软骨与骨课件

第四章

软骨和骨（cartilageandbone）组织学与胚胎学HistologyandEmbryology5软骨与骨---一、软骨(cartilage)概述：组成：软骨（器官）由软骨组织及其周围的软骨膜构成。软骨组织由软骨细胞和软骨细胞间质组成。特性：软骨组织是一种固态的结缔组织，略有弹性。功能：可承受一定压力和耐磨擦，具有支持和保护作用。分类：根据细胞间质中纤维的不同，软骨可分为透明软骨、纤维软骨和弹性软骨。5软骨与骨---一般特点：新鲜时呈透明状，较脆，易折断。此类软骨内无血管和神经。胚胎的软骨，或较大的软骨内偶尔可见到大的血管穿行，但不分支为毛细血管。透明软骨(hyalinecartilage)：分布：分布较广；多分布在关节、肋软骨、呼吸道等处。5软骨与骨---结构：由软骨细胞和细胞间质(胶原原纤维和基质)组成。软骨细胞(chondrocyte)

：生活状态时：位于软骨基质内。其所在的部位－基质内小腔，称为软骨陷窝(cartilagelacuna)。固定后标本：软骨细胞收缩、胞体变形，因而在陷窝壁与细胞间可见空隙。5软骨与骨---细胞体：形态不一。软骨表面：是许多扁圆形细胞，细胞较小而幼稚，呈单个存在。软骨深层：细胞呈圆形或椭圆形，逐渐增大，并不断在软骨陷窝内分裂、增殖，形成2～8个细胞为一群，称同源细胞群(isogenousgroup)。细胞核：较小，呈椭圆形，可见1～2个核仁。5软骨与骨---细胞质：光镜下：弱嗜碱性，常见有一大脂滴，在固定的标本中脂肪经脱水而溶解，因此只留空泡。电镜下：丰富的粗面内质网；发达的高尔基复合体；线粒体较少。5软骨与骨---5软骨与骨---细胞间质：由基质和纤维组成。基质：呈凝胶状，含有70％的水分，具有韧性。纤维：光镜下：基质中无胶原纤维；电镜下：含许多细小的胶原原纤维。纤维无横纹，排列不整齐，并相互交织成网。软骨囊内无胶原原纤维。5软骨与骨---基质的化学成分：主要成分是软骨粘蛋白，即：大分子的蛋白多糖。由蛋白质和多糖分子（透明质酸、硫酸软骨素A、C和硫酸角质素）组成，并形成分子筛。蛋白多糖与胶原原纤维结合使软骨基质成固态结构。硫酸软骨素在软骨陷窝周围较多，HE染色为嗜碱性，但甲苯胺蓝染色则具有异染性。软骨陷窝周缘的基质染色深。☆深染的硫酸软骨素包围在软骨陷窝，或一组陷窝外面，称软骨囊(cartilagecapsule)

远离软骨陷窝的基质染色浅。5软骨与骨---5软骨与骨---软骨膜分为两层：外层：纤维较致密，血管少，细胞疏散。主要起保护作用；内层：纤维较少，血管和细胞较多。主要有营养等作用，含有骨原细胞。软骨膜和软骨的营养：在软骨的外表面包有一层较致密的结缔组织，即软骨膜(perichondrium)

，但在关节软骨的表面无软骨膜。5软骨与骨---软骨的发生和生长方式：紧贴软骨的软骨膜内有能形成成骨细胞或成软骨细胞的幼稚细胞称骨原细胞，一般呈梭形。骨原细胞可增殖、分化为软骨细胞。软骨的生长有两种并存的方式：外加生长(appositionalgrowth)：又称软骨膜下生长软骨膜内的骨原细胞不断地分裂、增殖、分化为软骨细胞，并不断产生纤维和基质。借此软骨逐层从表面向外扩大。间质生长(interstitialgrowth)：又称软骨内生长深层的软骨细胞逐渐变大，变圆，并分裂形成同源细胞群；同时不断产生纤维和基质。借此软骨不断地在内部生长、增大。5软骨与骨---5软骨与骨---纤维软骨(fibrouscartilage)：分布：分布在锥间盘、关节盂、关节盘、耻骨联合面之间的连接处和关节软骨上肌腱附着部分。与其相连续的致密结缔组织之间没有明显界限。结构：细胞间质内胶原纤维丰富，并成束存在。软骨细胞位于软骨陷窝内，散在分布于纤维束之间。肉眼观察此类软骨呈白色。5软骨与骨---弹性软骨(elasticcartilage)：分布：分布在耳廓、外耳道、咽鼓管会厌和喉软骨。结构：其细胞间质内含有大量的弹性纤维，因而软骨呈黄色。5软骨与骨---骨的一般特点：是最坚硬的结缔组织，具有一定的韧性。骨在体内作为全身的支架，保护内部器官。由骨组织和骨膜等构成。本部分内容包括：骨组织长骨的结构骨膜骨的发生二、骨(bone)5软骨与骨---骨组织的结构：由多种细胞和大量钙化的细胞间质组成。细胞间质：又称骨基质(bonematrix)；由有机成分及无机成分组成。有机成分：占骨干重的35％，使骨基质有韧性。含大量胶原纤维(95％)和少量无定形基质(5％)。基质：呈凝胶状；含中性或弱酸性的糖胺多糖，可粘合胶原原纤维；还含有骨钙蛋白(osteocalcin)（可参与钙的运输和钙化）和骨磷蛋白(phosphophoryms)（可与胶原纤维结合）

。5软骨与骨---无机成分：又称骨盐，占骨干重的65％；化学结构为羟基磷灰石结晶[Ca10(PO4)6(OH)2]。骨盐呈细针状，长10～20nm，沿胶原原纤维的长轴规则排列，并与之紧密结合。有机成分和无机成分使骨基质即十分坚硬，又具有一定的韧性；5软骨与骨---说明：成人的骨基质是以胶原纤维高度有规律地成层排列为特征，故又称骨板(bonelamella)。骨盐沉积在每层的胶原纤维上，再由基质粘合而成薄板状结构。每一层骨板厚约3～7

m。同一层骨板内的纤维相互平行，而相邻骨板内的纤维则相互垂直，如同多层木质胶合板。5软骨与骨---细胞：骨组织的细胞有：骨原细胞、成骨细胞、骨细胞、破骨细胞5软骨与骨---骨原细胞(osteogeniccell)：是骨组织的干细胞。位置：位于骨外膜和骨内膜近骨质处。功能：当骨组织生长或重建时，它能分裂、分化为成骨细胞。光镜下：细胞体：小，呈梭形。细胞核：椭圆形。细胞质：少，弱嗜碱性5软骨与骨---成骨细胞(osteoblast)

：位置：位于骨组织表面，紧密排列为一层。光镜下：细胞体：较大，呈矮柱状或椭圆形。细胞核：圆形，一个，位于细胞游离端，核仁明显。细胞质：强嗜碱性，染为深蓝色。5软骨与骨---电镜下：细胞体：表面有细小突起，可与邻近的成骨细胞和骨细胞的突起形成缝隙连接，以协调众多细胞的功能。细胞质：丰富的粗面内质网发达的高尔基复合体功能：成骨细胞具有分泌骨基质有机成分(胶原纤维和基质)的功能，这种骨基质称类骨质(osteoid)。5软骨与骨---说明：成骨细胞还可释放其细胞质内的基质小泡，小泡内的钙沉着于类骨质上而形成骨基质。一旦成骨细胞及其突起被埋入骨基质内即成为骨细胞，骨陷窝和骨小管也同时形成。5软骨与骨---骨细胞(osteocyte)：位置：单一分布于骨板内和骨板间。光镜下：细胞体：呈扁平椭圆多突形，居于细胞间质中，其所占据的空间称骨陷窝(bonelacuna)。突起所占据的空间称骨小管(bonecanaliculus)。各骨陷窝借骨小管彼此相沟通。细胞核：呈卵圆形，异染色质多。细胞质：弱嗜碱性。5软骨与骨---电镜下：细胞体：相邻骨细胞突起借缝管连接相互连接细胞质：内含高尔基复合体、散在的粗面内质网和少量线粒体等。5软骨与骨---5软骨与骨---破骨细胞(osteoclast)：

数量较少，分布在骨质的表面。位置：分布于骨吸收面的凹陷处。光镜下：细胞体：巨大(直径可达100

m)，呈圆形或椭圆形。紧贴骨基质的一侧有皱褶缘，其周围有一环形亮区。细胞核：多核，可含6～50个细胞核；由多细胞融合而成。细胞质：嗜酸性，呈泡沫状；5软骨与骨---电镜下：细胞体有许多不规则的微绒毛，又称皱褶缘(ruffledborder)

。细胞质：粗面内质网丰富高尔基复合体发达线粒体和溶酶体多环形的亮区含大量的微丝，亮区与骨基质表面紧密相贴，如同一道围墙，封闭其内侧，构成溶骨的微环境。功能：很强的重吸收骨能力。5软骨与骨---成骨细胞形成骨破骨细胞破坏及重吸收骨是骨组织的发生和骨生长、发育必不可少的两个方面。通过二者的协同活动完成骨的成型和改建。5软骨与骨---长骨的结构

由骨松质、骨密质、骨膜、关节软骨等构成。骨松质(spongybone)：多分布在长骨的骨骺部和骨干内侧。由大量片状和针状的骨小粱相互连接而成，组成多孔的网状结构。骨小粱之间的孔内充满了红骨髓（见本章血发生）及血管。骨小粱由成层平行排列的骨板和骨细胞所组成。骨密质(compactbone)：多分布在长骨骨干和骨骺表层。骨干处的骨密质较厚，由不同排列有序的骨板组成。5软骨与骨---骨干骨板排列方式为：环骨板、哈弗斯骨板、间骨板环骨板：环绕于骨干内、外表面，层层排列。又分为：外环骨板：较厚(10～40层)，环绕、平行排列于骨干表面，外表面与骨膜紧密相接，较整齐。内环骨板：较薄（仅由少数几层骨板组成）居于骨髓腔面，内面衬以骨内膜骨内膜与骨松质表面的骨内膜相接续不如外环骨板平整。穿通管：是骨膜的血管、神经横向穿行于内、外环骨板形成的管道与纵向排列的中央管相通管中的血管与骨髓血管相通连5软骨与骨---哈弗斯骨板：位于内、外环骨板之间，是长骨干密质骨的主要部分。与中央管共同组成骨单位(osteon)：又称哈弗斯系统(Haversiansystem)

。中央管：位于骨单位的中央或称哈弗斯管(Haversiancanal)内有血管、神经及结缔组织。哈弗斯骨板：以中央管为中心呈同心圆排列，

10～20层。骨板间的骨陷窝借骨小管相通，最内层的骨小管开口于中央管，由此获得营养，并供给各层骨细胞。5软骨与骨---5软骨与骨---粘合线(cementline)

：长骨骨干主要是由大量的哈弗斯系统组成，哈弗斯系统的最外层具有粘合线与相邻骨板相隔。粘合线是一层含骨盐多、纤维少的骨基质，故骨单位的最外层的骨小管并不与相邻的骨单位的骨小管相通连。5软骨与骨---间骨板：是填充在骨单位之间的一些半环形、不规则骨板；它是上一代未被吸收的骨单位或外环骨板的残留部分；其中除骨陷窝及骨小管外，无其它管道。5软骨与骨---骨外膜(periosteum)：位置：位于长骨外表面，又分为两层：外层：较厚，为致密结缔组织。胶原纤维粗大而密集，细胞少，有的胶原纤维经骨外膜的内层横向穿入外环骨板，称穿通纤维或沙比纤维(Sharpey’sfiber)，起固定骨膜和韧带的作用；骨膜：除关节面以外，骨的内、外表面均被覆一层致密的结缔组织，分别称骨外膜和骨内膜。5软骨与骨---内层：较薄，结缔组织较疏松，纤维少，细胞多，含有较多的骨原细胞或成骨细胞，富含的小血管及神经，经穿通管进入骨密质，分支进入骨单位的中央管。骨内膜(endosteum)：位于骨髓腔面、骨小粱表面、中央管及穿通管内表面。该层纤维少，该处的骨原细胞常排列成一层，颇像单层扁平上皮，骨原细胞可分化为成骨细胞，细胞间及与骨细胞突起之间也可有缝管连接。5软骨与骨---骨是由胚胎时期的间充质分化而来。在其发生过程中经历了不断的生长和改建，骨组织的形成与吸收交替进行，相辅相成。复习骨组织发生的基本过程骨的发生有两种方式：膜内成骨(intramembranousossification)软骨内成骨(endochondralossification)骨的发生5软骨与骨---骨组织发生的基本过程：成骨细胞形成：间充质细胞分裂增殖、分化为骨原细胞、成骨细胞。类骨质形成：成骨细胞产生纤维和无定形基质，形成类骨质。骨基质形成：类骨质具有沉淀骨盐的特性。骨盐沉着后，类骨质骨化为骨基质，即一层新骨板出现，骨陷窝和骨小管形成。骨细胞形成：成骨细胞之间的距离逐渐加大，突起加长，逐渐转变为骨细胞，骨组织发生也即完成。如此逐层形成骨板，骨组织体积增大，其周围仍有一层成骨细胞包围。5软骨与骨---5软骨与骨---膜内成骨(intramembranousossification)：膜内成骨，又称膜性骨发生。膜内成骨是一种由间充质先分化为胚性结缔组织膜，再在此膜内成骨的方式。只有额骨、顶骨、面骨及锁骨等一些扁骨是以此方式发生。5软骨与骨---具体发生过程如下：首先，在将要形成骨的部位血管增生，随之间充质细胞分裂增生，形成膜状，膜上开始成骨的部位称为骨化中心(ossificationcenter)。间充质细胞进一步增殖、分化为骨原细胞，其中大部分骨原细胞进一步增殖、分化为成骨细胞。成骨细胞可分泌纤维和有机基质(即类骨质)。类骨质因有大量骨盐沉着而成为骨基质。成骨细胞逐渐被骨基质包埋而成为骨细胞；5软骨与骨---在骨质的表面始终保留着少量骨原细胞在骨化中心的周围骨化不断扩展，最初形成骨小粱，进而形成骨松质。骨松质周围的间充质分化为骨膜。成骨细胞在内、外骨膜之间、骨松质表面形成骨密质，并不断增厚。以后，骨组织不断生长和改建，成骨细胞在扁骨的外面成骨，而破骨细胞在扁骨的内面溶解吸收已形成的骨组织。例如颅骨在生长时，其外面生长的多，内面吸收的也多，使其曲度逐渐改变，以适应头颅的发育。5软骨与骨---软骨内成骨(endochondralossification)：软骨内成骨，又称软骨性骨发生。先由间充质形成软骨雏形，然后软骨再不断地生长，并逐渐被骨组织所替换。颅底、躯干、四肢骨等主要是以此方式发生。同时，在骨外膜的内层又并存着膜内成骨。5软骨与骨---

下面以长骨的发生为例说明软骨内成骨过程，其包括以下3阶段：软骨雏形的形成软骨周骨化软骨内骨化：

软骨雏形的形成在将要成骨的部位，间充质细胞聚集、分化形成骨原细胞，进而分化为软骨细胞。软骨细胞分泌软骨基质，细胞自身包埋其中，形成软骨雏形。周围的间充质分化为软骨膜。5软骨与骨---软骨周骨化（骨领形成）：在软骨雏形的中段软骨膜下，深层的骨原细胞分化成为成骨细胞；在一定的条件下成骨细胞以膜内成骨的方式形成薄层原始骨组织。这层骨组织在软骨膜深层包绕雏形软骨，尤如领圈状，故称骨领(bonecollar)。骨领形成后，其表面的软骨膜即改名为骨外膜。5软骨与骨---软骨退化及初级骨化中心形成软骨退化出现在软骨雏形的中央。骨领形成的同时，此处的软骨细胞停止分裂，并渐成熟、肥大、退化，软骨细胞间质钙化而呈强嗜碱性。初级骨化中心形成(primaryossificationcenter)：骨外膜的血管和骨原细胞侵入。在营养和氧供应充足的前提下，骨原细胞不断地分化为成骨细胞。成骨细胞附着于钙化的软骨残片表面而成骨，从而确定了最先发生骨化的部位－初级骨化中心形成。5软骨与骨---骨髓腔的形成初级骨化中心所形成的骨组织均是原始骨组织，并且是针状或薄片状的骨小梁，它们互相连接成原始骨松质。在骨化中心两侧，从软骨雏形两端至骨化中心，软骨组织不断增长使软骨雏形