软骨与骨

大学医学学习笔记分享！这份思维导图总结了组胚骨与软骨的主要知识点与考点，内容包括软骨、骨、骨的发生、影响因素、关节这几个方面，欢迎大家交流指正。

软骨与骨

• 软骨
  • 结构
    • 软骨组织
      • 细胞间质
        • 基质
          • 蛋白多糖和蛋白——软骨黏连蛋白
        • 纤维
          • 胶原纤维
          • 弹性纤维
      • 软骨细胞
        • 位于软骨陷窝内，分泌基质和纤维
        • 同源细胞群
        • 软骨陷窝周围的基质含有较多的氨基聚糖，强嗜碱性，称为软骨囊
        • 代谢能力很弱
        • 周边，幼稚，胞体小，扁圆性，长轴与软骨表面平行，单个分布， 中央，成熟，体积大，椭圆形或圆形，细胞增生分裂成相对集中的细胞群体，由一个幼稚软骨细胞增殖形成，称同源细胞群
    • 软骨膜
      • 致密结缔组织
      • 外层纤维多，血管和细胞少，起保护作用
      • 内层纤维少，血管和细胞多，含骨原细胞，在软骨的生长和修复中起重要作用
      • 关节软骨表面无软骨膜
      • 骨祖细胞
        • 可进一步分为成软骨细胞
        • 成软骨细胞狭长,仅含核处略厚，开始具备初步的分泌能力，一旦被分泌的软骨基质包围，即成为软骨细胞
    • 无血管，无神经，无淋巴管，由软骨膜和关节滑液获得营养
  • 软骨间质中纤维成分的不同分类
    • 透明软骨
      • II型胶原蛋白
        • 分布
          • 胚胎早期
            • 暂时骨架
          • 成体
            • 鼻，喉，气管的软骨，肋软骨，关节软骨，长骨的骺板
        • 新鲜时淡蓝色半透明，较易折断
        • 功能
          • 合成和分泌基质，纤维
        • 纤维极细，直径10-20nm，且折光率与基质接近故光镜下不能分辨
    • 弹性软骨
      • II型胶原蛋白
        • 分布
          • 耳窝，会厌，咽鼓管等处
        • 新鲜时黄色
        • 功能
          • 弹性较强
        • 结构与透明软骨相似，但含大量弹性纤维
    • 纤维软骨
      • I型胶原蛋白
        • 分布
          • 椎间盘，趾骨联合及关节盘
        • 新鲜时乳白色
        • 功能
          • 伸展性较大，可对抗压力和摩擦
        • 结构
          • 基质很少，间质内含大量胶原纤维束，细胞少，散在或成行分布于纤维束间
  • 生长方式
    • 来源于间充质
    • 附加性生长
      • 软骨膜下生长
        • 软骨膜深部的骨原细胞增殖分化为成软骨细胞，后者再分化为软骨细胞添加在软骨组织表面，使软骨逐渐增厚
    • 间质性生长
      • 软骨内生长
        • 通过已有的软骨细胞生长增殖，产生更多的软骨细胞和软骨基质，使细胞从内部膨胀式生长
  • 功能
    • 承受机械力而不会永久变形
    • 支撑柔软组织，如鼻，耳，气管
    • 缓冲震荡，利于骨骼运动
    • 对骨的生长和发育是必不可少的
• 骨
  • 骨组织
    • 骨基质
      • 骨组织中钙化的细胞间质
      • 组成
        • 有机成分(类骨质)35%
          • I型胶原蛋白构成的胶原纤维：95%
          • 无定形基质：5%
        • 无机成分(骨盐)干骨重量65%
          • 羟基磷灰石结晶
      • 骨基质以骨板的形式存在，相邻骨板间的胶原纤维走向垂直
      • 编织骨
        • 胶原纤维无规则交织排列
        • 胚胎时期，5岁以内儿童的骨质结构形式（也见于骨折修复期），成年后牙槽骨，耳蜗等极少数部位存在
      • 板层骨
        • 以 骨板形式存在的骨质结构
        • 骨板(bone lamella)内有大量平行排列的胶原纤维，同一层骨板内的纤 维相互平行，相邻骨板的纤维则相互垂直
      • 类骨质
        • 新生骨组织的细胞外基质无骨盐沉积
        • 大量骨盐规律性沉积后,类骨质转变为坚硬的骨质,该过程称钙化(calcification)或矿化(mineralization)
    • 细胞
      • 骨原细胞
        • 位置
          • 软骨膜和骨膜内
        • 形态结构
          • 细胞小，梭形，核椭圆，小染色深，胞质弱嗜碱性
        • 功能
          • 干细胞，可分裂分化为成骨细胞
      • 成骨细胞
        • 位置
          • 骨组织表面
        • 形态结构
          • lm
            • 骨组织表面排列成一层，细胞呈矮柱状或不规则形，有凸起，呈嗜碱性
          • em
            • rER和高尔基复合体丰富，有基质小泡，单位膜包被，直径25-200nm，内含细小钙盐结晶，小泡膜上有钙结合蛋白和碱性磷酸酶
        • 功能
          • 分泌骨胶纤维和基质，形成类骨质，释放基质小泡，钙化类骨质
        • 相对静止时
          • 细胞变扁平，紧贴骨组织表面，称骨被覆细胞
      • 骨细胞
        • 成骨细胞转变而来，单个位于骨板内或骨板间，细胞体位于骨陷窝内，突起位于骨小管内
        • 具有一定的溶骨能力
        • 细胞呈扁椭圆形，有许多细长突起，相邻细胞突起间有缝隙连接
      • 破骨细胞
        • lm
          • 细胞大，多核，靠骨基质可见皱褶缘，嗜酸性，直径30-100μm
        • em
          • 含大量溶酶体和吞饮泡，皱褶缘为发达的微绒毛，亮区（也称封闭区）为皱褶缘周围的环形胞质区，无细胞器
        • 功能
          • 溶解和吸收骨质，参与骨组织的重建和维持血钙平衡
          • 亮区的细胞膜紧贴骨组织，使皱褶缘和骨组织表面凹陷之间形成一个密闭的腔隙，称吸收陷窝，破骨细胞在此释放多种水解酶和有机酸，溶解骨盐，分解有机成分
          • 皱褶缘深面的胞质中有许多吞饮泡和吞噬泡， 可将溶解内吞的成分进一步降解
        • 位置
          • 散在分布于骨组织表面
  • 长骨的结构
    • 骨松质
      • 位置
        • 骨干的内侧面和骨器中部
      • 结构特点
        • 大量针状或片状骨小梁相互连接而成的多空隙网架，网眼中充填骨髓
        • 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不完全相同
    • 骨密质
      • 位置
        • 骨干和骨骺的外侧面
      • 由规则排列的骨板构成，包括环骨板，骨单位和间骨板
      • 环骨板
        • 环绕骨干内外表面排列的骨板，外环骨板厚，整齐，内环骨板薄，不平整
      • 骨单位
        • 又称哈弗斯系统，位于内外环骨板间，是骨干的主要支持结构
        • 结构
          • 中央管：纵行
            • 中央管为细长的管道，少量疏松结缔组织穿行 其中，内有小血管和神经纤维
          • 骨单位骨板：同心圆排列
      • 间骨板
        • 残留的骨板
        • 位于骨单位之间或骨单位与环骨板之间
      • 长骨骨干内有横行的管道，称穿通管，也称富尔克曼管
        • 在骨外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，破骨细胞等
      • 三骨板之间及每个骨单位表面都有一层黏合质，是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，称黏合线
      • 骨单位最外层的骨小管在黏合线处折返，一般不与相邻骨单位的骨小管相通，而骨单位最内层的骨小管与中央管想通，因此，同一骨单位内的骨细胞接受来自自身中央管的营养供应
    • 骨膜
      • 骨外膜
        • 外层
          • 致密结缔组织，胶原纤维束粗大，交织成网，其中有些纤维束穿入骨质，称穿通纤维，固定骨膜和韧带的作用
        • 内层
          • 疏松结缔组织，富含血管，神经和骨原细胞
      • 骨内膜
        • 疏松结缔组织，骨原细胞，小血管，神经纤维
        • 衬于骨髓腔面，骨小梁表面，穿通管，中央管内表面
      • 功能
        • 营养骨组织，为骨的生长和修复提供成干细胞
      • 除关节面以外，骨的外表面，骨髓腔，骨小梁及中央管内表面
      • 含骨髓细胞，骨的生长修复有重要作用
    • 骨髓
      • 红骨髓
        • 造血器官
      • 黄骨髓
        • 脂肪组织和少量造血干细胞有造血功能
• 骨的发生
  • 起始于胚胎时期，来源于间充质
  • 间充质细胞
    • 骨原细胞
      • 成骨细胞
        • 骨细胞
        • 类骨质
          • 骨质
        • 形成骨组织
      • 破骨细胞
  • 膜内成骨
    • 在间充质分化形成的胚性结缔组织膜内 直接成骨
    • 顶骨，额骨，锁骨等扁骨和不规则骨
    • 将要成骨的部位，间充质分化为胚性结缔组织
    • 部分间充质细胞分化为骨祖细胞，后者进一步分化为成骨细胞
    • 成骨细胞在此生成骨组织，最先形成骨组织的部位是骨化中心
    • 随骨化中心的逐渐扩大和改造，骨小梁形成并不断增长加粗，逐步构建成多孔隙网格状松质骨
    • 松质骨表面改建为密质骨，周围的结缔组织分化为骨膜
  • 软骨内成骨
    • 四肢骨，躯干骨，部分颅底骨
    • 软骨雏形形成
      • 将要成骨部位间间充质细胞聚集，分化为骨祖细胞，继而分化为成软骨细胞，在转变为软骨细胞
      • 软骨细胞不断增殖分裂并分泌软骨基质形成透明软骨
      • 因外形与将要发生的长骨相似，故称软骨雏形
      • 软骨周围的间充质分化为软骨膜
    • 骨领的形成
      • 软骨雏形中段，软骨膜内的骨祖细胞增殖分化为成骨细胞
      • 后者贴附在软骨组织表面形成薄层原始骨组织
      • 这层骨组织呈领圈状包绕软骨细胞中段，故名骨领
      • 骨领形成后，其表面的软骨膜改称骨膜
    • 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
      • 骨膜中的血管穿过骨领，进入钙化的软骨区，破骨细胞，成骨细胞，间充质细胞也一并进入
      • 破骨细胞以打隧道的方式溶解吸收退化的软骨组织，形成许多与软骨雏形长轴方向较为一致的隧道，成骨细胞则贴附于残存的软骨基质表面成骨，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，称过渡型骨小梁
      • 出现过渡型骨小梁的部位称初级骨化中心，过渡型骨小梁之间的腔隙称骨髓腔，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
      • 初级骨化中心形成过程中，软骨雏形两端的软骨不断增生， 同时不断被破坏并骨化，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并加长的骨髓腔
    • 次级骨化中心与骨骺形成
      • 次级骨化中心出现在骨干两端的软骨组织中央，此处将形成骨骺
      • 出现时间，大多数是出生后数月或数年
      • 软骨替换骨的过程与初级骨化中心的形成相似
      • 区别
        • 骨化是从中央呈放射状向四周形成的
        • 侵入骨化中心的血管来自软骨外膜而不是骨外膜
      • 骨骺末端表面的薄层透明软骨不被骨化，终身保留，参与构成关节，称关节软骨
      • 骨骺与骨干之间也保留一定厚度的软骨层，称骺板或生长板，是长骨继续延长的结构基础
  • 长骨的生长和改建
    • 骨加长
      • 通过骺板的不断生长并替换成骨组织而实现
      • 从骨骺端到骨干的骨髓腔
        • 软骨储备区，软骨增生区，软骨成熟区，软骨钙化区，成骨区
        • 软骨储备区
          • 软骨细胞小，分散存在，软骨基质呈弱嗜碱性
        • 软骨增生区
          • 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
        • 颧骨成熟区
          • 软骨细胞明显增大成熟，同源细胞群之间的软骨基质的宽度变窄，嗜碱性增强
        • 软骨钙化区
          • 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，仅留下空洞的软骨陷窝，陷窝内可有破骨细胞到达，软骨基质钙化明显，呈强嗜碱性
        • 成骨区
          • 由于软骨细胞的退化和破骨细胞的吸收作用，形成较为宽大的纵向隧道
          • 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
          • 骨髓腔侧，过渡型骨小梁不断被破骨细胞破坏吸收，使骨髓腔向长骨骨端方面不断拓展，长骨得以不断加长
        • 17-20岁的青少年，骺板的软骨停止分裂，骺软骨被骨组织取代，在长骨的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
        • 骺线，骨不能继续纵向生长
    • 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
      • 骨形成略快于骨干内部的骨吸收，使骨干的密质骨逐渐增厚，骨髓腔也逐渐扩大，大约30岁前后，长骨不再增粗
    • 骨改建
      • 长骨外形的改建
        • 干骺端外侧骨吸收为主，内侧骨形成为主，使干骺端近骨干一侧变细，粗细与骨干一致
      • 长骨内部的改建
        • 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，原先的管道逐渐缩小成为中央管
        • 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残余部分成了间骨板
        • 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
• 影响因素
  • 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，佝偻病，成人，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型，在骨的改建中发挥重要作用
      • 骨的畸形发育，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，并且影响成骨细胞合成胶原纤维与基质
      • 导致骨干密质骨变薄变脆，骨折后愈合缓慢
  • 激素
    • 生长激素，甲状腺素
      • 促进骺板软骨细胞的生长，促进软骨替换为骨
      • 缺少，侏儒症；生长激素过多，儿童，巨人症，成人，肢端肥大症
    • 甲状旁腺素
      • 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，并刺激骨祖细胞分化为成骨细胞促进成骨而使血钙入骨
    • 雌激素，雄激素
      • 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，破骨细胞活跃相对增强，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，对骨生长发育也有影响
  • 细胞因子
    • 由细胞分泌的一类低分子量可溶性蛋白或多肽
  • 应力作用
    • 应力是结构对外部加载的负荷所产生的内部抵抗力，作用在使物体因负荷造成的变形得以恢复到变形前的状态
• 关节
  • 不动关节
  • 动关节
    • 主要是滑膜关节
    • 关节软骨
      • 位置
        • 被覆于骨端关节面
      • 薄层透明软骨，具有一定的弹性，表 面光滑，有利于关节运动
      • 与透明软骨区别
        • 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，既有加固作用，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
      • 内层
        • 较疏松，内表面光滑，称滑膜，可向关节腔内突出形成滑膜皱襞或绒毛
        • 常被覆1-4层扁平或立方形上皮样结缔组织细胞，称滑膜细胞
          • 电镜下
            • 似巨噬细胞的含较多溶酶体，有吞噬能力
            • 似成纤维细胞，含粗面内质网较多，可分泌透明质酸和黏蛋白
      • 外层
        • 致密结缔组织，与骨外膜连续，可维持关节的稳定
      • 封闭关节腔的纤维性结缔组织构成的囊状结构
    • 关节腔
      • 含少量透明的粘性液体，称滑液
        • 以水为主，含透明质酸，黏蛋白，电解质等
      • 作用
        • 润滑关节面和营养关节软骨