1、第四章 软骨和骨 软骨和骨组织均属结缔组织。软骨组织是特化 的具有支持作用的结缔组织；骨组织则是细胞间质 内大量钙盐沉积形成的坚硬支持结缔组织。 一、软骨 是由软骨组织和周围的软骨膜构成。 （一） 软骨组织 （ cartilage tissue） 是由软骨细胞和软骨基质构成，无血管。 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。 1.软骨细胞 （ chondrocyte） 特点： 成熟软骨细胞体积大，圆或椭圆形，胞质弱嗜 碱性，常见脂肪空泡，核小， RER和 GC丰富。软骨细胞常 2 8 个细胞聚集成群，存在于软骨陷窝。幼稚软骨细胞 体积小，扁圆形，单个分布于软骨周
2、边。 功能： 产生软骨基质。 软骨陷窝 ：软骨基质内软骨细胞周围的腔隙。 同源细胞群 ： 2 8 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 。 2.软骨基质 （ cartilage matrix） 是软骨细胞分泌的细胞外基质。主要成分是水和蛋 白多糖，呈凝胶状，渗透性好。 软骨陷窝周围硫酸软骨素较多，呈强嗜碱性，形成 软骨囊包围软骨细胞。 纤维成分埋于基质中，使软骨具有韧性或弹性；纤 维成分的种类因软骨类型而异。 图 1 透明软骨光镜图 图 2 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 图 3
3、 软骨细胞超微结构模式图 （二）软骨膜 （ perichondrium） 是软骨表面被覆的薄层致密结缔组织。包括内、外两 层： 外层，胶原纤维多，起保护作用； 内层，有较多 梭形的骨祖细胞，可增殖分化为成软骨细胞； 有血管为 软骨提供营养。 图 5 软骨膜 (透明软骨 )光镜图 (蓝 :外层 绿 :内 层 ) （三）软骨分类 根据细胞间质不同，软骨分为： 1.透明软骨 （ hyaline cartilage） 特点 ：纤维为胶原原纤维（ 型胶原蛋白），纤维细 且折光率与基质相同，于 HE染色切片不能分辨；基质含 大量水分。 分布 ：肋、关节、呼吸道。 功能 ：抗压性强，有一定的弹性和韧性。 2
4、.纤维软骨 （ fibrous cartilage） 特点 ：软骨细胞较小而少，成行分布于纤维束之间； 胶原纤维束平行或交叉排列；基质较少，弱嗜碱性。 分布： 椎间盘、关节盘及耻骨联合 功能： 韧性强。 3.弹性软骨 （ elastic cartilage） 特点： 大量弹性纤维交织分布，密集。 分布： 耳廓、咽喉及会厌 功能： 有较强的弹性 图 6 透明软骨光镜图 图 7 纤维软骨光镜图 图 8 弹性软骨光镜图 (弹性染色 ) （四）软骨生长 两种生长方式并存： 附加性生长 （软骨膜下生长）：软骨膜内骨祖细胞 成软骨细胞 软骨细胞 产生纤维和基质 软骨加厚 间质性生长 （软骨内生长）：软骨细
5、胞增殖和生长 产生新基质 软骨由内至外扩大 二、骨 骨由骨组织、骨膜和骨髓构成。具有支持，保护，造血 及贮钙的功能。 （一）骨组织 （ osseous tissue） 由大量钙化的细胞外基质和几种细胞构成。 1.骨基质 （ bone matrix， ） : 是钙化的细胞外基质。其中，有机成分占 35%，无机成 分占 65%。有机成分为胶原纤维（ 90 , 型胶原蛋白） + 基质（蛋白多糖、骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白 、钙 结合蛋白），无机成分（骨盐）主要是羟基磷灰石结晶 ,细 针状，长 10 20nm。 骨基质结构呈板层状，构成骨板。同一骨板内纤维相平 行，相邻骨板纤维相垂直，增加了骨强度
6、。 2.骨细胞 由骨原细胞、成骨细胞、骨细胞和破骨细胞四种。 （ 1）骨原细胞 （ osteoprogenitor cell） 为梭形，较小，是骨组织中的干细胞，可增殖分化 为成骨细胞，分布于骨膜。 （ 2）成骨细胞 （ osteoblast） 为立方或矮柱状，有突起，胞质嗜碱性， RER和 GC丰 富，有基质小泡（内含钙化结晶，膜上有钙结合蛋白与 碱性磷酸酶）。单层排列于骨组织表面。 其功能是分泌类骨质；释放基质小泡，促进类骨质 钙化。 成骨细胞被自身产生的骨质包埋，转变为骨细胞。 图 12 骨切片示骨膜内层骨原细胞 图 13 骨切片示成骨细胞 图 14 成骨细胞电镜图 （ 1核 2 GC
7、3线粒体 4 RER） （ 3）骨细胞 （ osteocyte） 形态 ：细胞小、扁椭圆形，多突起。 分布 ：分散于骨板内或骨板间；胞体所在腔隙称骨陷窝 （骨陷窝和骨小管内含组织液，营养骨细胞并输送代谢产 物），突起伸入骨小管，突起间有缝隙连接，骨小管彼此 相通。 功能 ：一定的溶骨和成骨作用，参与调节钙、磷平衡。 图 15 骨切片示骨细胞和骨陷窝（绿）及成骨细胞（ 蓝） 图 16 骨磨片示骨陷窝（绿）和骨小管（蓝） 图 17 骨细胞超微结构模式图 图 18 骨细胞电镜图 （ 4）破骨细胞 （ osteoclast） 形态 ：细胞体积大，胞质嗜酸性， 6 50 个核，贴骨侧 有皱褶缘，皱褶缘深
8、面有许多吞噬泡，溶酶体和线粒体发 达。 分布 ：骨组织边缘 功能 ：释放多种水解酶和有机酸，溶解骨质；吞噬分解 的骨质成分。 图 19 破骨细胞光镜图 （蓝：破骨细胞 绿：皱褶缘） 图 20 破骨细胞局部超微结构模式图 图 21 破骨细胞电镜图 （ N核 皱褶缘 ） 图 11 骨组织的各种细胞和骨板 (二 )骨膜 由致密结缔组织构成。包括骨外膜和骨内膜。 1.骨外膜 （ periosteum) 是被覆在除关节外骨外表的较厚结缔组织。分两层， 外层厚，纤维密集而粗大，穿通纤维可横向穿入外环骨板 ，能固定骨外膜。内层薄，结缔组织疏松，含骨原细胞、 成骨细胞、血管和神经，能营养、构建、修复骨组织。
9、2.骨内膜 （ endosteum) 是被覆在骨髓腔、骨小梁、中央管和穿通管内表面的 薄层结缔组织。主要由一层扁平细胞构成，纤维较少。据 离子屏障作用，维持骨细胞周围和骨随腔内不同的钙磷浓 度，有利于骨细胞周围形成骨盐结晶。 (三）骨的结构 1.长骨的结构 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： 由大量针状或片状骨小梁相互连接而成，孔 内充满骨髓，分布于长骨的骨垢和骨干深部。骨小梁由数层 排列的骨板和骨细胞构成，骨细胞借助骨小管开口于骨髓腔 获得营养和排除代谢物。 （ 2）骨密质 ：构成骨干的大部分和骨垢的表层。分为环骨 板、骨单位和间骨板。 环骨板 ：指环绕
10、骨干内、外表面排列的骨板。 外环骨板 ：厚，由数层或十多层骨板组成，较整齐地环绕骨干排列； 内环骨板：薄，仅由数层骨板组成，不如外环骨板平整。 骨单位： 指内、外环骨板之间的大量长柱状结构，由哈弗 斯骨板和中央管构成。 哈弗斯骨板， 4 20层，以中央管 为中心呈同心圆排列； 中央管，内有小血管、神经及少量 结缔组织，与穿通管相通。 间骨板 ：指骨单位间或骨单位与环骨板间的骨板，形状不 规则，是骨生长和改建过程中未被吸收的残留骨板。 图 22 长骨的结构 图 23 长骨骨干结构模式图 图 25 长骨横切面，示骨单位（硫堇染色） 图 26 骨磨片示间骨板 （四）骨的发生 1.发生过程 骨来源于胚
11、胎时期的间充质，骨组织发生的基本过程： 骨组织的形成 ：骨祖细胞增殖分化 成骨细胞 分泌类 骨质 成骨细胞被类骨质包埋 骨细胞 类骨质钙化为骨 质 骨组织形成 骨组织的吸收 ：破骨细胞起作用 骨组织的形成和吸收同时存在，处于动态平衡 2.发生方式 （ 1）膜内成骨 ： 指在原始的结缔组织膜内直接成骨， 见于头面部的扁骨等。 过程：内部间充质细胞 骨原细胞 成骨细胞 骨化 中心（最初的骨细胞和骨基质） 骨小梁 松质骨 中心外侧的成骨细胞 密质骨 成骨区周围的结缔组织转变为骨膜。 图 28 膜内成骨过程模式图 （ 2）软骨内成骨： 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
12、、躯干骨等。 过程： 软骨雏形形成，间充质细胞 骨祖细胞 软骨细 胞 软骨； 骨领形成：于软骨雏形中段表面形成的薄层骨组织（骨 祖细胞 骨细胞） 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；血管和多种细胞进入 破骨细胞分解软骨，成骨细胞形成过渡型骨小梁 网状细胞形成网状组织，造血干细胞进入形成骨髓 过渡型骨小梁被吸收，骨髓腔扩大，骨化过程向两端扩 展，骨加长。 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。 图 29 长骨发生示意图 3.骨的进一步生长 （ 1）骨增长 ：是通过骺板不断生长并替换成骨组织完成 。骺板分为四个区： 软骨储备区； 软骨增生区纵行的软骨细胞柱； 软骨钙化区； 成骨区形成过渡型骨小梁，然后被破骨 细胞吸收，骨髓腔向两端扩大。 人 17 20岁，软骨细胞停止增殖，骺板成为骺线。 （ 2）骨增粗 ：骨外膜中骨祖细胞分化为成骨细胞，在骨 干表面添加骨组织，使骨干变粗。骨干内表面的破骨细胞 吸收骨小梁，使骨髓腔横向扩大。 人约 30岁，长骨不再增粗 图 30 骺板软骨成骨过程模式图 图 31 骺板软骨示软骨储备区（左）与增生区（右） 图 32 骺板软骨示软骨钙化区（左）与成骨区（右 ）
