导图社区 软骨和骨
- 99
- 7
- 2
- 举报
软骨和骨
以下是一章关于软骨和骨的学习笔记，知识点包括骨的组成、骨的功能、骨的特征、骨的发生与改建、软骨的构成、软骨的作用等。
编辑于2022-03-13 14:13:58- 骨的组成
- 骨的特征
- 相似推荐
- 大纲
软骨和骨
骨
组成
骨组织osseous tissue
特征:骨的结构主体
构成：骨细胞和骨基质
特征：有大量骨盐沉积，使得骨组织十分坚硬
骨基质bone matrix
骨质：骨组织中钙化的细胞外基质
特征
有机成分
大量胶原纤维90％
特征：粗大、排列规律
构成：Ⅰ型胶原蛋白
少量无定形基质
主要成分：蛋白聚糖及其复合物（凝胶状）
功能：粘合纤维
骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨黏连蛋白和钙结节蛋白
功能：骨的钙化、钙离子的传递平衡、细胞与骨质的黏附方面
无机成分（骨盐bone salt）
占比：占干骨重量的65％
成分：以钙、磷离子为主，也含多种其他元素
存在形式：羟基磷灰石结晶，呈细针状，长10-20nm，沿胶原原纤维长轴沉积并与之紧密结合
类骨质oeteoid
定义：新生骨组织的细胞外基质无骨盐沉积
钙化calcification/矿化mineralization：大量骨盐规律性沉积后，类骨质转变为坚硬的骨质
结构
编织骨转化为板层骨
编织骨woven bone
特征
胶原纤维无规则交织排列
胚胎时期和5岁以内儿童的骨质结构形式（也见于骨折修复期），以后逐渐改建呈版层骨
分布：成年后仅再牙槽骨和耳蜗等极少数部位存在
板层骨lamellar bone
定义：以骨板形式存在的骨质结构
骨板bone lamellar
特征：内由大量平行排列的胶原纤维，同一层骨板间纤维相互平行，相邻骨板的纤维则互相垂直
功能：有效增加骨强度
分类
密质骨：骨板层数多、排列规则，所有骨板紧密结合
分布：长骨骨干、扁骨和短骨表层
松质骨：数层不规则的骨板形成大量针状或片状的骨小梁bone trabecula，搭建成有较大孔隙的立体网状结构
分布：长骨骨骺和骨干内表面、扁骨的板障和短骨中心处
骨组织细胞
骨祖细胞osteoprogenitor cell
特征：软骨组织和骨组织共同的干细胞
分布：软骨膜和骨膜内层
形态：呈梭形，胞体小，胞质少，核小色深
功能：当骨生长、改建或骨折修复时，骨祖细胞活跃，不断增殖分化为成骨细胞和成软骨细胞
来源：来源于间充质细胞，骨膜内层
骨细胞osteocyte
形态:位于骨组织内部地细长突起地细胞
来源：成骨细胞
分布：比较均匀地分散于骨板之间或骨板内
骨陷窝bone lacunae:细胞体所在腔隙
骨小管bone canaliculus:突起所在腔隙
骨细胞的结构和功能与其成熟度有关
在此过程中，胞体进一步变小，呈扁椭圆形，细胞器减少，突起延长
功能
相邻骨细胞的突起以缝隙连接相连，借此可传递信息
骨小管也彼此相通，骨陷窝和骨小管内含少量组织液。骨陷窝-骨小管互相连通，构成了骨组织内部的物质运输通道
具有一定的溶骨作用，参与调节钙、磷平衡
成骨细胞osteoblast
分布：骨组织表面
来源：骨祖细胞
特征
单层排列，矮柱状或不规则形
分泌活动旺盛时嗜碱性腔
E.M：大量粗面内质网和高尔基复合体
功能
分泌产物为骨基质的有效成分，即类骨质
随着分泌的类骨质增多，细胞自身被包埋其中
释放基质小泡matrix vesicle
钙盐结晶释放进入骨质后，以其为基础形成羟基磷灰石结晶
基质小泡
小泡膜上有钙结合蛋白和碱性磷酸酶
小泡直径25~200nm,内含细小钙盐结晶
分泌多种细胞因子，调节骨组织和形成和吸收、促进骨组织钙化
随着分泌活动进行，细胞发出许多细长突起，胞体和细胞核逐渐缩小，渐成扁椭圆形，成骨细胞逐渐转变为骨细胞
成骨功能相对静止时
细胞变扁平，紧贴骨组织表面，称骨被覆细胞bone lining cell
破骨细胞osteolast
特征
可游走的多核巨细胞
直径30-100微米，形态不规则，细胞核6-50个不等
胞质丰富，嗜酸性强，含丰富的溶酶体和线粒体
多个单核细胞融合而成
溶骨活跃时，细胞呈现明显极性
E.M
紧贴骨组织的一侧出现许多长短与粗细不一的突起，构成光镜下的皱褶缘ruffled border
深面的胞质中有许多吞饮泡和吞噬泡，可将溶解内吞额成分进一步降解
环绕于皱褶缘的细胞质略微隆起，构成一圈胞质围堤环绕皱褶缘
胞质围堤的电子密度低，称亮区clear zone,也称封闭区sealing zone
亮区的细胞膜紧贴骨组织，使皱褶缘的对应的骨组织表面凹陷之间封闭成一个密闭腔隙，吸收陷窝absorption lacunae
一个特殊微环境，破骨细胞再此释放多种水解酶和有机酸，溶解骨盐，分解有机成分
分布：散在分布于骨组织表面，数量少
功能：具有强大的溶骨功能
骨组织内，破骨细胞和成骨细胞共同参与骨的生长和改建
若破骨细胞异常，可导致骨的生长发育障碍，如骨硬化症患者的破骨细胞不能很好地形成皱褶缘，骨吸收缺陷导致骨质异常硬化，所谓的”大理石骨“
成骨基本过程：
长骨的结构
密质骨compact bone:
分布：骨干和骨骺的外侧面
特征：骨板结合紧密有序，肉眼下难见明显的孔隙。骨板排列方式
环骨板circumferential lamellae
内环骨板：环绕骨干内表面
特征：内环骨板薄，仅由数层骨板组成，且不如外环骨板平整
外环骨板：环绕骨干外表面
特征：厚，由数层或是多层骨板组成，较整齐地环绕骨干排列
骨单位osten（哈弗斯系统Haver-sian system）
分布：位于内外环骨板之间
功能：长骨中起支持作用的主要结构
特征：数量多，长筒状，可有分支，排列方向与骨干的长轴基本一致
构成：多层同心圆排列的哈弗斯骨板Haversian lamella围绕中央管central canal构成
哈弗斯骨板
哈弗斯骨板4-20层不等，故单位粗细不一
骨板中胶原纤维绕中央管呈螺旋状走行，相邻骨板的纤维方向互成直角
中央管
细长管道
少量疏松结缔组织穿行其中，内有小血管和神经纤维
间骨板interstitial lanellae
分布：位于骨单位之间或骨单位与环骨板之间
特征:大小形态皆不规则骨板聚集体，是骨生长和改建过程中较早期的骨单位和环骨板的残留部分
黏合线cement line
定义：骨盐较多而纤维很少的骨质，在长骨横断面上呈折光较强的轮廓线
有机成分与无机成分的比值不同
骨单位最外层的骨小管在黏合线除折返，一般不与相邻单位的骨小管连通，而骨单位最内层的骨小管均与中央管相通
同一骨单位内的骨细胞接受来自自身中央管的营养供应
穿通管perforating canal(福尔克曼管Volkman canal)
长骨骨干内有横向穿行的管道
在骨表面的开口为滋养孔，与骨的长轴近似垂直的方向走行，横向穿越密质骨中的环骨板，并连接骨单位的中央管
管内含结缔组织、血管、神经、以及骨祖细胞、成骨细胞和破骨细胞等，这些成分也延续到中央管内
松质骨spongy bone
分布：骨干的内侧面和骨骺中部
构成：大量针状或小片状的骨小梁构成，形成肉眼可见的多孔隙网架结构，网眼中充填骨髓
骨小梁也属于板层骨，但仅有数层，排列不甚规则，厚薄也有差异，故骨小梁的大小形状也部完全相同
关节软骨
骨膜
除关节面外，长骨的内、外表面均覆有纤维性结缔组织构成的骨膜，分别称骨内膜和骨外膜，通常所说的骨膜指骨外膜
骨外膜periosteum
致密结缔组织，胶原纤维束粗大，交织成网。
有些纤维束穿入骨质，称穿通纤维perforating fiber
固定骨膜和韧带的作用
内有血管、神经、深面有骨祖细胞
骨内膜endosteum
很薄，衬于骨髓腔面、骨小梁表面、穿通管和中央管内表面
在疏松结缔组织中穿行小血管、神经纤维、还含有骨祖细胞
功能：营养骨组织，并为骨的生长和修复提供干细胞，故临床上可利用骨膜移植治疗骨折和骨缺损
骨髓（第5章）
血管
神经
骨髓
功能
支持、运动和保护
机体的钙、磷贮存库
特征
含大量钙、磷等矿物质
骨的发生与改建
骨的发生
起源于胚胎时期，来源于间充质
膜内成骨intramembranous ossification
定义：间充质分化形成的胚性结缔组织膜内直接成骨
过程
再将要成骨的部位，间充质分化为胚性结缔组织
其中一部分分化为骨祖细胞
进一步分化为成骨细胞，成骨细胞在此生成骨组织
骨化中心ossification center:最先形成骨组织的部位
随着骨化中心逐渐扩大和改造，骨小梁形成并不断增长加粗，数量增多，逐步构成多孔隙网格状的松质骨
以后骨表面部分逐步改建为密质骨，周围结缔组织分化为骨膜
额骨、顶骨、枕骨、颞骨、颌骨、锁骨等
软骨内成骨endochondral ossification
定义：在透明软骨的基础上，将此软骨逐步替换成骨
人的大多数骨：四肢骨、躯干骨和部分颅底骨
软骨雏形形成
再将要成骨的部位间充质细胞聚集、分化为骨祖细胞，继而发育成软骨细胞，最后变为软骨细胞
软骨细胞不断增殖分裂并分泌软骨基质，形成透明软骨
软骨周围间充质分化为软骨膜
软骨雏形cartilage model:外形与将要发生的长骨相似
骨领形成
软骨雏形中段，软骨膜内的骨祖细胞增殖分化为成骨细胞，贴附在软骨组织表面形成薄层原始骨组织
呈领圈状包绕软骨雏形中段，骨领bone collar
骨领形成后，其表面的软骨膜该称骨膜
初级骨化中心与骨髓腔形成
软骨雏形中央的软骨细胞停止分裂，体积增大，软骨细胞逐渐凋亡，周围的软骨基质钙化
骨膜中血管穿越骨领，进入钙化的软骨区，破骨细胞、成骨细胞和间充质细胞也一并进入
破骨细胞溶解吸收退化的软骨组织，形成许多软骨雏形长轴方向一致的隧道
过渡型骨小梁transitional bone trabecula:成骨细胞贴附于软骨基质表面成骨，形成以钙化的软骨基质为中轴、表面包绕新生骨组织的条索状结构
初级骨化中心primary ossification center:出现过渡型骨小梁的部位
同时，软骨雏形两端不断增生，不断被破坏并骨化，过渡型骨小梁也陆续被破骨细胞吸收，使许多初级骨髓腔融合成一个不断增大的骨髓腔
初级骨髓腔：过渡型骨小梁之间的腔隙，
间充质细胞在此分化为网状细胞，形成网状组织。
造血干细胞进入并增殖分化，形成骨髓
次级骨化中心和骨骺形成
次级骨化中心secondary ossification center出现在两端的软骨组织中央，此处将形成骨骺
时间因骨而异，大部分在出生后数月或数年
软骨替换为骨的过程与初级骨化中心的形成相似，但骨化是从中央呈放射状向四周进行的，最终形成以松质骨为主体的骨骺
骨骺的外侧面松质骨被改造为密质骨
关节软骨：骨骺末端表面的薄层透明软骨不被骨化，终身保留
骺板epiphyseal plate/生长板：骨骺与骨干之间保留一定厚度的软骨层，使长骨继续延长
长骨的生长与改建
骨加长
通过骺板的不断生长并替换成骨的方式实现。
与初级骨化中心的形成过程类似，替换过程顺序性更明显
软骨储备区zone of reserve cartilage:软骨细胞小，分散存在，软骨基质呈弱嗜碱性
软骨增生区zone of proliferating cartilage:软骨细胞明显生长，变成椭圆形和圆形，随之分裂增生形成同源细胞群，细胞排列大体上呈纵向分布
软骨成熟区zone of maturing cartilage:软骨细胞增大成熟，同源细胞群之间的软骨基质的宽度变窄，嗜碱性强
软骨钙化区zone of calcifying cartilage:软骨细胞开始退化、凋亡、胞质空化，出现核固缩与核溶解，接近骨髓腔的细胞消失，仅留下空洞状的软骨陷窝，陷窝内有破骨细胞到达。软骨基质钙化明显，嗜碱性强
成骨区zone of ossification
破骨细胞与成骨细胞极为活跃，于光镜下易见到
软骨细胞退化和破骨细胞吸收作用，形成较为宽大的纵向隧道，残留的软骨基质悬挂在钙化区底部
成骨细胞附着于软骨基质表面分泌类骨质，形成不断向骨髓腔延伸的过渡型骨小梁
在骨髓腔侧，过渡型骨小梁又不断被破骨细胞破坏吸收，使骨髓腔内向长骨骨端方面不断拓展，长骨得以加长
连续进行，软骨的增生、退化及成骨在速率上保持平衡
保证了在骨干增长的同时，骺板能保持一定厚度
17-20岁的青少年，骺板的软骨细胞停止分裂
骺软骨逐渐完全被骨组织取代，在长骨骨干和骨骺的骨组织连接融合，形成薄层密质骨
在纵断面上为线性痕迹，称骺线epiphyseal line
骺线骨不能纵向生长
骺板和骺线可通过对关节部位的X光区分，对长骨生长发育进行辅助判断
骨增粗
骨外膜深部的骨祖细胞分化为成骨细胞，在骨干表面添加骨组织，使骨干变粗
骨干内表面，破骨细胞吸收骨小梁，使骨髓腔横向扩大
骨干外表面骨形成略快于骨干内部的骨吸收，使得骨干的密质骨逐渐增厚，骨髓腔也不断扩大
一般30岁左右，骨干不再增粗
骨改建bone remodeling
调控成骨细胞破骨细胞活动，使骨形成特定形态，以便与人生长发育相适应
适应性结构变化，是骨形成与吸收的动态平衡
长骨外形的改建
背景：骨细胞形成过程中逐渐丧失了分泌类骨质的能力，不能进行细胞分裂，骨组织不能从内部生长
骨干的加长从干骺端（骺板成骨区）的生长与改建中实现
长骨的骨骺和干骺端呈圆锥形，比骨干明显粗大，故在长骨加长的同时，干骺端必须通过改建使直径由大变小
干骺端外侧以骨吸收为主，内侧面以骨形成为主，是干骺端近骨干的一侧逐渐变细，粗细与骨干中段一致
新增骨干的两端又形成新的干骺端，如此持续不断进行改建，知道骺板停止生长，长骨不再加长
长骨内部的改建
密质骨和松质骨都会随着骨的生长发育而不断改建
骨领最初为松质骨，随着骨小梁逐渐增粗，小梁见的网孔缩小而变致密，密质骨开始形成
骨单位的形成过程
破骨细胞分解吸收陈旧的骨组织，形成许多纵向隧道
骨内膜连同血管和骨祖细胞等进入隧道
骨祖细胞分化为成骨细胞，后者贴隧道壁成骨，逐层形成同心圆排列的哈弗斯骨板，原先的管道缩小成为中央管
随着骨单位的增多，骨干密质骨不断增厚
骨吸收和骨形成的协调活动，导致旧的骨单位陆续被新的骨单位替代，原有的骨单位和外环骨板被破坏后的参与部分则成了间骨板
由于改建的进度差异，骨单位的直径和骨板层数并不相同，骨单位也不总是圆柱状，可有分支和相互吻合
形成复杂的整体构型，以顺应该长骨的应力需要
影响骨生长发育的因素
营养与维生素
维生素D促进小肠对钙、磷的吸收，提高血钙和血磷水平，有利于类骨质的矿化
儿童期缺维生素D或饮食中缺钙——佝偻病
成年人——骨软化症
维生素A协调成骨细胞和破骨细胞的活动，影响骨的生长速度和骨的塑形
严重缺乏——骨的重吸收和改建跟不上骨的形成，引起骨的畸形发育，也可影响骺板软骨细胞的发育，导致长骨生长迟缓
维生素C影响骨祖细胞的分裂增殖，成骨细胞合成胶原纤维与基质
严重缺乏可导致骨干密质骨变薄变脆，骨折后愈合缓慢
激素
生长激素与甲状腺激素：促进骺板软骨细胞的生长、成熟和退化，促进软骨替换为骨
生长发育期过少——侏儒症
生长发育期过多——巨人症
成人过多——指端肥大症
甲状旁腺激素：激活骨细胞和破骨细胞的溶骨作用，释放骨钙入血，使血钙升高
降钙素：抑制骨盐溶解，刺激骨祖细胞分化为成骨细胞，增强成骨活动，使血钙入骨
性激素：促进成骨细胞的活动，有利于骨的生长和成熟
雌激素不足导致成骨细胞活跃度降低、破骨细胞活动相对增强，故可导致骨钙流失，形成骨质疏松
糖皮质激素：抑制小肠对钙的吸收和肾小管对钙的重吸收，对骨的生长发育也有影响
细胞因子：多种细胞因子以各种方式影响骨的发生、生长与改建
应力作用：影响骨形成和吸收的动态平衡
高应力条件下，以骨形成为主
低应力条件下，以骨吸收为主，长期低应力可造成骨质疏松，如长期卧床可造成骨钙流失
关节
动关节： 滑膜关节（分布广泛，活动度大）
关节软骨articular cartilage
被覆于骨端关节表面的薄层透明软骨，具有一定的弹性，表面光滑，有利于关机运动
特征
同源细胞群呈单行纵向排列，方向与表面垂直
软骨深部与骨组织相连，此处的软骨基质钙化
基质中的胶原原纤维呈拱形走向，即有加固作用，也为软骨提供较大的应力支持，使关节软骨具有较大的抗压性和一定的弹性
关节囊articular capsule
封闭关节腔的纤维性结缔组织，与骨外膜连续，可维持关节稳定
滑膜synovial membrane: 内层较疏松，内表面光滑，可向关节腔内突出形成滑膜皱襞或绒毛
滑膜细胞synovial cell:滑膜内层常被覆1-4层扁平或立方的上皮样结缔组织细胞
E.M
似巨噬细胞，含较多溶酶体，有吞噬能力
似纤维细胞，含粗面内质网较多，可分泌透明质酸和黏蛋白
关节腔articular cavity
滑液synovial fluid:关节囊所封闭的腔，关节腔内含少量透明的粘性液体
滑液以水为主，含透明质酸、黏蛋白、电解质等，具有润滑关节面和营养关节软骨的作用
不动关节
软骨cartilage
构成
软骨组织catilage tissue
构成
软骨细胞chondrocyte
软骨陷窝cartilage lacnae:在软骨基质中，软骨细胞所在腔隙
软骨细胞的大小，形状和分布在软骨内呈一定规律，反映了软骨从幼稚到成熟的发育过程
周边的软骨细胞幼稚，胞体小，扁圆形，长轴与软骨表面平行，单个分布
越靠近软骨中部，其细胞越成熟，体积越大，有扁圆形逐渐变成椭圆形和圆形
同源细胞群isogenous group:细胞增生分裂成相对集中的细胞群体（一般为2-8个），皆由同一个幼稚软骨细胞增殖形成
特征
成熟软骨细胞胞质弱嗜碱性
有丰富的RER和高尔基复合体
表明软骨细胞具有产生软骨基质的强大能力
功能：产生纤维和基质
软骨基质cartilage matrix
定义：软骨组织的细胞外基质
构成
无定形基质
主要成分
蛋白聚糖
作用
与疏松结缔组织中的类似，也构成分子筛结构，故使其具有较好的可渗透性
尽管软骨组织内无血管和淋巴管，处于软骨组织深部的软骨细胞依然可以借助渗透方式与周围组织进行物质交换
软骨中的蛋白聚糖含量远高于一般结缔组织，使软骨基质形成较为坚固的凝胶
构成：蛋白质，酸性糖胺多糖
水（75％）
软骨囊cartilage capsule:氨基聚糖在基质中分布不均匀，紧靠软骨陷窝的部位硫酸软骨素较多，故此处嗜碱性较强，于HE染色切片中，形似囊状包围软骨细胞
包埋其中的纤维：使软骨具有韧性或弹性，具体情况取决于纤维的类型和含量
特征：呈凝胶状，无血管
包裹它的软骨膜perichondrium
定义:除关节软骨外，软骨表面被覆薄层致密结缔组织
作用：软骨膜内有血管、淋巴管、神经，可为软骨组织提供营养和保护作用。参与软骨的生长和修复。
特点:软骨膜内层较疏松，存在由间充质干细胞分化而来的骨祖细胞，可进一步分化成成软骨细胞chondroblast。富含血管、神经。
成软骨细胞狭长，仅含核处略厚，开始具备初步分泌能力，一旦被分泌的软骨基质包围，即成为软骨细胞
作用
胚胎早期的主要支架，随着胎儿发展逐渐被骨取代，取代过程移植延续到出生后一段时期
类型
透明软骨hyaline cartilage
特征：新鲜时半透明
基质中含水分较多的是透明软骨呈半透明的原因之一
分布：分布广泛，包括肋软骨、关节软骨、呼吸道软骨等
纤维成分
主要是由Ⅱ型胶原蛋白组成的胶原原纤维，纤维交织排列成三维网状格（关节软骨中的纤维走向特殊性）
纤维极细，直径仅10-20nm，且折光率与基质接近，光镜下不能分辨
弹性软骨elastic cartilage
分布：耳廓、咽喉及会厌等处
特征
新鲜时呈黄色
组织结构与透明软骨相似，但纤维成分为大量交织排列的弹性纤维，故有很好的弹性
由于弹性纤维丰富，使基质呈现一定程度的嗜酸性，仅软骨囊嗜碱性明显，因而在光镜下呈现红蓝相间的着色特点
纤维软骨fibrous cartilage
分布：椎间盘、关节盘和耻骨联合等处
特征
呈不透明的乳白色
大量粗大的胶原纤维平行或交叉排列，故有很强的韧性
软骨细胞较小而少，散在、成对或单行排列于纤维束之间，无定形基质少，呈弱嗜碱性
软骨的发生与生长
来源：胚胎时期间充质
发生的基本过程
再将要形成软骨的部位，间充质细胞聚集增生，分化为骨祖细胞
后者再分化为成软骨细胞，继而进一步分化为软骨细胞
软骨周边的间充质则分化为软骨膜
出生后，软骨的生长方式包括
附加性生长，又称软骨膜下生长。由软骨膜深部的骨祖细胞增殖分化为成软骨细胞、后者再分化为软骨细胞添加再软骨组织表面，使软骨逐渐增厚
间质性生长（软骨内生长），通过已有的骨细胞生长增殖，产生更多的软骨细胞和软骨基质，使骨从内部膨胀式生长
概论
人体的支架结构
来源于胚胎时期的间充质
高度特化固态结缔组织
思考题
老年人为什么容易骨折？小儿的骨为什么易弯曲变形？
人体主要的造血组织分布何处？
骨是如何增粗和增长的？为什么成年人身高不再增长？
为什么说骨是钙的贮存仓库？
骨折是如何愈合的？
骨质疏松症
原因
骨吸收和骨形成的速率称为骨转换率
骨转换率异常可影响骨组织性能，特别是骨组织的矿盐含量
成年以后，随着年龄的增加，骨代谢转换率逐年下降，骨密度逐年降低
当丢失到一定程度，骨微细结构发生变化，无法维持正常形态，发生骨小梁变窄、变细、弯曲、错位甚至断裂
有些被全部吸收形成空洞，骨小梁数目减少，骨强度降低，脆性增加，直至发生自发性压缩性骨折或横断性骨折——则为骨质疏松症
当骨质疏松发生时，其骨组织组成并没有改变，但骨量明显改变，导致骨组织外部形态、结构及功能发生了变化