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软骨和骨,详细的总结了软骨的构成,起源。根据所含纤维的不同,骨,骨的发生,生长和再生。关节软骨单位。
编辑于2023-02-10 10:18:07 福建省软骨和骨
软骨
构成
软骨组织
软骨细胞
软骨基质
软骨膜
软骨较硬,略有弹性
软骨组织内无血管,淋巴管和神经
起源
胚胎期的间充质
从人胚发育第⑤周开始
软骨形成中心
间充质细胞密集成团
中央的间充质细胞分化为成软骨细胞
后者分泌基质和纤维
周围的间充质分化成软骨膜
软骨细胞
成软骨细胞被完全被基质围绕
继续生长
间质生长(软骨内生长)
软骨细胞分裂增殖
产生基质和纤维
从内部增大
年幼软骨
外加生长(软骨膜下生长)
软骨膜内层骨祖细胞
成软骨细胞
软骨细胞
基质和纤维
由表面向外扩大
发育中和成熟分软骨
再生能力弱
根据所含纤维的不同
透明软骨
分布较广
成体的肋软骨
关节软骨
呼吸管道壁的软骨
胚胎早期暂时骨架
新鲜时透明软骨呈乳白色,稍带淡蓝色,半透明状,略带具弹性和韧性
承受压力,耐受摩擦
营养
软骨周围血管
分类
软骨组织(软骨单位)
软骨基质
无定形基质
蛋白聚糖聚合体
聚透明质酸
聚集蛋白聚糖(200~300个通过连接蛋白)
结合于核心蛋白
硫酸软骨素
硫酸角质素
糖蛋白
软骨粘连蛋白
锚蛋白Cll
对软骨细胞粘附在软骨基质起重要作用
软骨陷窝
细胞周基质
软骨囊
薄层软骨基质
嗜碱性强,染色深
与大量水,与胶原原纤维结合,形成坚固的凝胶状
胶原原纤维
ll型胶原蛋白
占软骨干重40%
直径10~20nm,周期性横纹不明显,交汇形成三维网络,维持软骨的机械稳定性
含有少量其他胶原蛋白(VI、IX、X、XI型胶原)
富含水分,通透性强
嗜碱性
软骨细胞
充满于软骨陷窝
每个细胞有各自的软骨陷窝和软骨囊
胞核染色浅,核仁(有1个或几个),胞质弱碱性
表面有很多突起和皱褶,扩大了表面积
丰富的粗面內质网
发达的高尔基复合体
线粒体较少
糖原和脂滴较多
通过糖酵解的方式获得能量
周边
细胞较小,扁圆形,单个分布(幼稚)
深处
大,椭圆形或圆,核圆形或卵圆形,常成群分布(2~8个细胞)成熟
同源细胞群
软骨膜
薄层致密结缔组织
外层
胶原纤维(保护)
内层
细胞多(成软骨细胞)
关节软骨
关节面上薄层透明软骨,无软骨膜,附有滑液
具有弹性
年龄增加,退形性改变
关节炎
Ⅱ型胶原,蛋白聚糖和水减少,基质金属蛋白酶增加,关节软骨的损伤和缺陷从浅入深进展,最后软骨下骨暴露,形成新关节面
厚2~5mm
表面区(切线区)
与表面平行的ll型胶原原纤维
软骨细胞少而小,扁平形,单个分布
移行区
软骨细胞大,圆形,散在分布,胶原原纤维多斜行伸向表面
辐射区
短柱状排列,与软骨表面垂垂直,与骨的长轴垂直
潮标
观察软骨生长,创伤修复,年龄化变化重要标志
矿化区
软骨基质矿化,软骨细胞呈退化现象
关节软骨基质内的胶原原纤维呈拱形排列,有加固软骨组织作用
软骨下骨
弹性软骨
分布
耳廓
外耳道
咽鼓管
会厌
特点
软骨基质中含有大量交织成网的弹性纤维
胶原纤维较少
新鲜时不透明的黄色,较强的弹性
提供柔韧的结构支撑
不可钙化
纤维软骨
分布
椎间盘
关节盘
耻骨联合
某些肌腱和韧带
特点
新鲜呈乳白色
结构介于规则致密结缔组织和透明软骨间,一般无软骨膜
平行或交织排列的胶原纤维束
l型胶原蛋白
含义不等量的ll型胶原蛋白
软骨细胞成行排列分布于纤维束中
无定形基质很少
以多功能蛋白聚糖为主
伸展性,对抗压力和摩擦
可钙化(骨折修复)
骨
构成
骨组织( 最坚硬的组织)
细胞
骨形成细胞
分化
骨祖细胞
间充质干细胞,位于骨组织表面
细胞小,呈梭形,胞质弱嗜碱性,仅含有少量核糖体和线粒体
胞核染色淡,椭圆形或扁平形
骨组织生长和改建和生长或骨折愈合时,骨祖细胞在骨形态发生蛋白等因子刺激下活跃分裂,并分化为成骨细胞和成软骨细胞
成骨细胞
骨组织表面,常排成一层
胞体较大,立方形或矮柱状
有许多细小突起,可与邻近的成骨细胞或骨细胞的突起形成缝隙连接,以协调众多细胞功能活动
胞核位于远离骨组织一端,大而圆,染色浅淡,核仁明显
胞质呈嗜碱性,碱性磷酸酶强阳性
粗面内质网
游离核糖体
高尔基复合体
类骨质
合成和分泌胶原纤维和有机基质,形成未矿化的细胞外基质
基质小泡
成骨细胞以细胞膜出芽方式向类骨质中释放一些膜包小泡
直径为50~200nm,膜上有钙结合蛋白,碱性磷酸酶,焦磷酸酶和ATP酶,并含有酸性磷脂,小泡内含钙,小的钙盐结晶
促进类骨质矿化
基质小泡膜的钙离子运送到基质小泡内,而碱性磷酸酶和焦磷酸酶使基质小泡內磷酸根,钙离子和磷酸根结合形成无定形磷酸钙,再进一步转变羟基磷灰石结晶
基质小泡破裂,将结晶释放到类骨质中,成为羟基磷灰石结晶的晶核,使骨盐沉淀范围扩大融合
分泌生长因子和细胞因子,调节骨组织的生长,吸收和代谢
骨形态发生蛋白
成纤维生长因子
胰岛素样生长因子
破骨细胞刺激因子
当成骨细胞被类骨质包埋后,便成为骨细胞
骨细胞
数量最多,一种多突起
单个分散于骨板之间或骨板之间
胞体位于骨陷窝中,突起位于骨陷窝发出的细管骨小管
未成熟的骨细胞位于类骨质中,其形态结构与成骨细胞相似,也具有产生类骨质的能力
成熟的骨细胞较小,呈扁椭圆形,有许多细长突起,胞质弱碱性或嗜酸性,细胞器相对较少
缝隙连接
骨陷窝和骨小管内含组织液可营养骨细胞并带走代谢产物
成骨和溶骨作用
骨细胞及其突起总面积很大,与骨基质相接触,对骨陷窝组织液中钙与血钙的交换及维持血钙恒定有一定作用
骨被覆细胞
扁平上皮样细胞,在静止骨(不出现基质沉积和吸收的骨表面)上形成连续的一层
胞质细胞器较少,细胞突起,缝隙连接
吸引破骨细胞贴附于骨表面,从而参与正常成骨和破骨过程
分隔骨细胞周液和骨髓腔内组织液作用,维持骨细胞周围钙离子浓度
胞质泡沫状,多为嗜酸性
明显的极性
皱褶缘
破骨细胞
数量较少
位于吸收凹或豪希普陷窝
骨组织表面被吸收形成的小凹陷
来源
骨髓
单个核粒细胞单核细胞系造血祖细胞
单核细胞集落刺激因子
肿瘤坏死因子
白细胞介素
多核巨细胞,直径30~100um,含2~100个细胞核
胞质呈泡沫状,多为嗜酸性
远离骨组织的一侧胞质
粗面内质网
高尔基复合体
线粒体
功能活跃时具有明显极性
皱褶缘
浅色带
大量不规则形并分支吻合的指状胞质突起
细胞膜上有酸性磷酸酶和ATP酶
亮区
皱褶缘周围的环形胞质区稍隆起,含有许多微丝,而缺乏其他细胞器,故电子密度低
细胞膜平整,含有细胞一细胞外基质黏附分子
整合素
有利于亮区与骨基质紧密贴附
皱褶缘基部胞质含
吞饮泡
溶酶体
含抗酒石酸酸性磷酸酶
初级溶酶体
次级溶酶体
离开骨组织表面后,皱褶和亮区均消失
溶解和吸收骨基质的作用
形成环形围堤,使其所包围的皱褶缘区成为封闭的溶骨微环境
破骨细胞向此区释放
有机酸
柠檬酸
乳酸
骨盐溶解
蛋白酶
组织蛋白酶
基质金属酶
丨型胶原蛋白和其他基质蛋白降解
氧自由基增强其溶骨作用
细胞外基质(骨基质)
有机质
大量胶原纤维
I型胶原蛋白
胶原蛋白分子内有强大的共价键横向交联,分子间的空隙较大,有利于骨盐沉淀
少量无定形基质
凝胶状
主要含有大分子蛋白聚糖和多种糖蛋白
骨钙蛋白
骨形成的一种标志
与骨盐亲和力结合
参与骨的矿化
调节骨的吸收
蛋白聚糖
黏着胶原原纤维
其他几种糖蛋白主要与l型胶原蛋白和骨盐的粘合有关,有调节骨的矿化
骨粘连蛋白
骨桥蛋白
骨涎蛋白
钙结合蛋白D9k
生长因子
骨形态发生蛋白
无机质
骨盐
骨组织干重65%(钙磷镁)
主要以羟基磷灰石结晶
呈细针状,长10~20nm,沿胶原原纤维长轴规律排列
骨陷窝
骨小管(骨陷窝发起许多突起)
包含骨细胞的突起
初级骨组织(编织骨)
胶原纤维粗大,排列较乱
骨盐含量低,骨细胞较多
分布
牙床
靠近颅缝处
骨迷路
腱
韧带
次级骨组织(板层骨)
骨板
胶原纤维较细,有规则地成层排列,且与骨盐晶体和基质结合
同一层骨板内的纤维相互平行,相邻两层的骨板的纤维相互垂直,在HE染色的骨切片呈不同折光的红色
胶原纤维束可分支,常从一层伸至其相邻的一层
骨膜
骨髓
长骨
密质骨
分布于长骨的骨干和骨骺的外侧面
骨板紧密结合,结构致密
骨板的排列方式
环骨板
外环骨板
较厚,数层到十多层,绕骨干平行排列,较平整
内环骨板
较薄
穿通管
横向穿透外环骨板和内环骨板
与中央管相通
他们都是小血管和神经的通道,并含组织液
最浅层陷窝发出的骨小管,伸向表面,终止于骨和骨膜交界处,末端开放
骨单位(哈弗斯系统)
数量最多,位于内外环骨板之间
呈圆筒状
周围为4~20层同心圆排列的骨单位骨板(哈弗斯骨板)
其内胶原纤维呈螺旋走行,相邻两层骨板的胶原纤维相互交叉
与骨干长轴平行,可分支平行
中轴为纵行的中央管
骨小管相互联通,最内层的骨小管开口于中央管
黏合线
骨单位表面有一层粘合质,是含骨盐较多而胶原纤维很少的骨基质,在横断面折光较强的轮廓线
最外层的骨小管在黏合线以内返折,一般不与相邻的骨小管相邻
间骨板
原有骨单位和外内环板被吸收后的残留成分
骨单位之间或骨单位与环骨板之间
呈现扇形或不规则形,其中无血管通道
仅有一些小的管道含有血管和神级等
松质骨
位于骨骺和骨干内侧面
骨小梁
针状或片状
相互连接形成多孔隙网状结构
网孔(骨髓腔)
里面充满红骨髓
由几层平行排列的骨板和骨细胞构成
板层骨
表面骨板骨小管开口骨髓腔从中获得营养并排出代谢产物
骨膜
骨外膜
除关节面以外,骨的外表面
外层胶原纤维粗大密集,有些纤维穿入外环骨板,称为穿透纤维
骨外膜固定于骨
内层结构输送,纤维少,含骨祖细胞和小血管和神经
骨内膜
骨髓腔面,穿透管和中央管的内表面,骨小梁表面
骨内膜较薄,纤维细而少,主要由一层扁皮的骨被覆细胞
保护和营养骨组织,并为骨的生命或修复提供新的成骨细胞
关节软骨
骨髓
血管
神经
含血管
作用
支持软组织
构成关节参与身体运动
保护某些重要器官
与钙磷代谢有密切关系
99%钙
85%磷
骨的发生,生长和再生
骨的发生
膜内成骨
间充质分化成胚胎性结缔组织膜内成骨的过程
顶骨,额骨,下颌骨和锁骨
间充质细胞增殖,密集成膜状
间充质
骨祖细胞
成骨细胞
骨化中心
初级骨小梁
初级松质骨
其外骨间质分化为骨膜
进一步生长和改建
顶骨的内外表面形成密质骨,即内板和外板,其间由松质骨构成板障
顶骨外表面以成骨为主,使顶骨不断成长,内表面以骨的吸收,使顶骨的曲度逐渐变小,从而使颅腔增大
软骨内成骨
间充质分化为软骨,软骨逐渐被骨组织取代
四肢骨,躯干骨和部分颅底骨
软骨雉形
骨祖细胞分化为软骨细胞,分泌软骨基质,周围间充质分化为软骨膜,形成透明软骨
骨领形成
软骨雏形中段周围部,血管长入软骨膜,软骨膜内层的骨祖细胞增殖分化为成骨细胞,以膜内成骨的方式在软骨表面形成薄层松质骨,犹如领圈包绕软骨雏形中段
软骨膜改称骨外膜
初级骨化中心和骨髓腔
软骨雏形中央的软骨细胞肥大并分泌碱性磷酸酶,使软骨基质钙化,软骨细胞退化死亡
骨外膜的血管连同间充质及破骨细胞,骨祖细胞形成骨膜芽,穿过骨领,进入退化的软骨区
破骨细胞溶解吸收钙化的软骨基质,形成许多不规则的隧道,称为初级骨髓腔
骨祖细胞分化而来的成骨细胞粘附于残留的钙化软骨基质表面生成骨组织,形成以钙化软骨基质为中轴,表面附骨组织的过渡性骨小梁
初级骨化中心
过渡性骨小梁被细胞溶解吸收,与初级骨髓腔融合形成较大骨髓腔
次级骨化中心的出现与骨骺的形成
次级软骨中心出现在长骨两段软骨中央
骨化从中心向四周辐射,最终大部分软骨被松质骨取代,骨干两端变骨骺
骨骺通过改建,内部变为松质骨,表面变为薄层密质骨,关节面保留薄层透明软骨
骨骺与骨干之间还留一层软骨叫骺板
骨的生长和改建
骨细胞不具有分裂增殖能力
外加生长
依靠成骨细胞向骨组织表面添加新骨
骨改建
局部陈旧骨吸收及代之新骨的过程
发育期,适应机体的发育和内部结构
成年期,防止骨老化,增加骨密度,预防骨组织微损伤的累积
长骨的加长
骺板是长骨继续加长的基础
胎儿长骨纵切面
软骨贮备区
软骨细胞较小,分散存在,软骨基质弱嗜碱性
软骨增生区
软骨细胞快速分裂,形成的同源细胞群纵向排列成软骨细胞柱
软骨成熟区
软骨细胞肥大,细胞柱之间分软骨基质变薄
软骨钙化区
软骨细胞变成空泡状,胞核固缩,最后凋亡,软骨基质钙化呈强嗜碱性
成骨区
成骨细胞在钙化的软骨基质表面成骨,形成过渡性骨小梁,骨小梁之间为初级骨髓腔
骺线
一条骨化的骺板痕迹
加粗
骨领是基础
骨外膜内层骨祖细胞不断分化为成骨细胞,相骨领表面添加新的骨小梁,使骨领逐渐增厚,骨领内部的骨小梁又逐渐被破骨细胞分解吸收,使骨组织保持适当厚度
长骨外形的改建
骨骺和干骺端呈圆锥形
干骺端破骨细胞骨吸收,骨内膜面成骨活跃,使干骺端一侧变细
骨干密质骨的改建
由骨领改建而成
骨单位开始形成,被破骨细胞分解吸收陈旧骨组织,形成一条管道,血管及骨祖细胞等随之进入管内,骨祖细胞分化为成骨细胞,贴附于管道的表面,从外向内形成同心圆排列骨单位骨板,原先管道缩小,成为中央管。以后旧的被分解吸收,新的形成,旧骨单位残余部分为间骨板
骨外膜和骨内膜的成骨细胞形成环骨板
骨折愈合
骨折形成血肿,靠近断端骨基质破坏,骨细胞死亡
中心粒细胞和巨噬细胞浸润,清除组织碎片,吸收水肿
血小板源性生长因子和巨噬细胞分泌一些细胞因子,成纤维细胞和血管增生,形成肉芽组织
肉芽细胞变成较密纤维性结缔组织,并有软骨形成
骨外膜和骨内膜的骨祖细胞分化为成骨细胞,在断端附近的骨面和其间的软骨表面以膜内成骨方式形成骨小梁
血管,成骨细胞和破骨细胞侵入软骨,以软骨内成骨的方式,将软骨吸收,形成骨小梁
形成骨痂
影响骨生长发育
营养与维生素
维生素D
类骨质的矿化
维生素A
协调骨细胞和破骨细胞活动
维生素C
成骨细胞合成胶原纤维和基质有关
激素
生长激素和甲状腺激素促进骺板软骨的生长和成熟
甲状腺激素可激活骨细胞和破骨细胞的溶骨作用
降钙素可以抑制骨盐的溶解,并刺激骨祖细胞分化成成骨细胞
雌雄激素能增强成骨细胞的活动
生物活性物质
应力作用
应力骨形成为主
低应力骨吸收为主
细胞外基质呈固态
关节软骨单位
软骨单位
细胞周基质PCM
透射电镜下,半透亮环形带,含不成束细丝和电子密度高的蛋白聚糖颗粒,细丝在PCM周边部密集交织成网
细丝VI型胶原阳性
VI胶原蛋白特征型成分
阿尔法123多肽链螺旋结构
与蛋白聚糖链接,与整合素受体结合,将软骨细胞锚定在软骨基质
IX胶原多II胶原少
含大量串珠蛋白聚糖
还含
双链蛋白聚糖,饰胶蛋白聚糖
纤维粘连蛋白,层粘连蛋白
催化蛋白
弹性模量各区没有差异,每区各向同性
通透性低,缓冲外力引起ECM渗透压力和液流变化
软骨基质
关节软骨表面区软骨单位稀少,呈现扁盘状,PCM多包裹1个软骨细胞
移行区辐射区软骨单位较多,呈球状或长柱状,PCM略厚,常包含2~4软骨细胞
功能
保护软骨细胞
为软骨细胞提供代谢微环境
降低软骨细胞的氧化应激和细胞活性氧的形成
调节软骨细胞表型抑制软骨细胞肥大和去分化
传导力学信号