骨髓是人类主要的造血器官,负责保证各种血细胞的分化和发育。但是一些血细胞,像T淋巴细胞和单核细胞,成熟位置就在骨髓外。骨髓可以分为两种组织学成分:血管外成分,即造血细胞所在的位置;血管成分,由许多静脉血窦组成。这些血管从营养动脉和骨膜的毛细血管网中获得血液。骨髓中的髓窦可以快速充盈,然后进入一个更大的开放的髓窦,最后由同一孔道回到营养动脉中去。髓窦的壁由一层内皮细胞、一层基底膜和一层外膜构成。内皮细胞呈扁平状,末端逐渐变细,具有正常细胞的细胞器。胞质含有溶酶体,因此胞内可以消化。外膜细胞表面具有广阔的薄板样结构,形成一种网状结构,其间隙内就是造血细胞。体内血容量和外膜细胞的排列影响造血环境的大小。外膜细胞可因脂肪含量增加而肿胀,随着年龄的增长,骨髓组织的外观由红色变为黄色。在造血要求增加时,体积硕大的外膜细胞缩小,以增大造血空间。外膜细胞与脾索内的网状细胞相似,因此又被称为外膜网状细胞。
骨髓造血细胞排列有自己的位置。巨核细胞紧挨着外膜细胞,可直接通过髓窦壁上的间隙把血小板分泌到血液中去。红细胞在近髓窦处产生,形成原始红细胞岛。粒细胞产生于髓窦壁远端,细胞群散在分布,偶尔有成簇分布。应用3H胸腺嘧啶标记细胞发现,新生淋巴细胞产生于骨髓周边并以向心旋转的方式向中心靠拢。给小鼠注射标记细胞1小时后,在骨髓周边可见大量的标记细胞和代表高度DNA合成的含有大量颗粒的细胞。随后在骨髓的所有区域内都可见标记的细胞,在髓窦中标记淋巴细胞的数量介于整个骨髓和末梢血数量之间,提示新生成的淋巴细胞可以被释放到血液中。在髓窦壁可见单个或少量的淋巴细胞,其中一些还可以从髓窦壁中穿过。在血管外的B淋巴细胞膜表面有免疫球蛋白,B淋巴细胞除了在它们被释放到血循环之前的一个短暂时期内,一般情况下并不在骨髓储存,正常骨髓内不能见到组织学上的淋巴滤泡。成熟B细胞通过窦腔进入血液的机制尚不完全清楚。正常情况下非成熟细胞不会被释放到血液,血管外细胞通过髓窦是有选择性的。窦壁上没有观察到有永久的孔洞,通常认为这种通道在细胞之间。但是有人在内皮细胞上发现了孔道,可能是淋巴细胞进入窦室的通路。
骨髓和脾脏的红髓具有类似的髓窦和外膜网状细胞组成的网状结构。不同之处在于骨髓循环是封闭的,而脾红髓的循环有部分开放,并且在动脉和静脉间没有连续的内皮细胞相连。