组织胚胎软骨和骨.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 软骨和骨,（,cartilage and bone,）,组织学与胚胎学,histology and embryology,一、软骨,(cartilage),概述：软骨是器官,组成：,软骨（器官）由,软骨组织,及其周围的,软骨膜,构成。,软骨组织,由,软骨细胞,和,软骨,细胞间质,组成。,特性：,软骨组织,是一种固态的结缔组织，略有弹性。,功能：,可承受一定压力和耐磨擦，具有支持和保护作用。,分类：,根据细胞间质中纤维的不同，软骨可分为,透明软骨,、,纤维软骨,和,弹性软骨,。,一般特点：,新鲜时呈,透明状,，较脆，易折断。,此类软骨内,无血管,和,神经,。,胚胎的软骨，或较大的软骨内偶尔可见到大的血管穿行，但不分支为毛细血管。,透明软骨,(hyaline cartilage),：,分布：,分布较广；,多分布在关节、肋软骨、,气管与支气管软骨等。,结构：,由,软骨细胞,和,细胞间质,(,胶原原纤维,和,基质,),组成。,软骨细胞,(chondrocyte),：,生活状态时,：,位于软骨基质内。,其所在的部位基质内小腔，称为,软骨陷窝,(cartilage lacuna),。,固定后标本,：,软骨细胞收缩、胞体变形，因而在陷窝壁与细胞间可见空隙。,细胞体：,形态不一。,软骨表面：,是许多,扁圆形,细胞，细胞,较小,而,幼稚,，,呈,单一存在,。,软骨深层：,细胞呈,圆形或椭圆形,，逐渐,增大,，,并不断在软骨陷窝内分裂、增殖，形成,2,8,个细胞为一群，称,同源细胞群,(isogenous group),。,细胞核：,较小，呈椭圆形，可见,1,2,个核仁。,细胞质：,光镜下：,弱嗜碱性,，,常见有一大,脂滴,，在固定的标本中脂肪经脱水而溶解，因此只留,空泡,。,电镜下：,丰富的,粗面内质网,；,发达的,高尔基复合体,；,线粒体较少。,细胞间质：,由,基质,和,纤维,组成。,基质：,呈凝胶状，含有,70,的水分，具有韧性。,纤维：,光镜下：,透明软骨,的基质中,无胶原纤维,；,电镜下：,可见基质中含有许多细小的,胶原原纤维,。,纤维无横纹，排列不整齐，并相互交织成网。,软骨囊内无胶原原纤维。,基质,的,化学成分,：,半固体凝胶状。,主要成分是,软骨粘蛋白,，是一种大分子的,蛋白多糖,。,由,蛋白质,和,多糖分子,（透明质酸、,硫酸软骨素,A,、,C,和硫酸角质素）组成，并形成,分子筛,。,蛋白多糖,与,胶原原纤维,结合使软骨基质成,固态结构,。,硫酸软骨素,在软骨陷窝周围较多，,HE,染色为,嗜碱性,，但甲苯胺蓝染色则具有,异染性,。,软骨陷窝周缘,的基质,异染性强,，染色深。,在新生的软骨，深染的,硫酸软骨素,包围在软骨陷窝，或一组陷窝外面，称,软骨囊,(cartilage capsule),，它,是新生的软骨基质。,远离软骨陷窝,的基质,异染性弱,，染色浅。,软骨膜分为两层：,外层：,纤维较致密，血管少，细胞疏散。,主要起保护作用；,内层：,纤维较少，血管和细胞较多。,主要有营养等作用，含有,骨原细胞,。,软骨膜和软骨的营养：,在软骨的外表面包有一层较致密的结缔组织，即,软骨膜,(perichondrium),，,但在关节软骨的表面无,软骨膜,。,软骨的发生和生长方式：,紧贴软骨的软骨膜内有能形成,成骨细胞,或,成软骨细胞,的幼稚细胞称,骨原细胞,，一般呈梭形。,骨原细胞,可增殖、分化为软骨细胞。,软骨的生长有两种并存的方式：,外加生长,(appositional growth),：,又称,软骨膜下生长,软骨膜内的骨原细胞不断地分裂、增殖、分化为软骨细胞，并不断产生纤维和基质。,借此软骨逐层从表面向外扩大。,间质生长,(interstitial growth),：,又称,软骨内生长,深层的软骨细胞逐渐变大，变圆，并分裂形成同源细胞群；同时不断产生纤维和基质。,借此软骨不断地在内部生长、增大。,纤维软骨,(fibrous cartilage),：,分布：,分布在,锥间盘,、,关节盂,、,关节盘,、耻骨联合面之间的,连接处,和,关节软骨上,肌腱附着部分,。,与其相连续的致密结缔组织之间没有明显界限。,结构：,细胞间质内,胶原纤维,丰富，并成束存在。,软骨细胞位于软骨陷窝内，散在分布于纤维束之间。,肉眼观察此类软骨呈,白色,。,弹性软骨,(elastic cartilage),：,分布：,分布在耳廓、外耳道、咽鼓管会厌和喉软骨。,结构：,其细胞间质内含有大量的,弹性纤维,，因而软骨呈,黄色,。,骨的一般特点：,是最坚硬的结缔组织，具有一定的韧性。,骨在体内作为全身的支架，保护内部器官。,由骨组织和骨膜等构成。,本部分内容包括：,骨组织,长骨的结构,骨膜,骨的发生,二、骨,(bone),骨组织,(bone tissue),的结构：,由多种,细胞,和大量,钙化的,细胞间质,组成。,细胞间质：,又称骨基质,(bone matrix),；,由,有机成分,及,无机成分,组成。,有机成分：,占骨干重的,35,，使骨基质有,韧性,。,含大量,胶原纤维,(95,),和少量无定形,基质,(5,),。,基质,：,呈凝胶状；,含中性或弱酸性的,糖胺多糖,，可粘合胶原原纤维；,基质中还含有,骨钙蛋白,(osteocalcin),（,可,参与钙的运输和钙化,）和,骨磷蛋白,(,phosphophoryms),（,可,与胶原纤维相结合,）,。,无机成分：,又称,骨盐,，占骨干重的,65,；,化学结构为,羟基磷灰石结晶,Ca,10,(PO,4,),6,(OH),2,。,骨盐,呈细针状，长,10,20nm,，沿,胶原原纤维,的长轴规则排列，并与之紧密结合。,有机成分,和,无机成分,使骨基质即十分,坚硬,，又具有一定的,韧性；,说明：,成人的骨基质是以胶原纤维高度有规律地成层排列为特征，,骨胶原纤维由蛋白多糖粘合成层排列，且与骨盐晶体和基质紧密结合。,故又称,骨板,(bone lamella),。,骨盐,沉积在每层的胶原纤维上，再由基质粘合而成薄板状结构。,每一层骨板厚约,3,7m,。,同一层骨板内的纤维相互平行，而相邻骨板内的纤维则相互垂直，如同多层木质胶合板。,细胞：,骨组织的细胞有：,骨原细胞、,成骨细胞、骨细胞、破骨细胞,骨原细胞,(osteogenic cell),：,是骨组织的干细胞。,功能：,当骨组织生长或重建时，它能分裂、分化为,成骨细胞,。,光镜下：,细胞体：,小，呈梭形。,细胞核：,椭圆形。,细胞质：,少，弱嗜碱性,成骨细胞,(osteoblast),：,位置：,位于骨组织表面，紧密排列为一层。,光镜下：,细胞体：,较大，呈矮柱状或椭圆形。,细胞核：,圆形，一个，位于细胞游离端，核仁明显。,细胞质：,强嗜碱性，染为深蓝色。,Events that occur during intramembranous ossification.Osteoblasts are synthesizing collagen,which forms a strand of matrix that traps cells.As this occurs,the osteoblasts gradually differentiate to become osteocytes.The lower part of the drawing shows an osteoblast being trapped in newly formed bone matrix.,位置：,位于骨外膜和骨内膜近骨质处。,电镜下：,细胞体：,表面有,细小突起,，骨质侧的突起可伸入骨基质表面的骨小管内，与下面的骨细胞突起相连接。,细胞质：,丰富的,粗面内质网,发达的,高尔基复合体,功能：,成骨细胞具有分泌骨基质,有机成分,(,胶原纤维和基质,),的功能，这种骨基质称,类骨质,(osteoid),。,说明：,成骨细胞还可释放其细胞质内的,基质小泡,，小泡内的,钙,沉着于类骨质上而形成骨基质。,一旦成骨细胞及其突起被埋入骨基质内即成为,骨细胞,，骨陷窝和骨小管也同时形成。,骨细胞,(osteocyte),：,位置：,单一分布于骨板内和骨板间。,光镜下：,细胞体：,呈扁平椭圆多突形，居于细胞间质中，其所占据的空间称,骨陷窝,(bone lacuna),。,突起所占据的空间称,骨小管,(bone canaliculus),。,各,骨陷窝,借,骨小管,彼此相沟通。,细胞核：,呈卵圆形，异染色质多。,细胞质：,弱嗜碱性。,电镜下：,细胞体：,相邻骨细胞突起借,缝管连接,相互连接,细胞质：,内含高尔基复合体、散在的粗面内质网和少量线粒体等。,Section of bone tissue showing an osteocyte with its cytoplasmic processes surrounded by matrix.The ultrastructure of the cell nucleus and cytoplasm is compatible with a low level of protein synthesis.,破骨细胞,(osteoclast),：,数量较少，分布在骨质的表面。,位置：,分布于骨吸收面的凹陷处。,光镜下：,细胞体：,巨大,(,直径可达,100m),，呈圆形或椭圆形。,紧贴骨基质的一侧有,纹状缘,，,其周围有一,环形亮区。,细胞核：,多核，可含,6,50,个细胞核；,由多细胞融合而成。,细胞质：,嗜酸性，呈泡沫状；,电镜下：,细胞体：,纹状缘,为许多不规则的微绒毛，又称,皱褶缘,(ruffled border),。,细胞质：,粗面内质网丰富,高尔基复合体发达,线粒体和溶酶体多,环形的亮区,含大量的微丝，亮区与骨基质表面紧密相贴，如同一道围墙，封闭其内侧，构成,溶骨的微环境,。,功能：,很强的重吸收骨能力。,成骨细胞,形成骨,破骨细胞,破坏及重吸收骨,是骨组织的发生和骨生长、发育必不可少的两个方面。,通过二者的协同活动完成骨的,成型,和,改建,。,长骨的结构,由骨松质、骨密质、骨膜、关节软骨等构成。,骨松质,(spongy bone),：,多分布在长骨的骨骺部和骨干内侧。,由大量片状和针状的骨小粱相互连接而成，组成多孔的网状结构。,骨小粱之间的,孔内,充满了红骨髓（见本章血发生）及血管。,骨小粱由成层平行排列的,骨板,和,骨细胞,所组成。,骨密质,(compact bone),：,多分布在长骨骨干和骨骺表层。,骨干处的骨密质较厚，由不同排列有序的,骨板,组成。,骨板排列方式为：,环骨板,、哈弗斯骨板、间骨板,环骨板：,环绕于骨干内、外表面，层层排列。又分为：,外环骨板：,较厚,(10,40,层,),，环绕、平行排列于骨干表面，外表面与骨膜紧密相接，较整齐。,内环骨板：,较薄（仅由少数几层骨板组成）,居于骨髓腔面，内面衬以骨内膜,骨内膜与骨松质表面的骨内膜相接续,不如外环骨板平整。,穿通管：,又称,福尔克曼管。,是,骨膜的血管、神经横向穿行于,内、,外环骨板,形成的管道,与纵向排列的,中央管,相通,管中的血管与骨髓血管相通连,哈,弗斯,骨板,：,位于内、外环骨板之间，是长骨干密质骨的主要部分。,与,中央管,共同组成,骨单位,(osteon),：,又称,哈弗斯系统,(Haversian system),。,中央管：,位于骨单位的中央,或,称哈,弗斯,管,(Haversian canal),内有血管、神经及结缔组织。,哈,弗斯,骨板,：,以中央管为中心呈同心圆排列，,约,10,20,层。,骨板间的,骨陷窝,借,骨小管,相通，,最内层的骨小管开口于中央管，,由此获得营养，并供给各层,骨细胞,。,粘合线,(cement line),：,长骨骨干主要是由大量的,哈弗斯系统,组成，哈弗斯系统的最外层具有,粘合线,与相邻骨板相隔。,粘合线,是一层含骨盐多、纤维少的骨基质，故骨单位的最外层的,骨小管,并不与相邻的,骨单位,的,骨小管,相通连。,间骨板：,是填充在,骨单位,之间的一些半环形、不规则骨板；,它是,上一代,未被吸收的骨单位或外环骨板的残留部分；,其中除骨陷窝及骨小管外，无其它管道。,骨外膜,(periosteum),：,位置：,位于长骨外表面，又分为两层：,外层：,较厚，为致密结缔组织。,胶原纤维粗大而密集，细胞少，有的胶原纤维经,骨外膜,的,内层,横向穿入,外环骨板,，称,穿通纤维,或,沙比纤维,(Sharpeys fiber),，,起固定骨膜和韧带的作用；,骨膜：,除关节面以外，骨的内、外表面均被覆一层致密的结缔组织，分别称,骨外膜,和,骨内膜,。,内层：,较薄，结缔组织较疏松，纤维少，细胞多，含有较多的,骨原细胞,或,成骨细胞,，,富含的小血管及神经，经,穿通管,进入骨密质，分支进入骨单位的,中央管,。,骨内膜,(endosteum),：,位于骨髓腔面、骨小粱表面、中央管及穿通管内表面。,该层纤维少，该处的,骨原细胞,常排列成一层，颇像单层扁平上皮，,骨原细胞,可分化为,成骨细胞,，细胞间及与骨细胞突起之间也可有,缝管连接,。,骨是由胚胎时期的,间充质,分化而来。,在其发生过程中经历了不断的生长和改建，骨组织的形成与吸收交替进行，相辅相成。,复习,骨组织发生的基本过程,骨的发生,有两种方式：,膜内成骨,(intramembranous ossification),软骨内成骨,(endochondral ossification),骨的发生,骨组织发生的基本过程：,成骨细胞形成：,间充质细胞分裂增殖、分化为,骨原细胞,、,成骨细胞,。,类骨质形成：,成骨细胞产生纤维和无定形基质，形成,类骨质,。,骨基质形成：,类骨质具有沉淀骨盐的特性。骨盐沉着后，类骨质骨化为骨基质，即一层,新骨板,出现，,骨陷窝,和,骨小管,形成。,骨细胞形成：,成骨细胞之间的距离逐渐加大，突起加长，逐渐转变为,骨细胞,，骨组织发生也即完成。,如此逐层形成骨板，骨组织体积增大，其周围仍有一层成骨细胞包围。,膜内成骨,(intramembranous ossification),：,膜内成骨，又称,膜性骨发生,。,膜内成骨,是一种由间充质先分化为胚性结缔组织膜，再在此膜内成骨的方式。,只有额骨、顶骨、面骨及锁骨等一些扁骨是以此方式发生。,具体发生过程如下：,首先，在将要形成骨的部位血管增生，随之,间充质细胞,分裂增生，形成膜状，膜上开始成骨的部位称为,骨化中心,(ossification center),。,间充质细胞进一步增殖、分化为,骨原细胞,，其中大部分骨原细胞进一步增殖、分化为,成骨细胞,。,成骨细胞,可分泌纤维和有机基质,(,即,类骨质,),。类骨质因有大量骨盐沉着而成为,骨基质,。,成骨细胞逐渐被骨基质包埋而成为,骨细胞,；,在骨质的表面始终保留着少量,骨原细胞,在,骨化中心,的周围骨化不断扩展，最初形成,骨小粱,，进而形成,骨松质,。,骨松质周围的间充质分化为,骨膜,。,成骨细胞在内、外骨膜之间、骨松质表面形成,骨密质,，并不断增厚。,以后，,骨组织不断生长和改建,，,成骨细胞,在扁骨的外面成骨，而,破骨细胞,在扁骨的内面溶解吸收已形成的骨组织。例如颅骨在生长时，其外面生长的多，内面吸收的也多，使其曲度逐渐改变，以适应头颅的发育。,软骨内成骨,(endochondral ossification),：,软骨内成骨，又称,软骨性骨发生,。,先由间充质形成,软骨雏形,，然后软骨再不断地生长，并逐渐,被骨组织所替换,。,颅底、躯干、四肢骨等主要是以此方式发生。,同时，在,骨外膜的内层,又,并存着膜内成骨,。,下面以长骨的发生为例说明,软骨内成骨,过程，其包括以下,3,阶段：,软骨雏形的形成,软骨周骨化,软骨内骨化：,软骨雏形的形成,胚胎时期，间充质在将要形成长骨的部位分化出,骨原细胞,；,部分,骨原细胞,进一步分化为,软骨细胞,；,软骨细胞,逐渐形成与长骨形状大致相似的,透明软骨,；,其外被覆,软骨膜,。,软骨周骨化（骨领形成）：,在软骨雏形的中段软骨膜下，深层的,骨原细胞,分化成为,成骨细胞,；,在一定的条件下,成骨细胞,以,膜内成骨,的方式形成薄层原始骨组织。,这层骨组织在软骨膜深层包绕雏形软骨，尤如领圈状，故称,骨领,(bone collar),。,骨领,形成后，其表面的,软骨膜,即改名为,骨外膜,。,软骨内骨化：,又包括以下,4,个过程。,软骨退化及初级骨化中心形成,骨髓腔的形成,次级骨化中心出现与骺板形成,骨单位的形成与改建：,软骨退化及初级骨化中心形成,软骨退化,出现在软骨雏形的中央。,骨领形成的同时，此处的,软骨细胞,停止分裂，并渐成熟、肥大、退化，软骨细胞间质钙化而呈强嗜碱性。,初级骨化中心形成,(primary offication center),：,骨外膜的血管和,骨原细胞,侵入。,在营养和氧供应充足的前提下，,骨原细胞,不断地分化为,成骨细胞,。,成骨细胞,附着于钙化的软骨残片表面而成骨，从而确定了最先发生骨化的部位,初级骨化中心形成,。,骨髓腔的形成,初级骨化中心,所形成的骨组织均是,原始骨组织,，并且是针状或薄片状的骨小梁，它们互相连接成原始骨松质。,在骨化中心两侧，从软骨雏形两端至骨化中心，,软骨组织不断增长使软骨雏形逐渐加长,，骨化又不断向两端扩展，使骨干不断地加长。,同时，已形成的骨小梁逐渐被,破骨细胞,破坏、重吸收，使骨干中央出现仅有血管和骨髓样组织分布的大腔，称为,骨髓腔,。,在此同时，,骨领,外面不断地以,膜内成骨,的方式成骨，使骨干不断加粗；,骨领,内面不断地被,破骨细胞,溶解吸收，由此骨髓腔不断地增宽、加大。,以婴儿指为例说明软骨内骨化的连续过程：,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),：,软骨储备区,软骨增生区,软骨钙化区,成骨区,次级骨化中心出现与骺板形成：,在骨发生和生长的过程中，长骨的两端软骨内又先后出现新的骨化中心，称,次级骨化中心,(secondary offication center),(,各骨出现的时间有所不同，大多在,出生后出现,；同一长骨两端的次级骨化中心出现的时间也有早晚,),。,骺板,(epiphyseal plate),：,次级骨化中心出现后，,骨骺,和,骨干,之间的软骨便称为,骺板,，它是长骨增长的基础。骨增长主要是通过骺板软骨向两端生长所至。,说明：,正常情况下，软骨增长的速度与软骨破坏及成骨的速度保持平衡状态，故骺板的厚度相对恒定。,约至,17,20,岁,时骺板软骨完全被骨质所替换，骨停止生长，,骨骺线,形成。,骨的增粗是由骨膜向骨表面不断形成外环骨板的方式而实现的，一般在,25,30,岁,时停止增粗。,骨单位的形成与改建：,骨干经过不断改建变为,骨密质,，出现环行骨板。,约在出生后,1,年,，,骨单位,开始建立。,破骨细胞,溶解吸收原有骨组织，形成一些纵列的沟或隧道。,来自骨膜的血管及,骨原细胞,进入沟或隧道，并分化为,成骨细胞,，紧贴沟或隧道的表面；,成骨细胞,由外向内逐层形成同心圆排列的,哈弗斯骨板,，中央留有哈弗斯管，内容纳血管、神经、骨内膜。,新一代,骨单位,即形成。,人一生中，骨单位不断更新，上一代哈弗斯系统被破坏、吸收后，残留的骨单位片段即为,间骨板,。,思考题,1,、软骨的分类及所含纤维？,2,、骨组织的,细胞有几种？,3,、何谓骨单位？长骨骨板的排列方式有几种？,Take a short Rest,