组织胚胎学 第五章 软骨与骨.doc

第五章 软骨与骨一、软骨软骨(cartilage)是器官，由软骨组织及其周围的软骨膜构成。软骨内无血管、淋巴管和神经。软骨的营养由软骨膜经软骨基质渗透至软骨深部。软骨较硬并略有弹性，是胚胎早期的主要支架成分，有一定的支持和保护作用。（一）软骨组织软骨组织为固态的结缔组织，由软骨细胞、基质及纤维构成。1软骨细胞（chondrocyet） 由软骨膜内的骨祖细胞分化而来。靠近软骨表面的是幼稚软骨细胞，体积小，单个存在。愈向软骨中央，软骨细胞愈成熟，体积逐渐增大，呈圆形或椭圆形，胞质丰富（图5-1）。电镜下，可见胞质内含丰富的粗面内质网和发达的高尔基复合体，还有一些脂滴和糖原。软骨细胞有形成纤维和基质的功能。软骨细胞位于基质中的软骨陷窝内。软骨细胞周围的基质染色深，称软骨囊(cartilage capsule)。软骨中央部分常见28个软骨细胞同位于一个软骨陷窝内，它们由一个软骨细胞分裂而来，称同源细胞群（isogenous group）。2软骨基质 即软骨细胞分泌的细胞外基质，由纤维和基质组成。基质为固态，主要成分为软骨黏蛋白，并结合了大量的水。软骨黏蛋白由蛋白质和多糖（如硫酸软骨素等）组成，硫酸软骨素的含量愈多，基质嗜碱性愈强。纤维成分埋于基质中，使软骨具有一定的韧性和弹性，纤维成分的种类及多少因软骨类型而异。（二）软骨膜除关节软骨外，其表面被覆一层致密的结缔组织，即软骨膜（图5-1A）。软骨膜内除含有血管、淋巴管和神经外，还有骨祖细胞（后述）。（三）软骨的类型根据软骨基质中所含纤维成分的不同，软骨可分为透明软骨、纤维软骨和弹性软骨。1透明软骨（hyaline cartilage） 新鲜时呈浅蓝色半透明状，分布于鼻、喉、气管、支气管的软骨以及关节软骨和肋软骨。基质中纤维成分主要是交织排列的胶原原纤维，纤维很细，折光率与基质相同，故在HE染色切片上不能分辨。基质中含大量水分，使透明软骨呈半透明状（图5-1A）。透明软骨具有较强的抗压性，并有一定的弹性和韧性。 图5-1 软骨 A透明软骨（气管）（大医图） B弹性软骨（耳廓）醛复红染色 C纤维软骨 Mallory 三色染色1软骨细胞 2软骨膜绿色箭头：软骨基质 黄色箭头：弹性纤维 黑色箭头：胶原纤维2弹性软骨(elastic cartilage) 分布于耳廓、会厌等处，其结构与透明软骨相似，仅在基质中含有大量交织成网的弹性纤维（图5-1B），其特点为弹性大。3纤维软骨(fibrous cartilage) 分布于椎间盘、关节盘及耻骨联合等处。其结构特点为基质内含大量成束的胶原纤维，平行或交错排列；软骨细胞较小而少，成行排列于胶原纤维束之间（图5-1C）。二、骨骨是器官，主要由骨组织、骨膜及骨髓等构成。骨组织是坚硬的结缔组织。（一）骨组织骨组织（osseous tissue） 由细胞及大量钙化的细胞外基质（又称骨基质）构成。细胞有骨祖细胞、成骨细胞、骨细胞及破骨细胞种（图5-2）。1骨基质(bone matrix) 骨基质即骨质，由有机成分和无机成分组成。有机成分约占骨组织重量的35，含有大量（占有机成分的90%）骨胶纤维（即胶原纤维）及少量无定形基质。骨组织的胶原纤维约为人体胶原纤维总量的50%。无定形基质占有机成分的10%，主要成分是糖蛋白及其复合物，除有粘合胶原纤维的作用外，还对钙离子和羟基磷灰石有很高的亲和性，促进骨盐的形成。骨基质内的无机成分，称骨盐，约占骨组织重量的65%，主要为羟基磷灰石结晶，呈细针状，沿胶原原纤维长轴排列。骨盐沉积于呈板层状排列的骨胶纤维上，形成坚硬的板状结构，称骨板(bone lamella)。同一骨板内的骨胶纤维平行排列，相邻骨板内的骨胶纤维相互垂直。这种结构特点，有效地增加了骨的支撑力。骨板是骨组织的特征性结构。以骨板为基本结构的骨，称板层骨(lamellar bone)。成人骨绝大多数为板层骨。2细胞 骨组织内的细胞种类较多（图5-2）。图5-2 骨组织的各种细胞(1)骨祖细胞(osteoprogenitor cell)：又称骨原细胞，存在于骨外膜及骨内膜贴近骨组织处（图5-2）。骨祖细胞是一种干细胞，当骨组织生长或改建时，增殖分化为成骨细胞。(2)成骨细胞（osteoblast）：胞体较大，核大而圆，胞质嗜碱性。分布在骨组织表面（图5-2）。电镜下，可见胞质内大量粗面内质网和发达的高尔基复合体。成骨细胞产生胶原纤维和基质，形成类骨质(osteoid)；类骨质钙化为骨质，成骨细胞被埋于骨基质中，转变为骨细胞。(3)骨细胞（osteocyte）：细胞体小，呈扁椭圆形，具有许多细长的突起，单个分散排列于骨板内或骨板间（图5-2）。骨细胞的胞体占据的空间，称骨陷窝(bone lacum)，骨细胞突起所占据的空间，称骨小管(bone canaliculus)。骨小管彼此通连（图5-3），相邻骨细胞突起之间有缝管连接。骨陷窝和骨小管内含有组织液，骨细胞从中获取营养并排出代谢产物。图 5-3 骨细胞超微结构模式图(4)破骨细胞（osteoclast）：数量较少，散在分布于骨组织边缘，由多个单核细胞融合而成，是一种多核的巨细胞，胞质嗜酸性。电镜下，细胞贴近骨基质的一侧有许多不规则的微绒毛，称皱褶缘（ruffled border）。破骨细胞可释放溶酶体酶和乳酸等，有溶解和吸收骨基质的作用（图5-4）。破骨细胞属于单核吞噬细胞系统的成员，具有很强的溶骨、吞噬和消化能力。在骨组织内，破骨细胞和成骨细胞相辅相成，共同参与骨的生长和改建。图5-4 破骨细胞超微结构模式图（二）长骨的结构长骨由骨松质、骨密质、骨膜、关节软骨及血管、神经等构成。1骨松质(spongy bone) 多分布于长骨的骺部，为大量针状或片状的骨小梁相互连接而成的多孔隙网架结构，网眼中充满红骨髓。2骨密质(compact bone) 多分布于长骨骨干处，由不同类型的骨板构成。根据骨板排列方式的不同，骨板分为四种（图5-5）。(1)外环骨板：环行排列于骨干的外周面，较厚而整齐。(2)内环骨板：沿骨干的骨髓腔面排列，较薄，不整齐。内、外环骨板均有横向穿行的管道，称穿通管(perforating canal)，其内含血管、神经等。(3)骨单位（osteon）：又称哈弗斯系统（Haversian system），呈长筒状，位于内、外环骨板之间，是骨密质的主要结构单位（图5-5，6）。骨单位中央有一条纵行的管道，称中央管(central canal)，又称哈弗斯管。图5-5 长骨骨干结构模式图哈弗斯管周围是1020层同心圆排列的哈弗斯骨板，又称骨单位骨板(osteon lamella)。哈弗斯管与穿通管相通，是血管和神经的通路。图5-6 哈弗斯系统（长骨横切面）A低倍 B高倍1中央管 2骨小管 3粘合线 4间骨板 骨陷窝(4)间骨板(interstitial lamella)：是充填在骨单位间或骨单位与环骨板之间的一些不规则形或呈扇形的骨板，无哈弗斯管，是旧的骨单位或内、外环骨板被破坏吸收后残留的部分（图5-6）。3. 骨膜 除关节面以外，骨的外表面及内表面均被覆一层致密结缔组织膜，即骨膜。在外表者，称骨外膜(periostium)，其结构和功能与软骨膜相似。在骨髓腔面、骨小梁的表面、中央管及穿通管的内表面也衬有薄层的结缔组织膜，其纤维细而少，富含血管、神经和骨祖细胞，称骨内膜(endosteum)。骨膜的主要作用是营养骨组织，并为骨的生长和修复提供成骨细胞。三、骨发生骨的发生有2种方式，即膜内成骨和软骨内成骨。（一）膜内成骨 在胚胎性结缔组织膜内直接成骨的过程，称膜内成骨（intramembranous ossification）。膜内成骨见于顶骨、额骨及锁骨等扁骨。（二）软骨内成骨在将要形成骨的部位，首先形成软骨雏形，在此基础上，将软骨逐步替换为骨的