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1、第六章 软骨和骨一、软骨二、骨三、长骨结构四、骨发生和改建软 骨软骨是胚胎早期的主要支架,随着胎儿发育大部被骨取代成体内有少量分布功能:支持,保护软骨的构成软骨(cartilage)软骨膜(不规则致密结缔组织、富含血管)软骨组织(无血管、淋巴管和神经)软骨组织(cartilage tissue)软骨细胞(3%-5%)软骨基质(95%)软骨(气管)软骨膜软骨基质软骨细胞软骨组织软骨膜 软骨膜(perichondrium)软骨表面的薄层致密结缔组织含血管为软骨提供营养外层:胶原纤维多,起保护作用内层:多梭形的骨祖细胞,可增殖分化为成软骨细胞,维持软骨生长骨祖细胞骨祖细胞成软骨细胞软骨细胞 骨祖细胞
2、(osteoprogenitor cell)分布:软骨组织和软骨膜的交界面功能:软骨组织的干细胞形态:胞体梭形,较小,细胞质少,核细长形,着色深成软骨细胞骨祖细胞成软骨细胞软骨细胞 成软骨细胞(chondroblast)分布:贴近软骨组织功能:合成和分泌软骨基质形态:胞体扁圆,较小骨祖细胞成软骨细胞软骨细胞骨祖细胞成软骨细胞软骨细胞 软骨细胞(chondrocyte)位于软骨陷窝(cartilage lacunae)周边:幼稚,单个,小,扁圆中央:成熟,细胞分裂同源细胞群,大,圆或椭圆形;核圆,胞质弱嗜碱性,RER和GC丰富功能:产生软骨基质软骨细胞同源细胞群幼稚软骨细胞骨祖细胞成软骨细胞*软
3、骨陷窝软骨陷窝扫描电镜图软骨基质 软骨基质(cartilage matrix)即软骨细胞分泌的细胞外基质纤维:使软骨具有韧性或弹性;种类和含量因软骨类型而异基质:蛋白聚糖“分子筛”+水,凝胶状,渗透性好软骨囊(cartilage capsule):软骨陷窝周围硫酸软骨素较多,强嗜碱性软骨囊*软骨陷窝软骨类型透明软骨(hyaline cartilage)弹性软骨(elastic cartilage)纤维软骨(fibrous cartilage)透明软骨 透明软骨(hyaline cartilage)分布:肋、关节、呼吸道,早期胚胎纤维:胶原原纤维(型胶原蛋白,10-20nm)基质:含大量水(60
4、%-80%)功能:抗压性强,有一定的弹性和韧性;提供结构支持透明软骨(气管)H&E 染色透射电镜示透明软骨基质胶原原纤维弹性软骨 弹性软骨(elastic cartilage)分布:耳廓、咽喉及会厌纤维:大量交织分布的弹性纤维功能:有较强的弹性,为软组织提供弹性支持弹性软骨(会厌)地衣红染色纤维软骨 纤维软骨(fibrous cartilage)分布:椎间盘、关节盘及耻骨联合纤维:胶原纤维束平行或交叉排列基质:较少,弱嗜碱性软骨细胞:较小而少,成行分布于纤维束之间功能:韧性强,抗压性强纤维软骨(椎间盘)Mallorys trichrome染色软骨的发生间充质骨祖细胞成软骨细胞软骨细胞增生分化分
5、化转变软骨基质分泌软骨膜包埋软骨的生长 附加性生长(软骨膜下生长)软骨膜内骨祖细胞成软骨细胞软骨细胞基质+纤维软骨表面加厚 间质性生长(软骨内生长)软骨细胞增殖和生长基质+纤维软骨由内至外扩大软骨的生长骨的构成骨(bone)骨膜骨组织骨髓骨组织(osseous tissue)骨细胞骨基质骨基质(骨质)骨基质(bone matrix,骨质):钙化的细胞外基质有机成分:胶原纤维(90,型胶原蛋白)+基质(蛋白聚糖、骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白、钙结合蛋白)无机成分(骨盐):羟基磷灰石结晶,细针状,长1020nm 类骨质(osteoid):无骨盐沉积的细胞外基质钙化类骨质骨质骨基质结构 编织骨(w
6、oven bone)胚胎,5岁儿童胶原纤维无规则交织状排列 板层骨(lamellar bone)胶原纤维平行排列(同层骨板)胶原纤维相互垂直(相邻骨板)改建编织骨板层骨板层骨 密质骨(compact bone)大量骨板紧密规则排列;分布:长骨骨干、短骨和扁骨表层 松质骨(spongy bone)数层不规则排列的骨板形成针、片状骨小梁,交错成为多孔的网格样结构分布:长骨骨骺、短骨中心密质骨光镜图松质骨光镜图板层骨骨祖细胞骨祖细胞成骨细胞骨细胞 骨祖细胞(osteoprogenitor cell)分布:骨膜深层功能:为骨组织中的干细胞,可增殖分化为成骨细胞形态:梭形,较小,弱嗜碱性,细胞器少骨祖细
7、胞成软骨细胞成骨细胞间充质干细胞成骨细胞骨祖细胞成骨细胞骨细胞 成骨细胞(osteoblast)分布:单层排列于骨组织表面LM:立方或矮柱状,有突起,胞质嗜碱性,核圆形EM:RER,GC丰富,与邻近细胞突起形成缝隙连接功能:合成类骨质,形成基质小泡(钙盐和钙结合蛋白及碱性磷酸酶)骨切片示成骨细胞成骨细胞骨祖细胞成骨细胞骨细胞 成骨细胞(osteoblast)成骨细胞被自身产生的骨质包埋,转变为骨细胞(10%-20%)成骨功能静止状态时转变为骨被覆细胞(bone lining cell)骨切片示成骨细胞(蓝)及骨细胞(绿)骨细胞骨祖细胞成骨细胞骨细胞 骨细胞(osteocyte)形态:小、扁椭圆
8、形,多突起分布:骨板内或骨板间;胞体位于骨陷窝,突起伸入骨小管,突起间有缝隙连接,骨小管彼此相通;骨陷窝和骨小管内含组织液,营养骨细胞并输送代谢产物功能:一定的成骨和溶骨作用,参与调节钙、磷平衡骨磨片光镜图骨陷窝骨小管破骨细胞 破骨细胞(osteoclast)多个单核细胞融合形成分布:骨组织边缘LM:体积大,650 个核;胞质嗜酸性;贴骨侧有皱褶缘EM:溶酶体和线粒体发达;皱褶缘侧多突起,皱褶缘深面有许多吞噬泡;周围为亮区,含微丝功能:形成溶骨微环境(吸收陷窝),释放多种水解酶和有机酸,溶解骨质;吞噬分解的骨质成分骨质皱褶缘破骨细胞骨细胞类骨质骨质钙化骨组织吸收改建骨组织形成成骨细胞破骨细胞骨
9、组织的发生长骨结构长骨的构成 解剖构成:骨干、骨骺,表面覆盖骨膜和关节软骨;内为骨髓腔,骨髓充填其中 组织构成:骨密质、骨松质长骨结构模式图近心端骨骺远心端骨骺关节软骨关节软骨骺线松质骨密质骨骨髓腔骨髓骨膜骨干长骨纵切图示密质骨和松质骨骨 骺 骨骺:主要由松质骨构成,表面有薄层密质骨关节面有关节软骨(透明软骨)骨松质内的小腔隙和骨干中央的腔相连通,共同构成骨髓腔骨 干(1)骨干=密质骨+少量松质骨 密质骨:环骨板、哈弗斯系统、间骨板 穿通管:横向穿行于骨板的管道,与骨干长轴垂直,内含血管、神经和结缔组织和骨祖细胞;位于骨外表面的开口为滋养孔骨 干(2)环骨板(circumferential l
10、amella)指环绕骨干内、外表面排列的骨板,分别称为内环骨板和外环骨板外环骨板:厚,由数层或十多层骨板组成,较整齐地环绕骨干排列内环骨板:薄,仅由数层骨板组成,不如外环骨板平整骨骨 干(干(3 3)哈弗斯系统(哈弗斯系统(Haversian system)又称骨单位(又称骨单位(osteon):指内、外环骨):指内、外环骨板之间的大量长柱状结构,由哈弗斯板之间的大量长柱状结构,由哈弗斯骨板和中央管构成骨板和中央管构成哈弗斯骨板哈弗斯骨板:420层,以中央管为层,以中央管为中心呈中心呈同心圆同心圆排列排列中央管中央管:内有小血管、神经及少量结:内有小血管、神经及少量结缔组织;与穿通管相通缔组织
11、;与穿通管相通47骨磨片示骨单位骨 干(4)间骨板:骨单位间或骨单位与环骨板间的骨板,形状不规则,是骨生长和改建过程中未被吸收的残留骨板 粘合线:三种骨板结构之间以及骨单位表面的一层粘合质,含较多骨盐。骨小管在此中止,不与相邻骨单位的骨小管连通黏合线骨磨片示间骨板长骨骨干结构模式图内环骨板骨内膜间骨板胶原纤维血管哈弗斯系统(骨单位)骨外膜 外环骨板骨陷窝(含骨细胞)中央管骨内膜板层骨穿通管骨的发生:膜内成骨 膜内成骨(intramembranous ossification)指在原始的结缔组织膜内直接成骨。见于头面部的扁骨等过程:内部间充质细胞骨祖细胞成骨细胞骨化中心(ossification
12、 center)骨小梁松质骨中心外侧密质骨成骨区周围的结缔组织转变为骨膜膜内成骨模式图骨化中心原始结缔组织骨祖细胞类骨质成骨细胞成骨细胞类骨质骨细胞钙化的骨基质血管骨小梁骨被覆细胞破骨细胞成骨细胞密质骨松质骨骨膜骨的发生:软骨内成骨 软骨内成骨(endochondral ossification)是指在预先形成的软骨雏形的基础上,软骨逐步被替换为骨。见于四肢骨、躯干骨等软骨雏形形成:间充质细胞骨祖细胞软骨细胞软骨骨领形成:于软骨雏形中段表面形成的薄层骨组织(骨祖细胞成骨细胞)软骨内成骨初级骨化中心与骨髓腔形成:软骨雏形中央软骨基质钙化,软骨细胞死亡;血管和多种细胞进入 破骨细胞分解软骨,成骨细
13、胞形成过渡型骨小梁 网状细胞形成网状组织,造血干细胞进入形成骨髓 过渡型骨小梁被吸收,骨髓腔扩大,骨化过程向两端扩展,骨加长新生骨组织软骨基质过渡性骨小梁光镜图破骨细胞成骨细胞软骨内成骨次级骨化中心与骨骺形成:出生后,发生于骨干两端的软骨中;发生方式与初级骨化中心相似,形成骨骺 骨干与骨骺之间保留的软骨,为骺板软骨内成骨模式图骨领初级骨化中心次级骨化中心骺板骺线透明软骨钙化软骨骨骨的加长 通过骺板不断生长并替换成骨组织骺板分为五个区:软骨储备区软骨增生区纵行的软骨细胞柱软骨成熟区软骨钙化区成骨区形成过渡型骨小梁,然后被破骨细胞吸收,骨髓腔向两端扩大 1720岁,软骨细胞停止增殖,骺板成为骺线骺板软骨内成骨过程模式图软骨储备区软骨增生区软骨钙化区成骨区破骨细胞成骨细胞骨钙化软骨骨细胞类骨质软骨成熟区骺线骺板膝关节处X光照片显示骺板与骺线骨的增粗骨外膜中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的破骨细胞吸收骨小梁,使骨髓腔横向扩大 约30岁,长骨不再增粗长骨的增粗过程示意图骨髓腔外侧:骨形成为主内侧:骨吸收为主
限制150内