骨的结构和功能

上海开元骨科医院骨的结构与功能顾继生开元骨科医院读书报告上海开元骨科医院预览历史一、骨的形成（发生）二、骨的结构形态结构组织结构四、骨的血液供应三、骨的塑形与重建五、骨的代谢上海开元骨科医院历史 十六世纪， Galileo提出骨的生物力学功能，详细描述了骨的解剖 1763年， Hunter首次证实骨塑性的动态本质（形成和吸收），首次提出骨小梁沿最大应力方向排列 1869年， Wolff用数学方法证实了骨结构的形态适应于功能的需要，即著名的 Wolff定律 1829年， Andral通过早期的显微镜下研究注意到 血管化 在骨化中的作用 十九世纪四十年代， Goodsir和 Flourens分别独立描述了 骨骺生长板 和其中软骨细胞的结构 1911年， Dubreuil提出破骨细胞和成骨细胞有不同作用，但直到二十世纪三十年代发现许多调节骨细胞功能的因子，如 PTH等，这一观点才被接受 1941年， Bloom首次提出骨骼对钙平衡的作用 二十世纪六十年代， Owen描述了成骨细胞的家族系谱 1966年， Forst描述了 ARF顺序 的作用 1975年， Walker使用骨髓移植治疗石骨症，从而揭示出破骨细胞来源于骨髓造血细胞 二十世纪八十年代，骨细胞活性的局部调节成为研究热点 二十世纪九十年代，骨的研究集中于骨骼生长发育和塑形的分子基础上海开元骨科医院历史 Wolff定律 ：骨和骨组织是在生物进化中形成的，符合最优化设计原则，即趋向于用最小结构材料承受最大外力。 上海开元骨科医院一、骨的形成1、 膜内成骨2、软骨成骨（ 1） 软骨内成骨 （ 2）软骨膜下成骨上海开元骨科医院 膜内成骨 :间充质经过钙化后直接形成骨组织。 主要见于 ：颅骨 .面骨 .部分锁骨和下颌骨。 过程 ： 间充质先分化为富有血管的胚胎性结缔组织膜，该处分化许多成骨细胞群，形成骨化中心。成骨细胞开始分泌有机的细胞间质，形成类骨质，随后骨盐沉着其上，形成骨组织。这种骨组织最初为初级松质骨，没有骨板，骨盐也少，由许多呈针状或片状的骨针相互连接，形成许多间隙。 成骨过程由骨化中心向四周扩展，表面的间充质分化为骨膜，其深部的成骨细胞又在初级松质骨表面沉积新骨，骨乃逐渐增厚增大。 1、膜内成骨 间充质 分化 有血管的胚胎性 结缔组织膜 分化成骨细胞群分化成骨细胞群分泌分泌类骨质沉积骨盐形成沉积新骨骨骨组织（初级骨松质上海开元骨科医院上海开元骨科医院2、软骨成骨 （ 1） 软骨内成骨 出生后，肢体管状骨的增长和特殊结构的形成主要依靠继发性骨骺的软骨内骨化完成 （ 纵向生长 ） （ 2） 软骨膜下成骨 与软骨内成骨同时，软骨膜内层（骨膜），产生一层与骨膜相平行的骨密质（ 增加厚度 ）上海开元骨科医院经典长骨发生示意图 胚胎 7周以后，骨就开始出现。1、软骨雏形 2、骨膜环出现 3、软骨骨化中心出现并骨化 4、软骨间叶组织长入，骨化软骨逐渐吸收，软骨雏形两端新骨沉积 5、软骨内骨化继续进行，逐渐增加了骨的长度6、血管间叶组织长入骺软骨上端 7、骺软骨骨化中心发生 8、下端后软骨骨化中心发生 9、 10、下端骺软骨先消失，然后上端消失 ，骨的的纵向生长停止，骨髓腔形成，骨干、干骺端和骨骺血管互相交通上海开元骨科医院长骨发生上海开元骨科医院软骨内成骨 &软骨膜下成骨（骺软骨）软骨膜 软骨（骨干）（钙化）上海开元骨科医院 二、骨的结构 （形态结构）上海开元骨科医院StructureMost bones have a basic structure composed of: an outer cortical or compact zone an inner trabecular or spongy zone a periosteum an endosteum 上海开元骨科医院S上海开元骨科医院二、骨的结构 （组织结构）静止细胞层增殖细胞层肥大细胞层软骨内骨化层上海开元骨科医院成骨细胞 /骨母细胞（osteoblast）骨细胞（ osteocyte）骨先质细胞（ osteoprogenitor）(主要为间叶细胞 mesenchymal cell)破骨细胞（ osteoclast）软骨母细胞二、骨的结构 （组织结构）骨的细胞：上海开元骨科医院骨的细胞 成骨细胞（ osteoblast又称 骨母细胞）： 常见于生长期的骨组织中，大都聚集在新形成的骨质表面，是由骨内膜和骨外膜深层的成骨性细胞分化而成。 骨细胞（ osteocyte ）： 骨组织中的主要细胞。对骨内微细骨折具有修复作用，从而可防止骨内微细骨折的发生，维持骨结构的完整性。它包埋在坚硬的细胞间质腔隙中，此腔隙称作 骨陷窝。 破骨细胞（ osteoclast）： 进行 骨吸收 的骨内衬细胞，是巨大的多核细胞，来源于单核巨噬细胞系的造血细胞。上海开元骨科医院Bone Cells 间叶细胞上海开元骨科医院三、骨的塑形与重建上海开元骨科医院Bone Remodeling activation: preosteoclasts are stimulated and differentiate under the influence of cytokines and growth factors into mature active osteoclasts resorption: osteoclasts digest mineral matrix (old bone) reversal: end of resorption formation: osteoblasts synthesize new bone matrix quiescence: osteoblasts become resting bone lining cells on the newly formed bone surface 上海开元骨科医院R上海开元骨科医院四、骨的血液供应长骨的血供来自 三个方面 : 骨端、骨骺和干骺端的血管 进入骨干的营养动脉（常有 1-2条） 骨膜的血管上海开元骨科医院四、骨的血液供应上海开元骨科医院四、骨的血液供应上海开元骨科医院四、骨的血液供应上海开元骨科医院骨骺与骺板的血供骨骺的血供主要来自骺动脉上海开元骨科医院骨骺与骺板的血供骺板血供来自三组血管：骺血管、干骺端血管和 Ranvier软骨膜血管上海开元骨科医院骨骺与骺板的血供血管进入骨骺的两种方式：常见一种是骨骺的侧面有软组织覆盖，血管在远离骺板的部位通过软组织直接进入骨骺；另一种是整个骨骺在在关节内为关节软骨所覆盖，血管通过紧贴骺板边缘的关节软骨进入骨骺上海开元骨科医院骨的代谢 三种物质： 钙、磷、镁 三种激素（亲骨性）： 甲状旁腺激素（ PTH）、 降钙素（ CT）、 1、 25-（ OH） 2D3 三种靶器官： 骨、肾、肠其他影响因素： PH水平、钠、钾、氯、碳酸盐催乳激素、糖皮质激素、生长激素、胰岛素等上海开元骨科医院骨的代谢 钙 约占体重的 1.5% 2%。成人体内钙的总量为 1000 1200克。 分布：人体内约 99%的钙储量贮存在骨骼与牙齿中， 1