軟骨與骨課件

第四章

軟骨和骨（cartilageandbone）組織學(xué)與胚胎學(xué)HistologyandEmbryology5軟骨與骨---一、軟骨(cartilage)概述：組成：軟骨（器官）由軟骨組織及其周圍的軟骨膜構(gòu)成。軟骨組織由軟骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞間質(zhì)組成。特性：軟骨組織是一種固態(tài)的結(jié)締組織，略有彈性。功能：可承受一定壓力和耐磨擦，具有支持和保護(hù)作用。分類：根據(jù)細(xì)胞間質(zhì)中纖維的不同，軟骨可分為透明軟骨、纖維軟骨和彈性軟骨。5軟骨與骨---一般特點(diǎn)：新鮮時(shí)呈透明狀，較脆，易折斷。此類軟骨內(nèi)無血管和神經(jīng)。胚胎的軟骨，或較大的軟骨內(nèi)偶爾可見到大的血管穿行，但不分支為毛細(xì)血管。透明軟骨(hyalinecartilage)：分布：分布較廣；多分布在關(guān)節(jié)、肋軟骨、呼吸道等處。5軟骨與骨---結(jié)構(gòu)：由軟骨細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)(膠原原纖維和基質(zhì))組成。軟骨細(xì)胞(chondrocyte)

：生活狀態(tài)時(shí)：位于軟骨基質(zhì)內(nèi)。其所在的部位－基質(zhì)內(nèi)小腔，稱為軟骨陷窩(cartilagelacuna)。固定后標(biāo)本：軟骨細(xì)胞收縮、胞體變形，因而在陷窩壁與細(xì)胞間可見空隙。5軟骨與骨---細(xì)胞體：形態(tài)不一。軟骨表面：是許多扁圓形細(xì)胞，細(xì)胞較小而幼稚，呈單個(gè)存在。軟骨深層：細(xì)胞呈圓形或橢圓形，逐漸增大，并不斷在軟骨陷窩內(nèi)分裂、增殖，形成2～8個(gè)細(xì)胞為一群，稱同源細(xì)胞群(isogenousgroup)。細(xì)胞核：較小，呈橢圓形，可見1～2個(gè)核仁。5軟骨與骨---細(xì)胞質(zhì)：光鏡下：弱嗜堿性，常見有一大脂滴，在固定的標(biāo)本中脂肪經(jīng)脫水而溶解，因此只留空泡。電鏡下：豐富的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體；線粒體較少。5軟骨與骨---5軟骨與骨---細(xì)胞間質(zhì)：由基質(zhì)和纖維組成。基質(zhì)：呈凝膠狀，含有70％的水分，具有韌性。纖維：光鏡下：基質(zhì)中無膠原纖維；電鏡下：含許多細(xì)小的膠原原纖維。纖維無橫紋，排列不整齊，并相互交織成網(wǎng)。軟骨囊內(nèi)無膠原原纖維。5軟骨與骨---基質(zhì)的化學(xué)成分：主要成分是軟骨粘蛋白，即：大分子的蛋白多糖。由蛋白質(zhì)和多糖分子（透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素A、C和硫酸角質(zhì)素）組成，并形成分子篩。蛋白多糖與膠原原纖維結(jié)合使軟骨基質(zhì)成固態(tài)結(jié)構(gòu)。硫酸軟骨素在軟骨陷窩周圍較多，HE染色為嗜堿性，但甲苯胺藍(lán)染色則具有異染性。軟骨陷窩周緣的基質(zhì)染色深?！钌钊镜牧蛩彳浌撬匕鼑谲浌窍莞C，或一組陷窩外面，稱軟骨囊(cartilagecapsule)

遠(yuǎn)離軟骨陷窩的基質(zhì)染色淺。5軟骨與骨---5軟骨與骨---軟骨膜分為兩層：外層：纖維較致密，血管少，細(xì)胞疏散。主要起保護(hù)作用；內(nèi)層：纖維較少，血管和細(xì)胞較多。主要有營養(yǎng)等作用，含有骨原細(xì)胞。軟骨膜和軟骨的營養(yǎng)：在軟骨的外表面包有一層較致密的結(jié)締組織，即軟骨膜(perichondrium)

，但在關(guān)節(jié)軟骨的表面無軟骨膜。5軟骨與骨---軟骨的發(fā)生和生長方式：緊貼軟骨的軟骨膜內(nèi)有能形成成骨細(xì)胞或成軟骨細(xì)胞的幼稚細(xì)胞稱骨原細(xì)胞，一般呈梭形。骨原細(xì)胞可增殖、分化為軟骨細(xì)胞。軟骨的生長有兩種并存的方式：外加生長(appositionalgrowth)：又稱軟骨膜下生長軟骨膜內(nèi)的骨原細(xì)胞不斷地分裂、增殖、分化為軟骨細(xì)胞，并不斷產(chǎn)生纖維和基質(zhì)。借此軟骨逐層從表面向外擴(kuò)大。間質(zhì)生長(interstitialgrowth)：又稱軟骨內(nèi)生長深層的軟骨細(xì)胞逐漸變大，變圓，并分裂形成同源細(xì)胞群；同時(shí)不斷產(chǎn)生纖維和基質(zhì)。借此軟骨不斷地在內(nèi)部生長、增大。5軟骨與骨---5軟骨與骨---纖維軟骨(fibrouscartilage)：分布：分布在錐間盤、關(guān)節(jié)盂、關(guān)節(jié)盤、恥骨聯(lián)合面之間的連接處和關(guān)節(jié)軟骨上肌腱附著部分。與其相連續(xù)的致密結(jié)締組織之間沒有明顯界限。結(jié)構(gòu)：細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)膠原纖維豐富，并成束存在。軟骨細(xì)胞位于軟骨陷窩內(nèi)，散在分布于纖維束之間。肉眼觀察此類軟骨呈白色。5軟骨與骨---彈性軟骨(elasticcartilage)：分布：分布在耳廓、外耳道、咽鼓管會厭和喉軟骨。結(jié)構(gòu)：其細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)含有大量的彈性纖維，因而軟骨呈黃色。5軟骨與骨---骨的一般特點(diǎn)：是最堅(jiān)硬的結(jié)締組織，具有一定的韌性。骨在體內(nèi)作為全身的支架，保護(hù)內(nèi)部器官。由骨組織和骨膜等構(gòu)成。本部分內(nèi)容包括：骨組織長骨的結(jié)構(gòu)骨膜骨的發(fā)生二、骨(bone)5軟骨與骨---骨組織的結(jié)構(gòu)：由多種細(xì)胞和大量鈣化的細(xì)胞間質(zhì)組成。細(xì)胞間質(zhì)：又稱骨基質(zhì)(bonematrix)；由有機(jī)成分及無機(jī)成分組成。有機(jī)成分：占骨干重的35％，使骨基質(zhì)有韌性。含大量膠原纖維(95％)和少量無定形基質(zhì)(5％)?；|(zhì)：呈凝膠狀；含中性或弱酸性的糖胺多糖，可粘合膠原原纖維；還含有骨鈣蛋白(osteocalcin)（可參與鈣的運(yùn)輸和鈣化）和骨磷蛋白(phosphophoryms)（可與膠原纖維結(jié)合）

。5軟骨與骨---無機(jī)成分：又稱骨鹽，占骨干重的65％；化學(xué)結(jié)構(gòu)為羥基磷灰石結(jié)晶[Ca10(PO4)6(OH)2]。骨鹽呈細(xì)針狀，長10～20nm，沿膠原原纖維的長軸規(guī)則排列，并與之緊密結(jié)合。有機(jī)成分和無機(jī)成分使骨基質(zhì)即十分堅(jiān)硬，又具有一定的韌性；5軟骨與骨---說明：成人的骨基質(zhì)是以膠原纖維高度有規(guī)律地成層排列為特征，故又稱骨板(bonelamella)。骨鹽沉積在每層的膠原纖維上，再由基質(zhì)粘合而成薄板狀結(jié)構(gòu)。每一層骨板厚約3～7

m。同一層骨板內(nèi)的纖維相互平行，而相鄰骨板內(nèi)的纖維則相互垂直，如同多層木質(zhì)膠合板。5軟骨與骨---細(xì)胞：骨組織的細(xì)胞有：骨原細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞5軟骨與骨---骨原細(xì)胞(osteogeniccell)：是骨組織的干細(xì)胞。位置：位于骨外膜和骨內(nèi)膜近骨質(zhì)處。功能：當(dāng)骨組織生長或重建時(shí)，它能分裂、分化為成骨細(xì)胞。光鏡下：細(xì)胞體：小，呈梭形。細(xì)胞核：橢圓形。細(xì)胞質(zhì)：少，弱嗜堿性5軟骨與骨---成骨細(xì)胞(osteoblast)

：位置：位于骨組織表面，緊密排列為一層。光鏡下：細(xì)胞體：較大，呈矮柱狀或橢圓形。細(xì)胞核：圓形，一個(gè)，位于細(xì)胞游離端，核仁明顯。細(xì)胞質(zhì)：強(qiáng)嗜堿性，染為深藍(lán)色。5軟骨與骨---電鏡下：細(xì)胞體：表面有細(xì)小突起，可與鄰近的成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞的突起形成縫隙連接，以協(xié)調(diào)眾多細(xì)胞的功能。細(xì)胞質(zhì)：豐富的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體功能：成骨細(xì)胞具有分泌骨基質(zhì)有機(jī)成分(膠原纖維和基質(zhì))的功能，這種骨基質(zhì)稱類骨質(zhì)(osteoid)。5軟骨與骨---說明：成骨細(xì)胞還可釋放其細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的基質(zhì)小泡，小泡內(nèi)的鈣沉著于類骨質(zhì)上而形成骨基質(zhì)。一旦成骨細(xì)胞及其突起被埋入骨基質(zhì)內(nèi)即成為骨細(xì)胞，骨陷窩和骨小管也同時(shí)形成。5軟骨與骨---骨細(xì)胞(osteocyte)：位置：單一分布于骨板內(nèi)和骨板間。光鏡下：細(xì)胞體：呈扁平橢圓多突形，居于細(xì)胞間質(zhì)中，其所占據(jù)的空間稱骨陷窩(bonelacuna)。突起所占據(jù)的空間稱骨小管(bonecanaliculus)。各骨陷窩借骨小管彼此相溝通。細(xì)胞核：呈卵圓形，異染色質(zhì)多。細(xì)胞質(zhì)：弱嗜堿性。5軟骨與骨---電鏡下：細(xì)胞體：相鄰骨細(xì)胞突起借縫管連接相互連接細(xì)胞質(zhì)：內(nèi)含高爾基復(fù)合體、散在的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和少量線粒體等。5軟骨與骨---5軟骨與骨---破骨細(xì)胞(osteoclast)：

數(shù)量較少，分布在骨質(zhì)的表面。位置：分布于骨吸收面的凹陷處。光鏡下：細(xì)胞體：巨大(直徑可達(dá)100

m)，呈圓形或橢圓形。緊貼骨基質(zhì)的一側(cè)有皺褶緣，其周圍有一環(huán)形亮區(qū)。細(xì)胞核：多核，可含6～50個(gè)細(xì)胞核；由多細(xì)胞融合而成。細(xì)胞質(zhì)：嗜酸性，呈泡沫狀；5軟骨與骨---電鏡下：細(xì)胞體有許多不規(guī)則的微絨毛，又稱皺褶緣(ruffledborder)

。細(xì)胞質(zhì)：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富高爾基復(fù)合體發(fā)達(dá)線粒體和溶酶體多環(huán)形的亮區(qū)含大量的微絲，亮區(qū)與骨基質(zhì)表面緊密相貼，如同一道圍墻，封閉其內(nèi)側(cè)，構(gòu)成溶骨的微環(huán)境。功能：很強(qiáng)的重吸收骨能力。5軟骨與骨---成骨細(xì)胞形成骨破骨細(xì)胞破壞及重吸收骨是骨組織的發(fā)生和骨生長、發(fā)育必不可少的兩個(gè)方面。通過二者的協(xié)同活動完成骨的成型和改建。5軟骨與骨---長骨的結(jié)構(gòu)

由骨松質(zhì)、骨密質(zhì)、骨膜、關(guān)節(jié)軟骨等構(gòu)成。骨松質(zhì)(spongybone)：多分布在長骨的骨骺部和骨干內(nèi)側(cè)。由大量片狀和針狀的骨小粱相互連接而成，組成多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。骨小粱之間的孔內(nèi)充滿了紅骨髓（見本章血發(fā)生）及血管。骨小粱由成層平行排列的骨板和骨細(xì)胞所組成。骨密質(zhì)(compactbone)：多分布在長骨骨干和骨骺表層。骨干處的骨密質(zhì)較厚，由不同排列有序的骨板組成。5軟骨與骨---骨干骨板排列方式為：環(huán)骨板、哈弗斯骨板、間骨板環(huán)骨板：環(huán)繞于骨干內(nèi)、外表面，層層排列。又分為：外環(huán)骨板：較厚(10～40層)，環(huán)繞、平行排列于骨干表面，外表面與骨膜緊密相接，較整齊。內(nèi)環(huán)骨板：較薄（僅由少數(shù)幾層骨板組成）居于骨髓腔面，內(nèi)面襯以骨內(nèi)膜骨內(nèi)膜與骨松質(zhì)表面的骨內(nèi)膜相接續(xù)不如外環(huán)骨板平整。穿通管：是骨膜的血管、神經(jīng)橫向穿行于內(nèi)、外環(huán)骨板形成的管道與縱向排列的中央管相通管中的血管與骨髓血管相通連5軟骨與骨---哈弗斯骨板：位于內(nèi)、外環(huán)骨板之間，是長骨干密質(zhì)骨的主要部分。與中央管共同組成骨單位(osteon)：又稱哈弗斯系統(tǒng)(Haversiansystem)

。中央管：位于骨單位的中央或稱哈弗斯管(Haversiancanal)內(nèi)有血管、神經(jīng)及結(jié)締組織。哈弗斯骨板：以中央管為中心呈同心圓排列，

10～20層。骨板間的骨陷窩借骨小管相通，最內(nèi)層的骨小管開口于中央管，由此獲得營養(yǎng)，并供給各層骨細(xì)胞。5軟骨與骨---5軟骨與骨---粘合線(cementline)

：長骨骨干主要是由大量的哈弗斯系統(tǒng)組成，哈弗斯系統(tǒng)的最外層具有粘合線與相鄰骨板相隔。粘合線是一層含骨鹽多、纖維少的骨基質(zhì)，故骨單位的最外層的骨小管并不與相鄰的骨單位的骨小管相通連。5軟骨與骨---間骨板：是填充在骨單位之間的一些半環(huán)形、不規(guī)則骨板；它是上一代未被吸收的骨單位或外環(huán)骨板的殘留部分；其中除骨陷窩及骨小管外，無其它管道。5軟骨與骨---骨外膜(periosteum)：位置：位于長骨外表面，又分為兩層：外層：較厚，為致密結(jié)締組織。膠原纖維粗大而密集，細(xì)胞少，有的膠原纖維經(jīng)骨外膜的內(nèi)層橫向穿入外環(huán)骨板，稱穿通纖維或沙比纖維(Sharpey’sfiber)，起固定骨膜和韌帶的作用；骨膜：除關(guān)節(jié)面以外，骨的內(nèi)、外表面均被覆一層致密的結(jié)締組織，分別稱骨外膜和骨內(nèi)膜。5軟骨與骨---內(nèi)層：較薄，結(jié)締組織較疏松，纖維少，細(xì)胞多，含有較多的骨原細(xì)胞或成骨細(xì)胞，富含的小血管及神經(jīng)，經(jīng)穿通管進(jìn)入骨密質(zhì)，分支進(jìn)入骨單位的中央管。骨內(nèi)膜(endosteum)：位于骨髓腔面、骨小粱表面、中央管及穿通管內(nèi)表面。該層纖維少，該處的骨原細(xì)胞常排列成一層，頗像單層扁平上皮，骨原細(xì)胞可分化為成骨細(xì)胞，細(xì)胞間及與骨細(xì)胞突起之間也可有縫管連接。5軟骨與骨---骨是由胚胎時(shí)期的間充質(zhì)分化而來。在其發(fā)生過程中經(jīng)歷了不斷的生長和改建，骨組織的形成與吸收交替進(jìn)行，相輔相成。復(fù)習(xí)骨組織發(fā)生的基本過程骨的發(fā)生有兩種方式：膜內(nèi)成骨(intramembranousossification)軟骨內(nèi)成骨(endochondralossification)骨的發(fā)生5軟骨與骨---骨組織發(fā)生的基本過程：成骨細(xì)胞形成：間充質(zhì)細(xì)胞分裂增殖、分化為骨原細(xì)胞、成骨細(xì)胞。類骨質(zhì)形成：成骨細(xì)胞產(chǎn)生纖維和無定形基質(zhì)，形成類骨質(zhì)。骨基質(zhì)形成：類骨質(zhì)具有沉淀骨鹽的特性。骨鹽沉著后，類骨質(zhì)骨化為骨基質(zhì)，即一層新骨板出現(xiàn)，骨陷窩和骨小管形成。骨細(xì)胞形成：成骨細(xì)胞之間的距離逐漸加大，突起加長，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣羌?xì)胞，骨組織發(fā)生也即完成。如此逐層形成骨板，骨組織體積增大，其周圍仍有一層成骨細(xì)胞包圍。5軟骨與骨---5軟骨與骨---膜內(nèi)成骨(intramembranousossification)：膜內(nèi)成骨，又稱膜性骨發(fā)生。膜內(nèi)成骨是一種由間充質(zhì)先分化為胚性結(jié)締組織膜，再在此膜內(nèi)成骨的方式。只有額骨、頂骨、面骨及鎖骨等一些扁骨是以此方式發(fā)生。5軟骨與骨---具體發(fā)生過程如下：首先，在將要形成骨的部位血管增生，隨之間充質(zhì)細(xì)胞分裂增生，形成膜狀，膜上開始成骨的部位稱為骨化中心(ossificationcenter)。間充質(zhì)細(xì)胞進(jìn)一步增殖、分化為骨原細(xì)胞，其中大部分骨原細(xì)胞進(jìn)一步增殖、分化為成骨細(xì)胞。成骨細(xì)胞可分泌纖維和有機(jī)基質(zhì)(即類骨質(zhì))。類骨質(zhì)因有大量骨鹽沉著而成為骨基質(zhì)。成骨細(xì)胞逐漸被骨基質(zhì)包埋而成為骨細(xì)胞；5軟骨與骨---在骨質(zhì)的表面始終保留著少量骨原細(xì)胞在骨化中心的周圍骨化不斷擴(kuò)展，最初形成骨小粱，進(jìn)而形成骨松質(zhì)。骨松質(zhì)周圍的間充質(zhì)分化為骨膜。成骨細(xì)胞在內(nèi)、外骨膜之間、骨松質(zhì)表面形成骨密質(zhì)，并不斷增厚。以后，骨組織不斷生長和改建，成骨細(xì)胞在扁骨的外面成骨，而破骨細(xì)胞在扁骨的內(nèi)面溶解吸收已形成的骨組織。例如顱骨在生長時(shí)，其外面生長的多，內(nèi)面吸收的也多，使其曲度逐漸改變，以適應(yīng)頭顱的發(fā)育。5軟骨與骨---軟骨內(nèi)成骨(endochondralossification)：軟骨內(nèi)成骨，又稱軟骨性骨發(fā)生。先由間充質(zhì)形成軟骨雛形，然后軟骨再不斷地生長，并逐漸被骨組織所替換。顱底、軀干、四肢骨等主要是以此方式發(fā)生。同時(shí)，在骨外膜的內(nèi)層又并存著膜內(nèi)成骨。5軟骨與骨---

下面以長骨的發(fā)生為例說明軟骨內(nèi)成骨過程，其包括以下3階段：軟骨雛形的形成軟骨周骨化軟骨內(nèi)骨化：

軟骨雛形的形成在將要成骨的部位，間充質(zhì)細(xì)胞聚集、分化形成骨原細(xì)胞，進(jìn)而分化為軟骨細(xì)胞。軟骨細(xì)胞分泌軟骨基質(zhì)，細(xì)胞自身包埋其中，形成軟骨雛形。周圍的間充質(zhì)分化為軟骨膜。5軟骨與骨---軟骨周骨化（骨領(lǐng)形成）：在軟骨雛形的中段軟骨膜下，深層的骨原細(xì)胞分化成為成骨細(xì)胞；在一定的條件下成骨細(xì)胞以膜內(nèi)成骨的方式形成薄層原始骨組織。這層骨組織在軟骨膜深層包繞雛形軟骨，尤如領(lǐng)圈狀，故稱骨領(lǐng)(bonecollar)。骨領(lǐng)形成后，其表面的軟骨膜即改名為骨外膜。5軟骨與骨---軟骨退化及初級骨化中心形成軟骨退化出現(xiàn)在軟骨雛形的中央。骨領(lǐng)形成的同時(shí)，此處的軟骨細(xì)胞停止分裂，并漸成熟、肥大、退化，軟骨細(xì)胞間質(zhì)鈣化而呈強(qiáng)嗜堿性。初級骨化中心形成(primaryossificationcenter)：骨外膜的血管和骨原細(xì)胞侵入。在營養(yǎng)和氧供應(yīng)充足的前提下，骨原細(xì)胞不斷地分化為成骨細(xì)胞。成骨細(xì)胞附著于鈣化的軟骨殘片表面而成骨，從而確定了最先發(fā)生骨化的部位－初級骨化中心形成。5軟骨與骨---骨髓腔的形成初級骨化中心所形成的骨組織均是原始骨組織，并且是針狀或薄片狀的骨小梁，它們互相連接成原始骨松質(zhì)。在骨化中心兩側(cè)，從軟骨雛形兩端至骨化中心，軟骨組織不斷增長使軟骨雛形