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第5章軟骨和骨 cartilageandbone 軟骨 軟骨組織 軟骨細胞 細胞間質(zhì) 纖維 膠原原纖維透明軟骨彈性纖維彈性軟骨膠原纖維纖維軟骨 軟骨膜 基質(zhì) 一 軟骨 cartilage 概述 組成 軟骨 器官 由軟骨組織及其周圍的軟骨膜構(gòu)成 軟骨組織由軟骨細胞和軟骨基質(zhì)組成 特性 軟骨組織是一種半固態(tài)的結(jié)締組織 略有彈性 功能 可承受一定壓力和耐磨擦 具有支持和保護作用 分類 根據(jù)軟骨基質(zhì)中纖維的不同 軟骨可分為透明軟骨 纖維軟骨和彈性軟骨 透明軟骨 hyalinecartilage 分布 透明軟骨分布較廣 多分布在關(guān)節(jié) 肋軟骨 呼吸道等處 一般特點 新鮮時呈透明狀 較脆 易折斷 此類軟骨內(nèi)無血管和神經(jīng) 胚胎的 或較大的軟骨內(nèi)偶爾可見到大的血管穿行 但不分支為毛細血管 結(jié)構(gòu) 由軟骨細胞和軟骨基質(zhì) 膠原原纖維和基質(zhì) 組成 軟骨細胞 chondrocyte 生活狀態(tài)時 位于軟骨基質(zhì)內(nèi) 其所在的部位 基質(zhì)內(nèi)小腔 稱為軟骨陷窩 cartilagelacuna 固定后標本 軟骨細胞收縮 胞體變形 因而在陷窩壁與細胞間可見空隙 細胞體 形態(tài)不一 軟骨表面 是許多扁圓形細胞 細胞較小而幼稚 呈單一存在 軟骨深層 細胞呈圓形或橢圓形 逐漸增大 并不斷在軟骨陷窩內(nèi)分裂 增殖 形成2 8個細胞為一群 稱同源細胞群 isogenousgroup 細胞核 較小 呈橢圓形 可見1 2個核仁 細胞質(zhì) 光鏡下 弱嗜堿性 常見有一大脂滴 在固定的標本中脂肪經(jīng)脫水而溶解 因此只留空泡 電鏡下 豐富的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 發(fā)達的高爾基復(fù)合體 線粒體較少 軟骨基質(zhì) 由基質(zhì)和纖維組成 基質(zhì) 呈凝膠狀 含有70 的水分 具有韌性 纖維 光鏡下 透明軟骨的基質(zhì)中無膠原纖維 電鏡下 可見基質(zhì)中含有許多細小的膠原原纖維 纖維無橫紋 排列不整齊 并相互交織成網(wǎng) 透明軟骨基質(zhì)的化學(xué)成分 主要成分是軟骨粘蛋白 是一種大分子的蛋白多糖 由蛋白質(zhì)和糖胺多糖 透明質(zhì)酸 硫酸軟骨素A C和硫酸角質(zhì)素 組成 并形成分子篩 另外蛋白多糖與膠原原纖維結(jié)合共同形成固態(tài)結(jié)構(gòu) 硫酸軟骨素在軟骨陷窩周圍較多 普通染色為嗜堿性 但甲苯胺藍染色則呈異染性 軟骨陷窩周緣異染性強 染色深 特別是在新生的軟骨 深染的硫酸軟骨素包圍在軟骨陷窩或一組陷窩外面 稱為軟骨囊 cartilagecapsule 它是新生的軟骨基質(zhì) 遠離軟骨陷窩的基質(zhì)異染性較弱染色淺 電鏡下 軟骨囊內(nèi)無纖維 軟骨膜和軟骨的營養(yǎng) 在軟骨的外表面包有一層較致密的結(jié)締組織 即軟骨膜 perichondrium 但在關(guān)節(jié)軟骨的表面無軟骨膜 軟骨膜可分為兩層 外層 纖維較致密 血管少 細胞疏散 主要起保護作用 內(nèi)層 纖維較少 血管和細胞較多 主要有營養(yǎng)等作用 含有骨原細胞 軟骨的發(fā)生和生長方式 緊貼軟骨的軟骨膜內(nèi)有能形成成骨細胞或成軟骨細胞的幼稚細胞稱骨祖細胞 一般呈梭形 骨祖細胞可增殖 分化為軟骨細胞 軟骨的生長有兩種并存的方式 外加生長 appositionalgrowth 又稱軟骨膜下生長軟骨膜內(nèi)的骨原細胞不斷地分裂 增殖 分化為軟骨細胞 并不斷產(chǎn)生纖維和基質(zhì) 借此軟骨逐層從表面向外擴大 間質(zhì)生長 interstitialgrowth 又稱軟骨內(nèi)生長深層的軟骨細胞逐漸變大 變圓 并分裂形成同源細胞群 同時不斷產(chǎn)生纖維和基質(zhì) 借此軟骨不斷地在內(nèi)部生長 增大 纖維軟骨 fibrouscartilage 分布 分布在錐間盤 關(guān)節(jié)盂 關(guān)節(jié)盤 恥骨聯(lián)合面之間的連接處和關(guān)節(jié)軟骨上肌腱附著的部分 與其相連續(xù)的致密結(jié)締組織之間沒有明顯界限 結(jié)構(gòu) 細胞間質(zhì)內(nèi)膠原纖維豐富 并成束存在 軟骨細胞位于軟骨陷窩內(nèi) 散在分布于纖維束之間 肉眼觀察此類軟骨呈白色 彈性軟骨 elasticcartilage 分布 分布在耳廓 外耳道 咽鼓管會厭和喉軟骨 結(jié)構(gòu) 其細胞間質(zhì)內(nèi)含有大量的彈性纖維 因而軟骨呈黃色 骨的一般特點 是最堅硬的結(jié)締組織 具有一定的韌性 骨在體內(nèi)作為全身的支架 保護內(nèi)部器官 由骨組織和骨膜等構(gòu)成 二 骨 bone 骨 骨組織 細胞間質(zhì) 骨質(zhì) 有機成分無機成分 細胞 骨原細胞成骨細胞骨細胞破骨細胞 骨膜 骨髓 功能 支持作用 參與機體的鈣磷代謝 骨組織 bonetissue 的結(jié)構(gòu) 由多種細胞和大量鈣化的細胞外基質(zhì)組成 1 細胞外基質(zhì) 又稱骨基質(zhì) bonematrix 由有機成分及無機成分組成 1 有機成分 占骨干重的35 使骨基質(zhì)有韌性 含大量膠原纖維 95 和少量無定形基質(zhì) 5 基質(zhì) 呈凝膠狀 含中性或弱酸性的糖胺多糖 可粘合膠原原纖維 基質(zhì)中還含有骨鈣蛋白 osteocalcin 可參與鈣的運輸和鈣化 和骨磷蛋白 phosphophoryms 可與膠原纖維相結(jié)合 2 無機成分 又稱骨鹽 占骨干重的65 化學(xué)結(jié)構(gòu)為羥基磷灰石結(jié)晶 Ca10 PO4 6 OH 2 骨鹽呈細針狀 長10 20nm 沿膠原原纖維的長軸規(guī)則排列 并與之緊密結(jié)合 有機成分和無機成分使骨基質(zhì)即十分堅硬 又具有一定的韌性 有機成分 膠原纖維 基質(zhì) 中性或弱酸性的糖胺多糖 無機成分 羥磷灰石結(jié)晶 Ca10 PO4 6 OH 2 35 65 說明 成人的骨基質(zhì)是以膠原纖維高度有規(guī)律地成層排列為特征 故又稱骨板 bonelamella 骨鹽沉積在每層的膠原纖維上 再由基質(zhì)粘合而成薄板狀結(jié)構(gòu) 每一層骨板厚約3 7 m 同一層骨板內(nèi)的纖維相互平行 而相鄰骨板內(nèi)的纖維則相互垂直 如同多層木質(zhì)膠合板 膠原纖維 基質(zhì) 鈣鹽 骨細胞 骨板 模式圖 2 骨組織的細胞 骨組織中的細胞有4種 骨原細胞 成骨細胞 骨細胞和破骨細胞 骨原細胞 osteoprogenitorcell 是骨組織的干細胞 位置 位于骨外膜和骨內(nèi)膜近骨質(zhì)處 光鏡下 細胞體 較小 呈梭形 細胞核 橢圓形 細胞質(zhì) 較少 呈弱嗜堿性 功能 當骨組織生長或重建時 它能分裂 分化為成骨細胞 成骨細胞 osteoblast 位置 位于骨組織表面 緊密排列為一層 光鏡下 細胞體 較大 呈矮柱狀或橢圓形 細胞核 圓形 一個 位于細胞游離端 核仁明顯 細胞質(zhì) 強嗜堿性 染為深藍色 電鏡下 表面有細小突起 骨質(zhì)側(cè)的突起可伸入骨基質(zhì)表面的骨小管內(nèi) 與下面的骨細胞突起相連接 含大量粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 發(fā)達的高爾基復(fù)合體 功能 成骨細胞具有分泌骨基質(zhì)有機成分 膠原纖維和基質(zhì) 的功能 這種骨基質(zhì)稱類骨質(zhì) osteoid 成骨細胞還可釋放其細胞質(zhì)內(nèi)的基質(zhì)小泡 小泡內(nèi)的鈣沉著于類骨質(zhì)上而形成骨基質(zhì) 一旦成骨細胞及其突起被埋入骨基質(zhì)內(nèi)即成為骨細胞 骨陷窩和骨小管也同時形成 骨細胞 osteocyte 位置 單一分布于骨板內(nèi)和骨板間 光鏡下 細胞體呈扁平橢圓多突形 居于細胞間質(zhì)中 其所占據(jù)的空間稱骨陷窩 bonelacuna 突起所占據(jù)的空間稱骨小管 bonecanaliculus 各骨陷窩借骨小管彼此相溝通 細胞核 呈卵圓形 染色質(zhì)多 細胞質(zhì) 弱嗜堿性 電鏡下 相鄰骨細胞的突起借縫管連接相互連接 細胞質(zhì)內(nèi)含高爾基復(fù)合體 散在的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和少量的線粒體等 胞體 突起 骨細胞模式圖 骨細胞示意圖 骨細胞胞體 骨細胞突起 骨陷窩 骨小管 骨基質(zhì) 破骨細胞 osteoclast 數(shù)量較少 分布于骨吸收面的凹陷處 光鏡下 細胞體巨大 直徑可達100 m 呈圓形或橢圓形 緊貼骨基質(zhì)的一側(cè)有皺褶緣 ruffledborder 其周圍有一環(huán)形的亮區(qū) 多核 一般可含6 50個細胞核 由多細胞融合而成 細胞質(zhì) 嗜酸性 呈泡沫狀 電鏡下 細胞體 皺褶緣為許多不規(guī)則的微絨毛 細胞質(zhì) 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富 高爾基復(fù)合體發(fā)達 線粒體和溶酶體多 環(huán)形的亮區(qū)含大量的微絲 亮區(qū)與骨基質(zhì)表面緊密相貼 如同一道圍墻 封閉其內(nèi)側(cè) 構(gòu)成溶骨的微環(huán)境 功能 具有很強的重吸收骨能力 成骨細胞形成骨和破骨細胞破壞及重吸收骨是骨組織的發(fā)生和骨生長 發(fā)育必不可少的兩個方面 通過二者的協(xié)同活動完成骨的成型和改建 紋狀緣 破骨細胞 數(shù)量少 骨組織邊緣多核巨細胞皺褶緣亮區(qū)溶骨和吸收功能 骨組織 長骨的結(jié)構(gòu)由骨松質(zhì) 骨密質(zhì) 骨膜 關(guān)節(jié)軟骨等構(gòu)成 骨松質(zhì) spongybone 多分布在長骨的骨骺部和骨干內(nèi)側(cè) 由大量片狀和針狀的骨小梁相互連接而成 組成多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 骨小梁之間的孔內(nèi)充滿了紅骨髓及血管 骨小梁由成層平行排列的骨板和骨細胞所組成 骨密質(zhì) compactbone 多分布在長骨骨干和骨骺表層 骨干處的骨密質(zhì)較厚 由不同排列有序的骨板組成 骨組織 骨膜 DCT 骨髓 充填于骨髓腔中 分紅骨髓與黃骨髓兩種 骨松質(zhì)spongybone 骨密質(zhì)compactbone 骨松質(zhì) 針狀或片狀骨小梁構(gòu)成多孔網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 網(wǎng)眼充滿了紅骨髓 骨密質(zhì) 環(huán)骨板 內(nèi)環(huán)骨板 外環(huán)骨板 穿通管 骨單位 10 20層骨板呈同心圓排列 中央管 間骨板 老一代骨單位殘余的不規(guī)則骨板 骨組織 Osteon circumferentiallamella interstitiallamella Haversiansystem Volkmancanal 骨板排列方式為 環(huán)骨板 環(huán)繞于骨干內(nèi) 外表面 層層排列 又分為 外環(huán)骨板 較厚 10 40層 環(huán)繞 平行排列于骨干表面 外表面與骨膜緊密相接 較整齊 內(nèi)環(huán)骨板 較薄 僅由少數(shù)幾層骨板組成 居于骨干的骨髓腔面 內(nèi)表面襯以骨內(nèi)膜 后者與被覆于骨松質(zhì)表面的骨內(nèi)膜相接續(xù) 不如外環(huán)骨板平整 穿通管 又稱福爾克曼管 Volkmanncanal 是骨膜的血管 神經(jīng)橫向穿行于內(nèi) 外環(huán)骨板形成的管道 它與縱向排列的中央管相通 管中的血管與骨髓血管相通連 骨單位 osteon 又稱哈弗斯系統(tǒng) Haversiansystem 位于內(nèi) 外環(huán)骨板之間 是長骨干結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)單位 形態(tài) 呈長筒形 長0 6 2 5mm 直徑30 70 m 結(jié)構(gòu) 由中央管和哈弗斯骨板組成 中央管 位于骨單位的中央 或稱哈弗斯管 Haversiancanal 內(nèi)有血管 神經(jīng)及少量的結(jié)締組織 哈弗斯骨板 以中央管為中心呈同心圓排列 約10 20層 骨板間的骨陷窩借骨小管相通連 最內(nèi)層的骨小管開口于中央管 由此獲得營養(yǎng) 并供給各層骨細胞 粘合線 cementline 長骨骨干主要是由大量的哈弗斯系統(tǒng)組成 哈弗斯系統(tǒng)的最外層具有粘合線與相鄰骨板相隔 粘合線是一層含骨鹽多 纖維少的骨基質(zhì) 故骨單位的最外層的骨小管并不與相鄰的骨單位的骨小管相通連 間骨板 是填充在骨單位之間的一些半環(huán)形 不規(guī)則骨板 它是上一代未被吸收的骨單位或外環(huán)骨板的殘留部分 其中除骨陷窩及骨小管之外 無其它管道 骨膜 除關(guān)節(jié)面以外 骨的內(nèi) 外表面均被覆一層致密的結(jié)締組織 分別稱骨外膜和骨內(nèi)膜 骨外膜 periosteum 位置 位于長骨外表面 又可分為兩層 外層 較厚 由致密的結(jié)締組織所組成 膠原纖維粗大而密集 細胞少 有的膠原纖維經(jīng)骨外膜的內(nèi)層橫向穿入外環(huán)骨板 稱穿通纖維或沙比纖維 Sharpey sfiber 起固定骨膜和韌帶的作用 內(nèi)層 較薄 結(jié)締組織較疏松 纖維少 細胞多 含有較多的骨祖細胞或成骨細胞 富含的小血管及神經(jīng) 經(jīng)穿通管進入骨密質(zhì) 分支進入骨單位的中央管 骨內(nèi)膜 endosteum 位于骨髓腔面 骨小粱表面 中央管及穿通管內(nèi)表面 該層纖維少 該處的骨祖細胞常排列成一層 頗像單層扁平上皮 骨祖細胞可分化為成骨細胞 細胞間及與骨細胞突起之間也可有縫管連接 骨膜 骨外膜 periosteum 外層 膠原纖維粗大密集 形成穿通纖維內(nèi)層 富含小血管和細胞 骨原細胞 骨內(nèi)膜 endosteum 富含血管神經(jīng) 有骨原細胞