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软骨和骨

软骨和骨. cartilage and bone. 杨志文. 骨骼系统←器官← 软骨←软骨组织 骨←骨组织. 特殊结缔组织 共同点：细胞外基质 —— 固态 功能差异主要取决于细胞外基质中 无定形基质和纤维成分的性质 和比例. 软骨 （ cartilage ）. 较硬，略有弹性，能承受压力，耐磨擦 作用 ---- 支持，保护. 结构：软骨膜 软骨组织： 软骨细胞 细胞外基质┄决定软骨的结构和功能

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软骨和骨

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  1. 软骨和骨 cartilage and bone 杨志文

  2. 骨骼系统←器官← 软骨←软骨组织 骨←骨组织 特殊结缔组织 共同点：细胞外基质——固态 功能差异主要取决于细胞外基质中 无定形基质和纤维成分的性质 和比例

  3. 软骨（cartilage） 较硬，略有弹性，能承受压力，耐磨擦 作用----支持，保护 结构：软骨膜 软骨组织：软骨细胞 细胞外基质┄决定软骨的结构和功能 软骨基质（cartilage matrix） 分类：根据软骨基质内所含纤维不同 透明软骨（hyaline cartilage） 弹性软骨（elastic cartilage） 纤维软骨（fibrous cartilage）

  4. 透明软骨（hyaline cartilage）

  5. 软骨细胞（chondrocyte）

  6. 软骨细胞（chondrocyte） 表层：幼稚，单个存在，小而扁 深层：渐长大，圆或椭圆 同源细胞群(isogenous group) 软骨中央，细胞成群分布， 每群2~8个，均由一个软骨 细胞分裂而来 软骨陷窝(cartilage lacuna) 软骨囊(cartilage capsule)

  7. 软骨细胞 （chondrocyte） 细胞表面:突起和皱褶 扩大软骨细胞与基质 的物质交换的表面积 胞质内：粗面内质网 Golgi 复合体 糖原 脂滴

  8. 软骨膜（perichondrium） 致密结缔组织 （关节软骨表面无） 外层：致密---保护 纤维多，细胞和血管少 内层：疏松；纤维少，血管和 细胞多 骨(祖)原细胞（干细胞） 成软骨细胞 软骨细胞 软骨组织内无血管、淋巴管和神经，软骨细胞通过基质与软骨膜内血管进行物质交换

  9. hyaline cartilage 新鲜时乳白色，稍带淡蓝半透明。较脆易折断。 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 1.结构：(1)软骨细胞(chondrocyte)→合成、分泌基质与纤维 (2)无定形基质：大分子蛋白多糖聚合体形成分子筛结构 蛋白多糖+水（约占75%） （硫酸软骨素含量高→嗜碱性、异染性） (3)纤维：胶原原纤维┄Ⅱ型胶原蛋白┄折光率同基质 2.软骨膜(perichondrium)

  10. hyaline cartilage 3.软骨的生长┄来源于胚胎时期的间充质 人胚发育第5周，将形成软骨部位，间充质细胞密集成团 中央细胞→骨祖细胞→成软骨细胞(分泌基质和纤维) →成熟软骨细胞 周围细胞→软骨膜 (1)附加生长(appositional growth)┄软骨膜下生长 软骨膜内层骨原细胞→成软骨细胞(附加在软骨组织表面 分泌基质和纤维,将自身埋于其中)→软骨细胞 (2)间质生长(interstitial growth)┄软骨内生长或内积生长 软骨内部细胞分裂增殖→新的软骨细胞→新的基质和纤维

  11. 弹性软骨 （elastic cartilage） 新鲜时呈黄色 分布：耳廓、外耳道、 咽鼓管、会厌 结构：软骨基质中含大 量弹性纤维，互 相交织成网，具 有很大弹性

  12. 纤维软骨（fibrous cartilage） 分布：椎间盘、耻骨联合、关节盘 结构：软骨基质多，细胞少。软骨基质内含大量胶原纤维， 纤维与基质的分布不均。细胞较小，散在分布。

  13. 软骨的再生能力较弱，损伤或部分切除后，一般没有直接的软骨再生。软骨的再生能力较弱，损伤或部分切除后，一般没有直接的软骨再生。 软骨细胞的氧耗量和抗原性均较低，软骨易于移植。

  14. 骨（bone） 功能：支持软组织、构成关节参与 身体的运动以及保护某些重 要器官…… 骨组织（osseous tissue） 与钙磷代谢密切相关 骨膜 骨髓 关节软骨

  15. 骨组织（osseous tissue） 1.骨基质(bone matrix)：钙化的细胞外基质 (1)有机质：35％；由骨细胞分泌 骨胶纤维(bone collagen fiber) 占90%，胶原纤维←Ⅰ型胶原蛋白 无定形基质：占10%，呈凝胶状，弱酸性糖胺多糖、糖蛋白 (2)无机质（骨盐bone mineral）：65%，钙、磷、镁 羟基磷灰石结晶[hydroxyapatite crystal，Ca10(PO4)6(OH)2] 骨板(bone lamella)：成熟骨基质的存在形式。平行排列的胶原 纤维借无定型基质粘合在一起，上有骨盐沉积，呈薄板状。 胶原纤维排列：同一层骨板内平行，相邻骨板内垂直 2.细胞：骨原细胞、成骨细胞、骨细胞、破骨细胞

  16. 成骨细胞（osteoblast） Ob：osteoblast mOS：mineralized Os：osteoid mB：mineralized bone ROb：resting phase

  17. 成 骨 细 胞 超 微 结 构 模 式 图 基质小泡： 细胞膜出芽方式形成 膜上有：钙结合蛋白、 碱性磷酸酶、 焦磷酸酶 ATP…… 内含：小的钙盐结晶 钙……

  18. 骨细胞（osteocyte）

  19. 1.骨陷窝(bone lacuna) 2.骨小管(bone canaliculi) 相邻骨陷窝借骨小管 彼此通连。骨陷窝和 骨小管内均含有组织 液，骨细胞从中得到 营养并向其中排出代 谢产物

  20. 破骨细胞（osteoclast）

  21. 破 骨 细 胞 超 微 结 构 模 式 图 功能活跃时，亮区紧贴骨基质表面，形成环行围堤，使其所包围的皱褶缘区成为封闭的溶骨微环境。破骨细胞向此区释放多种蛋白酶、碳酸酐酶、柠檬酸酶等。在酶和酸的作用下骨基质溶解，骨盐和有机质溶解后的产物经皱褶缘吸收。 Howship陷窝

  22. 骨原细胞(osteogenic cell)（干细胞） 骨组织表面；细胞梭形，核椭圆，胞质弱嗜碱性 成骨细胞 (osteoblast) 排成一层，立方或矮柱状,核大而圆,胞质弱嗜碱性。细胞表面细小突起与邻近细胞的突起形成缝隙连接。 1.基质小泡(matrix vesicle) 与类骨质钙化的起始过程有关 2.分泌骨胶纤维和基质→类骨质 （osteoid） 骨盐沉积 骨组织 骨细胞（osteocyte）：夹在相邻两层骨板间或分散排列于骨板内。扁椭圆形，突起细长，核扁圆、胞质弱嗜碱性。相邻骨细胞突起之间有缝隙连接。

  23. 破骨细胞（osteoclast） 1.多核巨细胞（由多个单核细胞融合而成） 2.光镜：位于骨组织被吸收部位的陷窝内，多核，胞质嗜 酸性，贴近骨基质的一侧有纹状缘 3.电镜： ①皱褶缘（ruffled border）：高而密集的微绒毛，基部 胞质含大量初级溶酶体、吞饮泡和次级溶酶体，其余 胞质含细胞核和丰富的细胞器，如粗面内质网、Golgi 复合体、线粒体等。 ②亮区（clear zone）：皱褶缘周围的环形胞质区，细胞 膜平整，含微丝较多，其它细胞器较少。 4.溶解和吸收骨基质

  24. 骨单位(osteon, Haversian system) 位于内、外环骨板之间，构成长骨干的结构单位 中央管(central canal, Haversian管)：纵行 骨单位骨板(osteon lamella, Haversian骨板)：同心圆排列

  25. 骨单位(osteon) (Haversian system) 粘合线(cement line) 骨单位表面的一层粘合质 ，含骨盐较多而骨胶纤维很少的骨基质，在横断的骨磨片上呈折光较强的轮廓

  26. 骨单位(osteon, Haversian system) 骨 单 位 内 的 骨 小 管 1.相互通连 2.最内层者：开口于中央管，构成血管系统与骨单位中骨细胞之间 营养和气体交换的通路 3.最外层者：在粘合线内反折，不与相邻骨单位表层的骨小管相通

  27. 长骨的结构 1.骨松质(spongy bone) 2.骨密质(compact bone)：按骨板的排列方式分类： (1)内、外环骨板(inner and outer circumferential lamella) 穿通管(perforating canal, Volkmann canal)：内、外环骨板 内垂直或斜穿骨板的管道，与骨单位中央管相通连。管内有 来自骨内、外膜的结缔组织、小血管和神经。 (2)骨单位(osteon, Haversian system) (3)间骨板(interstitial lamella)：骨单位间或骨单位与环骨板间 的不规则的平行骨板。是长骨发生过程中，骨改建时未被吸 收的原有的骨单位或内、外环骨板的残留部分。

  28. 长骨的结构 3.骨膜(除关节面) (1)骨外膜(periosteum) 外层：厚，致密结缔组织，胶原纤维束粗而密集。 穿通纤维(perforating fiber, Sharpey fiber)： 有些胶原纤维束横向穿入外环骨板，固定骨膜 内层：薄，疏松结缔组织，富含小血管和神经，并含有骨原 细胞、成骨细胞和破骨细胞等。 (2)骨内膜(endosteum)：衬于骨髓腔面、骨小梁表面及中央管和 穿通管内表面薄层疏松结缔组织，纤维细而少，内含较多的 骨原细胞 4.关节软骨、骨髓、血管、神经

  29. 骨发生（osteogenesis） 由胚胎时期的间充质发生 1.膜内成骨（intramembranous osteogenesis） 顶骨、额骨、锁骨 2.软骨内成骨（cartilagenous osteogenesis） 四肢骨、躯干骨、部分颅底骨 （1）软骨雏形的建立 （2）软骨周骨化 （3）软骨内骨化 （4）次级骨化中心的出现和骺板形成 （5）骨的生长和改建

  30. 膜内成骨(intramembranous osteogenesis) 间充质→胚胎性结缔组织膜→膜内成骨 过程： 1.胚胎发生早期，在即将成骨部位血管增生，间充质细胞增殖、 密集成膜状。 2.膜内某些间充质细胞→骨原细胞→成骨细胞→分泌类骨质→钙 化为骨组织。即首先形成骨组织的部位，称骨化中心 (ossification center) 3.最初形成的骨组织呈针状或片状，即初级骨小梁，围绕骨化中 心向四周呈放射状排列并连接成网。网孔内充满红骨髓，即初 级骨松质。骨化中心外周的间充质分化为骨膜。 4.新形成的骨在外形和内部结构上进行改建以适应发育

  31. 软骨内成骨（cartilagenous osteogenesis）

  32. 软骨内成骨（cartilagenous osteogenesis） 即将成骨部位→间充质分化成软骨→软骨被骨组织取代 (1)软骨雏形的建立： 将成骨部位，间充质细胞密集→骨原细胞→软骨细胞→向 周围分泌基质并将其包埋其中→透明软骨 周围的间充质→软骨膜 其外形与将要形成的长骨相似，故称软骨雏形 (cartilage model)

  33. (2)软骨周骨化(perichondral ossification) 软骨雏形中段，软骨膜内层骨原细胞→成骨细胞→贴 在软骨组织表面形成类骨质→钙化为骨组织，即在 软骨组织表面形成一薄层骨组织环绕软骨，形如衣 领，称骨领(bone collar)。 其表面的软骨膜改称骨外膜。 骨外膜内层的骨原细胞不断分化为成骨细胞，向骨领 表面及两端添加新的骨组织，使骨领逐渐增厚增 长。以后骨领改建成骨干的骨密质。

  34. (3)软骨内骨化 a.初级骨化中心：骨领形成同时。 软骨雏形中央的软骨细胞肥大并分泌碱性磷酸酶→软骨基质钙化→肥大的软骨细胞退化死亡，留下较大的软骨陷窝。 骨外膜的血管、间充质细胞、破骨细胞等穿过骨领，进入初级骨化中心，溶解吸收钙化的软骨基质，形成许多不规则的隧道，称初级骨髓腔。 侵入的血管主干向两端分支，分布于初级骨髓腔内，其中的间充质细胞分化为造血组织。 成骨细胞贴附于残留的钙化软骨基质表面生成骨组织，形成以钙化软骨基质为中轴、表面附以骨组织的过度型骨小梁。 该区为软骨内首先成骨的区域，称初级骨化中心(primary ossification center)。

  35. (3)软骨内骨化 b.骨髓腔的形成：初级骨化中心形成后，即开始了从骨干中央向两端由骨组织替换软骨组织的过程。最初形成的骨小梁不断被破骨细胞溶解吸收，又有新的骨小梁形成，初级骨髓腔不断扩大而融合为一个大腔，称为骨髓腔。其中充满造血组织。同时骨领也不断从外面加厚，从腔内面吸收，骨髓腔的横径也逐渐加宽。

  36. 软骨两端的软骨组织继续生长，临近骨髓腔的软骨组织不断退化和新的骨组织生长。骨化过程则不断从中央向两端推移，骨髓腔也随之向两端伸延。软骨两端的软骨组织继续生长，临近骨髓腔的软骨组织不断退化和新的骨组织生长。骨化过程则不断从中央向两端推移，骨髓腔也随之向两端伸延。 ①软骨储备区（zone of reserve cartilage） 软骨细胞小，散在，软骨基质弱嗜碱性 ②软骨增生区（zone of proliferating cartilage） 软骨细胞变大，分裂形成的同源细胞群纵向排列成行 ③软骨钙化区（zone of calcifying cartilage） 软骨细胞肥大→逐渐变成空泡状→核固缩，退化死亡 基质钙化成强嗜碱性 ④成骨区（zone of ossification） 骨细胞排在残留的软骨基质表面，产生类骨质，继而钙化 为骨组织，形成骨小梁。在此区，最初形成的骨小梁中央 残留有软骨基质（过度型）

  37. (4)次级骨化中心的出现和骺板形成 出生前后，长骨两端的软骨中央部分，又出现骨化中心，称次级骨化中心（secondary ossification center）。其骨化过程与初级骨化中心相同，不同点为：①侵入骨化中心的血管来自软骨外膜而不是骨外膜；②骨化是自中心向四周呈放射状扩展。 最初形成的骨松质逐渐改建成由板层骨构成的骨小梁，即长骨骨骺。在两骺端的关节永远保留一层透明软骨，称关节软骨，没有骨膜覆盖。在骨骺与骨干之间暂时留有一层软骨，称骺（软骨）板（epiphyseal plate）。骺板的软骨细胞一直在分裂、增殖，到青春期末停止。

  38. (5)骨的生长和改建 a.长骨的加长：骺板软骨不断向两端生长和骨化。 正常生长发育时期，骺板软骨的增殖速度与软骨内骨化 及吸收速度相平衡。因此，骺板一直保持恒定厚度。 青春期末（17~20岁），骺板的增殖减慢，最后全部骨化 消失，骨干与骨骺相愈合，长骨停止生长。在干、骺 愈合处，可见一条致密的线，称骺线(epiphyseal line) b.长骨的加粗：软骨周骨化。 骨不断从外周加厚，同时又从腔内不断溶解吸收，骨髓 腔的横径不断扩大，骨则增粗。 大约持续到25~30岁，停止增粗。 c.骨的改建：持续终生

  39. c.骨的改建： 在骨发生过程中，最初形成的骨小梁，细胞成分多、纤维成分少且排列不规则，小梁间的网孔也大于初级骨松质。以后，随着小梁的加厚和网孔变小，成为初级骨密质。 骨单位产生于1岁左右。此时，骨领的内、外表面有许多纵沟，沟内有小血管、骨原细胞、成骨细胞和破骨细胞等。首先，成骨细胞贴在沟壁上成骨并将沟封闭成管，再贴附于管壁上成骨，从最外层向内一层层地形成同心圆状的骨板，即骨单位骨板，血管及间充质被围在中央，形成中央管，内衬一层近似扁平的骨原细胞，这就是第一代骨单位。以后由破骨细胞溶解吸收第一代骨单位的骨板，形成锥形的隧道，在其最宽处，破骨细胞消失，骨原细胞分化为成骨细胞，开始形成第二代骨单位，它又被吸收，出现第三代骨单位。 少年时期的骨干几乎无内、外环骨板或层数极少，成年后骨干不再增长，内、外环骨板才出现。

  40. 影响骨的生长因素 1.遗传因素的控制 2.激素：生长激素-甲状腺激素（骺板软骨） 甲状旁腺激素-降钙素（血钙） 雌激素-雄激素 糖皮质激素 3.维生素：A；C；D 4.其他生物活性物质：转化生长因子-β(TGF-β)、前列腺素 (E1、E1a、E2)、白细胞介素1和6、表皮生长因子、 巨噬细胞释放的肽刺激因子

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