第4章：软骨与骨

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1、 第第4 4章章 软骨和骨软骨和骨 Cartilage&BoneCartilage&Bone1 软软 骨骨一、概一、概 述述软骨由软骨由软骨组织软骨组织和表面的和表面的软骨膜软骨膜构成，软骨构成，软骨组织内无血管。组织内无血管。软骨组织软骨组织:由软骨细胞和软骨基质构成。由软骨细胞和软骨基质构成。软骨是胚胎早期的主要支架，随着胎儿发育软骨是胚胎早期的主要支架，随着胎儿发育大部被骨取代，成体内有少量分布。大部被骨取代，成体内有少量分布。21.1.软骨细胞软骨细胞 软骨细胞位于软骨陷窝内。软骨细胞位于软骨陷窝内。幼稚软骨细胞幼稚软骨细胞：单个分布于：单个分布于软骨表层软骨表层，小扁圆，小扁圆形。形

2、。成熟软骨细胞成熟软骨细胞：分布于：分布于软骨深层软骨深层，大，圆或椭，大，圆或椭圆形，核小，胞质弱嗜碱性，粗面内质网圆形，核小，胞质弱嗜碱性，粗面内质网（RERRER）和高尔基复合体（）和高尔基复合体（GCGC）丰富。）丰富。软骨陷窝：软骨陷窝：在软骨基质内的椭圆形腔隙。在软骨基质内的椭圆形腔隙。3软骨囊：软骨囊：陷窝周围有一层含硫酸软骨素较多陷窝周围有一层含硫酸软骨素较多的基质称软骨囊，染色时强嗜碱性。的基质称软骨囊，染色时强嗜碱性。同源细胞群：同源细胞群：2 28 8 个成熟软骨细胞聚集成群，个成熟软骨细胞聚集成群，由一个软骨细胞分裂而来，位于软骨中央。由一个软骨细胞分裂而来，位于软骨中

3、央。功能：功能：产生软骨基质。产生软骨基质。4图图1 1 软骨细胞超微结构模式图软骨细胞超微结构模式图52.2.软骨基质软骨基质（cartilage matrixcartilage matrix）软骨基质即软骨细胞分泌的细胞外基质（蛋白多软骨基质即软骨细胞分泌的细胞外基质（蛋白多糖糖“分子筛分子筛”+水）水）,凝胶状，渗透性好；纤维成分凝胶状，渗透性好；纤维成分埋于基质中，使软骨具有韧性或弹性；纤维成分的种埋于基质中，使软骨具有韧性或弹性；纤维成分的种类（类（胶原纤维、弹性纤维、胶原原纤维胶原纤维、弹性纤维、胶原原纤维）因软骨类型）因软骨类型而异。而异。6软骨表面被覆的薄层致密结缔组织。软骨表

4、面被覆的薄层致密结缔组织。外层：胶原纤维外层：胶原纤维多，起保护作用。多，起保护作用。内层：内层：有有较多梭形的骨原细胞较多梭形的骨原细胞，可增殖分化为成软，可增殖分化为成软骨细胞。骨细胞。有血管为软骨提供营养。有血管为软骨提供营养。3.3.软骨膜（软骨膜（perichondriumperichondrium）7图图4 4 软骨膜软骨膜(透明软骨透明软骨)光镜图光镜图 (蓝蓝:外层外层 绿绿:内层内层)8 分布：肋、关节、呼吸道等分布：肋、关节、呼吸道等。纤维纤维：胶原原纤维胶原原纤维（型胶原蛋白），新鲜时呈型胶原蛋白），新鲜时呈 半透明状半透明状。纤维细且折光率与基质相同，。纤维细且折光率与

5、基质相同，于于HEHE染色切片不能分辨。染色切片不能分辨。基质基质：含大量水。：含大量水。功能功能：抗压性强，有一定的弹性和韧性。：抗压性强，有一定的弹性和韧性。1.1.透明软骨（透明软骨（hyaline cartilagehyaline cartilage）二、软骨分类二、软骨分类9图图3 3 透明软骨光镜图透明软骨光镜图P 软骨膜Cb成软骨细胞M 软骨基质Cc软骨陷窝内的软骨细胞N 软骨细胞核L 软骨细胞内的脂滴10图图5 5 透明软骨光镜图透明软骨光镜图11分布：分布：椎间盘、关节盘、耻骨联合、半月板及腱和椎间盘、关节盘、耻骨联合、半月板及腱和 韧带附着的骨面等韧带附着的骨面等软骨细胞软

6、骨细胞：较小而少，成行分布于纤维束之间。：较小而少，成行分布于纤维束之间。纤维纤维：胶原纤维胶原纤维束平行或交叉排列。束平行或交叉排列。基质基质：较少，弱嗜碱性。：较少，弱嗜碱性。功能功能：韧性强。：韧性强。2.2.纤维软骨（纤维软骨（fibrous cartilagefibrous cartilage）12图图6 6 纤维软骨光镜图纤维软骨光镜图软骨细胞软骨细胞13分布：耳廓、咽喉及会厌。分布：耳廓、咽喉及会厌。纤维纤维：大量交织分布的：大量交织分布的弹性纤维弹性纤维，在软骨中部更为，在软骨中部更为密集。密集。功能功能：有较强的弹性。：有较强的弹性。3.3.弹性软骨（弹性软骨（elastic

7、 cartilageelastic cartilage）14图图8 8 弹性软骨光镜图弹性软骨光镜图15两种方式并存两种方式并存附加性生长附加性生长（软骨膜下生长）：软骨膜内骨原细胞（软骨膜下生长）：软骨膜内骨原细胞成软骨细胞成软骨细胞软骨细胞软骨细胞产生纤维和基质产生纤维和基质软骨加厚软骨加厚（外外内内）。）。间质性生长间质性生长（软骨内生长）：软骨细胞增殖和生长（软骨内生长）：软骨细胞增殖和生长产生新基质产生新基质软骨由内至外扩大（软骨由内至外扩大（内内外外）。三、软骨生长三、软骨生长16骨骨一、概述一、概述由骨组织、骨膜和骨髓构成。由骨组织、骨膜和骨髓构成。功能功能:参与构成运动系统；参

8、与构成运动系统；支持，保护，造血，贮支持，保护，造血，贮钙钙。骨组织骨组织（osseous tissueosseous tissue）:由细胞和大量钙化的由细胞和大量钙化的细胞间质（骨基质）构成。细胞间质（骨基质）构成。17骨基质骨基质:钙化的细胞间质。钙化的细胞间质。有机成分有机成分：胶原纤维胶原纤维（9090,型胶原蛋白）型胶原蛋白）+基基质（蛋白多糖、骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白、质（蛋白多糖、骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白、钙结合蛋白）。钙结合蛋白）。无机成分（骨盐）无机成分（骨盐）：羟基磷灰石结晶：羟基磷灰石结晶,细针状，长细针状，长101020nm20nm。类骨质类骨质：无骨盐沉

9、积的骨基质，钙化后成为骨质。：无骨盐沉积的骨基质，钙化后成为骨质。二、骨基质（二、骨基质（bone matrixbone matrix，骨质），骨质）18骨板骨板：骨基质结构呈板层状，同一骨板内纤维相平：骨基质结构呈板层状，同一骨板内纤维相平行，相邻骨板纤维相垂直，增加了骨的强度。行，相邻骨板纤维相垂直，增加了骨的强度。图图9 9骨密质骨密质（compact bonecompact bone）:大量骨板紧密规则排列；大量骨板紧密规则排列；分布于长骨骨干、短骨和扁骨表层。分布于长骨骨干、短骨和扁骨表层。骨松质骨松质（spongy bonespongy bone）：数层不规则排列的骨板形）：数层不

10、规则排列的骨板形成针、片状骨小梁，交错成为多孔的网格样结构；成针、片状骨小梁，交错成为多孔的网格样结构；分布于长骨骨骺、短骨中心。分布于长骨骨骺、短骨中心。19图图9 9 骨磨片示间骨板骨磨片示间骨板20三、骨的细胞三、骨的细胞 1.1.骨原细胞（骨原细胞（osteoprogenitor cellosteoprogenitor cell）2.2.成骨细胞（成骨细胞（osteoblastosteoblast）3.3.骨细胞（骨细胞（osteocyteosteocyte）4.4.破骨细胞（破骨细胞（osteoclastosteoclast）211.1.骨原细胞（骨原细胞（osteoprogenit

11、or cellosteoprogenitor cell）图图1010分布分布：骨膜，为骨组织中的：骨膜，为骨组织中的干细胞干细胞，可增殖分化为，可增殖分化为成骨细胞。成骨细胞。形态形态：梭形，较小。：梭形，较小。22图图10 10 骨切片示骨膜内层骨原细胞骨切片示骨膜内层骨原细胞232.2.成骨细胞（成骨细胞（osteoblastosteoblast）图图11 11 图图1212分布分布：单层排列于骨组织表面。：单层排列于骨组织表面。LMLM：椭圆或矮柱状，有突起，胞质嗜碱性。：椭圆或矮柱状，有突起，胞质嗜碱性。EMEM：RERRER和和GCGC丰富，有基质小泡（内含钙化结晶，丰富，有基质小泡

12、（内含钙化结晶，膜上有钙结合蛋白与碱性磷酸酶）。膜上有钙结合蛋白与碱性磷酸酶）。功能功能：分泌类骨质；释放基质小泡，促进类骨质钙：分泌类骨质；释放基质小泡，促进类骨质钙化。化。成骨细胞被自身产生的骨质包埋，转变为成骨细胞被自身产生的骨质包埋，转变为骨细胞骨细胞。24图图11 11 骨切片示成骨细胞骨切片示成骨细胞25图图12 12 成骨细胞电镜图成骨细胞电镜图（1 1核核 2 GC 32 GC 3线粒体线粒体 4 RER4 RER）263.3.骨细胞（骨细胞（osteocyteosteocyte）图图13 13 图图14 14 图图1515形态形态：小、扁椭圆形，多突起：小、扁椭圆形，多突起分

13、布分布：分散于骨板内或骨板间；胞体所在腔隙称：分散于骨板内或骨板间；胞体所在腔隙称骨骨陷窝陷窝，突起伸入骨小管，突起间有缝隙连接，骨小，突起伸入骨小管，突起间有缝隙连接，骨小管彼此相通。骨陷窝和骨小管内含组织液，营养骨管彼此相通。骨陷窝和骨小管内含组织液，营养骨细胞并输送代谢产物。细胞并输送代谢产物。功能功能：一定的溶骨和成骨作用，参与调节钙、磷平：一定的溶骨和成骨作用，参与调节钙、磷平衡。衡。27图图13 13 骨切片示骨细胞和骨陷窝（绿）及成骨细胞（蓝）骨切片示骨细胞和骨陷窝（绿）及成骨细胞（蓝）28图图14 14 骨磨片示骨陷窝（绿）和骨小管（蓝）骨磨片示骨陷窝（绿）和骨小管（蓝）29图

14、图15 15 骨细胞电镜图骨细胞电镜图304.4.破骨细胞（破骨细胞（osteoclastosteoclast）图图16 16 图图17 17 图图18 18 图图1919为为多个单核细胞融合多个单核细胞融合形成。形成。分布分布：骨组织边缘。：骨组织边缘。LMLM：体积大，：体积大，6 650 50 个核；胞质嗜酸性；贴骨侧有个核；胞质嗜酸性；贴骨侧有皱褶缘。皱褶缘。EMEM：溶酶体和线粒体发达；皱褶缘侧多突起，皱褶：溶酶体和线粒体发达；皱褶缘侧多突起，皱褶缘深面有许多吞噬泡。缘深面有许多吞噬泡。功能功能：释放多种释放多种水解酶和有机酸，溶解骨质；吞噬水解酶和有机酸，溶解骨质；吞噬分解的骨质成

15、分分解的骨质成分;重建骨组织、维持血钙浓度重建骨组织、维持血钙浓度。31图图16 16 骨组织的各种细胞和骨板骨组织的各种细胞和骨板32图图17 17 破骨细胞光镜图破骨细胞光镜图（蓝：破骨细胞（蓝：破骨细胞 绿：皱褶缘）绿：皱褶缘）33图图18 18 破骨细胞电镜图破骨细胞电镜图 （N N核核 皱褶缘皱褶缘 ）34图图19 19 破骨细胞局部超微结构模式图破骨细胞局部超微结构模式图35三、长骨结构三、长骨结构 图20 图21 图22 图231.1.长骨的构成长骨的构成：骨干、骨骺，表面覆盖骨膜和关节骨干、骨骺，表面覆盖骨膜和关节 软骨；内为骨髓腔，骨髓充填其中软骨；内为骨髓腔，骨髓充填其中

16、骨干骨干 =密质骨密质骨 +少量松质骨少量松质骨 骨密质骨密质：环骨板、骨单位（哈弗斯系统）、间骨板：环骨板、骨单位（哈弗斯系统）、间骨板 穿通管穿通管：横向穿行于骨板的管道，与骨干长轴垂直，：横向穿行于骨板的管道，与骨干长轴垂直，内含血管、神经和结缔组织。内含血管、神经和结缔组织。36图图20 20 长骨结构模式图长骨结构模式图37图图21 21 长骨的结构长骨的结构38图图22 22 长骨骨干结构模式图长骨骨干结构模式图39图图23 23 长骨横切面，示骨单位（硫堇染色）长骨横切面，示骨单位（硫堇染色）40指环绕骨干内、外表面排列的骨板，分别称为内环指环绕骨干内、外表面排列的骨板，分别称为

17、内环骨板和外环骨板。骨板和外环骨板。外环骨板外环骨板：厚，由数层或十多层骨板组成，较整齐：厚，由数层或十多层骨板组成，较整齐地环绕骨干排列。地环绕骨干排列。内环骨板内环骨板：薄，仅由数层骨板组成，不如外环骨板：薄，仅由数层骨板组成，不如外环骨板平整。平整。2.2.环骨板（环骨板（circumferential lamellacircumferential lamella）41哈弗斯系统哈弗斯系统（Haversian systemHaversian system）又称）又称骨单位骨单位（osteonosteon）：指内、外环骨板之间的大量长柱状结）：指内、外环骨板之间的大量长柱状结构，由哈弗斯骨

18、板和中央管构成。构，由哈弗斯骨板和中央管构成。哈弗斯骨板哈弗斯骨板：4 42020层，以中央管为中心呈同心圆层，以中央管为中心呈同心圆排列。排列。中央管中央管：内有小血管、神经及少量结缔组织；与穿：内有小血管、神经及少量结缔组织；与穿通管相通。通管相通。42间骨板：间骨板：骨单位间或骨单位与环骨板间的骨单位间或骨单位与环骨板间的骨板骨板，形状不规则，是骨生长和改建过程，形状不规则，是骨生长和改建过程中未被吸收的残留骨板。中未被吸收的残留骨板。黏合线黏合线：骨单位表面的一层含较多骨盐的：骨单位表面的一层含较多骨盐的骨基质。骨小管在此中止，不与相邻骨单骨基质。骨小管在此中止，不与相邻骨单位的骨小管

19、连通位的骨小管连通。43骨骺骨骺:主要由主要由骨骨松质构成，表面有薄层松质构成，表面有薄层骨骨密质。密质。关节面有关节软骨：透明软骨。关节面有关节软骨：透明软骨。骨松质内的小腔隙和骨干中央的腔相连通，共骨松质内的小腔隙和骨干中央的腔相连通，共同构成骨髓腔。同构成骨髓腔。骨被覆细胞骨被覆细胞：骨内膜上特殊的上皮样骨原细胞：骨内膜上特殊的上皮样骨原细胞（参与成骨和破骨）。（参与成骨和破骨）。44骨膜骨膜骨内膜骨内膜骨外膜骨外膜外层外层内层内层致密结缔组织致密结缔组织穿通纤维穿通纤维疏松结缔组织疏松结缔组织骨原细胞骨原细胞骨原细胞骨原细胞少量结缔组织少量结缔组织功能：营养骨组织；为骨生长和创伤修复提

20、功能：营养骨组织；为骨生长和创伤修复提供骨原细胞供骨原细胞图图242445图图24 24 长骨骨干结构模式图长骨骨干结构模式图46四、骨发生四、骨发生 图图2525（一）发生过程：骨来源于胚胎时期的间充质。（一）发生过程：骨来源于胚胎时期的间充质。骨组织发生的基本过程骨组织发生的基本过程骨组织的形成：骨组织的形成：骨原细胞增殖分化骨原细胞增殖分化成骨细胞成骨细胞分分泌类骨质泌类骨质成骨细胞被类骨质包埋成骨细胞被类骨质包埋骨细胞骨细胞类骨类骨质钙化为骨质质钙化为骨质骨组织形成。骨组织形成。骨组织的吸收：骨组织的吸收：破骨细胞起作用，吸收并改建骨组破骨细胞起作用，吸收并改建骨组织，从而改变骨的内外

21、结构。织，从而改变骨的内外结构。骨组织的形成和吸收同时存在，处于动态平衡。骨组织的形成和吸收同时存在，处于动态平衡。47图图25 25 长骨发生示意图长骨发生示意图48（二）发生方式（二）发生方式(膜内成骨膜内成骨)图图26261.1.膜内成骨膜内成骨（intramembranous ossificationintramembranous ossification）指在原始的结缔组织膜内直接成骨，见于头面部的指在原始的结缔组织膜内直接成骨，见于头面部的扁骨等。扁骨等。过程过程：内部间充质细胞：内部间充质细胞骨原细胞骨原细胞成骨细胞成骨细胞骨骨化中心（化中心（ossification cente

22、rossification center）骨小梁骨小梁松质松质骨。骨。骨化中心外侧骨化中心外侧密质骨密质骨成骨区周围的结缔组织转变为骨膜。成骨区周围的结缔组织转变为骨膜。49图图26 26 膜内成骨过程模式图膜内成骨过程模式图502.2.软骨内成骨软骨内成骨（endochondral ossificationendochondral ossification）是指在预先形成的软骨雏形的基础上，软骨逐是指在预先形成的软骨雏形的基础上，软骨逐步被替换为骨。见于四肢骨、躯干骨等。步被替换为骨。见于四肢骨、躯干骨等。过程过程：软骨雏形形成软骨雏形形成：间充质细胞：间充质细胞骨原细胞骨原细胞软软骨细胞骨

23、细胞软骨。软骨。骨领形成骨领形成：于软骨雏形中段表面形成的薄层：于软骨雏形中段表面形成的薄层骨组织（骨原细胞骨组织（骨原细胞骨细胞）。骨细胞）。51初级骨化中心与骨髓腔形成初级骨化中心与骨髓腔形成：软骨雏形中央软骨基质钙化，软骨细胞死亡；血管软骨雏形中央软骨基质钙化，软骨细胞死亡；血管和多种细胞进入。和多种细胞进入。破骨细胞分解软骨，成骨细胞形成破骨细胞分解软骨，成骨细胞形成过渡型骨小梁过渡型骨小梁。网状细胞形成网状组织，造血干细胞进入形成骨网状细胞形成网状组织，造血干细胞进入形成骨髓。髓。过渡型骨小梁过渡型骨小梁被吸收，骨髓腔扩大，骨化过程向被吸收，骨髓腔扩大，骨化过程向两端扩展，骨加长。两

24、端扩展，骨加长。次级骨化中心与骨骺形成次级骨化中心与骨骺形成：出生后，发生于骨干两端的软骨中；发生方式与初出生后，发生于骨干两端的软骨中；发生方式与初级骨化中心相似，形成骨骺。级骨化中心相似，形成骨骺。骨干与骨骺之间保留的软骨，为骺板。骨干与骨骺之间保留的软骨，为骺板。52三、骨的加长三、骨的加长 图图27 27 图图28 28 图图2929通过骺板不断生长并替换成骨组织通过骺板不断生长并替换成骨组织骺板分为四个区：骺板分为四个区：软骨储备区软骨储备区软骨增生区纵行的软骨细胞柱软骨增生区纵行的软骨细胞柱软骨钙化区软骨钙化区成骨区形成过渡型骨小梁，然后被破骨细成骨区形成过渡型骨小梁，然后被破骨细

25、胞吸收，骨髓腔向两端扩大。胞吸收，骨髓腔向两端扩大。人人17172020岁，软骨细胞停止增殖，骺板成为岁，软骨细胞停止增殖，骺板成为骺线。骺线。53图图27 27 骺板软骨成骨过程模式图骺板软骨成骨过程模式图54图图28 28 骺板软骨示软骨储备区（左）与增生区（右）骺板软骨示软骨储备区（左）与增生区（右）55图图29 29 骺板软骨示软骨钙化区（左）与成骨区（右）骺板软骨示软骨钙化区（左）与成骨区（右）56四、骨的增粗四、骨的增粗骨外膜中骨原细胞分化为成骨细胞，在骨干表面添加骨外膜中骨原细胞分化为成骨细胞，在骨干表面添加骨组织，使骨干变粗。骨组织，使骨干变粗。骨干内表面的破骨细胞吸收骨小梁，使骨髓腔横向扩骨干内表面的破骨细胞吸收骨小梁，使骨髓腔横向扩大。大。人约人约3030岁，长骨不再增粗岁，长骨不再增粗571.1.骨组织的构成（骨基质，骨原细胞，成骨骨组织的构成（骨基质，骨原细胞，成骨细胞，骨细胞，破骨细胞）细胞，骨细胞，破骨细胞）2.2.骨单位的结构和功能意义骨单位的结构和功能意义3.3.骨外膜的结构和作用骨外膜的结构和作用4.4.长骨长骨的一般组织学结构的一般组织学结构 本章重点本章重点58