骨化學(xué)考古 緒論 骨骼解剖學(xué)概要課件

骨化學(xué)考古

ArchaeologicalBoneChemistry課程簡(jiǎn)介課時(shí)：48學(xué)時(shí)3學(xué)分（36理論、12實(shí)踐）考核方式：“文獻(xiàn)報(bào)告”為什么要學(xué)習(xí)骨化學(xué)考古？考古學(xué)發(fā)展需要-humanlifestyle-twogroupspeople-cheapinstruments吉林大學(xué)著力打造的優(yōu)勢(shì)學(xué)科

個(gè)人發(fā)展的需要

參考書ArchaeologicalchemistryArchaeologicalchemistryisasubfieldofarchaeometry（考古測(cè)量學(xué)）andinvolvestheinvestigationoftheinorganic

無機(jī)andorganic有機(jī)composition組成

–elementsandisotopes,moleculesandcompounds–ofarchaeologicalmaterials.Archaeologicalchemistryisprimarilyconcernedwith(1)characterization–measuringthechemicalcompositionofavarietyofprehistoricmaterials,and(2)identification–determiningtheoriginalmaterialofanunknownitem.考古化學(xué)的研究目的Informationonidentityandcompositionisusedfordifferentpurposessuchas(1)authentication–verifyingtheantiquityofanitem,oftenassociatedwithworksofart,(2)conservation–determiningtheoptimalmeansforpreservingandprotectingarchaeologicalitemsendangeredbydecayanddecomposition,and(3)answeringarchaeologicalquestionsaboutthepast.考古化學(xué)的研究對(duì)象Rock\Pottery\Bone\Sediment\Soil\MetalsOtherMaterials:GlassPigmentsandDyes\Concretes,Mortars,andPlasters\Shell骨頭講述的秘密體質(zhì)人類學(xué)性別、種族、種屬、病理考古DNA

生物演化、群體遷徙、親緣關(guān)系骨化學(xué)能告訴我們什么？

whatcanthebonestellus?本次課內(nèi)容緒論1.什么是骨化學(xué)考古？2．骨化學(xué)考古的理論基礎(chǔ)3.骨化學(xué)考古的主要研究?jī)?nèi)容4.骨化學(xué)的研究方法5.骨化學(xué)考古與其他學(xué)科的關(guān)系6．骨化學(xué)研究的歷史與現(xiàn)狀一、什么是骨化學(xué)考古ArchaeologicalBoneChemistry或者BoneChemistry骨化學(xué)考古利用分析化學(xué)（AnalyticalChemistry

）的方法手段分析考古遺址出土的生物骨骼中的化學(xué)組成，解決考古問題的一門科學(xué)。從研究的方法與手段是來看，骨化學(xué)考古屬于科技考古范疇；從所研究的對(duì)象和內(nèi)容上來看，骨化學(xué)考古屬于生物考古范疇。主要是利用食譜分析來解決考古問題。骨化學(xué)研究核心-古代食物結(jié)構(gòu)人類吃什么東西,一方面反映的是文化因素,另一方面則與當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境,氣候條件、植被狀況等自然因素有關(guān),同時(shí)也反映了當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、生產(chǎn)力發(fā)展水平等。微量元素分析---------無機(jī)質(zhì)穩(wěn)定同位素分析------有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)※骨化學(xué)的研究對(duì)象微量元素(常用ug/g)

常量元素：鉀、鈣、鈉、鎂、磷，微量及痕量元素：銅、鐵、鋅、鋁、鈷、鎳、硒、鉬、硼、鍶、鉻、銣、釩、鈦、鋇、鋰、砷、汞、鉛、鎘、鉈、鏑、鉺、鈀、碲等。穩(wěn)定同位素（質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子）

13C、15N、87Sr、18O穩(wěn)定同位素穩(wěn)定同位素組成常用δ值表示，δ值指樣品中某元素的穩(wěn)定同位素比值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)樣）相應(yīng)比值的千分偏差。國(guó)際上比較通用的13C標(biāo)準(zhǔn)為PDB標(biāo)準(zhǔn)（PeeDeeBelemnite）它以采自美國(guó)南卡羅來納州出產(chǎn)的箭石作為為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),用100%H3PO4在25.2℃時(shí)酸化反應(yīng)生成的CO2,其13C/12C比值為標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)品的δ13C值定義等于零。以各物質(zhì)測(cè)得的13C/12C比值與標(biāo)準(zhǔn)的13C/12C比值的千分差值表示該物質(zhì)的13C/12C同位素豐度與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的差值,命名為δ

13C。同位素的意義δ13C值可以反映食物中植物蛋白質(zhì)的含量。δ15N揭示的則是食物中肉類蛋白質(zhì)的含量。陸生植物<陸生動(dòng)物<水生動(dòng)物<海洋動(dòng)物δ87Sr反映的是土壤中的含量。δ18O反映的水中的含量。二、骨化學(xué)的理論基礎(chǔ)“我即我食”

Youarewhatyoueat.人體骨組織的化學(xué)組成與攝取食物的化學(xué)組成存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)人們的食物因來源不同而在化學(xué)組成方面出現(xiàn)差異時(shí),相應(yīng)地,他們自身骨骼中的化學(xué)組成也就會(huì)有所區(qū)別。例如：C3類植物(大米、小麥、大麥)C4類植物的（玉米、小米、高粱）微量元素生物純化Biopurification動(dòng)物消化吸收食物時(shí)，其吸收效果與成分有關(guān)。一般說來，Sr的吸收遠(yuǎn)不如Ca吸收有效，由此導(dǎo)致骨中Sr/Ca的顯著降低。在骨骼中，Sr的生物純化現(xiàn)象又直接造成了食物中的Sr/Ca與骨骼的Sr/Ca建立了一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，Sr/Ca比值隨食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的上升而逐漸減小。通常食草動(dòng)物骨中積淀的Sr/Ca約為原食物的1/5,而食肉動(dòng)物骨中積淀的Sr/Ca應(yīng)為食草動(dòng)物的1/5。根據(jù)Sr/Ca判斷人們?cè)谑澄镦溨兴幍臓I(yíng)養(yǎng)等級(jí)，其以植物類食物為主抑或以肉類食物為主。類似的元素還有Ba鋇，而且Ba/Ca似乎更明顯。同位素分餾Isotopefractionation

所謂同位素分餾效應(yīng)是指化學(xué)性質(zhì)相同而原子質(zhì)量不同的同位素在參與各種物理、化學(xué)或生理變化過程中,由于活潑程度不同使反應(yīng)前后的同位素在兩種物質(zhì)或兩種物相間分配上的差異現(xiàn)象。食物中同位素含量在生物體中由于分餾作用而發(fā)生變化。例如大氣δ13C為-7‰，在C3類植物中為-26‰

進(jìn)入人體-20‰

在C4類植物中為-13‰

進(jìn)入人體-7‰二、骨化學(xué)的研究?jī)?nèi)容健康水平社會(huì)地位社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)人類的演化人類的遷徙古環(huán)境的變遷古代動(dòng)物的馴化健康水平人體內(nèi)的微量元素反映了人們對(duì)食物營(yíng)養(yǎng)的吸收情況和健康狀況。微量元素的主要生理功能就是構(gòu)成酶和維生素、參有機(jī)體的代謝?，F(xiàn)代人經(jīng)常會(huì)去檢查微量元素，來判斷自己的身體健康狀況。例如鋅：智力發(fā)育鈣：佝僂病、痙攣抽搐鐵：缺鐵性貧血銅：人體催化劑碘：甲狀腺疾病社會(huì)地位不同階層的人有不同食譜，因此貴族葷食，平民素食，從骨骼中同位素值就能反出來。男、女、幼的食譜也會(huì)有差別，一方面反映了飲食習(xí)慣的差別，另一方面也反映了社會(huì)地位的不同。社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)有漁獵采集向定居農(nóng)耕轉(zhuǎn)變過程中，栽培作物和家養(yǎng)動(dòng)物的出現(xiàn)，食物結(jié)構(gòu)也將發(fā)生轉(zhuǎn)變。隨著對(duì)外交流的深入，栽培作物也發(fā)生改變，高產(chǎn)或口感好的外來農(nóng)作物的引進(jìn)，可能完全替代原來的農(nóng)作物，這一過程會(huì)在人類的食譜中留下印跡。例如中國(guó)北方以旱作農(nóng)業(yè)為主，早期主要食物來源是粟、黍，后來引進(jìn)了小麥。在北美洲，玉米（C4）從南美洲引入到新大陸（早期為C3）的方式。人類的演化古人類食物結(jié)構(gòu)演化的研究,是探索人類起源和進(jìn)化的重要組成部分，利用骨化學(xué)分析古人類(南方古猿、人屬、尼安德特人、歐洲現(xiàn)代人)的食物結(jié)構(gòu)，并通過與現(xiàn)代黑猩猩的食物結(jié)構(gòu)比較，可以揭示了從猿至人食物結(jié)構(gòu)的演化過程，以及古人類食物結(jié)構(gòu)的演變對(duì)人類進(jìn)化的深刻影響。人類的遷徙一般認(rèn)為，第一顆恒牙琺瑯質(zhì)的Sr同位素比值87Sr/86Sr，主要與人出生地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境相關(guān)（1~4歲）。人骨的87Sr/86Sr

，則取決于其死前7~10年間所生活地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境(外界交換)。若兩者的87Sr/86Sr顯著不同，則表明此人生前至少曾經(jīng)歷過一次遷徙。類似的穩(wěn)定同同位素還有18O/16O古環(huán)境的變遷大氣中的18O通過降雨降雪來到水中，不同的地區(qū)δ18O（18O/16O）不同，溫度高的地區(qū)，數(shù)值高，而溫度低的地區(qū)，數(shù)值低，主要因?yàn)?6O易于蒸發(fā)。人類或動(dòng)物引用水后，通過生物分餾進(jìn)入到人體內(nèi)，通過分析骨骼中的δ18O，通過對(duì)比其他地點(diǎn)的人群數(shù)據(jù)，我們可以了解他們的出生地點(diǎn)，以及生存的環(huán)境。δ13C與環(huán)境CerlingTE,WangY,QuadeJ.GlobalecologicalchangeinthelateMioceneexpansionofC4ecosystem[J].Nature,1993,361:3442-3451根據(jù)動(dòng)物牙齒的碳同位素研究,Cerling和Wang曾發(fā)現(xiàn)自晚中新世以來C4植物的大量出現(xiàn),北美出現(xiàn)了大面積的草原,推測(cè)發(fā)生了一次大規(guī)模的全球變暖事件。C4類植物喜光，環(huán)境溫暖地方生長(zhǎng)。古代動(dòng)物的馴化家養(yǎng)動(dòng)物在馴化初期，形態(tài)差異比較小，較難區(qū)分。家養(yǎng)動(dòng)物與野生動(dòng)物最大的區(qū)別在于，家養(yǎng)動(dòng)物需要人類的食物供給和飼喂，而野生動(dòng)物的食物來源主要源自自然環(huán)境。家養(yǎng)動(dòng)物與野生動(dòng)物的食物來源不同，往往以農(nóng)副產(chǎn)品或者人類剩食為主，兩者存在較為明顯的差異，例如對(duì)豬牛的馴化研究。四、骨化學(xué)的研究方法微量元素分析方法樣本切取超聲清洗醋酸清洗樣品灰化溶樣測(cè)試馬弗爐灰化825度8小時(shí)稱取0.02g的骨粉加入1mlHNO3,在試管中加熱,于100~110℃溫度下消化1小時(shí)。用微量注射器注入19ml去離子水,使其總體積達(dá)20ml。換用5%乙酸在超聲波水浴中繼續(xù)清洗30分鐘,倒去洗液后,再重復(fù)清洗一次,然后,換上5%乙酸新液浸泡過夜(15小時(shí)以上)稱取大約0.2g的骨樣,經(jīng)去離子水浸泡后,置于超聲波水浴中反復(fù)清洗至清洗液無色為止電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-AESICP-MS等離子質(zhì)譜儀

穩(wěn)定同位素分析方法CN樣本切取粉碎脫鈣清洗凍干測(cè)試在研缽中磨碎,過篩,收集粒度介于40~60目的粉末骨樣.(顆粒要大一些)稱取一定質(zhì)量的骨粉放入砂芯漏，加入0.1MHCl浸泡脫鈣數(shù)天至看不見明顯顆粒為止,期間每隔一天換新鮮酸液一次。去離子水清洗至中性后,加入0.125MNaOH浸泡20h,期間間隙攪拌以去除骨樣中摻雜的腐殖酸等。再用蒸餾水洗至中性,于0.001mol/LHCl(pH=3)溶液中,在95℃,浸泡10h后,趁熱過濾,烘至近干后冷凍干燥,收集明膠化的骨膠原.骨膠原同位素質(zhì)譜儀(IRMS)凍干機(jī)和同位素質(zhì)譜儀穩(wěn)定同位素分析方法COSr樣本切取粉碎去有機(jī)質(zhì)清洗凍干測(cè)試在研缽中磨碎,過篩,收集粒度介于0.25~0.5mm的粉末骨樣.羥磷灰石同位素質(zhì)譜儀(IRMS)蒸餾水洗至中性,1mol/L的醋酸溶液里20~40h,可以去除骨樣中吸附的碳酸鹽等。收集<0.25mm篩下的骨樣粉末,50%的NaOCl處理1~3d,去除骨樣中的有機(jī)物質(zhì)。蒸餾水洗至中性后冷凍干燥,收集。數(shù)據(jù)分析美國(guó)社會(huì)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS總結(jié)

骨由有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)構(gòu)成。元素在骨中的分布不同，檢測(cè)的方法不同。骨的化學(xué)分析元素分析----需焚燒骨膠原分析----13C15N磷灰石分析----18O87Sr重點(diǎn)注意自從食物與骨膠原中δ13C的對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)現(xiàn)以來,一直認(rèn)為骨膠原中的C來自整個(gè)食物,即骨膠原中的δ13C與整個(gè)食物中的δ13C呈線性相關(guān)關(guān)系.但是，對(duì)小白鼠的研究表明，骨膠原中的δ13C主要反映了食物中蛋白質(zhì)的δ13C.羥磷灰石結(jié)構(gòu)碳酸根的C,則反映了整個(gè)食物中C的來源,包括糖類、蛋白質(zhì)和油脂等等.故羥磷灰石中的δ13C,反映了整個(gè)食物的δ13C.五、骨化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系分析化學(xué)人體解剖學(xué)環(huán)境考古植物考古地球化學(xué)動(dòng)物考古骨化學(xué)考古六、骨化學(xué)研究歷史與現(xiàn)狀人體骨骼和牙齒中微量元素的分析，最初起源于人們對(duì)放射性核素的研究。出于對(duì)人體健康的考慮，從二十世紀(jì)40年代起，國(guó)際上開展了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年之久的關(guān)于元素鍶在人體新陳代謝以及食物鏈中分布等方面的研究。Sr的生物純化以及于食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，被成功地移植到考古學(xué)上，導(dǎo)致了利用骨骼中微量元素方法分析古代人類食譜的方法的誕生。Toots和Voorhies(1965)把微量元素分析方法用于古生物的食物結(jié)構(gòu)的研究。Brown于1973年最先應(yīng)用微量元素Sr區(qū)分了古代人群中食物的來源。20世紀(jì)70年代末期到90年代中期是微量元素方法高速發(fā)展的時(shí)期。20世紀(jì)90年代，我國(guó)也開始利用骨骼中的微量元素了解古代人類食譜和營(yíng)養(yǎng)的嘗試。鄭曉瑛《中國(guó)甘肅酒泉青銅時(shí)代人類股骨化學(xué)元素含量分析》，人類學(xué)學(xué)報(bào)，1993年魏博源等《廣西崇左縣沖塘新石器時(shí)代人骨微量元素的初步研究》，人類學(xué)學(xué)報(bào)，1994年王軼2003曾在其碩士論文三峽地區(qū)和長(zhǎng)江下游地區(qū)古人類的古食譜以及由此所反映的行為方式和經(jīng)濟(jì)形態(tài)進(jìn)行觀察和比較。胡耀武2005對(duì)河南舞陽(yáng)賈湖遺址人骨進(jìn)行了元素分析，揭示了賈湖先民生活方式從狩獵、采集至稻作農(nóng)業(yè)和家畜馴養(yǎng)的發(fā)展過程。張全超2006《新疆羅布淖爾古墓溝青銅時(shí)代人骨微量元素的初步研究》考古與文物。穩(wěn)定同位素分析的應(yīng)用1978年，VanderMerweN首次利用人骨膠原里的C同位素，研究新大陸的農(nóng)業(yè)起源，發(fā)現(xiàn)在公元1100年以前玉米還不是人們食物的主要組成部分，后來才逐漸成為人們的主食。1981年，丹麥的HelirikTaube利用這一方法研究了丹麥?zhǔn)非叭祟愂匙V中海生食物、陸生食物的比例。他發(fā)現(xiàn)中石器時(shí)代的居民與新石器時(shí)代和青銅時(shí)代居民之間存在著顯著差異:中石器時(shí)代海洋資源占據(jù)主導(dǎo)地位，然而到了后期則轉(zhuǎn)變?yōu)橐躁懮参餅橹鳎踔猎谘睾＿z址也是如此，得出中石器時(shí)期的丹麥人以海產(chǎn)品為主食，而新石器時(shí)期的人類則主要以陸相食物為主。1981年，南非的NikolaasJ.vanderMerwe等人應(yīng)用該方法通過對(duì)委內(nèi)瑞拉Parmana地區(qū)考古發(fā)掘得到的公元前800年一公元400年之間人骨樣品以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的分析研究，提供了發(fā)生在史前時(shí)期的人們由以C3類植物為主食向以C4類(包括玉米)植物為主食的轉(zhuǎn)變證據(jù)。中國(guó)我國(guó)食譜分析首創(chuàng)于蔡蓮珍、仇士華先生1984年對(duì)中國(guó)若干考古遺址人骨和動(dòng)物骨的C穩(wěn)定同位素分析《碳十三測(cè)定和古代食譜研究》考古。遺憾的是,在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)食譜研究工作一直停滯不前大約20年的時(shí)間，從2003年開始陸續(xù)有文章發(fā)表。直至近期,古代人類食譜研究又再次受到我國(guó)科技考古界的重視相關(guān)的研究論文也時(shí)有發(fā)表但總體看來,我國(guó)食譜研究仍然處于起步階段,與國(guó)際食譜研究水平相比甚遠(yuǎn)。國(guó)內(nèi)研究單位張居中北京大學(xué)吳小紅中科院研究生院王昌燧、胡耀武社科院考古所張雪蓮、齊烏云吉林大學(xué)張全超國(guó)外著名實(shí)驗(yàn)室美國(guó)猶他大學(xué)美國(guó)加利福尼亞大學(xué)英國(guó)劍橋大學(xué)英國(guó)牛津大學(xué)英國(guó)布拉德福德大學(xué)英國(guó)利物浦大學(xué)南非開普敦大學(xué)穩(wěn)定同位素比值Isotoperatio18O,87Sr，15N類似骨骼解剖學(xué)概要

骨（Bone）骨主要由骨組織（Osseoustissue）構(gòu)成，各種骨連接在一起就形成了骨骼（Skeleton）。骨組織是一種堅(jiān)硬的結(jié)締組織，由數(shù)種細(xì)胞成分和大量鈣化的細(xì)胞間質(zhì)（骨質(zhì)）組成。骨有新陳代謝活動(dòng)和生長(zhǎng)發(fā)育過程，外傷后有修復(fù)再生能力，所以骨是一種器官。（一）骨骼的功能保護(hù)功能：骨骼能保護(hù)內(nèi)部器官，如顱骨保護(hù)腦；肋骨保護(hù)胸腔。支持功能：骨骼構(gòu)成骨架，維持身體姿勢(shì)。造血功能：骨髓在長(zhǎng)骨的骨髓腔和海綿骨的空隙，透過造血作用制造血球。貯存功能：骨骼貯存身體重要的礦物質(zhì)，例如鈣和磷。運(yùn)動(dòng)功能：骨骼、骨骼肌、肌腱、韌帶和關(guān)節(jié)一起產(chǎn)生并傳遞力量使身體運(yùn)動(dòng)。大部分的骨骼或多或少可以執(zhí)行上述的所有功能，但是有些骨骼只負(fù)責(zé)其中幾項(xiàng)。（二）骨骼的分類成人有206塊骨。大小不一，差異懸殊。人體骨骼按其在體內(nèi)的部位可分為可以分為四個(gè)部分顱骨軀干骨上肢骨下肢骨肱骨顱骨橈骨尺骨股骨髖骨腓骨脛骨股肱之臣（三）骨的形態(tài)股骨尺骨橈骨長(zhǎng)骨短骨扁骨不規(guī)則骨踝腕骨胸骨肩胛骨椎骨髖骨（四）骨的組織結(jié)構(gòu)骨(Bone)是一種器官，主要由骨質(zhì)構(gòu)成，具有一定形態(tài)和構(gòu)造，外被骨膜，內(nèi)容骨髓，含有豐富的血管、淋巴管及神經(jīng)，不斷進(jìn)行新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育，并有修復(fù)、再生和改建的能力。骨質(zhì)(BoneSubstance)骨膜(Boneperiosteum)骨髓(Bonemarrow)密質(zhì)骨(CompactBone）松質(zhì)骨(SpongyBone）外膜內(nèi)膜紅骨髓黃骨髓（1）骨質(zhì)-骨密質(zhì)和骨松質(zhì)骨質(zhì)分為密質(zhì)骨（Compactbone）和松質(zhì)骨（Spongybone）骨密質(zhì)Compactbone，一種由多層緊密排列的骨板構(gòu)成，質(zhì)地致密，耐壓性較大，配布于骨的表面。骨松質(zhì)Spongybone，呈海綿狀，也稱為海綿骨，由相互交織的骨小梁

trabeculae排列而成，配布于骨的內(nèi)部，骨小梁的排列與骨所承受的壓力和張力的方向一致，因而能承受較大的重量。關(guān)節(jié)軟骨骨骺線松質(zhì)骨，海綿骨密質(zhì)骨骨膜骨內(nèi)膜骨膜骨干髓腔骨髓營(yíng)養(yǎng)血管營(yíng)養(yǎng)孔短骨和不規(guī)則骨的表面為薄層的密質(zhì)骨，內(nèi)部全部為松質(zhì)骨。扁骨由內(nèi)外兩層密質(zhì)骨板和一層松質(zhì)骨構(gòu)成，松質(zhì)在此成為板障（Diploe）。長(zhǎng)骨解剖圖骨小梁骨小梁的排列與身體重力傳遞及肌肉牽引的方向一致骨小梁的4種狀態(tài)正常的骨小梁有吸收區(qū)域的骨小梁有(顯)微裂紋的骨小梁骨質(zhì)疏松的骨小梁骨質(zhì)疏松骨質(zhì)疏松癥的基本病理機(jī)理是骨代謝過程中骨吸收和骨形成的偶聯(lián)出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致人體內(nèi)的鈣磷代謝不平衡，使骨密度逐漸減少而引起的臨床癥狀。骨質(zhì)疏松癥是指骨量減少，即單位體積內(nèi)骨組織含量減少。骨（組織）活檢骨質(zhì)疏松的骨(組織)新生成的骨組織骨膜

骨外膜(periosteum)外層：膠原纖維粗大密集，形成穿通纖維(perfpratingfiber)。內(nèi)層：富含小血管和細(xì)胞（骨祖細(xì)胞）

骨內(nèi)膜：(endosteum)有骨祖細(xì)胞

（2）骨膜（營(yíng)養(yǎng)、新生、感覺）

（3）骨髓骨髓(bonemarrow)骨髓充填于骨髓腔和松質(zhì)間隙內(nèi)。胎兒和幼兒的骨髓內(nèi)含發(fā)育階段不同的紅細(xì)胞和某些白細(xì)胞，呈紅色，稱紅骨髓redbonemarrow，有造血功能。5歲以后，長(zhǎng)骨骨干內(nèi)的紅骨髓逐漸被脂肪組織代替，呈黃色，稱黃骨髓yellowbonemarrow，失去造血活力。但在慢性失血過多或重度貧血時(shí)，黃骨髓可轉(zhuǎn)化為紅骨髓，恢復(fù)造血功能。長(zhǎng)骨兩端、短骨和扁骨的松質(zhì)內(nèi)，終生都是紅骨髓，因此，臨床常選骨骼后上嵴等處進(jìn)行骨髓穿刺，檢查骨髓象。（五）骨質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)有機(jī)質(zhì)骨膠原非膠原蛋白蛋白多糖脂類無機(jī)質(zhì)羥磷灰石其他無機(jī)物質(zhì)

有機(jī)物與無機(jī)物有機(jī)物：骨的膠原纖維和粘多蛋白使骨具有韌性，使骨具有彈性。無機(jī)物：主要是磷酸鈣使骨具有堅(jiān)固性，使骨質(zhì)堅(jiān)硬。脫鈣骨煅燒骨脫鈣骨（去掉無機(jī)質(zhì)）仍具原骨形狀，但柔軟有彈性；煅燒骨（去掉有機(jī)）雖形狀不變，但脆而易碎。物理特性：硬度與彈性有機(jī)物/無機(jī)物特點(diǎn)兒童1：1彈性大、硬度小，不易骨折，但易變形。成人3：7既有彈性又堅(jiān)固。其抗壓力約為15kg／平方米。老人2：8彈性小而脆性大，易骨折。補(bǔ)鈣是一個(gè)誤區(qū)，應(yīng)該補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)。

骨質(zhì)的化學(xué)組成骨質(zhì)又稱作骨基質(zhì)，是鈣化的細(xì)胞間質(zhì)，是人體最大的Ca2+庫(kù)。有機(jī)部分（30%）:由膠原纖維和基質(zhì)構(gòu)成。骨膠原纖維占有機(jī)質(zhì)的90%，主要由I型膠原蛋白組成，基質(zhì)呈凝膠狀，主要含脂肪、中性和弱酸性的糖胺多糖，以及多種糖蛋白，最重要的是骨鈣蛋白。骨膠原——13C15N無機(jī)部分（70%）：又名骨鹽，主要為羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)。骨質(zhì)中次要的礦物質(zhì)是鎂、鈉、鉀和一些微量元素，包括鋅、錳、氟化物和鉬等以及穩(wěn)定同位素13C、18O、87Sr。（1）骨膠原是一種結(jié)晶纖維蛋白原，被包埋在含有鈣鹽的基質(zhì)中。若用弱酸或絡(luò)合劑乙烯四醋酸等溶液浸泡后，溶去基質(zhì)中的無機(jī)成分，骨質(zhì)因失去堅(jiān)硬性而變?yōu)槿犴g可屈，同時(shí)膠原也被顯示出來。膠原纖維膠原纖維主要由膠原蛋白（collagen）聚合而成。膠原的分子結(jié)構(gòu)為三條多肽鏈。每一條鏈含有一千多個(gè)氨基酸，分子量為95KU。這三條肽鏈交織呈繩狀，故又稱三聯(lián)螺旋結(jié)構(gòu)。甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸組成膠原總量的60%。膠原是唯一含羥脯氨酸較多的蛋白質(zhì)，因此，測(cè)定羥脯氨酸的量能確定組織中膠原的含量。膠原的功能是使各種組織和器官具有強(qiáng)度結(jié)構(gòu)完整性。1mm直徑的膠原承受10～40kg的力。膠原纖維膠原原纖維膠原蛋白分子多肽鏈（2）非膠原蛋白非膠原蛋白通常約占類骨質(zhì)(osteoid)的20%。隨著骨的成熟和鈣化，比例逐漸下降，約為6%。目前已發(fā)現(xiàn)有多種對(duì)于骨的生長(zhǎng)、再生、發(fā)育等有重要作用的蛋白質(zhì)，骨鈣素（osteocalcin）骨粘連素（osteonectin）纖維粘連素等

骨鈣素（osteocalcin）2/3的骨鈣素與磷灰石結(jié)合緊密，難以分離。骨鈣素屬于γ-羧谷氨酸包含蛋白類(gamma-carboxyglutamic-acid-containingproteins,GLAproteins)，此蛋白類為維生素K依賴性。骨鈣素又稱骨γ-羧谷氨酸包含蛋白(bonegamma-carboxyglutamic-acid-containingproteins,BGP)。該蛋白在骨礦化峰期之后才出現(xiàn)積聚。使用維生素K拮抗劑，可使此蛋白在骨中的含量減少，但并不影響其脯氨酸的含量，也不影響骨的機(jī)械強(qiáng)度。骨粘連素和纖維粘連素骨粘連素分子量大小約32KU，系磷酸糖蛋白，與骨磷灰石有強(qiáng)的親和力，促使游離鈣離子與I型膠原結(jié)合。纖維粘連素分子量約為220KU，具有兩個(gè)由二硫鍵連接的亞單位，含有能與膠原、肝素和細(xì)胞表面結(jié)合的位點(diǎn)。但纖維粘連素可競(jìng)爭(zhēng)性抑制骨粘連素促鈣離子結(jié)合I型膠原的作用。在生長(zhǎng)過程中的骨中，骨粘連素的含量遠(yuǎn)較纖維粘連素的為多。

(3)蛋白多糖類礦化骨組織所含的蛋白多糖量很少，約占骨有機(jī)物的4%～5%，其化學(xué)結(jié)構(gòu)及免疫學(xué)特性皆與其它組織內(nèi)的蛋白多糖有明顯之不同。其分子量大約為120KU，其分子的25%為蛋白質(zhì)。蛋白多糖類可能抑制骨羥基磷灰石晶體的沉積，因此，在正在鈣化的組織中，蛋白多糖的變化有可能加快組織的礦化。有資料表明，蛋白多糖聚合體抑制骨骺生長(zhǎng)板鈣化過程中羥基磷灰石生長(zhǎng)沉積的效應(yīng)高于單體，蛋白多糖單體的抑制效應(yīng)強(qiáng)于糖胺多糖鏈。Buckwalter的研究表明，正在鈣化的軟骨內(nèi)，蛋白多糖的結(jié)構(gòu)和大小均發(fā)生了改變。(4)脂質(zhì)脂質(zhì)約占骨有機(jī)基質(zhì)的7%～14%，主要分布于細(xì)胞外基質(zhì)泡的膜上和細(xì)胞膜上，細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞外的沉積也有脂質(zhì)的存在，主要為游離脂肪酸、磷脂類和膽固醇等。酸性磷酸脂與磷酸鈣結(jié)合形成復(fù)合體，參與骨的鈣化過程?？赦}化的脂蛋白在骨骺軟骨開始鈣化時(shí)含量最高。羥基磷灰石hydroxyapatite

1.羥基磷灰石，又稱羥磷灰石，是鈣磷灰石Ca5(PO4)3(OH)的自然礦物化。但是經(jīng)常被寫成（Ca10(PO4)6(OH)2）的形式以突出它的晶體結(jié)構(gòu)。2.OH基能被氟、氯離子代替，生成氟磷灰石或氯磷灰石。3.血液中的碳酸根進(jìn)入可形成Ca5(PO4，CO3)3(OH)，是13C的主要來源。鈣磷酸羥基骨密質(zhì)結(jié)構(gòu)骨板(bonelamella)：平行排列的膠原纖維，與羥磷灰石粘合，形成的薄板結(jié)構(gòu)，是骨基質(zhì)的存在形式。1.環(huán)骨板(Circumferentiallamellae):

分布在骨干的內(nèi)外表面。外環(huán)骨板較厚，表面平滑。內(nèi)環(huán)骨板較薄，表面粗糙。骨單位骨細(xì)胞骨單位2.骨單位(Osteon,Haversiansystem,哈弗氏系統(tǒng)):由哈佛骨板和哈佛管組成。哈佛骨板由多層呈同心圓排列的筒狀骨板組成。哈佛氏系統(tǒng)順骨干長(zhǎng)軸平行排列，互相之間有交通支。

哈佛骨板

骨小管骨陷窩間骨板粘合線骨單位由中央管

(哈佛氏管)和周圍4-20層同心圓排列的骨板構(gòu)成。中央管內(nèi)有血管和神經(jīng)等。無數(shù)的骨小管將中央管和骨陷窩連接起來。BoneCell骨小管骨陷窩骨板骨單位周圍有一層粘合線(Cementline)包繞，粘合線內(nèi)鈣鹽較多而纖維較少。骨單位越年輕，其中央管相對(duì)越大。3.

間骨板(Interstitiallamellae):不規(guī)則，填充于骨單位之間。無中央管。4.

穿通管

(伏克曼氏管,Volkmann'scanal):連接中央管。內(nèi)有血管和神經(jīng)等。哈弗氏系統(tǒng)間骨板內(nèi)蒙古赤峰林西縣井溝子4種骨細(xì)胞骨祖細(xì)胞(osteoprogenitorcell)成骨細(xì)胞(osteoblast)骨細(xì)胞(osteocyte)破骨細(xì)胞(osteoclast)骨祖細(xì)胞即前成骨細(xì)胞，主要存在與骨膜中