骨关节的形态和功能（中医骨病课件）

骨关节的形态和功能1、骨关节由哪三部分组成：骨、关节、关节软骨。2、骨的生理功能大家熟悉下，主要包括：（1）支架和承重；（2）组织器官的护卫作用；（3）容纳造血系统的作用；（4）储存矿物质的作用。3、骨的生长方式：膜内成骨和关节内成骨。4、关节软骨的分类：根据软骨中纤维的种类和数量。主要分为三类：透明软骨、弹性软骨和纤维软骨。不同类型关节的发育

(一)滑膜关节

发育骨之间的间充质可分化为：1、外周间充质形成关节囊和韧带；2、中央部分消失而形成关节腔；3、关节囊和关节面表层的间充质细胞形成滑膜。由于关节的运动，间充质细胞逐渐从关节软骨面上消失。(二)软骨关节

发育骨之间的间充质可分化为透明软骨或纤维软骨，如耻骨联合。透明软骨覆盖于骨端，参与关节的形成。第二章骨关节的形态和功能第五节骨关节退行性改变骨关节退行性改变又称骨关节炎，其特征是能动关节的关节软骨发生原发性或继发性退行性变，并在关节缘有新骨生成，退变的速度超过修复或再生速度。对于本病的发病因素有多重说法，主要包括年龄、遗传、肥胖、性别、外伤等。其病理主要是软骨的变性和软化，以及软骨下骨质改变。正常关节及关节软骨软骨下骨关节软骨滑膜关节囊OA关节改变（早期退行性变）关节软骨表面纤毛变早期基质分子网络受损（水分增加，蛋白多糖减少）浅表撕裂关节面粗糙，间隙变窄OA关节改变（进展期退行性变）关节软骨表面纤毛变早期基质分子网络受损（水分增加，蛋白多糖减少）浅表撕裂关节面粗糙，间隙变窄软骨下骨硬化明显纤毛变的软骨脱落撕裂到软骨下骨酶降解，

关节软骨变薄反应性滑膜炎骨赘软骨缺失，

关节间隙变窄OA关节改变（终末期退行性变）软骨下骨暴露骨赘形成软骨下囊性变软骨下硬化滑膜纤维化关节软骨缺失（骨面暴露）第五节骨关节退行性改变临床表现：主要表现为疼痛，特征为休息痛。我们在临床上经常见到的病人主要是脊柱、髋关节、膝关节的骨性关节病。治疗：1、药物治疗（1）中药治疗本病分为风寒湿痹及风湿热痹两类。常用方剂：四妙散，独活寄生汤加减。（2）消炎镇痛药物第五节骨关节退行性改变临床上常用的西药有以下几类：非甾体类药物（NSAIDs）、肾上腺皮质激素、昔布类药物、软骨保护药物。非甾体类药物（NSAIDs）（消炎镇痛药）是临床较常用的最为传统的药物，能使膝骨关节炎引起的炎症、疼痛等迅速得到缓解，目前临床上主要品种有：扶他林、戴芬、芬必得、凯扶兰等。第五节骨关节退行性改变1、布洛芬1次200～400mg，1日3次；2、氨糖美锌1次200mg，1日3次；3、尼美舒利1次100mg，1日2次，连续4～6周。4、盐酸氨基葡萄糖片；盐酸氨基葡萄糖胶囊。（3）中医外治法主要包括外敷、熏洗、针灸推拿、支具、小针刀等。（4）手术治疗骨由有机质无机盐两部分成分组成,其代谢情况为:(一)有机成分的代谢骨经过酸处理后余下的部分，即为有机成分。主要成分是胶原纤维及与蛋白质结合的1.胶原纤维的代谢在骨的生长和修复时期，组织中可溶性胶原增加的结果是部分分解后由尿中排泄，骨质破坏吸收时，胶原分解代谢增加，分解产物亦由尿中排出，所以测定尿中胶原分解产物羟脯氨酸，作为骨胶原物质代谢周转的有用指标。2.黏多糖的代谢黏多糖是骨化过程中必要的部分，在生长发育和骨的修复再生过程中明显增加，其合成作用受甲状腺素、促甲状腺素胰岛素等激素的影响，如果缺乏时黏多糖合成代谢降低,反之，肾上腺皮质糖代谢激素抑制其合成。(二)无机盐的代谢在骨的无机成分中钙和磷是最主要的部分。体内总钙量的99%和总磷量的88%~90%都含于骨中，所以影响钙和磷代谢的疾患亦伴有骨的病理改变，骨疾病也常合并有钙磷代谢的失调。骨的发育和生长骨来源于胚胎时期的间充质，其发生过程有两种方式，即膜内成骨和软骨内成骨。膜内成骨是在间充质分化成的原始结缔组织膜内发生，因而称为膜内成骨。软骨内成骨是由间充质先分化成软骨,再把软骨组织逐渐破坏，然后形成骨组织，故称为软骨内成骨。在骨的发育生长过程中，不仅有骨组织形成，同时也有骨组织的吸收与改造。(一)骨组织的形成与吸收骨组织由成骨细胞形成。成骨细胞的主要功能是生成骨组织的纤维和有机基质，在生成有机的细胞间质以后,其本身被埋于其中，变成骨细胞。这时尚无骨盐，称为类骨质。随后，当大量骨盐沉着在有机的细胞间质中，即成为骨组织。若该处骨组织继续增长，则间充质或骨膜继续分化新的成骨细胞，贴附骨组织表面，继续形成骨组织。骨组织发生和生长过程中，不仅有骨组织的形成，同时也有骨组织的吸收。参与吸收过程的细胞是破骨细胞。破骨细胞贴附在骨组织吸收的部位，胞膜形成许多排列紧密的皱裙，称为敏裙缘.细胞从皱招缘释放某些洛酶体酶分解骨组织有机成分，并能促使局部产生一些酸溶解骨盐,于是骨组织被溶解吸收。这过程称为破骨细胞性溶骨作用。在骨器官发生和生长过程中，骨组织不断形成增多,使骨不断长大,同时，已形成的骨组织又经常地吸收和改建，以致骨的外形和内部结构不断发生变化。骨的发生方式和生长过程膜内成骨间充质膜先形成颅骨或面骨的原始模式，然后在一一个或数个中心点，开始成骨。这些骨化中心的特征是出现成骨细胞，沉积骨小梁网向外周伸展，外周的间充质则分化成为纤维鞘，也就是日后的骨外膜,其内壁分化为成骨细胞(图2-6)。这些细胞将沉积出相互平行的密质骨板，称为板层骨。这种骨膜内化骨将形成颅骨的外板和内板。骨的生理功能人体的骨骼是一种内骨骼，它分布于机体的软组织中，是种能动的，有生长、适应和再生能力的有生命结构。因此与节肢动物无生命的外骨骼完全不同,外骨骼在动物的每一个生长阶段都要脱落而进行更换。骨骼的主要功能是:(一)支架与承重作用为绝大部分的骨骼肌提供直接的附着点,并且共同使机体获得基本外形。因此机体外形的严重改变，往往提示骨骼的畸形或异常。骨骼也是运动的基础。虽然它在运动中的作用是被动的，但骨作为杠杆而关节作为支点，肌肉就以此为基础而运动。构成关节的骨,它们的形态和相互关系是决定运动的种类和范围的因素。(二)组织器官的护卫作用许多重要器官都是由骨骼加以保护的。脑被安全地藏于颅骨的颅腔内，脊髓则藏于一个由脊柱所形成的椎管内。心、肺和大血管位于胸廓内，而膀胱、子宫和相邻的器官则得到骨盆的保护。(三)容纳造血系统的作用血细胞的形成(造血)发生在肱骨和股骨近端，椎骨、胸骨、肋骨和颅骨板障的红骨髓中。红骨髓不仅可以生成各种血细胞，而且是各种血细胞的祖先——造血母细胞的所在地。成人长骨骨干中的黄骨髓虽已不造血，但仍保持造血的潜能,旦机体需要(如某些严重的贫血)时，还可以转变成红骨髓，进行造血。红骨髓的主要功能除造血外,还可以清除衰老伤亡的血细朐和异物.并参与免疫反应。(一)骨的生理性修复生活着的骨组织在不断地发生变化，由于骨细胞有一定的生命期限，故骨细胞连同一部分骨不断地被新生骨和新生骨细胞所代替，这种修复性重建作用是通过破骨细胞的破坏与成骨细胞的新生进行的，但这种变化也随着骨的生长有所不同。在生长期，骨质新生超过骨质的吸收;在成年,两种作用保持平衡;老年时期，骨质吸收超过修复，结果造成所谓老年性骨质疏松。(二)骨折修复骨折后经处理和一定时间后重新获得连续及恢复功能者，即为骨折愈合。否则即为骨折迟缓愈合和不愈合。

在胚胎生长时期，整个骨骼是一团间充质组织。以后，在这团间充质组织中,逐渐形成一个较致密的板称关节盘。这个盘与外周的软骨膜和骨膜相连。通过软骨膜和骨膜,逐渐分化成为关节的纤维性关节囊。有些关节在关节盘内出现裂隙，逐渐扩大而成为一个腔。在腔内壁的间充质细胞进一步分化成间皮或滑膜。这个关节盘的残余可以保留下来，成为致密的软骨组织和纤维组织，即关节软骨或软骨板。在胚胎几周时，大多数的关节均已形成。

关节的滑润

滑润有两个基本形式，即边界滑润和液膜滑润。在运动时，接触表面有润滑剂分子的相互移滑，如此可防止粘连和磨损。所以，边界滑润与润滑剂的物理性能和接触面无关，边界滑润取决于接触固体面上润滑分子单层的化学性吸收，在负重时滑液的化学性吸收对关节软骨是极其重要的。若负荷较小或来回活动，接触面的速度又快，很可能是液膜方式起作用。关节磨损磨损是通过机械作用从固体面上移除物质。它可分为面间磨损和疲劳磨损。面间磨损可因粘连或擦破而引起。经摩擦后，碎片从一个面上撕下，粘连到另一个面上，或关节面被较硬的面或游离体擦破。关节面一旦被磨损，软骨面就变软，更易渗透，液体将外漏，这将使糙面更易接触，加重擦伤。提明能拟是由于反复变形，常报应力虽不大，但反复作报可都大吃力的得机菲排版之间的面发生断裂。软得放可能是股原年雄网支架拉作力的報器任我有的显提结构断裂，任何机械损害将能使蛋白多糖排出，影响软售的自车的解能用关节囊与韧带关节外围被纤维性关节囊所包裹，主要结构为胶原纤维和网状纤维，和骨膜与骨紧密相连接。它含有丰富的成纤维细胞，基质极少。韧带是关节囊的增厚部分，呈带状，是稳定关节的重要力量，含有极丰富的本体感受神经。滑膜与滑液滑膜是从间充质细胞衍化而来，包裹整个关节和关节软骨板。它有两类细胞：A细胞有吞噬作用，B细胞有分泌透明质酸与蛋白的作用。滑膜是由单层细胞所构成，富有血管丛和淋巴管。滑膜下组织含有60%的成纤维细胞和35%的巨噬细胞。这些都是滑膜细胞的前身。尚有5%为肥大细胞，其作用可能分泌肝素样物质，防止滑液的凝结；它也可能分泌透明质酸，起到润滑作用。滑液是血浆的超透析液，并有透明质酸与蛋白结合在一起。滑液有两大作用：润滑和提供关节软骨营养。滑液清晰，略带黄色，呈黏稠状液体。由于不存在纤维蛋白原，所以不会凝结。它含有96%的水和4%的固体物质。关节软骨的结构

关节的骨端有透明软骨覆盖，这种软骨没有血管、神经，也没有淋巴管。关节软骨可分为三个区，即表层区、中间区和放射区，它与其下的钙化区被一层薄的嗜碱性线所阻隔。这是钙化前线，聚集酸性黏多糖，有时称为“潮标”(tidemark)。关节软骨与软骨下骨的连接呈特殊形式，软骨纤维呈交织状与软骨下骨接合，加强稳固，可与剪切应力相抗衡。

关节软骨的固体基质含有60%胶原纤维与40%蛋白多糖，这占整个软骨湿重的20%～40%。软骨细胞仅占总量的2%，其余的60%～80%是水，在负荷下多数可被挤出。关节软骨的生物力学性能

软骨犹似一块吸满水的多孔海绵物质，所以它的生物力学性能是固体基质和其渗透性的性能。

(一)渗透性

液体通过关节软骨的多孔介质有两个重要机械现象：1、施加压力阶段时，即软骨顶部的压力大于低部的压力，液体可压进多孔的固体基质。另一方面，如果坚实的多孔块放在液体饱和标本之上，然后加压，液体也会流动，这种流动是由挤压形变所引起，这种形变将减少蛋白多糖大分子溶剂范围，反过来增加局部压力。这样就使液体自组织内渗出。在正常关节内，两种功能同时发生于关节软骨。蠕动反应黏弹性物质在承受压力时，可出现蠕动反应(creepresponse)。恒定负荷即时加于软骨上，并保持整个实验时间，则挤压形变将持续增加，软骨发生“蠕动”，直至渗出停止，固体基质完全承当负荷，也即是挤压应变与应力达到平衡，这就是固体基质的内在模量。关节软骨对液流的抗力是很大的，即它的渗透性较低，所以液体的流动取决于负荷的速度和保持的时间，负荷迅速，移除也快，没有时间将液体挤出；软骨表现为弹性物质，负荷时发生变形，当负荷解除后，形态立即恢复。如果负荷逐步增加而恒定，例如持久站立，软骨的变形将逐步增加，液体也被挤出；当负荷解除时，只要有足够的时间和足够的液体，软骨就可恢复原来的形态。前者称为弹性物性，或不依赖时间的因素；后者称为黏弹性物性，或依赖时间的因素。至于抗张强度，离关节面越远，抗张强度越小，这表明表层有丰富和稠密的胶原，好似一组富有韧性和抗磨损的组织，保护整个关节软骨，不被蠕动所损伤。关节软骨的生物特性

关节软骨除含有近80%的水分外，其余是大分子有机物，胶原与蛋白多糖各占一半。关于关节软骨的营养，它不是来自血流，而是来自滑液。当关节软骨承受负荷时，水分像海绵一样被挤出；待压力减少，水分又进入关节软骨。这种来回流动，使关节软骨获得必需的营养。因此滑液的功能不仅是为了润滑，而且还提供营养。在骨骼闭合以前，关节软骨的营养也可通过软骨下骨的内管道输送。可动关节的结构和功能关节以运动为基础分为三类：不动关节、微动关节和可动关节。这里主要介绍可动关节的组织形态。在关节中，构成关节的骨端都被软骨所覆盖，少数例外是透明软骨。其游离面没有软骨膜，表层的软骨细胞都是扁平的，并且排列成行。软骨的深部发生钙化。关节被致密纤维结缔组织形成的囊即关节囊所包绕，它的纤维与骨膜的纤维相延续。关节囊保护和加强关节的坚固性。关节囊内层衬覆着一层特性不同的滑膜，它可以是致密纤维组织、蜂窝组织或脂肪组织，并在关节软骨的边缘上与软骨膜相延续。滑膜常常隆起形成皱，称做滑膜绒毛，它可以再形成次级绒毛。一些绒毛上富有血管，并覆以扁平的结缔组织细胞。滑膜产生一种润滑关节的滑液，保证关节做润滑的运动。在某些关节中，例如膝关节，有由致密结缔组织或纤维软骨形成的关节盘，它与滑膜相延续，并插入关节腔中将关节腔一分为二。在关节囊的外面，有各种各样的韧带进一步连接和加固连结，韧带的排列和构成关节的骨端的形态一样，是决定关节运动的灵活程度和运动方向的重要因素。肌肉不仅是运动过程中的主动因素，而且有助于关节的加固和起第一线保护物的作用。软骨的组织形态软骨组织由软骨细胞、纤维和基质构成。软骨的基质为固体。软骨中的纤维则各处不同，根据软骨中纤维的种类和数量，软骨可分为三类，即透明软骨、弹性软骨及纤维软骨。四、并发症

(一）透明软骨透明软骨呈乳白灰蓝色、半透明。在光镜下，软骨细胞均勾分布于基质之中。软骨细胞在固体基质中所占的位置称为软骨陷窝。软骨中央部分的软骨细胞多为圆形，靠近软骨膜者呈扁平型。（二）弹性软骨弹性软骨呈黄色，不透明，具有明显弹性和可屈性。软骨细胞形态与透明软骨相似。基质中的纤维为弹性纤维。外耳、会厌的软骨即为弹性软骨。老年人的弹性软骨始终不骨化也不钙化。激素的影响骨的生长与代谢受多种激素的调节与控制，主要的有甲状旁腺激素、降钙素和生长激素。生长激素它可直接制激组织合成氨基酸。生长激素的主要作用是使骨分化、纵向生长和骨形成。在人体内,注射生长激素后,可增高血糖、血枸橼酸和酮，以生长激素将刺激软骨生长，通过钙的潴留,产生钙化。在成年之前,若生长激素分泌过盛，长骨生长加快，称为巨人症。反之，童年如生长激素分泌不足,骺板软骨细胞的增生停滞,成骨过程迟缓，以致肢体短小，称为矮小症。甲状腺素它主要是维持正常骨生长与发育的代谢。甲状腺素的增加将加速骨的发育,过早闭合骨骺，使骨髓细胞繁殖和粪内钙排泄量增加。甲状腺素的缺乏将影响骨的纵向生长，减慢骨的发育，造成骨骺的发育不全和点状畸形。降钙素是由甲状腺滤泡旁细胞所分泌的一种多肽。它可刺激成骨细胞的活动,对人体骨骼的作用虽尚不够明确，但大量使用后骨量会增加。它的作用主要是抑制骨细胞和破骨细胞的活动，从而减少骨吸收，减少从骨内释