折愈合的影响 232
12.11 总结 233
推荐阅读文献目录 234
第13章 钙和磷酸盐:激素调节和代谢 235
13.1 器官系统相互作用调节钙和磷酸盐代谢 235
13.2 全身钙代谢的调节 239
13.3 全身磷酸盐代谢的调节 252
13.4 总结 259
推荐阅读文献目录 260
第14章 营养 261
14.1 骨健康中宏量和微量营养素的作用 261
14.2 营养素何时及如何影响骨量 265
14.3 干扰钙代谢 266
14.4 全面饮食至关重要 268
14.5 膳食中的生物活性物质及其作用机制 271
14.6 肥胖和减重对骨骼的影响 272
14.7 纠正营养缺乏与优化摄入 274
14.8 营养素干预对骨实效研究的挑战 274
推荐阅读文献目录 276
第15章 激素对骨组织细胞的影响 277
15.1 激素对骨组织细胞的直接和间接影响 277
15.2 甲状旁腺激素 277
15.3 性类固醇 280
15.4 糖皮质激素 283
15.5 甲状腺激素 285
15.6 生长激素 287
15.7 胰岛素 288
15.8 1,25-二羟维生素D3 289
15.9 瘦素 290
推荐阅读文献目录 292
第16章 骨和肌肉 293
16.1 肌肉的发育和结构 293
16.2 肌肉与骨的力学相互作用 297
16.3 肌肉与骨之间的内分泌相互作用 298
16.4 骨对肌肉的内分泌作用 301
16.5 骨和肌肉关联疾病 303
16.6 衰老对肌肉骨骼系统的影响 305
16.7 总结 307
推荐阅读文献目录 307
第17章 骨骼与免疫系统(骨免疫学) 308
17.1 天然免疫 309
17.2 获得性免疫 310
17.3 B细胞与骨重建 312
17.4 T细胞与骨重建 313
17.5 髓系细胞与骨重建 314
17.6 感染与骨组织细胞 314
17.7 免疫介导骨质流失的内分泌激活 316
17.8 自身疾病可导致局部或全身性骨质流失 319
推荐阅读文献目录 322
第18章 骨和脑 323
18.1 神经系统简介 323
18.2 骨的神经支配 324
18.3 骨和脑之间的神经连接 328
18.4 中枢和外周传入神经通路的功能 330
18.5 骨中感觉神经递质的功能 339
18.6 骨骼对大脑的反馈 341
18.7 神经系统疾病对骨的影响 341
18.8 总结 341
推荐阅读文献目录 342
第19章 微生物组与骨 343
19.1 微生物组概述 344
19.2 微生物组对骨的影响 345
19.3 微生物组与骨联系的机制 347
19.4 总结 348
推荐阅读文献目录 348
第20章 骨和肾 349
20.1 CKD-MBD——骨异常 351
20.2 CKD-MBD——生化异常 357
20.3 CKD-MBD——血管钙化 358
20.4 总结 359
推荐阅读文献目录 360
第21章 骨质疏松症的药物治疗 361
21.1 骨质疏松症 361
21.2 骨质疏松症疗法 367
21.3 治疗指南和决策 381
21.4 总结 384
推荐阅读文献目录 385
第22章 骨和癌症 386
22.1 骨恶性肿瘤引起的骨重建异常 386
22.2 骨转移机制 388
22.3 肿瘤细胞的内在特性增强了其骨转移潜能 388
22.4 骨微环境诱导的癌细胞表型变化 389
22.5 骨中转移前生态位的形成 390
22.6 肿瘤细胞归巢至骨 391
22.7 骨转移中的免疫抑制 391
22.8 骨的物理特征有助于骨转移 391
22.9 骨组织细胞在骨肿瘤细胞休眠、再活化、化疗耐药和肿瘤发展中的作用 391
22.10 破骨细胞在骨转移发生和发展中的作用 392
22.11 成骨细胞在骨转移发展和肿瘤细胞生长中的作用 393
22.12 骨转移影像学 396
22.13 骨转换标志物和骨中癌症的其他生物标志物 396
22.14 骨转移的骨靶向治疗 397
22.15 总结 397
推荐阅读文献目录 398
第23章 甜骨:糖尿病对骨的影响 399
23.1 引言 399
23.2 糖尿病骨折 402
23.3 糖尿病患者的骨骼变化 404
23.4 糖尿病患者的矿物质稳态与骨转换 408
23.5 糖尿病患者的其他激素/细胞水平的变化 409
23.6 骨组织的材料特性 409
23.7 糖尿病管理与治疗方法 411
23.8 总结 415
推荐阅读文献目录 415