课件：第四章软骨和骨.ppt

第四章 软骨和骨,软骨与骨是构成身体支架的器官 分别以软骨组织和骨组织为主要结构成分。在人的一生中，这两种组织尤其是骨组织能不断更新和改建，从而适应成年前机体的生长发育和成年后机体支持功能的变化需求。 人体99以上的钙和85的磷以羟基磷灰石的形式贮于骨组织中，因而骨又是人体的钙、磷贮存库。,一、软骨（cartilage）,软骨由软骨组织及其周围的软骨膜构成。 软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成。 根据软骨组织所含纤维的不同，可将软骨分为透明软骨、纤维软骨和弹性软骨三种。 （一）透明软骨 （二）纤维软骨 （三）弹性软骨,（一）透明软骨（hyaline cartilage）,1透明软骨组织的结构 （1）软骨细胞（chondrocyte）：软骨陷窝（cartilage lacuna）软骨囊（cartilage capsule），同源细胞群(isogenous group)软骨细胞主要以糖酵解方式获得能量。 （2）基质：主要为嗜碱性软骨粘蛋白,它以长链的透明质酸分子为主干，干链上以许多较短的蛋白质链连接硫酸软骨素A、C和硫酸角质素。可结合大量的水（约占基质的75） ，还构成分子筛，并和胶原原纤维结合在一起形成固态结构。软骨内无血管，但富含水分，通透性强，故软骨深层的软骨细胞仍能获得必需的营养。,（3）纤维：型胶原组成的胶原原纤维(直径为1020nm)，无明显横纹，其折光率与基质相近，软骨囊含硫酸软骨素较多，含胶原原纤维少或无，故嗜碱性较强。软骨囊之间则含胶原原纤维较多，故呈弱嗜酸性。 2软骨膜 除关节面的关节软骨外，软骨的表面均覆有较致密的结缔组织，即软骨膜（perichondrium）。分内、外二层，骨原细胞，可增殖分化为软骨细胞,3软骨的生长方式,软骨有两种并存的生长方式 （1）间质生长（interstitial growth） 或称软骨内生长 （2）外加生长（appositional growth） 或称软骨膜下生长,（二）纤维软骨（fibrous cartilage）,分布于椎间盘、关节盘及耻骨联合等处。,（三）弹性软骨elastic cartilage,弹性软骨分布于耳廓及会厌等处。,二、骨（Bone）,骨由骨组织、骨膜及骨髓等构成。 （一）骨组织的结构 骨组织（osseous tissue）由大量钙化的细胞间质及数种细胞组成。钙化的细胞间质称为骨基质（bone matrix）。 细胞有骨原细胞、成骨细胞、骨细胞及破骨细胞四种。,1骨基质,即骨的细胞间质 有机成分：胶原纤维（占有机成分的95）及少量无定形基质（中性或弱碱性糖胺多糖；钙结合蛋白：骨钙蛋白（osteocalcin）和骨磷蛋白（phosphophoryms）与钙化及钙的运输有关 无机成分又称骨盐（bone mineral） 主要为羟磷灰石结晶（hydroxyapatite crystal, (Ca10 (PO4)6( OH )2)，属不溶性中性盐，呈细针状，长1020nm，沿胶原原纤维长轴规则排列并与之结合。 骨基质结构呈板层状，称为骨板（bone lamella）,2骨组织的细胞,（1）骨细胞（osteocyte） （2）骨原细胞（osteogenic cell） （3）成骨细胞（osteoblast） （4）破骨细胞（osteoclast）,（1）骨细胞（osteocyte）,骨陷窝（bone lacuna），骨小管（bone canaliculi）。骨陷窝周围的薄层骨基质钙化程度较低，并可不断更新，在机体需要时，骨细胞的溶骨作用可溶解此层骨基质，使Ca2释放入骨陷窝的组织液中，继而进入血液，对维持血钙的恒态水平有一定作用。,小鼠骨细胞和骨基质（脱钙后）电镜像25000 Pr骨细胞突起和骨小管，Co胶原原纤维,（2）骨原细胞（osteogenic cell）：干细胞能分裂分化为成骨细胞 （3）成骨细胞（osteoblast）：类骨质（osteoid），基质小泡（matrix vesicle）其膜上有碱性磷酸酶、焦磷酸酶和ATP酶，泡内含钙和小的羟磷灰石结晶。合成分泌钙结合蛋白，后成为骨细胞,（4）破骨细胞（osteoclast）,多核巨细胞，约100m，250个核。目前认为它由多个单核细胞融合而成，无分裂能力。 功能区：皱褶缘（ruffled border），亮区（clear zone） 释放多种蛋白酶、碳酸酐酶、乳酸及柠檬酸等 吞饮泡和吞噬泡 破骨细胞有溶解和吸收骨基质的作用。,破骨细胞,破骨细胞,破骨细胞,（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）,2019/4/19,23,可编辑,2骨密质（compact bone）,（1）环骨板（circumferential lamella）外环骨板1040层及内环骨板数层。穿通管（perforating canal,又称Volkmann管）与骨单位中央管相通连 （2）骨单位（osteon） （3）间骨板（interstitial lamella）,长骨的结构,骨单位（osteon）,哈弗系统（Haversian system），位于内、外环骨板间，呈筒状，直径3070m，长0.62.5mm，由1020层同心圆排列的骨板（哈弗骨板）围成。中央管（central canal），或称哈弗管(Haversian canal) 粘合线（cement line）,3骨膜,骨外膜（periosteum）分为两层 外层为致密结缔组织，纤维粗大而密集，有的纤维横向穿入外环骨板，称穿通纤维（perforating fiber）或Sharpey纤维 内层较薄，结缔组织疏松，含骨原细胞和成骨细胞及小血管和神经。 骨内膜（endosteum）衬在骨髓腔面、骨小梁的表面、中央管及穿通管的内表面的薄层结缔组织。其中，细胞能分裂分化为成骨细胞。还有人认为这种细胞具有离子屏障功能，其作用是分隔骨细胞周液和骨髓腔内的组织液，使骨细胞周液维持一定的钙、磷浓度，有利于骨盐结晶的形成。,三、骨的发生,骨由胚胎早期间充质发生。骨的发育要经历生长与改建的复杂演变，即骨组织形成与骨组织分解吸收 骨的发生有两种方式 膜内成骨（intramembranous ossification） 软骨内成骨（endochondral ossification）,（一）膜内成骨,（二）软骨内成骨,1软骨雏形（cartilage model）形成。 2软骨周骨化 骨领（bone collar）。初级骨松质逐渐成为初级骨密质。 3软骨内骨化,软骨内骨化,（1）软骨退化与初级骨化中心形成 （2）骨髓腔形成与骨的增长 （3）次级骨化中心出现及骨骺形成 （4）骨干骨密质形成及改建初级骨松质，初级骨密质 成骨活动的四区 软骨储备区（zone of reserve cartilage） 软骨增生区（zone of proliferating cartilage） 软骨钙化区（zone of calcifying cartilage） 成骨区（zone of ossification）,骨单位形成过程模式图,骨密质改建示意图,骨改建,（三）影响骨生长的因素,内因如遗传基因的表达和激素的作用等 外因如营养及维生素供应等。 生长激素和/或甲状腺素：分泌过少，侏儒；过多，巨人症 甲状旁腺素/降钙素：调节血钙水平，(甲)过多，纤维性骨炎 雌激素：促进类骨质的钙化。绝经期妇女的骨质疏松症，性腺发育不全可导致生长障碍而影响身高 糖皮质激素对骨的形成有抑制作用。,维生素A：影响骨的生长速度，缺乏致骨生长迟缓甚至停止，过多破骨细胞过度活跃易发生骨折 维生素C：合成胶原纤维有关，缺乏时胶原纤维过少易发生骨折，且愈合极为缓慢 维生素D：影响骨钙的沉积，与类骨质能否及时钙化有关。儿童佝偻病，成人骨软化症。 近年发现成骨细胞表面有1，25羟维生素D3（简称D3）受体，D3既可刺激成骨细胞分泌较多的钙结合蛋白，又能提高碱性磷酸酶的活性而促进骨的钙化，临床疗效较好。 生物活性物质：成骨细胞产生，对成骨细胞及破骨细胞起激活或抑制作用，表现出旁分泌或自分泌作用。认为骨内存在骨生成与骨分解吸收相偶联的偶联因子。例如转化生长因子（TGF）、前列腺素、白细胞介素1和6、巨噬细胞释放的肽刺激因子等。 其它如细胞外钙、氧自由基特别是超氧阴离子、二萜烯等均能影响骨的生长发育。,四、关节,关节分可动与不可动关节 1关节软骨（articular cartilage） 2关节囊（articular capsule）可分内外两层。外层纤维排列紧密，内层较疏松，称为滑膜（synovial membrane）。滑膜内层常被覆24层扁平或立方形的上皮样结缔组织细胞，称为滑膜细胞（synovial cell），电镜下可区分出两种滑膜细胞，一种似巨噬细胞，称M细胞，含溶酶体较多，有吞噬力；另一种似成纤维细胞，称F细胞，含粗而内质网较多，能分泌透明质酸和一些粘蛋白，组成滑液 3滑液（synovial