软骨和骨组织
該文的醫學專家
最近審查:06.07.2025
结缔组织还包括软骨和骨组织,它们构成人体的骨架。这些组织被称为骨骼。由这些组织构成的器官发挥着支撑、运动和保护的功能。它们也参与矿物质代谢。
软骨组织(软骨组织)构成关节软骨、椎间盘、喉软骨、气管软骨、支气管软骨和外鼻软骨。软骨组织由软骨细胞(软骨母细胞和软骨细胞)和致密而有弹性的细胞间质构成。
软骨组织含有约70-80%的水分、10-15%的有机物质和4-7%的盐分。软骨组织干物质中约50-70%是胶原蛋白。软骨细胞产生的细胞间质(基质)由复杂的化合物组成,其中包括蛋白聚糖、透明质酸和糖胺聚糖分子。软骨组织中有两种类型的细胞:成软骨细胞(源自希腊语chondros,意为软骨)和软骨细胞。
软骨母细胞是年轻的圆形或卵圆形细胞,能够进行有丝分裂。它们产生软骨细胞间质的成分:蛋白聚糖、糖蛋白、胶原蛋白和弹性蛋白。软骨母细胞的细胞膜形成许多微绒毛。细胞质富含RNA、发达的内质网(颗粒状和非颗粒状)、高尔基复合体、线粒体、溶酶体和糖原颗粒。软骨母细胞的细胞核富含活性染色质,具有1-2个核仁。
软骨细胞是成熟的大型软骨组织细胞。它们呈圆形、椭圆形或多边形,具有突起和发达的细胞器。软骨细胞位于被细胞间质包围的腔隙(陷窝)中。如果一个陷窝中只有一个细胞,则该陷窝被称为原发性陷窝。通常,细胞以同源群(2-3个细胞)的形式分布,占据次级陷窝的腔隙。陷窝壁由两层组成:外层由胶原纤维构成;内层由蛋白聚糖聚集体构成,这些蛋白聚糖与软骨细胞的糖萼接触。
软骨的结构和功能单位是软骨单元,由一个细胞或同源细胞群、细胞周围基质和陷窝囊构成。
根据软骨组织的结构特点,软骨可分为透明软骨、纤维软骨和弹性软骨三种。
透明软骨(源自希腊语 hyalos,意为“玻璃”)呈蓝色。其主要成分是细胶原纤维。软骨细胞的形状和结构多种多样,具体取决于分化程度及其在软骨中的位置。软骨细胞形成同源群。关节软骨、肋软骨以及大多数喉软骨均由透明软骨构成。
纤维软骨的主要成分是大量粗大的胶原纤维,其强度较高。胶原纤维之间的细胞细长,具有长杆状细胞核和嗜碱性胞质的窄边。椎间盘、关节内盘和半月板的纤维环均由纤维软骨构成。这种软骨覆盖颞下颌关节和胸锁关节的关节面。
弹性软骨的特点是其弹性和柔韧性。弹性软骨基质中除了胶原纤维外,还含有大量复杂缠绕的弹性纤维。圆形软骨细胞位于陷窝内。喉部的会厌软骨、蝶骨软骨和小角软骨、杓状软骨的发声突、耳廓软骨以及听管软骨部分均由弹性软骨构成。
骨组织(骨组织)具有特殊的机械特性。它由嵌入骨基质中的骨细胞组成,骨基质含有胶原纤维,并浸润有无机化合物。骨细胞分为三种类型:成骨细胞、骨细胞和破骨细胞。
成骨细胞是具有多边形或立方体树突状突起的年轻骨细胞。成骨细胞富含颗粒状内质网、核糖体、发达的高尔基复合体以及嗜碱性的胞质。它们位于骨的浅层。其圆形或椭圆形的细胞核富含染色质,并包含一个大的核仁,通常位于细胞外围。成骨细胞被纤细的胶原微纤维包裹。成骨细胞合成的物质会向各个方向分泌到其整个表面,从而形成细胞所在的骨陷窝壁。成骨细胞合成细胞间质的成分(胶原蛋白是蛋白多糖的组成部分)。在纤维之间的空隙中存在一种无定形的物质——类骨组织,或称祖骨,随后会钙化。骨的有机基质含有羟基磷灰石晶体和无定形磷酸钙,这些元素通过组织液从血液进入骨组织。
骨细胞是成熟的多分支梭形骨细胞,具有大而圆的细胞核,核仁清晰可见。细胞器数量较少,包括线粒体、颗粒内质网和高尔基复合体。骨细胞位于骨陷窝内,但细胞体被一层薄薄的骨液(组织液)包裹,并不直接与钙化基质(骨陷窝壁)接触。骨细胞突起很长(可达50微米),富含肌动蛋白样微丝,穿过骨管。这些突起与钙化基质之间还有一个约0.1微米宽的空间,组织液(骨)液在该空间内循环。骨细胞的营养(营养作用)由此进行。每个骨细胞与最近的毛细血管之间的距离不超过100-200微米。
破骨细胞是源自单核细胞的大型多核细胞(5-100 个细胞核),最大可达 190 μm。这些细胞在其生理和修复性再生过程中会破坏骨骼和软骨,并吸收骨组织。破骨细胞的细胞核富含染色质,核仁清晰可见。细胞质中含有大量线粒体、颗粒内质网和高尔基复合体的组成部分、游离核糖体以及各种功能性溶酶体。破骨细胞具有许多绒毛状胞质突起。此类突起在靠近被破坏骨骼的表面尤其多。这是一种波纹状或刷状缘,可增加破骨细胞与骨骼之间的接触面积。破骨细胞的突起也具有微绒毛,其间有羟基磷灰石晶体。这些晶体存在于破骨细胞的吞噬溶酶体中,并在那里被破坏。破骨细胞的活性依赖于甲状旁腺激素的水平,甲状旁腺激素的合成和分泌增加,导致破骨细胞功能的激活,造成骨质破坏。
骨组织有两种类型:网状纤维(粗纤维)和板层。粗纤维骨组织存在于胚胎时期。在成人中,它位于肌腱与骨骼连接处,以及愈合后的颅骨缝线处。粗纤维骨组织包含粗大、排列紊乱的胶原纤维束,纤维束之间有无定形物质。
层状骨组织由厚度为4至15微米的骨板构成,骨板由骨细胞(主要成分)和细胶原纤维组成。参与形成骨板的纤维(I型胶原)彼此平行,并沿特定方向排列。同时,相邻骨板的纤维呈多向排列,几乎以直角交叉,从而增强骨骼强度。