骨组织(坚硬的结缔组织)
骨组织(osseous tissue)是一种坚硬的结缔组织,也是由细胞、纤维和基质构成的。纤维为骨胶纤维(和胶原纤维一样),基质含有大量的固体无机盐。
骨组织
osseous tissue
组织学
细胞、纤维和基质
简介
骨分密质骨与松质骨。密质骨由骨板紧密排列而成,骨板是由骨胶纤维平行排列埋在钙质化的基质中形成的,厚度均匀一致,在两骨板之间,有一系列排列整齐的胞窝,胞窝有具多突起的骨细胞,彼此借细管相连。骨板在骨表面排列的为外环骨板,围绕骨髓腔排列的为内环骨板,在内、外环骨板之间有很多是同心圆排列的为哈氏骨板,其中心管为哈氏管(Haversian canal),该管和骨的长轴平行并有分枝连成网状,在管内有血管神经通过。
松质骨是由骨板形成有许多较大空隙的网状结构,网孔内有骨髓,松质骨存在于长骨的股端、短骨和不规则骨的内部。骨组织是构成骨骼系统各种骨的主要成分,骨骼为机体的支架,保护柔软器官,其上附有肌肉,是运动器官的杠杆。
骨组织
功能
(1)支持,保护机体;
(2)集中了体内99%的钙,是维持血钙平衡的器官,适宜的血液钙浓度才能保证心脏正常工作;
(3)造血功能,骨髓中有大量骨髓干细胞,可诱导分化成各种血细胞进入血液。
骨基质
成分组成破 骨细胞吸收骨产生吸收隧腔,随即被成骨细胞分泌的基质充填闭合。
成人骨无机成分约占2/3,有机成分仅占1/3,胶原占有机物90%,非胶原占10%。
胶原是一种结晶纤维蛋白原,被包埋在含有钙盐的基质中。若用弱酸或络合剂乙烯四醋酸等溶液浸泡后,溶去基质中的无机成分,骨质因失去坚硬性而变为柔韧可屈,同时胶原也被显示出来。具有典型的X线衍射像和电镜图像,并有640A轴性周期。?
胶原的分子结构为三条 多肽链。每一条链含有一千多个氨基酸,分子量为95KU。这三条 肽链交织呈绳状,故又称三联螺旋结构。其特点有一群氨基酸,如丙氨酸、亮氨酸、甘氨酸、精氨酸、谷氨酸、脯氨酸和 羟脯氨酸等,其 总氮量为18.45%,而甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸组成 胶原总量的60%。胶原分子合成是在成纤维细胞、成 骨细胞和成 软骨细胞内,同时还合成和分泌一些非胶原性基质。胶原在生理状态下,是不可溶性结晶样物质。可溶性胶原是未交联的胶原类型,在生理状态下是固体,但能用冷氯化钠液和冷的稀释酸溶解,这种溶液贮藏在pH7和37℃的条件下,能形成由 微原纤维构成的乳白色胶。?
胶原的功能是使各种组织和器官具有强度 结构完整性。1mm直径的胶原承受10~40kg的力。
骨质含的 胶原为I型胶原。胶原细纤维普遍呈平行排列,但也分支,交互连接成错综的网状结构。胶原细纤维的直径和其他种类有很大不同,但一般说,随年龄增长,直径逐渐增粗,显得更密集。?
非胶原蛋白非胶原蛋白通常约占类 骨质(osteoid)的20%。随着骨的成熟和钙化,比例逐渐下降,约为6%。目前已发现有多种对于骨的生长、再生、发育等有重要作用的蛋白质,如骨粘连素(osteonectin)、纤维粘连素、骨钙素等。骨粘连素分子量大小约32KU,系磷酸糖蛋白,与 软骨内成骨过程中软骨钙化区内新 骨基质的形成以及膜内成骨过程中新骨核的形成有关。与骨磷灰石有强的亲和力,促使游离钙离子与I型胶原结合。但纤维粘连素可 竞争性抑制骨粘连素促钙离子结合I型胶原的作用。纤维粘连素分子量约为220KU,具有两个由 二硫键连接的亚单位,含有能与胶原、肝素和细胞表面结合的位点。在生长过程中的骨中,骨粘连素的含量远较纤维粘连素的为多。?
2/3的骨钙素与磷灰石结合紧密,难以分离。骨钙素属于γ-羧 谷氨酸包含蛋白类( gamma-carboxyglutamic-acid-containing proteins, GLA proteins),此蛋白类为维生素K依赖性。骨钙素又称骨γ-羧谷氨酸包含蛋白(bone gamma-carboxyglutamic-acid-containing proteins, BGP)。该蛋白在骨矿化峰期之后才出现积聚。使用维生素K 拮抗剂,可使此蛋白在骨中的含量减少,但并不影响其 脯氨酸的含量,也不影响骨的机械强度。?
蛋白多糖类矿化骨组织所含的蛋白多糖量很少,约占骨有机物的4%~5%,其化学结构及免疫学特性皆与其它组织内的蛋白多糖有明显之不同。其分子量大约为120KU,其分子的25%为蛋白质。蛋白多糖类可能抑制骨 羟基磷灰石晶体的沉积,因此,在正在钙化的组织中,蛋白多糖的变化有可能加快组织的矿化。有资料表明,蛋白多糖聚合体抑制 骨骺生长板钙化过程中羟基磷灰石生长沉积的效应高于单体,蛋白多糖单体的 抑制效应强于 糖胺多糖链。Buckwalter的研究表明,正在钙化的软骨内,蛋白多糖的结构和大小均发生了改变。
脂质脂质约占骨有机基质的7%~14%,主要分布于 细胞外基质泡的膜上和细胞膜上,细胞内结构以及细胞外的沉积也有脂质的存在,主要为游离脂肪酸、磷脂类和胆固醇等。酸性磷酸脂与磷酸钙结合形成复合体,参与骨的钙化过程。可钙化的脂蛋白在骨骺软骨开始钙化时含量最高。?
无机物骨基质中的无机物通常称为骨盐,在电镜下呈细针状结晶。这些 骨盐结晶大都沉积在 胶原纤维中。结晶衔接成链,并沿纤维长轴呈平行排列,其排列方向显示出很强的抗压力效能。?
无机物占干重量骨的65%~75%,其中95%是固体钙和磷。钙磷固体是一种结晶度很差的 羟基磷灰石。人骨仅有0.50%的钙是可以交换的。骨质中次要的矿物质是镁、钠、钾和一些微量元素,包括锌、锰、氟化物和钼。
细胞成分
(1)成骨细胞
一个成骨细胞在3~4d内可分泌其三倍体积的基质,然后自身埋于其中,即变为骨细胞。
(2)骨细胞
骨细胞是骨组织的主要细胞。
(3)破骨细胞
破骨细胞具有特殊的吸收功能,某些局部炎症病灶吸收中,巨噬细胞也参与骨吸收过程。