骨与骨组织的发生及构造.doc

骨与骨组织的发生及构造一、骨组织的发生方式和基本过程(一) 骨组织发生的基本过程 1. 骨组织的形成骨发生骨组织的形成经历两个步骤。第一步是形成类骨质,第二步是类骨质钙化为骨组织。在胚胎早期,首先由中胚层间充质细胞在将要形成骨的部位转化为前成骨细胞(又名骨原细胞、骨祖细胞),然后分化为成骨细胞,再由成骨细胞进一步成熟为骨细胞。当骨膜形成以后,骨细胞则由骨膜中的骨原细胞逐步分化而来。成骨细胞是骨组织形成过程中最活跃的细胞,具有合成和分泌骨胶纤维和基质的功能。刚刚形成的骨细胞尚有产生基质的能力,当其成为成熟的骨细胞时便失去了这种功能。在骨组织形成过程中,成骨细胞先合成骨胶纤维和有机骨基质,内含唾液蛋白、硫酸软骨素、类脂等。因尚无骨盐沉积,故称类骨质。类骨质逐渐将成骨细胞包埋, 埋入类骨质中的成骨细胞则成为骨细胞。类骨质形成后不久即有钙盐沉积。钙盐在类骨质的沉积称为类骨质的钙化。此种钙盐由钙、磷酸根和羟基结合而成,其分子式为 Ca 10(PO 4) 6(OH) 2 ,称为羟基磷灰石,其结晶体呈针状,沿骨胶纤维平行排列。类骨质一经钙化便成为骨组织。随后在新形成的骨组织表面又有新的成骨细胞继续形成类骨质,并有钙盐沉积钙化,如此不断地进行,使胚胎时期和出生后生长发育时期的骨组织不断形成生长。因此,骨组织形成的关键在于类骨质的形成和类骨质的钙化。关于钙盐沉积的机制,目前尚未完全明了。沉积于类骨质中的无机物来自血液, 它们通过毛细血管渗透到骨组织液中。正常人血浆中 Ca×Pi= 3~40mg/100ml(Pi 指全部游离的正磷酸盐,如 HPO 4 2-、H 2PO 4 -和PO 4 3-) ,当此乘积达到一定阈值,即 Ca×Pi >40mg/100m1 时,组织液中的钙和磷就在类骨质中先形成无定型的胶体磷酸钙,然后进一步转变为羟磷灰石结晶,从而使类骨质发生钙化。至于为何在正常情况下,钙盐只选择性地沉积在骨组织,而不沉积于其他结缔组织,原因尚不清楚。有人认为, 线粒体对钙盐有浓集和释放作用,其基质颗粒中的磷酸钙可排至细胞外基质中,加速钙盐沉积。另一种看法是骨胶纤维在细胞外形成过程中,作为核晶,起着对骨盐沉积的诱导作用。成熟的成骨细胞具有合成和分泌骨钙素的功能。骨钙素多沉积于骨内,少量进入血液循环。它具有维持骨的正常钙化速率、抑制异常羟基磷灰石结晶形成以及抑制软骨钙化的作用。 2. 骨组织的重吸收在骨组织的发生和生长过程中, 既有骨组织的形成,同时也有骨组织的重吸收。骨在不断增大时,尚需变形以适应胚胎时期其他器官的发育,因此既有的骨组织需要通过再吸收以适应新环境的要求。参与吸收过程的细胞是破骨细胞。骨组织被吸收的浅凹,是由破骨细胞侵蚀溶解骨组织所造成的。骨组织吸收的机制即破骨细胞溶骨,其过程为:由破骨细胞的皱褶缘与亮区共同构成重吸收装置,提供一个局部封闭的微环境;破骨细胞分泌酸性物、溶酶体酶和胶原酶,溶解骨的无机盐和有机质,然后通过皱褶缘摄入破骨细胞内,再排至细胞外液。破骨细胞有很强的移动能力,当一个部位完成骨质吸收后,可以移至另一部位进行骨质的重吸收活动。甲状旁腺激素、前列腺素和破骨细胞活化因子均能促进破骨细胞的溶骨作用和增加破骨细胞的形成。成骨细胞的骨形成与破骨细胞的骨重吸收是骨组织发生以及生长发育过程中不可缺少的两个方面,通过二者相辅相成不可分割的活动完成骨的成形和改建。成年后这两方面的活动仍缓慢持续终生。在完成骨改建的过程中,若因某种原因出现二者活动不协调,就会造成骨的异常和病变。(二) 骨组织发生的基本方式由于骨的类型不同,骨组织发生的方式有两种:膜性骨发生和软骨性骨发生。膜性骨发生是指从胚胎性结缔组织不经过软骨阶段直接骨化形成骨组织,也称为膜内成骨;软骨性骨发生是指先由间充质形成软骨雏形,在此基础上再进一步骨化形成骨组织,又称为软骨内成骨。 1. 膜内成骨人体内只有少数骨骼以此种方式成骨,它们在发生过程中与软骨无关,主要发生在一些扁平骨,如顶骨、额骨、枕骨、颞骨等,以及上、下颌骨和锁骨的一部分等。膜内成骨的成骨过程开始于胚胎期的第 8周,最典型的部位是颅顶骨。下面以颅顶骨为例叙述膜内成骨的具体过程。胚胎时期在将要形成顶骨的部位,间充质细胞增殖、密集,形成富含血管的胚胎性结缔组织膜。膜内的间充质细胞先增殖、分化为成骨细胞群。出现这些成骨细胞群的部位是最早骨化的部位,称为骨化中心。当骨化中心继续扩展时,周围的间充质细胞又逐渐分化为成骨细胞。每一块颅顶骨通常由 2个骨化中心。骨化中心的成骨细胞合成并分泌基质和纤维,形成类骨质,并逐渐被类骨质包埋,继而类骨质中有骨盐沉积而钙化为最早的原始骨组织,成骨细胞变为骨细胞。这种原始的骨组织是海绵状原始松质骨,由细的骨针和薄片状骨小梁互相连接的骨小梁网构成。在互相交织成网的骨小梁网眼内充满间充质细胞和毛