骨病理學(xué)進(jìn)展講稿.doc

骨病理學(xué)進(jìn)展講稿（供中醫(yī)骨傷專(zhuān)業(yè)碩士研究生用）第一章 軟骨、骨及關(guān)節(jié)的組織結(jié)構(gòu)第一節(jié) 軟骨 軟骨組織簡(jiǎn)稱(chēng)軟骨，來(lái)源于胚胎時(shí)期的間充質(zhì)。軟骨由軟骨細(xì)胞和軟骨基質(zhì)（其中含有多少不等的纖維）組成。一般軟骨內(nèi)沒(méi)有血管和神經(jīng)，其營(yíng)養(yǎng)依靠軟骨膜內(nèi)的毛細(xì)血管供應(yīng)。軟骨膜是一層包繞在軟骨周?chē)闹旅芙Y(jié)締組織。光鏡下可見(jiàn)軟骨膜分為兩層：外層纖維成分多，內(nèi)層細(xì)胞成分多，細(xì)胞一般呈梭形，有分化為軟骨細(xì)胞的潛能。一、軟骨的類(lèi)型根據(jù)基質(zhì)中所含纖維成分的不同，可分為透明軟骨、彈性軟骨和纖維軟骨。透明軟骨鼻軟骨、喉頭軟骨的大部分、氣管及支氣管軟骨、肋軟骨和關(guān)節(jié)軟骨等均為透明軟骨。肉眼形態(tài)乳白淺藍(lán)色，半透明，略有彈性。光鏡下軟骨細(xì)胞軟骨細(xì)胞分布在軟骨基質(zhì)的軟骨陷窩內(nèi)。生活時(shí)期軟骨細(xì)胞充滿(mǎn)軟骨陷窩，制作切片時(shí)，軟骨細(xì)胞收縮，細(xì)胞與陷窩壁間出現(xiàn)腔隙?？拷浌悄さ募?xì)胞，一般呈橢圓形，其長(zhǎng)軸與表面平行，越向深部，越近圓形或橢圓形，也可因收縮而致各種不同形狀。由于一個(gè)細(xì)胞的分裂繁殖，軟骨細(xì)胞常2個(gè)、4個(gè)或多個(gè)聚集成群，稱(chēng)為同源細(xì)胞群。胞漿略嗜堿，生長(zhǎng)活躍時(shí)嗜堿性增強(qiáng)。胞漿中?？梢?jiàn)有脂滴、糖原和色素顆粒。細(xì)胞核小，圓形或橢圓形，有1數(shù)個(gè)核仁，有時(shí)可見(jiàn)雙核。電鏡下軟骨細(xì)胞形狀不規(guī)則，表面有許多微小突起及小泡（可能與分泌物的排出有關(guān)）。細(xì)胞漿內(nèi)可見(jiàn)蛋白質(zhì)分泌細(xì)胞特有的膜系統(tǒng)。生長(zhǎng)活躍的軟骨細(xì)胞，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體明顯擴(kuò)大，高爾基復(fù)合體的大泡內(nèi)可見(jiàn)顆粒狀物質(zhì)和柔毛狀細(xì)絲。不活躍的軟骨細(xì)胞，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基復(fù)合體不發(fā)達(dá)，并可見(jiàn)糖原和脂滴。軟骨基質(zhì)由軟骨細(xì)胞分泌。生活狀態(tài)下，呈均質(zhì)凝膠狀。主要成分60%70%為水，其余為軟骨粘蛋白、膠原纖維等。軟骨粘蛋白為多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物，多糖物質(zhì)包括硫酸軟骨素A、硫酸軟骨素C、硫酸角質(zhì)素等。軟骨細(xì)胞或同源細(xì)胞群周?chē)幕|(zhì)比較濃厚，染色較深，嗜堿性強(qiáng)，稱(chēng)為軟骨囊，囊壁軟骨粘蛋白濃度較高，沒(méi)有或很少有膠原纖維。膠原纖維約占基質(zhì)干重的40%，由直徑1020nm的膠原原纖維交織而成，大多膠原蛋白分子不顯示64nm的周期橫紋，表明基質(zhì)內(nèi)膠原蛋白分子的聚合程度較差，而關(guān)節(jié)軟骨中的膠原纖維顯有64nm的周期橫紋。由于膠原纖維比較細(xì)，排列不規(guī)則，折光指數(shù)與基質(zhì)幾乎相同，故光鏡下與基質(zhì)不能區(qū)別。附錄：膠原纖維膠原纖維直徑120m，由0.20.3m的膠原原纖維借少量粘合質(zhì)（是一種蛋白多糖）聯(lián)結(jié)而成，因此高倍鏡下可見(jiàn)有縱紋。膠原纖維的粗細(xì)以其中所含膠原原纖維的多少而定。用石灰水或苦味酸溶液溶去粘合質(zhì)，可得到分離的膠原原纖維。膠原纖維PAS反應(yīng)為陽(yáng)性（這是與粘合質(zhì)及膠原蛋白分子上的己糖單位有關(guān)）。HE染色膠原纖維為紅色；可被酸性復(fù)紅染成紅色；被酸性苯胺藍(lán)染成藍(lán)色，這些均說(shuō)明其嗜酸屬性。膠原原纖維是由膠原蛋白構(gòu)成，它易被胃蛋白酶所消化，用水久煮可使其溶解，經(jīng)冷凍后又成凝膠，也即明膠。膠原纖維易溶解于稀鹼溶液如稀氫氧化鉀溶液，或較強(qiáng)的酸溶液如濃的冰醋酸溶液。在稀酸溶液中，膠原纖維可產(chǎn)生可逆性膨脹，故在新鮮的結(jié)締組織鋪片，膠原纖維的縱紋可因加稀酸而消失。因此凡是用稀酸的固定液處理過(guò)的組織不宜直接用水洗，而應(yīng)用酒精或能防止膠原纖維膨脹的硫酸鈉或硫酸鋰浸洗。膠原纖維的抗拉性很強(qiáng)，如肌腱可承受6kg/mm2的拉力。膠原纖維的牽張延伸性只有其長(zhǎng)度的5%。其分子結(jié)構(gòu)是沿纖維的長(zhǎng)軸平行排列（偏振光顯微鏡觀察可見(jiàn)膠原原纖維有正的單軸雙折光）。膠原纖維的超微結(jié)構(gòu)及其成因：膠原纖維由（光鏡下可見(jiàn)的）膠原原纖維所構(gòu)成，膠原原纖維又成自膠原微纖維。而聚合成膠原微纖維的基本單位是膠原蛋白分子。電鏡下，膠原微纖維具有6470nm周期的橫紋結(jié)構(gòu)（有的組織學(xué)專(zhuān)著上將電鏡下所見(jiàn)的具有6470nm橫紋的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為膠原原纖維，即相當(dāng)于本文的膠原微纖維）。微纖維之間也有微量的粘合質(zhì)。不同的結(jié)締組織，膠原纖維雖有其類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，但在其化學(xué)成分及聚合程度上也有明顯的不同。聚合程度低的膠原微纖維直徑小，僅幾個(gè)納米，也無(wú)周期性橫紋結(jié)構(gòu)，但橫紋的出現(xiàn)與否并不完全取決于微纖維的粗細(xì)，如透明軟骨的膠原微纖維粗約1525nm，還未見(jiàn)橫紋結(jié)構(gòu)。而一般纖維結(jié)締組織中，自10100nm的膠原微纖維均顯橫紋結(jié)構(gòu)。當(dāng)膠原微纖維聚合至30nm粗的直徑時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)橫紋周期。在各種不同的結(jié)締組織中，膠原微纖維的粗細(xì)差別很大，一般為1525nm，在角膜處為30nm，在皮膚約60nm，在腱為30120nm。此外，隨著結(jié)締組織老化，微纖維也可增粗至200nm。另一方面，也有由膠原微纖維直接逐漸組成膠原的纖維情況，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)膠原原纖維中間一級(jí)。膠原蛋白分子，為一種由三股多肽鏈成螺旋狀纏繞而成的繩索狀長(zhǎng)分子，粗約1.5nm，長(zhǎng)約300nm，它們平行聚合形成膠原微纖維。平行的相鄰分子之間縱向錯(cuò)開(kāi)1/4分子長(zhǎng)度（即約70nm），而同一直線(xiàn)上首尾相隨的兩個(gè)膠原分子之間又保持著約43.8nm的距離。由于上述兩個(gè)原因，又導(dǎo)致平行的膠原蛋白分子間出現(xiàn)有首尾重疊約26.2nm的段落（43.8nm+26.2nm=70nm，參看圖示）。膠原蛋白分子聚合的主體模式圖膠原蛋白分子單體按上述方式聚合成的微纖維，就會(huì)在微纖維上顯示疏（43.8nm）密（26.2nm）區(qū)，即64nm70nm橫紋周期。膠原蛋白分子量約為300，000碳單位，其中每一條多肽鏈約含1050個(gè)氨基酸殘基。這3條多肽鏈按其一級(jí)結(jié)構(gòu)基本上可分為兩類(lèi)，分別為1及2鏈，1又可分為1（）、1（）、1（）及1（）。根據(jù)3條多肽鏈組成，膠原蛋白分為4型（見(jiàn)下表）： 膠原纖維的類(lèi)型（分子中每千個(gè)AAs所含主要AAs數(shù)）膠原蛋白類(lèi)型3股多肽鏈的組成甘 脯 羥脯 賴(lài) 羥賴(lài) （氨酸）組織分布其他主要特征1（）22330 129 96 30 4真皮、腱、骨、牙本質(zhì)兩種鏈均不含半胱氨酸，側(cè)鏈含糖量約占1%1（）3320 108 100 13 21軟骨羥脯氨酸的羥基幾乎全部和糖相結(jié)合，含糖量約占10%1（）3360 109 112 35 5胚胎皮膚、心血管、胃腸、真皮、牙周膜、網(wǎng)狀纖維側(cè)鏈含糖量少，分子中含有半胱氨酸及-s-s-交聯(lián)，組氨酸含量亦高1（）3325 60 163 5 42所有的基底膜基板，晶狀體囊羥脯氨酸的含量非常高，含糖量高，羥脯氨酸的羥基除4位者外也有3位的?；啄び袔追N，相應(yīng)的膠原蛋白也不同1（）22表示型膠原蛋白分子由兩條1（）鏈及一條2組成。型膠原蛋白分子由3條1（）組成，余類(lèi)推。產(chǎn)生膠原蛋白的細(xì)胞絕不僅只成纖維細(xì)胞，其他間充質(zhì)來(lái)源的細(xì)胞如骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、平滑細(xì)胞以及上皮細(xì)胞、神經(jīng)組織中的雪旺細(xì)胞均能產(chǎn)生膠原蛋白。能產(chǎn)生膠原酶的細(xì)胞就更多了。透明軟骨內(nèi)?？梢?jiàn)到軟骨小管，小管細(xì)小，有分支，每條小管含1條小動(dòng)脈和1條或2條小靜脈，有的可含有毛細(xì)血管，周?chē)幸槐咏Y(jié)締組織（來(lái)自軟骨膜）。軟骨小管的形成和消失的時(shí)間，各軟骨均有不同，如下頜骨關(guān)節(jié)突的軟骨小管一般到兩歲時(shí)消失；喉和鼻軟骨的軟骨小管在胚胎7個(gè)月時(shí)形成，一直持續(xù)到老年；肋軟骨的軟骨小管1歲時(shí)出現(xiàn)，60歲時(shí)軟骨小管被粘液性物質(zhì)所充填。軟骨小管的作用可能只是“通過(guò)軟骨走向其他地區(qū)的管道”，也可能是為深部的軟骨細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，而且它們的分布形式?jīng)Q定著以后鈣化的部位。彈性軟骨彈性軟骨見(jiàn)于耳廓、外耳道、咽鼓管、會(huì)厭以及喉的小角狀軟骨、楔狀軟骨和杓狀軟骨尖端等處。肉眼呈黃色，不透明，彈性好。與透明軟骨的主要區(qū)別是細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)含有豐富的彈性纖維，并互相交聯(lián)成網(wǎng)。軟骨中心部位的彈性纖維比較密集，軟骨膜下的彈性纖維比較疏松，并與軟骨膜的彈性纖維相連續(xù)。軟骨細(xì)胞及同源細(xì)胞群的形態(tài)與透明軟骨基本相同。附錄：彈性纖維彈性纖維分布的部位：纖維結(jié)締組織，尤其集中分布在黃韌帶、聲帶、肺泡壁、彈性動(dòng)脈（在中膜，作為平滑肌細(xì)胞腱纖維的形式出現(xiàn)）及彈性軟骨等處。光鏡下的形態(tài)特點(diǎn)：未染色的彈性纖維常不顯或僅顯弱雙折光性，并隨纖維拉長(zhǎng)而加強(qiáng)。彈性纖維可被地衣紅、醛復(fù)紅、苯胺黑、雪夫試劑等多種染色劑色染成不同顏色。在染色的疏松結(jié)締組織鋪片，光鏡下可見(jiàn)彈性纖維呈粗細(xì)不等、分支交錯(cuò)、表面光滑的直行細(xì)纖維，直徑1m數(shù)m不等，斷端常卷曲。彈性纖維主要由彈性蛋白組成，它不僅可以形成交錯(cuò)行走的彈性纖維，還可以形成有窗孔的膜片，稱(chēng)為彈性窗膜。彈性窗膜與血管壁彈性及該局部組織代謝有關(guān)。纖維軟骨見(jiàn)于椎間盤(pán)的纖維環(huán)、關(guān)節(jié)盤(pán)、半月板的一部分和股骨頭韌帶、恥骨聯(lián)合以及某些肌腱、韌帶附著于骨的部位等。新鮮時(shí)，不透明，乳白色，有一定的延展性。纖維軟骨與上述兩種軟骨的主要差別是細(xì)胞間質(zhì)中含有大量平行或交叉排列的膠原纖維束，束間有單獨(dú)存在、成對(duì)存在或排列成行的軟骨細(xì)胞，其形態(tài)與其它軟骨相同，陷窩周?chē)灿熊浌悄?。纖維束與纖維束之間的基質(zhì)很少。二、軟骨組織的發(fā)生大約在（人）胚胎第5周，在將要形成軟骨的部位，間充質(zhì)細(xì)胞的突起收縮、消失，并聚集成團(tuán)，形成前軟骨組織或軟骨形成中心。軟骨形成中心的細(xì)胞，細(xì)胞核密集，細(xì)胞界限不清。細(xì)胞團(tuán)中間的細(xì)胞經(jīng)分裂、分化后形成大而圓的成軟骨細(xì)胞。成軟骨細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)和纖維，隨著基質(zhì)量的不斷增多，細(xì)胞被分割在陷窩內(nèi)，分化為成熟的軟骨細(xì)胞。細(xì)胞團(tuán)周?chē)拈g充質(zhì)分化為軟骨膜。軟骨的繼續(xù)生長(zhǎng)有2種方式：間質(zhì)性生長(zhǎng)（或軟骨內(nèi)生長(zhǎng)）軟骨細(xì)胞不斷地分類(lèi)繁殖，產(chǎn)生新的軟骨細(xì)胞，新軟骨細(xì)胞產(chǎn)生新的基質(zhì)，導(dǎo)致軟骨從內(nèi)部向周?chē)粩嘣龃蟆＿@種生長(zhǎng)方式是幼稚時(shí)期軟骨生長(zhǎng)的主要方式。附加性生長(zhǎng)（或軟骨膜下生長(zhǎng)）在整個(gè)胚胎時(shí)期，軟骨膜的內(nèi)層細(xì)胞不斷分裂分化為成軟骨細(xì)胞，成軟骨細(xì)胞產(chǎn)生新的基質(zhì)，并轉(zhuǎn)化為新的軟骨細(xì)胞，使原有的軟骨表面增厚。附加生長(zhǎng)的軟骨細(xì)胞又可以進(jìn)行間質(zhì)性生長(zhǎng)。彈性軟骨的發(fā)生與透明軟骨略有不同。胚胎時(shí)期，在將要形成彈性軟骨的部位，首先由間充質(zhì)分化為原始結(jié)締組織，其中的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)和纖維，并轉(zhuǎn)變?yōu)檐浌羌?xì)胞，軟骨周?chē)慕Y(jié)締組織分化為軟骨膜。軟骨膜形成以后，再以附加性生長(zhǎng)的方式，使軟骨不斷增大。三、軟骨的退行性變化軟骨鈣化軟骨鈣化是軟骨最突出的退行性變化。軟骨鈣化的過(guò)程是在軟骨基質(zhì)將要鈣化的部位，軟骨細(xì)胞以出芽方式，形成基質(zhì)小泡，小泡周?chē)忻黠@的單位膜，泡內(nèi)含有核蛋白體及其他胞質(zhì)成分?；|(zhì)小泡可以離心分離，具有酸性磷酸酶和ATP酶活性。在軟骨鈣化早期，基質(zhì)小泡內(nèi)部和表面均有細(xì)小的羥磷灰石結(jié)晶，羥磷灰石結(jié)晶不斷擴(kuò)大并合并，軟骨變?yōu)椴煌该?，變硬，變脆。石棉樣變性軟骨?xì)胞衰老時(shí)，軟骨粘蛋白和水分減少，硬蛋白增多，基質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)粗大致密纖維束，肉眼觀察呈石棉樣，稱(chēng)為石棉樣變性。四、軟骨的再生和移植軟骨的再生能力較骨組織弱。成年哺乳類(lèi)動(dòng)物的軟骨損傷主要由結(jié)締組織化生。其過(guò)程是先在損傷部位發(fā)生組織壞死和萎縮，以后由軟骨膜或鄰近的筋膜產(chǎn)生的肉芽組織充填，肉芽組織中的成纖維細(xì)胞再轉(zhuǎn)變?yōu)檐浌羌?xì)胞，形成新的軟骨。肉芽組織的化生可在機(jī)械力（特別是壓力與摩擦）的作用下發(fā)生。一般認(rèn)為關(guān)節(jié)軟骨的存在與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)所承受的經(jīng)常性機(jī)械作用有關(guān)。當(dāng)這些機(jī)械影響消除時(shí)，例如脫臼，關(guān)節(jié)軟骨便處于“解除分化”狀態(tài)，即重新轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)締組織。軟骨受損后，如果軟骨細(xì)胞保存完好，軟骨基質(zhì)可迅速再形成。例如用木瓜蛋白酶注射到幼年家兔外耳殼，可見(jiàn)耳殼塌陷，軟骨嗜堿性消失，彈性纖維消失，但48小時(shí)后基質(zhì)再生，耳也即恢復(fù)到原有的形態(tài)。因軟骨內(nèi)沒(méi)有血管，軟骨細(xì)胞又位于陷窩內(nèi)，抗原性低，因此，軟骨移植不易引起免疫反應(yīng)，所以軟骨很易移植，可作自身移植和同種異體移植。移植后的軟骨常發(fā)生退行性變而被吸收，但它在宿主的結(jié)締組織內(nèi)可以誘發(fā)新的骨和軟骨。第二節(jié) 骨骨是構(gòu)成骨骼的主要器官。骨均由骨組織、骨膜和關(guān)節(jié)軟骨組成，骨內(nèi)有骨髓腔，內(nèi)含骨髓。骨的血管豐富，并有神經(jīng)分布。一、骨組織骨組織由骨細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)組成。骨細(xì)胞埋于鈣化的細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)。其形態(tài)為多突細(xì)胞，骨細(xì)胞的胞體在細(xì)胞間質(zhì)中所占據(jù)的空間稱(chēng)骨陷窩，突起所在的空間稱(chēng)骨小管。相鄰骨細(xì)胞的突起以端-端相連，或末段側(cè)-側(cè)貼附的形式相互連接，使骨陷窩通過(guò)骨小管彼此溝通。細(xì)胞間質(zhì)包括無(wú)機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，構(gòu)成有機(jī)質(zhì)的成分為骨膠纖維和無(wú)定形的有機(jī)基質(zhì)。骨細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能骨細(xì)胞（圖-1）的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能隨細(xì)胞年齡而不同。CBA圖-1 成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)模式圖A.成骨細(xì)胞 B.骨細(xì)胞 C.破骨細(xì)胞C 幼稚的骨細(xì)胞位于類(lèi)骨質(zhì)中，其形態(tài)結(jié)構(gòu)與成骨細(xì)胞接近。胞體為扁橢圓形，位于比胞體大許多的圓形骨陷窩內(nèi)，突起多而細(xì)，一個(gè)骨小管內(nèi)常有一支突起，也可有兩個(gè)或多個(gè)突起，有的突起可有少許分支。胞核呈卵圓形，位于細(xì)胞一側(cè)，核內(nèi)有的有一個(gè)核仁，染色質(zhì)分布于核膜下。胞質(zhì)，HE染色呈嗜堿性，核旁染色較淺（淺染色區(qū)）。堿性磷酸酶反應(yīng)為陽(yáng)性，并有PAS陽(yáng)性反應(yīng)的顆粒（一般認(rèn)為是有機(jī)基質(zhì)前身物質(zhì)）。電鏡下見(jiàn)，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)豐富，分布廣泛。有散在的游離核蛋白體，中等量的線(xiàn)粒體和較發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體及散在的大型囊泡（即光鏡下PAS陽(yáng)性顆粒）。幼稚的骨細(xì)胞具有分泌細(xì)胞間質(zhì)（有機(jī)質(zhì)）的能力，隨著骨陷窩周?chē)?xì)胞間質(zhì)的鈣化，幼稚的骨細(xì)胞逐漸失去產(chǎn)生細(xì)胞間質(zhì)的能力，而成為較成熟的骨細(xì)胞。較成熟的骨細(xì)胞較成熟的骨細(xì)胞位于鈣化的細(xì)胞間質(zhì)淺層，其胞體呈雙突扁橢圓形，體積較幼稚的骨細(xì)胞小。核較大，橢圓形，位于胞體中央，染色較深，仍可見(jiàn)有核仁。胞質(zhì)較少，HE染色，弱嗜堿性，甲苯胺蘭染色著色甚淺。電鏡下，見(jiàn)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)極少，高爾基復(fù)合體很小，有少量分散存在的線(xiàn)粒體和游離核蛋白體。成熟的骨細(xì)胞成熟的骨細(xì)胞位于深層骨質(zhì)中。其胞質(zhì)易被甲苯胺蘭染色。電鏡下見(jiàn)，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)極少，線(xiàn)粒體較多，線(xiàn)粒體內(nèi)可見(jiàn)電子致密顆粒（是細(xì)胞內(nèi)的無(wú)機(jī)物，主要是磷酸鈣）。還可見(jiàn)少量溶酶體。成熟骨細(xì)胞的突起一般較長(zhǎng)，直徑85100nm，占據(jù)骨小管直徑的1/23/4，有些突起中可見(jiàn)游離核蛋白體，相鄰骨細(xì)胞突起的接觸部位有縫管連接。在較高水平的甲狀旁腺素作用下，成熟骨細(xì)胞所在的骨陷窩常呈不規(guī)則形，腔隙變大，窩壁粗糙不平。骨細(xì)胞代謝十分活躍，電鏡觀察可見(jiàn)窩壁表層骨質(zhì)先是失去骨鹽，繼而骨膠纖維溶解，最后僅殘存少量無(wú)定形基質(zhì)。這種溶骨現(xiàn)象是通過(guò)骨細(xì)胞的活動(dòng)完成的，骨細(xì)胞的這種作用稱(chēng)為骨細(xì)胞性溶骨作用。通過(guò)骨細(xì)胞溶骨可釋放較多的骨鈣入血。當(dāng)骨細(xì)胞性溶骨活動(dòng)結(jié)束后，成熟骨細(xì)胞又可在較高水平的降鈣素作用下進(jìn)行繼發(fā)性骨形成，為其骨陷窩壁增添新的鈣化骨基質(zhì)。生理情況下，骨細(xì)胞性溶骨和骨細(xì)胞性成骨作用反復(fù)交替進(jìn)行。當(dāng)骨細(xì)胞不進(jìn)行這種活動(dòng)時(shí)，它們的作用是調(diào)控其周?chē)h(huán)境的無(wú)機(jī)物含量。第三型骨細(xì)胞其形態(tài)特點(diǎn)是呈皺縮狀，核固縮。有研究證明，生長(zhǎng)中大鼠的骨組織，在注射降鈣素?cái)?shù)分鐘后，大鼠骨組織中出現(xiàn)大量皺縮的骨細(xì)胞，而在注射后數(shù)小時(shí)，這類(lèi)骨細(xì)胞又恢復(fù)原有形態(tài)。說(shuō)明這類(lèi)骨細(xì)胞是處于暫時(shí)停止活動(dòng)的狀態(tài)。細(xì)胞間質(zhì)習(xí)慣上又稱(chēng)為骨基質(zhì)。骨基質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)的比例隨年齡而改變，兒童骨中有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)大約各占骨干重的一半，成人骨中有機(jī)質(zhì)約占1/3，無(wú)機(jī)質(zhì)約占2/3，老年人骨的無(wú)機(jī)質(zhì)更多。無(wú)機(jī)質(zhì)，又稱(chēng)骨鹽。主要成分：磷酸鈣84%，碳酸鈣10%，檸檬酸鈣2%，磷酸氫二鈉2%。它們以結(jié)晶的羥磷灰石和無(wú)定形的膠體磷酸鈣的形式分布于有機(jī)質(zhì)中。骨中的羥磷灰石結(jié)晶呈柱狀或針狀，長(zhǎng)約2040nm，寬約36nm，主要由鈣、磷酸根和羥基結(jié)合而成Ca10(PO4)(OH)2，其表面常附著多種離子，包括Na+、K+、Mg2+、F-、Cl-、CO32-、C6H5O73- 等離子。Mg2+的含量不多，但占體內(nèi)Mg2+總量的50%；Na+占體內(nèi)總量的35%。這些例子很容易從羥磷灰石表面脫落，故非羥磷灰石的基本組成成分。有機(jī)質(zhì)中的無(wú)定形基質(zhì)：無(wú)定形基質(zhì)僅占有機(jī)質(zhì)的10%左右。主要為糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物，這些復(fù)合物又分為兩類(lèi)：一類(lèi)是蛋白質(zhì)-多糖，其蛋白質(zhì)與酸性粘多糖相聯(lián)接，后者如硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素和透明質(zhì)酸等；第二類(lèi)是蛋白質(zhì)-寡糖，其蛋白質(zhì)與寡糖鏈相聯(lián)接。骨組織中的唾液蛋白質(zhì)是一種蛋白質(zhì)寡糖，其主要成分為蛋白質(zhì)、唾液酸、半乳糖、氨基半乳糖和氨基葡萄糖。此外，有機(jī)質(zhì)中還有極少量的肽類(lèi)、脂類(lèi)和某些待定成分。無(wú)定形基質(zhì)呈PAS陽(yáng)性反應(yīng)，有較弱的異染性，HE染色通常呈嗜酸性。骨膠纖維：即骨中的膠原纖維，是有機(jī)質(zhì)中的主要成分，占有機(jī)質(zhì)的90%。構(gòu)成骨膠原原纖維的蛋白質(zhì)主要是型膠原蛋白。電鏡下，見(jiàn)不脫鈣的骨組織中羥磷灰石結(jié)晶沿原纖維的長(zhǎng)軸分布，晶體的中心晶軸與原纖維的長(zhǎng)軸平行。骨膠原原纖維的抗壓性和彈性較差，羥磷灰石結(jié)晶易碎，但二者結(jié)合在一起，則具有很大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而使骨組織獲得堅(jiān)強(qiáng)的機(jī)械性能。非板層骨（non-lamellar bone）和板層骨（lamellar bone）根據(jù)骨組織發(fā)生的早晚，骨細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)的特征及其組合形式，可分為未成熟的骨組織（即非板層骨）和成熟的骨組織（即板層骨）。胚胎時(shí)期最初形成的骨組織和骨折修復(fù)早期形成的骨組織，均屬于非板層骨，它們最終被板層骨所取代。非板層骨又稱(chēng)為原始骨組織（primary bone tissue）。可分為編織骨（woven bone）和束狀骨（bundle bone）兩種。編織骨，其膠原纖維束呈編織狀排列，故得名。膠原纖維束的直徑差異很大，但粗大者居多，最粗直徑達(dá)13m，因此又有粗纖維骨之稱(chēng)。骨細(xì)胞分布無(wú)規(guī)律，體積較大，形狀不太規(guī)則，骨細(xì)胞數(shù)量多于板層骨的細(xì)胞數(shù)。骨細(xì)胞代謝活躍，溶骨活動(dòng)常為區(qū)域性的。在出現(xiàn)骨細(xì)胞溶骨的一些區(qū)域內(nèi)，相鄰的骨陷窩同時(shí)擴(kuò)大，然后合并，形成較大的無(wú)血管性重吸收腔，使編織骨呈現(xiàn)多囊形狀，這種重吸收過(guò)程是清除編織骨以備板層骨取代的正常生理過(guò)程。編織骨中的蛋白質(zhì)-多糖含量較多，故基質(zhì)染色呈嗜堿性。骨鹽與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系不很密切，其含量或多或少，變化很大。骨鹽含量少時(shí)，X線(xiàn)可穿透骨質(zhì)，骨鹽含量過(guò)多，則顯示過(guò)度鈣化特征。編織骨存在于胚胎和兒童的骨密質(zhì)和骨松質(zhì)中，到青春期板層骨才可完全取代編織骨，但在牙床、近顱縫處、骨迷路、腱或韌帶附著處，仍終生保存少量編織骨，這些編織骨常與板層骨摻混存在。束狀骨，比較少見(jiàn)，也屬粗纖維骨。它與編織骨的最大差異是骨膠原纖維束平行排列，骨細(xì)胞分布于相互平行的纖維束之間。板層骨（lamellar bone）又稱(chēng)為次級(jí)骨組織（secondary bone tissue），它以骨膠纖維束，高度有規(guī)律地排列為特征。其骨膠纖維束，一般較細(xì)，因此又有細(xì)纖維骨之稱(chēng)。細(xì)纖維束直徑通常為24m，它們排列成層，與骨鹽和有機(jī)質(zhì)結(jié)合緊密，共同構(gòu)成骨板。同一層骨板內(nèi)的纖維大多相互平行，相鄰兩層骨板的纖維層則呈交叉方向。骨板的厚薄不一，一般為37m。骨板之間的鈣化基質(zhì)中很少存在骨膠纖維束，僅有少量散在的原纖維。骨細(xì)胞一般比編織骨中的細(xì)胞小，它們的胞體大多位于相鄰骨板之間的鈣化基質(zhì)中，但也有少數(shù)散在于骨板的膠原纖維層內(nèi)。骨細(xì)胞的長(zhǎng)軸基本上與骨膠纖維的長(zhǎng)軸平行，顯示了有規(guī)律的排列方向。在板層骨中，相鄰骨陷窩的骨小管彼此通連，構(gòu)成骨小管系統(tǒng)。由于表層骨陷窩的部分骨小管開(kāi)口于骨表面，而骨細(xì)胞的胞體和突起又沒(méi)有充滿(mǎn)骨陷窩和骨小管，因此骨小管系統(tǒng)內(nèi)存在來(lái)自骨表面的組織液。通過(guò)骨小管系統(tǒng)內(nèi)的組織液循環(huán)，既保證了骨細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)，又保證了骨組織與體液之間的物質(zhì)交換。若骨板層數(shù)過(guò)多，則不利于組織液循環(huán)，其結(jié)果常導(dǎo)致深層骨細(xì)胞死亡。板層骨中的糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物含量比編織骨少，骨基質(zhì)染色呈嗜酸性，與編織骨的染色形成明顯的對(duì)照。板層骨中骨鹽與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系十分密切，這也是與編織骨的差別之一。成體骨的骨密質(zhì)和骨松質(zhì)均由板層骨構(gòu)成，骨密質(zhì)和骨松質(zhì)的主要差別在于骨板的排列形式和空間結(jié)構(gòu)（后述）。骨松質(zhì)的代謝一般比骨密質(zhì)活躍，改建速率快，因此由于局部病變或代謝異常引起的骨結(jié)構(gòu)改變，常首先由骨松質(zhì)反映出來(lái)。骨的組織結(jié)構(gòu)的板層骨，按照骨板的排列形式和空間結(jié)構(gòu)分為骨密質(zhì)和骨松質(zhì)。骨松質(zhì)位于骨的深部，由許多骨小梁組成。骨小梁呈針狀或不規(guī)則的細(xì)桿狀，由數(shù)層骨板不甚規(guī)律地平行排列組成。骨小梁相互連接，形成網(wǎng)眼大小不一的網(wǎng)架（肉眼可見(jiàn)）。網(wǎng)眼（也即骨髓腔）內(nèi)充滿(mǎn)骨髓、神經(jīng)和豐富的血管等。大量相互通連的小型骨髓腔與骨小梁網(wǎng)形成了在空間結(jié)構(gòu)上的疏松特征。扁骨的板障、長(zhǎng)骨骨骺的大部分和骨干內(nèi)表面的小部分都由骨松質(zhì)構(gòu)成。骨密質(zhì)的骨板排列規(guī)律，結(jié)合緊密，僅留下一些血管和神經(jīng)的通行管道（需借助顯微鏡觀察才可分辨）。圖-2長(zhǎng)骨干密骨質(zhì)立體模式圖示骨板的排列形式，血管和血管通道長(zhǎng)骨的組織結(jié)構(gòu)骨干的組織結(jié)構(gòu)骨干的骨質(zhì)，近髓腔面有少量骨松質(zhì)，其余為骨密質(zhì)。根據(jù)骨板的位置及排列形式，可將骨密質(zhì)分為環(huán)狀骨板、哈佛氏骨板及間（骨）板等三部分（圖-2）。環(huán)狀骨板是指環(huán)繞在骨干外、內(nèi)表面排列的骨板。外環(huán)骨板位于骨干的表層，由數(shù)層到十多層骨板構(gòu)成，骨板排列較整齊，其表面有骨外膜覆蓋。骨外膜中的小血管橫穿外環(huán)骨板深入骨質(zhì)中。貫穿外環(huán)骨板的血管通道稱(chēng)福爾克曼管（Volkmanns canal），其長(zhǎng)軸幾乎與骨干的長(zhǎng)軸垂直。內(nèi)環(huán)骨板位于骨干的髓腔面，僅由少數(shù)幾層骨板組成，常不如外環(huán)骨板平整。內(nèi)環(huán)骨板表面襯以骨內(nèi)膜。內(nèi)環(huán)骨板中也有福爾克曼管穿行，管中的小血管與骨髓血管通連，從內(nèi)、外環(huán)骨表層骨陷窩發(fā)出的骨小管，一部分伸向深層，與深層骨陷窩的骨小管通連，一部分伸向表面，終止于骨和骨膜交界處，其末端是開(kāi)放的。哈佛氏骨板介于內(nèi)、外環(huán)骨板之間，是骨干密質(zhì)骨的主要部分，它們以哈佛氏管（Aversian canal）為中心呈同心圓排列，并與哈佛氏管，共同組成哈佛氏系統(tǒng)。哈佛氏管內(nèi)有血管、神經(jīng)和少量疏松結(jié)締組織。長(zhǎng)骨骨干主要由大量的哈佛系統(tǒng)組成，哈佛系統(tǒng)又稱(chēng)為骨單位（osteon）。骨單位呈圓柱形，其長(zhǎng)軸基本上與骨干的長(zhǎng)軸平行，骨單位之間有橫向的連接。哈佛氏骨板的層數(shù)為420層，故不同骨單位的橫斷面積大小不一。每層骨板的平均厚度為3m。骨板中的骨膠纖維圍繞著哈佛氏管，呈螺旋形行走，相鄰骨板中骨膠纖維互成直角關(guān)系。有人認(rèn)為骨板中骨膠纖維的排列是多樣性的，并根據(jù)骨膠纖維的螺旋方向，將骨單位分為三型：第一型，所有骨板中的骨膠纖維均以螺旋方向?yàn)橹鳎坏诙?，相鄰骨板的骨膠纖維分別呈縱行和環(huán)行；第三型，所有骨板的骨膠纖維以縱行為主，其中摻以極少量散在的環(huán)形纖維。不同類(lèi)型骨單位的機(jī)械性能不同，其壓強(qiáng)和彈性系數(shù)以橫行纖維為主的骨單位最大，而以縱行纖維束為主的骨單位最小。哈佛氏管，直徑約為570m，不同直徑的哈佛氏管，通行的血管也不一致，有的哈佛氏管中只有一條毛細(xì)血管，內(nèi)皮細(xì)胞有孔，胞質(zhì)中有吞飲小泡，包繞內(nèi)皮細(xì)胞的基膜中夾有周細(xì)胞。有的哈佛氏管，有兩條血管：小動(dòng)脈或稱(chēng)毛細(xì)血管前微動(dòng)脈及小靜脈。哈佛系統(tǒng)中的血管彼此通連，并與福爾克曼管中的血管交通。與哈佛氏血管伴行的神經(jīng)多為無(wú)髓神經(jīng)，偶可見(jiàn)有髓神經(jīng)纖維。根據(jù)生理活動(dòng)狀態(tài)，骨單位分可為發(fā)育中的骨單位、成熟的骨單位和被重吸收的骨單位等三種類(lèi)型。發(fā)育中的骨單位其骨板正在沉積和逐步鈣化，它們的哈佛氏管內(nèi)表面襯著活躍的成骨細(xì)胞，這些成骨細(xì)胞可以不斷地形成尚未鈣化的新骨，稱(chēng)為前骨。成熟的骨單位其骨板層數(shù)多，哈佛氏管內(nèi)表面由有突梭形細(xì)胞襯被，這些細(xì)胞的突起常伸入最內(nèi)層哈佛氏骨板的骨小管內(nèi)，與來(lái)自骨細(xì)胞的突起相連接，表明它們是靜止的成骨細(xì)胞。正被重吸收的骨單位其哈佛氏管管腔內(nèi)骨板被侵蝕而逐漸變大，并可見(jiàn)侵蝕骨質(zhì)的破骨細(xì)胞貼附于管壁。根據(jù)骨鹽沉積的情況，骨單位又可分為未完全鈣化的骨單位及完全鈣化的骨單位。未完全鈣化的骨單位，是正處于鈣化期間的發(fā)育中骨單位。完全鈣化的骨單位，是已完成鈣化的成熟骨單位。通過(guò)顯微放射攝影測(cè)定動(dòng)物長(zhǎng)骨骨干中完全鈣化的骨單位，發(fā)現(xiàn)其基質(zhì)的鈣化程度絕大部分超過(guò)94%。骨鹽的多少還與骨板中骨膠纖維的含量有關(guān)，骨膠纖維含量高的骨板，其骨鹽含量也較高。骨單位表面均有一層粘合質(zhì)，是一層骨鹽較多骨膠纖維極少的骨基質(zhì)。在橫斷的骨磨片上，這層粘合質(zhì)呈折光性較強(qiáng)的骨單位輪廓線(xiàn)，稱(chēng)為粘合線(xiàn)（cementing line）（圖-3）。伸向骨單位表面的骨小管，都在粘合線(xiàn)范圍以?xún)?nèi)返折，不與鄰近骨單位的表層骨小管相通連。骨單位最內(nèi)層的骨小管末端均開(kāi)口于哈佛氏管。 圖-3 成熟的骨單位及發(fā)育中的骨單位間板位于骨單位之間，由若干層平行排列的骨板構(gòu)成，形狀不規(guī)則，無(wú)血管穿過(guò)。骨骺的組織結(jié)構(gòu)（成年）長(zhǎng)骨兩端膨大，稱(chēng)骨骺。骨骺表層的骨密質(zhì)很薄，其表面覆以薄層透明軟骨，即關(guān)節(jié)軟骨。骨骺?jī)?nèi)為骨松質(zhì)，其骨小梁粗細(xì)不一，直徑在0.2mm以?xún)?nèi)的骨小梁一般無(wú)血管，厚度超過(guò)0.2mm的小梁中常有血管穿行，血管穿過(guò)的管道周?chē)鸁o(wú)骨板環(huán)繞。小梁之間為大小不規(guī)則的相互溝通的骨髓腔，內(nèi)含骨髓，成人骨骺中，小梁之間的骨髓腔與骨干中央的大骨髓腔相通，骨骺中所有骨小梁的表面都有薄層骨內(nèi)膜。骨骺中骨小梁的排列方向符合機(jī)械力學(xué)規(guī)律，例如，股骨上端，股骨頭和股骨頸中的骨小梁排列方向，與其承受的壓力和張力曲線(xiàn)大體一致。而股骨下端和脛骨上、下端，由于壓力方向與它們的長(zhǎng)軸一致，故骨小梁以垂直排列為主。骨所承受的壓力均等傳遞，變成分力，從而減輕骨的負(fù)荷，但骨骺的抗壓抗張強(qiáng)度均比骨干的小。骨膜（見(jiàn)后）長(zhǎng)骨的血液供應(yīng)長(zhǎng)骨的血液由滋養(yǎng)動(dòng)脈、干骺端動(dòng)脈、骺動(dòng)脈和骨外膜動(dòng)脈供應(yīng)。滋養(yǎng)動(dòng)脈供應(yīng)長(zhǎng)骨全部血量的50%70%，有12個(gè)分支，經(jīng)滋養(yǎng)管進(jìn)入髓腔，沿途一般無(wú)分支。入髓腔后，即分為升、降兩只，分別到達(dá)骨端，在骺板完全骨化后與干骺端動(dòng)脈和骺動(dòng)脈的分支吻合。滋養(yǎng)動(dòng)脈的升、降兩支沿途都有分支，這些分支分布于骨髓，并且供應(yīng)2/3骨干部骨密質(zhì)，它們?cè)诠敲苜|(zhì)中穿過(guò)內(nèi)環(huán)骨板的福爾克曼管，與哈佛氏管中的血管吻合。骨外膜的小動(dòng)脈豐富，其細(xì)支穿過(guò)外環(huán)骨板的福爾克曼管，與哈佛氏血管吻合，這些小動(dòng)脈僅供應(yīng)骨干骨密質(zhì)的外區(qū)，當(dāng)骨折傷及滋養(yǎng)動(dòng)脈時(shí)，則可供應(yīng)較多的骨密質(zhì)。干骺端動(dòng)脈和骺動(dòng)脈來(lái)自于骨附近的動(dòng)脈，它們分別從骺板的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)進(jìn)入骨質(zhì)。骺板骨化后，這兩種動(dòng)脈和滋養(yǎng)動(dòng)脈的升、降支之間常有吻合。骨髓的靜脈血，回流入腔大壁薄的中央靜脈竇，然后引流至小靜脈，后者伴隨小動(dòng)脈出骨。骨的血管豐富，直接保證了骨小管系統(tǒng)的組織液循環(huán)。內(nèi)、外環(huán)骨板的骨小管系統(tǒng)分別由骨髓中的和骨外膜的毛細(xì)血管供應(yīng)；骨單位則由哈佛氏血管供應(yīng)；間板無(wú)血管分布，其骨小管系統(tǒng)又不可能與骨單位的骨小管通連，因此骨細(xì)胞往往死亡，留下中空的骨陷窩，這種骨陷窩有時(shí)可被細(xì)胞碎屑或無(wú)機(jī)物堵塞。扁骨的組織結(jié)構(gòu)扁骨也有骨密質(zhì)和骨松質(zhì)。以顱骨為例，其內(nèi)、外兩層都是骨密質(zhì)，中間夾一層厚度不一的骨松質(zhì)。如中間的骨松質(zhì)缺如，則兩層骨密質(zhì)融合。內(nèi)、外兩層骨密質(zhì)分別稱(chēng)為內(nèi)板和外板，外板厚而堅(jiān)韌，弧度較小，耐受張力，內(nèi)板薄而松脆，容易折損。內(nèi)、外板之間的骨松質(zhì)稱(chēng)為板障，有迂曲的板障管穿行，是板障靜脈穿行的管道。扁骨的表面覆有骨膜，骨外板表面的骨膜稱(chēng)顱外膜，內(nèi)板表面由硬腦膜被覆，它們的結(jié)構(gòu)和功能與長(zhǎng)骨的骨外膜無(wú)明顯區(qū)別。成人的顱骨損傷后，往往不易完全愈合。頭顱的扁骨血液供應(yīng)來(lái)自骨外膜動(dòng)脈。肩胛骨及肋骨的血液供應(yīng)來(lái)自滋養(yǎng)動(dòng)脈和骨外膜的動(dòng)脈。骨的組織發(fā)生骨的來(lái)源以及發(fā)生方式骨來(lái)源于胚胎時(shí)期的間充質(zhì)。骨的發(fā)生有兩種方式：膜內(nèi)成骨（intra-membranous ossification）即在間充質(zhì)增殖密集形成的原始結(jié)締組織膜內(nèi)形成骨。軟骨內(nèi)成骨（endochondral ossification）即在間充質(zhì)分化形成的軟骨雛膜內(nèi)形成骨。上述兩種成骨的方式雖不相同，但基本過(guò)程一致，形成的骨組織也沒(méi)有本質(zhì)差別。骨組織發(fā)生的基本過(guò)程包括骨組織形成和骨組織重吸收兩方面的變化，二者在骨的發(fā)育過(guò)程中，同時(shí)存在，相輔相成，保證骨的生長(zhǎng)發(fā)育與個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育相適應(yīng)。骨組織形成骨組織的形成包括兩個(gè)步驟形成類(lèi)骨質(zhì)成骨細(xì)胞在骨發(fā)生早期是由間充質(zhì)細(xì)胞分化而來(lái)。骨膜形成以后，則有骨膜中的生骨細(xì)胞（osteogenic cell）分化形成，生骨細(xì)胞又稱(chēng)為骨祖細(xì)胞（osteoprogenitor cell）或前成骨細(xì)胞（preosteoblast）。它們是具有細(xì)小突起的扁平形細(xì)胞，胞核為橢圓形，染色質(zhì)顆粒細(xì)而分散，因此核著色甚淺；胞質(zhì)弱嗜酸性或弱嗜堿性，僅有少量核蛋白體及線(xiàn)粒體。當(dāng)它們向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變時(shí)，標(biāo)志分泌細(xì)胞特征的細(xì)胞器逐漸增多。成骨細(xì)胞也是具有細(xì)小突起的細(xì)胞，但胞體呈立方形或矮柱狀。核大而圓，位于胞體的一端，核仁清晰。胞質(zhì)強(qiáng)嗜堿性，高爾基復(fù)合體位于核及胞體的另一端之間，線(xiàn)粒體豐富，大多呈細(xì)長(zhǎng)形。堿性磷酸酶為強(qiáng)陽(yáng)性反應(yīng)，核糖核酸豐富，有PAS陽(yáng)性反應(yīng)顆粒，一般認(rèn)為是骨基質(zhì)的粘多糖前身物質(zhì)。電鏡下顯示典型分泌細(xì)胞的特征，即具有大量的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布于細(xì)胞質(zhì)各處；高爾基復(fù)合體上連有較多的大泡。部分線(xiàn)粒體中有直徑約55nm的致密顆粒，即磷酸鈣顆粒。游離核蛋白體豐富；有一些較大的囊泡，內(nèi)含一定密度的無(wú)定形物質(zhì)，或叢毛狀物，此物質(zhì)即于光鏡下所顯示的PAS陽(yáng)性反應(yīng)顆粒，脂滴甚少，偶見(jiàn)溶酶體。在成骨細(xì)胞的突起中有時(shí)可見(jiàn)游離核蛋白體和平滑膜小泡。成骨細(xì)胞可以產(chǎn)生類(lèi)骨質(zhì)中的骨膠纖維和無(wú)定形有機(jī)基質(zhì)。骨膠纖維的形成可分為細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外兩個(gè)階段，細(xì)胞內(nèi)合成過(guò)程與成纖維細(xì)胞合成膠原蛋白的過(guò)程基本相同，包括裝配前鏈、前鏈羥基化等一系列形成膠原蛋白分子的過(guò)程。形成的前膠原蛋白分子從成骨細(xì)胞排出后，即在細(xì)胞外逐漸形成膠原原纖維。無(wú)定形有機(jī)基質(zhì)如唾液蛋白、硫酸軟骨素、類(lèi)脂等成分，均與前膠原蛋白分子同時(shí)在成骨細(xì)胞內(nèi)合成。成骨細(xì)胞產(chǎn)生的類(lèi)骨質(zhì)充填于成骨細(xì)胞之間，逐漸將成骨細(xì)胞包埋，埋入類(lèi)骨質(zhì)中的細(xì)胞改名為骨細(xì)胞。類(lèi)骨質(zhì)鈣化成為骨組織類(lèi)骨質(zhì)形成后不久即有鈣鹽沉積。鈣鹽的沉積稱(chēng)為鈣化。類(lèi)骨質(zhì)一經(jīng)鈣化便成為骨組織。此時(shí)在形成的骨組織表面又有新的成骨細(xì)胞繼續(xù)形成類(lèi)骨質(zhì)，然后鈣化，如此不斷地進(jìn)行，使骨組織隨著胚胎的發(fā)育不斷地形成。沉積于類(lèi)骨質(zhì)中的無(wú)機(jī)物隨血液入骨，通過(guò)毛細(xì)血管滲透到組織液中。正常人血漿中的CaP=340mg/100ml，當(dāng)鈣、磷乘積大于40時(shí)，組織液中的鈣、磷就在類(lèi)骨質(zhì)中先形成無(wú)定形的膠體磷酸鈣，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成為羥磷灰石結(jié)晶。正常情況下，鈣鹽為何特異性地沉積于骨組織，而不會(huì)沉積于其他結(jié)締組織，這個(gè)問(wèn)題至今仍不十分清楚，有許多涉及鈣化機(jī)制的理論，可概括為兩個(gè)方面：A.鈣化與某些細(xì)胞含有堿性磷酸酶有關(guān)Robinson等提出，肥大的軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和年輕骨細(xì)胞的堿性磷酸酶，可作用于有機(jī)磷酸復(fù)合物，如磷酸己糖、磷酸甘油等，使局部的磷酸根增多。一般情況下，組織液中已有足量的鈣、磷離子，額外加入鈣離子或磷酸根，都能使局部的鈣、磷濃度乘積大于40，而使類(lèi)骨質(zhì)鈣化。近年來(lái)Rassel等提出焦磷酸鹽控制鈣化的理論。指出機(jī)體各種組織中都有一定量的焦磷酸鹽，它們能制止體液中的鈣離子和磷酸根離子結(jié)合成磷酸鈣，還能制止磷酸鈣轉(zhuǎn)變成為羥磷灰石；對(duì)于已形成的羥磷灰石結(jié)晶，則可阻止它們?cè)龃蠡蛉芙狻５沽姿猁}可在特異性的焦磷酸酶作用下水解成兩分子正磷酸。這一酶解過(guò)程不僅解除了焦磷酸的上述抑制作用，而且還為局部增添了一定量的磷酸根，使局部的鈣、磷濃度大于40，自發(fā)地形成無(wú)定形的膠體磷酸鈣。堿性磷酸酶就是這種特異性的焦磷酸酶。因此，肥大的軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和年青骨細(xì)胞等都能解除焦磷酸鹽的抑制作用，促使骨發(fā)生中的軟骨基質(zhì)和類(lèi)骨質(zhì)鈣化。焦磷酸鹽控制鈣化的理論，能解釋在沒(méi)有堿性磷酸酶的組織中，雖有一定量的鈣、磷離子，但在正常情況下不會(huì)發(fā)生鈣化。但它不能解釋含有堿性磷酸酶的其它組織并不鈣化的原因。1977年Korhonen等提出堿性磷酸酶的作用性質(zhì)不同于焦磷酸酶。B.鈣化與骨的有機(jī)質(zhì)有關(guān)Glimcher等提出骨鹽的沉積與骨膠原纖維的核結(jié)晶作用有關(guān)。在骨膠纖維細(xì)胞外的形成過(guò)程中，由于微纖維的膠原蛋白分子具有特定排列形式，以及纖維的磷酸化，因而起了誘導(dǎo)骨鹽沉積的核晶作用。Miller對(duì)此理論進(jìn)行了補(bǔ)充，認(rèn)為，類(lèi)骨質(zhì)的鈣化是由于膠原與硫酸軟骨素或其它蛋白多糖的聯(lián)合作用，它們共同形成一種特殊的立體化學(xué)構(gòu)型，通過(guò)這種構(gòu)型使骨鹽沉積。骨組織的重吸收在已形成的骨表面，某些部位可有不規(guī)則的淺凹陷，稱(chēng)為Howship 陷窩，凹陷內(nèi)有破骨細(xì)胞。由于破骨細(xì)胞侵蝕溶解骨組織（稱(chēng)為破骨細(xì)胞性溶骨作用）而形成Howship陷窩，骨組織被侵蝕溶解稱(chēng)為骨組織重吸收。破骨細(xì)胞的形態(tài)特點(diǎn)細(xì)胞沒(méi)有突起，體積巨大，直徑可達(dá)30100m。多核，可達(dá)12個(gè)（據(jù)推算，一個(gè)完整的破骨細(xì)胞可能有650個(gè)或更多的核）。年青破骨細(xì)胞的細(xì)胞核呈卵圓形，核膜平整，染色質(zhì)顆粒細(xì)小，分布均勻，著色較淺，每一核內(nèi)有12個(gè)核仁。較老的破骨細(xì)胞，核固縮，核膜有皺褶，核著色較深。細(xì)胞質(zhì)呈泡沫狀，嗜酸性（極年青的破骨細(xì)胞，胞質(zhì)為嗜堿性），且愈老嗜酸性愈強(qiáng)。破骨細(xì)胞與骨相貼附的細(xì)胞表面，有時(shí)可見(jiàn)一條模糊的鑲邊，它們偶爾顯示明顯的縱紋，在電鏡下表現(xiàn)為長(zhǎng)短和形狀很不一致、排列又極不整齊的皺褶，皺褶緣兩側(cè)為清亮區(qū)，稱(chēng)為皺褶緣（ruffed border），可以作為破骨細(xì)胞的一般特征。破骨細(xì)胞線(xiàn)粒體豐富，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)散在分布，游離核蛋白體較多，大量的“空泡”、小泡（其功能是分泌和攝取細(xì)胞外物質(zhì)，并可能在細(xì)胞內(nèi)將這些攝取物消化或予以輸送）和密度較高的胞質(zhì)體，成群存在的中心粒和位于其附近的微管。 還有一種細(xì)胞，具有破骨細(xì)胞胞質(zhì)的特征，單僅有一個(gè)核，并且沒(méi)有皺褶緣，這是一類(lèi)不活躍的破骨細(xì)胞，或是前破骨細(xì)胞。 破骨細(xì)胞的功能 破骨細(xì)胞具有強(qiáng)大的破骨功能，一個(gè)破骨細(xì)胞可以溶解由100個(gè)成骨細(xì)胞形成的骨質(zhì)。破骨細(xì)胞進(jìn)行重吸收的機(jī)制尚未完全闡明，比較流行的看法是：破骨細(xì)胞的皺褶緣與清亮區(qū)共同構(gòu)成重吸收裝置。提供一個(gè)微環(huán)境，通過(guò)溶酶體酶，使局部微環(huán)境呈酸性，并由不同的酸性水解酶先后溶解骨的無(wú)機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)。溶解后的成分可能從皺褶緣攝入破骨細(xì)胞，再排至細(xì)胞外液。破骨細(xì)胞是能移動(dòng)的細(xì)胞，當(dāng)它們?cè)谝粋€(gè)部位進(jìn)行重吸收活動(dòng)后，可以從該處移動(dòng)到另一部位，再開(kāi)始重吸收活動(dòng)。 激素對(duì)破骨細(xì)胞的作用 甲狀旁腺素對(duì)破骨細(xì)胞的作用：刺激破骨細(xì)胞的破骨功能；刺激更多新的破骨細(xì)胞形成。降鈣素對(duì)破骨細(xì)胞的作用：可使附著于骨的破骨細(xì)胞，立即從骨表面縮回，體積變小，皺褶緣在15分鐘內(nèi)消失，然后變成單個(gè)核的細(xì)胞；能抑制新的破骨細(xì)胞形成。骨細(xì)胞譜系（bone cell lineage）由生骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞組成。生骨細(xì)胞是骨細(xì)胞譜系的干細(xì)胞，是這個(gè)譜系中唯一具有分裂能力的細(xì)胞，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞均來(lái)源于生骨細(xì)胞，骨細(xì)胞則成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來(lái)。生骨細(xì)胞存在于骨膜和哈佛氏管內(nèi)，形成骨的干細(xì)胞庫(kù)，為骨的形成和重吸收提供所需的成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞，并維持一定的庫(kù)存量，終生發(fā)揮作用。骨細(xì)胞譜系中的調(diào)整（modulation）活動(dòng)調(diào)整是指已經(jīng)分化的細(xì)胞系在功能上的變化，這種變化是以RNA和蛋白質(zhì)合成變化為特征。在組織學(xué)上稱(chēng)為分化和去分化。例如直接由生骨細(xì)胞融合形成破骨細(xì)胞，或由成骨細(xì)胞融合形成破骨細(xì)胞等。因此，破骨細(xì)胞即可來(lái)源于生骨細(xì)胞，也可來(lái)源于成骨細(xì)胞，甚至由于骨重吸收而釋放的骨細(xì)胞，也可再融合而成為破骨細(xì)胞。當(dāng)骨發(fā)生停止時(shí)，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞都能恢復(fù)為生骨細(xì)胞。骨重吸收釋放的骨細(xì)胞也可恢復(fù)為生骨細(xì)胞。這種恢復(fù)性的調(diào)整活動(dòng)既反映了細(xì)胞間的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系，又補(bǔ)充了骨的干細(xì)胞庫(kù)。通常描述生骨細(xì)胞的分化路徑如下：骨細(xì)胞成骨細(xì)胞生骨細(xì)胞破骨細(xì)胞 血氧供應(yīng)不足軟骨細(xì)胞成軟骨細(xì)胞上述生骨細(xì)胞的分化路線(xiàn)僅限于骨外膜，骨內(nèi)膜及哈佛氏管的生骨細(xì)胞則另有其分化路線(xiàn)：生骨細(xì)胞 破骨細(xì)胞 成骨細(xì)胞 骨細(xì)胞。骨細(xì)胞譜系中的4種細(xì)胞都不同程度地受甲狀旁腺素和降鈣素的影響。在甲狀旁腺素作用下，生骨細(xì)胞主要向破骨細(xì)胞分化，成骨細(xì)胞的數(shù)量相對(duì)較少，同時(shí)成骨細(xì)胞也向破骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變，以至成骨細(xì)胞的數(shù)量進(jìn)一步減少。骨細(xì)胞對(duì)甲狀腺素的反應(yīng)表現(xiàn)為溶骨作用，但破骨細(xì)胞的溶骨反應(yīng)，更為突出，此時(shí)，骨的重吸收活動(dòng)非?；钴S，很少新骨形成。在降鈣素的作用下，生骨細(xì)胞主要向成骨細(xì)胞分化，生成大量的成骨細(xì)胞；骨細(xì)胞則能促進(jìn)骨陷窩壁的鈣化。此時(shí)，破骨細(xì)胞數(shù)量很少，且不活躍，故總的表現(xiàn)為骨組織不斷形成。破骨細(xì)胞還有骨細(xì)胞譜系以外的來(lái)源。例如單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等，在一定情況下可轉(zhuǎn)變成為破骨細(xì)胞。成骨細(xì)胞的來(lái)源也還另有途經(jīng)，如成骨細(xì)胞可從血管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來(lái)。膜內(nèi)成骨額骨、頂骨、枕骨、顳骨、上頜骨和下頜骨的一部分等扁骨，胚胎時(shí)期都以膜內(nèi)成骨的方式初步形成?，F(xiàn)以顱頂骨為例，說(shuō)明膜內(nèi)成骨的過(guò)程：骨化中心的形成胚胎時(shí)期，在將形成頂骨處，間充質(zhì)細(xì)胞增殖、密集，形成具有豐富血管網(wǎng)的原始結(jié)締組織膜。膜內(nèi)某些血管網(wǎng)眼內(nèi)的間充質(zhì)細(xì)胞首先分化，形成成骨細(xì)胞群，這些細(xì)胞群成為最早骨化的部位，并以此為中心，不斷向周?chē)腔?，故稱(chēng)為骨化中心。原始骨組織的形成骨化中心的成骨細(xì)胞不斷合成并釋放出細(xì)胞間質(zhì)的有機(jī)成分，形成類(lèi)骨質(zhì)。類(lèi)骨質(zhì)鈣化，形成最早的原始骨組織。原始骨松質(zhì)的形成原始骨組織內(nèi)的細(xì)針狀或薄片狀骨小梁（圖-4）彼此連接成網(wǎng)，形成海綿樣的原始骨松質(zhì)。原始骨松質(zhì)中的骨小梁網(wǎng)眼中有毛細(xì)血管以及與血管伴行的原始結(jié)締組織不斷供應(yīng)生骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞。新的成骨細(xì)胞排列在骨小梁表面，繼續(xù)為骨小梁增添新的骨質(zhì)。隨著胚胎的發(fā)育，成骨的過(guò)程不斷向四周擴(kuò)展，形成的骨小梁越來(lái)越多，骨的面積也越來(lái)越大。骨的營(yíng)養(yǎng)供給骨小梁中的骨細(xì)胞，通過(guò)骨小管系統(tǒng)取得營(yíng)養(yǎng)，因?yàn)楣潜韺拥墓切」荛_(kāi)口于小梁表面，小梁網(wǎng)眼中的組織液可以進(jìn)入骨小梁，保證了骨小管系統(tǒng)的組織液循環(huán)。但骨小管系統(tǒng)的組織液循環(huán)范圍不超過(guò)1/10mm的厚度，故厚度在1/5mm以?xún)?nèi)的骨小梁，其營(yíng)養(yǎng)可全部由骨小管系統(tǒng)供應(yīng)。小梁厚度在1/5mm以上者，血管通過(guò)的骨性管道壁上，有附近的骨小管開(kāi)口，因此所有的骨細(xì)胞都能及時(shí)得到營(yíng)養(yǎng)。原始骨密質(zhì)的形成胎兒出生前，顱頂骨的外形已初步建立，其表面均有骨膜覆蓋。兩塊頂骨間僅留有窄隙，其內(nèi)有原始結(jié)締組織，連接兩塊頂骨，這種連接結(jié)構(gòu)稱(chēng)為縫。此時(shí)的骨組織已由原始松質(zhì)骨，變成了原始密質(zhì)骨。原始骨松質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：小梁網(wǎng)的網(wǎng)眼大，骨組織少；原始骨密質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：小梁網(wǎng)的網(wǎng)眼極小，骨組織多。發(fā)生這種變化的原因，是由于骨小梁的表面持續(xù)增添新骨，使骨質(zhì)不斷增多，小梁網(wǎng)眼不斷變小。與此同時(shí)頂骨內(nèi)、外表面也發(fā)生不同的變化：外表面（皮膚面）表現(xiàn)為骨形成，內(nèi)表面（腦面）則主要為骨重吸收。通過(guò)“邊建邊破”和“先松后密”的生長(zhǎng)、改建過(guò)程，到胎兒出生時(shí)，變成由一層原始骨密質(zhì)和骨膜構(gòu)成的顱頂骨。骨質(zhì)中還有許多管道，管內(nèi)有小靜脈及少量原始結(jié)締組織。 圖-4 膜內(nèi)成骨模式圖雙層成熟的骨密質(zhì)的形成胎兒出生后，顱頂部還要繼續(xù)增大。有人認(rèn)為生長(zhǎng)是在顱頂骨的凸面，其凹面的某些部位則進(jìn)行骨重吸收，二者相互配合，使顱頂部逐漸擴(kuò)大，頂?shù)那茸冃。ㄒ灿腥苏J(rèn)為，顱頂部擴(kuò)大是由于縫處的生長(zhǎng)）。在顱頂生長(zhǎng)擴(kuò)大的同時(shí)頂骨的結(jié)構(gòu)也不斷地被改建，到8歲左右，出生時(shí)的單層原始骨密質(zhì)，已改建成為具有外板和內(nèi)板以及內(nèi)、外板之間夾以薄層骨松質(zhì)（即板障）的雙層成熟的骨密質(zhì)。8歲以后，顱頂骨仍繼續(xù)生長(zhǎng)和改建，至成年時(shí)生長(zhǎng)停止。軟骨內(nèi)成骨人體的四肢骨、盆骨、脊椎骨和部分顱底骨等的發(fā)生方式是軟骨內(nèi)成骨。軟骨內(nèi)成骨的特點(diǎn)是：內(nèi)部改建活動(dòng)終身存在（成年前進(jìn)行較快，成年后逐漸減慢）。現(xiàn)以長(zhǎng)骨為例敘述軟骨內(nèi)成骨的過(guò)程（圖-5）。軟骨雛模的形成由間充質(zhì)形成軟骨開(kāi)始，形成的這塊軟骨的外形與即將形成的長(zhǎng)骨近似，所以稱(chēng)為軟骨雛模（cartilage model）。軟骨雛模內(nèi)成骨的基本過(guò)程軟骨細(xì)胞增生并分泌軟骨的細(xì)胞間質(zhì)；軟骨細(xì)胞成熟并分泌堿性磷酸酶，軟骨基質(zhì)鈣化；鈣化的軟骨基質(zhì)阻斷了彌漫性營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，致使軟骨細(xì)胞退化死亡，鈣化的基質(zhì)崩潰溶解；血管和大量生骨細(xì)胞侵入，圍繞著鈣化的軟骨殘片。由于氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)充分，生骨細(xì)胞不斷分化為成骨細(xì)胞，成骨細(xì)胞貼附于鈣化的軟骨基質(zhì)殘片，形成骨組織。軟骨雛模的形成過(guò)程：在將要發(fā)生長(zhǎng)骨的部位間充質(zhì)細(xì)胞特別密集，但無(wú)血管形成。隨后間充質(zhì)細(xì)胞分化為成軟骨細(xì)胞，成軟骨細(xì)胞分泌軟骨的細(xì)胞間質(zhì)，并被包埋而變成軟骨細(xì)胞，最終形成覆有軟骨膜的透明軟骨，即軟骨雛膜。已形成的軟骨雛膜通過(guò)間質(zhì)性生長(zhǎng)不斷加長(zhǎng)，通過(guò)附加性生長(zhǎng)逐漸加粗。骨化開(kāi)始以后，雛膜仍繼續(xù)其間質(zhì)生長(zhǎng)，使骨化得以持續(xù)進(jìn)行，因此軟骨的加長(zhǎng)是骨加長(zhǎng)的先決條件。軟骨的生長(zhǎng)速度與骨化的速度相適應(yīng)，否則可能導(dǎo)致骨的發(fā)育異常。骨領(lǐng)（bone collar）形成骨領(lǐng)開(kāi)始形成的部位是在軟骨雛膜中段的軟骨膜下。其必備條件是軟骨外的血管長(zhǎng)入軟骨膜，在氧充足的微環(huán)境誘導(dǎo)下，軟骨膜深層的生骨細(xì)胞以附加性生長(zhǎng)的方式在軟骨膜下形成薄層原始骨組織。這層骨組織呈領(lǐng)圈狀圍繞著雛膜中段，故名骨領(lǐng)。骨領(lǐng)形成后，其表面的軟骨膜及改名為骨外膜。干骨化中心（diaphyseal center of ossification）形成干骨化中心出現(xiàn)的部位在雛膜的中心。此區(qū)軟骨細(xì)胞停止分裂，逐漸蓄積糖原，體積變大而成熟。成熟的軟骨細(xì)胞能分泌堿性磷酸酶，由于軟骨細(xì)胞變大，占據(jù)較大空間，其周?chē)能浌腔|(zhì)相應(yīng)地變薄。成熟的軟骨細(xì)胞分泌堿性磷酸酶時(shí)，軟骨細(xì)胞鈣化，成熟的軟骨細(xì)胞因缺乏營(yíng)養(yǎng)而退化、死亡，軟骨基質(zhì)隨之崩潰溶解，出現(xiàn)大小不一的空間。隨后，骨外膜的血管主干連同骨外膜中的生骨細(xì)胞等，共同構(gòu)成骨外膜芽（periosteal bud），侵入這些空間。血管主干旋即分為上、下兩支，分別向雛膜兩端延伸，沿途發(fā)出小支，并形成毛細(xì)血管袢分布于這些空間。在營(yíng)養(yǎng)和氧供應(yīng)充足的前提下，生骨細(xì)胞不斷分化為成骨細(xì)胞，附于鈣化的軟骨基質(zhì)殘片表面成骨。上述過(guò)程確定了最先發(fā)生骨化的部位，因它與骨干的發(fā)生有關(guān)，并且骨化過(guò)程將繼續(xù)向雛膜兩端擴(kuò)展，因此稱(chēng)為原始骨化中心（primary center ossification）。 圖-5 軟骨內(nèi)成骨模式圖 透明軟骨所在部位用點(diǎn)表示，鈣化的軟骨基質(zhì)著黑色， 骨組織用斜線(xiàn)表示，中排為上排中段的橫切面骨髓腔形成干骨化中心區(qū)形成的骨組織都是原始骨組織，并且是針