软骨构成
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关节软骨的构成
关节软骨是一种结缔组织,其主要由以下三类成分构成:
1. 细胞:关节软骨中的主要细胞是称为软骨细胞(chondrocytes)的特殊细胞。
这些细胞积存在一个称为软骨
细胞籽层(chondrocyte lacunae)的空泡中,其中含有细胞体
和细胞体外的胶原纤维。
软骨细胞在合成和分泌软骨基质的过程中起重要作用。
2. 基质:关节软骨基质由细胞外物质组成,这是细胞所合成和分泌的物质。
该基质主要由胶原纤维和大分子聚糖(如软骨素)组成。
胶原纤维赋予软骨强度和韧性,而软骨素帮助保持关节软骨的弹性和抗压性。
3. 营养实质:关节软骨的营养实质主要来源于周围的关节滑液和关节周围的血管。
这些物质通过扩散进入软骨细胞籽层,提供细胞生存所需的氧气、营养物质和废物的排泄。
由于关节软骨没有血管和淋巴管系统,所以其营养依赖于这种扩散机制。
软骨由软骨组织及其周围的软骨膜构成,软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成。
根据软骨组织内所含纤维成分的不同,可将软骨分为透明软骨、弹性软骨和纤维软骨三种,其中以透明软骨的分布较广,结构也较典型。
软骨组织是由胶原组织、少许细胞、以及60-80%的水份等成份所构成,成人的软骨组织中并没有血管或神经,因此软骨组织受伤后自行修补的能力有限
成骨细胞的主要功能是生成骨组织的纤维和有机基质,破骨细胞的功能则是破坏并吸收分解的骨组织,两种细胞协同作用,共同维护骨的正常代谢.
成骨作用包括两个过程,即骨的有机质形成和骨盐沉积.骨的有机质形成是成骨细胞分泌蛋白多糖和胶原,由胶原聚合成胶原纤维作为骨盐沉积的骨架,成骨细胞被埋在骨的有机质形成中成为骨细胞;骨盐沉积于胶原纤维表面,先形成无定形骨盐(如磷酸氢钙等),继而形成羟磷灰石结晶,这种骨的有机质形成和骨盐沉积过程成为成骨作用.
溶骨作用是破骨细胞释放溶酶体酶中的蛋白水解酶(protease XIV),使骨的有机质(胶原)水解,同时破骨细胞还释放出一些酸性物质,如乳酸柠檬酸和碳酸等,使局部酸性物质增加,促进骨盐溶解,这种骨的有机质水解及骨盐溶解成为溶骨作用。
骨组织的酶:抗酒石酸酸性磷酸酶主要存在于破骨细胞中,主要反映破骨细胞活性和骨吸收状态;碱性磷酸酶反映成骨细胞活性,能够维持局部碱性环境,促进骨的矿化。
软骨的分类主要依据
软骨是一种特殊的连接组织,它在动物体内可以形成关节等复杂结构,也可以用于提供各种形式的外壳保护,如肋骨、蝶骨等。
软骨的分类主要根据其组成成分、形状、细胞类型和组织功能等。
1、按组成成分分类:
(1)黏液软骨:这种软骨的主要成分是黏液,具有脆弱和柔韧的特性,主要用于关节的机械运动和支持,如颈骨和椎间盘等。
(2)碳酸钙软骨:它的主要成分是碳酸钙,是一种非常坚固的支撑组织,在软骨中占比极大,可以用于提供一定强度的外壳保护,如肋骨等。
2、按形状分类:
(1)向日葵型软骨:它形成一个向日葵状的结构,由中心外向部分环绕排列,可以承受大的压力和扭矩,如膝关节的半月板等。
(2)膠条形软骨:它形成一条大的环状结构,可以承受大的拉力,用于保护容易受损的关节,如肘关节的囊袋形软骨等。
3、按细胞类型分类:
(1)胶原细胞软骨:这种软骨细胞主要由胶原细胞构成,具有很强的坚韧性,能承受大的力,如甲骨面等。
(2)无脊椎动物软骨:它是由一种叫做细胞外网状体细胞的细胞组成而成,可以用于提供外壳的支撑,如蜗牛的壳等。
4、按组织功能分类:
(1)支撑性软骨:它具有很强的硬度,可以支撑大的重量,如骨头的海绵骨。
(2)保护性软骨:在关节受力时可以形成一定的凹凸,为关节提供机械保护,如肘关节的肱骨头皮质软骨等。
软骨的结构层次
软骨可以分为三个层次,从外到内分别是软骨层、钙化层和软骨下骨层。
1. 软骨层是软骨的最外层,不含任何矿物质,全部由胶原纤维构成。
2. 钙化层含有约30%的羟基磷灰石,其硬度比软骨层和软骨下骨层都要高。
3. 软骨下骨层含有约70%的羟基磷灰石,其硬度最高。
这三个层次由外向内硬度逐渐递增,形成一个由软到硬逐渐过渡的梯度结构。
同时,这三个层次的化学组成也存在差异,从而形成了化学成分上的梯度结构。
以上内容仅供参考,建议查阅专业医学书籍获取更全面和准确的信息。
骨关节软骨是一种特殊的结缔组织,主要由以下几种成分组成:
软骨细胞(Chondrocytes):软骨细胞是软骨组织中的主要细胞类型。
它们位于软骨基质中的小空腔中,负责合成和维持软骨组织的基质。
软骨基质(Cartilage Matrix):软骨基质是软骨组织的胶原质基质,由水、蛋白质和多糖类物质组成。
软骨基质负责提供骨关节软骨的弹性和支撑性,保护关节面免受压力和摩擦的损伤。
胶原纤维(Collagen Fibers):胶原纤维是软骨基质中的主要成分,它们形成了一种网状结构,增加了软骨的强度和稳定性。
胶原纤维负责支撑和保持软骨的结构完整性。
多糖类物质(Proteoglycans):多糖类物质是软骨基质中的重要成分,由多糖链和蛋白质核心组成。
它们具有很强的水合能力,可以吸引水分并保持软骨的弹性和抗压性。
水(Water):软骨组织中水的含量较高,约占总质量的60-80%。
水对于维持软骨的弹性和流体力学性质非常重要,使其能够承受压力和吸收冲击。
这些成分共同构成了骨关节软骨的结构和功能。
它们相互作用,形成一个复杂的网络,为关节提供缓冲、保护和顺畅运动的能力。
软骨组织的分类
软骨组织可以概括为两大分类:原始软骨和间隙软骨。
原始软骨主要包括三类:弹性软骨、软骨腱和软骨骨骼组织。
弹性软骨是最常见的软骨类型,它们主要由弹性纤维和胶原纤维构成,具有较强的抗张力和弹性,主要用于作为关节及其他运动器官的连接成分。
软骨腱是一种特殊类型的弹性软骨,它们长在心脏、肝脏和肺部等器官上,可以保护器官免受过度拉伸伤害,并且可以抑制炎症反应。
软骨骨骼组织也可以被归类为原始软骨,它们可以有效地强化和支携骨骼,以减轻脆弱的骨骼受到外力的影响。
间隙软骨的特点是由老化的原始软骨细胞构成,具有抗拉力的作用。
它们可以减少骨骼之间的摩擦,保护和缓冲关节,使关节活动自如并保持稳定。
间隙软骨主要包括:软骨衬垫、肌膜膜和间隙软骨细胞。
软骨衬垫是由高密度的胶原纤维和细胞组成的,在关节的周围形成一个软的结构,能够减少关节的摩擦;肌膜膜则主要在关节表面形成,它主要是由胶原组织和骨骼组织组成,可以提供关节的支持和保护;最后,间隙软骨细胞主要由胶原组织和细胞组成,可以提供关节的支持和润滑,使关节保持灵活并减缓损伤。
软骨和骨软骨的结构和功能(一)软骨组织软骨细胞:软骨组织中唯一的细胞类型,包埋在软骨基质中,所在的腔隙为软骨陷窝,软骨陷窝周围的基质的糖胺多糖中硫酸软骨素含量相对较多,呈嗜碱性,为软骨囊。
(二)软骨组织的类型透明软骨构成肋软骨、关节软骨、呼吸道内的软骨等。
特点:纤维成分为胶原原纤维,具有较强的抗压性。
在软骨组织的周边部位,软骨细胞较小,扁圆形,单个分布,为幼稚的软骨细胞;越靠近软骨中央,细胞越成熟,体积增大,变成圆形或椭圆形,并成群分布,多为 2~8 个聚集在一起,它们是由一个幼稚软骨细胞分裂而来的,故称同源细胞群。
电镜下,胞质内有丰富的 RER (粗面内质网)和高尔基复合体。
软骨细胞可分泌软骨基质。
结缔组织软骨基质:由纤维和无定型的细胞外基质组成。
基质中的主要成分为蛋白聚糖和水,其蛋白聚糖与疏松结缔组织中的类似,也构成分子筛结构,但软骨中的蛋白聚糖浓度更高,使软骨基质形成较为坚固的凝胶。
软骨膜除关节软骨外,软骨表面被覆薄层致密结缔组织,为软骨膜。
分为两层,外层胶原纤维多,内层细胞多,其中有梭形的骨祖细胞。
骨组织的结构和功能骨基质:简称骨质,是骨组织中钙化的细胞外基质。
由有机质跟无机质构成。
有机质:包括大量的胶原纤维和少量无定形基质。
骨基质骨基质:是钙化的细胞间质。
有机部分:由胶原纤维和基质构成,后者主要包括糖蛋白和蛋白多糖。
有一定的弹性和韧性。
无机部分:富含钙、磷的中性盐,主要为羟基磷灰石结晶。
很坚硬。
有机质(1)胶原纤维占有基质成分的 90%。
(2)基质:成凝胶状,主要是①糖胺多糖:有黏合纤维的作用。
还有多种②糖蛋白:骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨黏连蛋白、钙结合蛋白。
无机质又称骨盐,占干骨重量的 65%,以钙、磷离子为主。
骨盐的存在形式主要是羟基磷灰石结晶。
骨板:骨质的结构呈板层状,称骨板。
同一骨板内的纤维相互平行,相邻骨板的纤维相互垂直,这种结构形式有效的增加了骨的强度。
密质骨长骨的骨干、扁骨和短骨的表层。
软骨的结构和功能
软骨是一种弹性较好的组织,广泛分布于人体中各类关节和骨骼,具有多种功能。
简单地说,软骨的结构和功能主要有以下几个方面:
结构:
1.软骨由细胞和基质构成。
主要细胞包括软骨细胞和软骨母细胞。
软骨细胞负责维持软骨组织的生长和修复,而软骨母细胞则是软骨的发生和增殖的前驱细胞。
2.软骨基质主要由胶原蛋白、弹性纤维和软骨素等物质组成。
其中,胶原蛋白占基质总质量的60-70%,是软骨组织的主要支撑成分。
功能:
1.提供支撑和保护:人体中许多关节和骨骼的连接处都需要它来提供支撑和缓冲,以保护骨骼和关节免受伤害。
2.吸收冲击:软骨组织的弹性和压缩性能,能有效吸收来自关节运动的冲击力,防止骨骼受到过度损伤。
3.促进关节滑动:软骨表面光滑平整且不易磨损,有助于关节表面之间的滑动,降低关节磨损风险。
4.减少骨头磨损:软骨在关节内的作用可以减少骨头的磨损,保护骨质不会因常常运动而损害。
5.支持生长:在生长时,软骨可在骨骼的末端作为“生长板”的形式,帮助长骨在子壁中延伸和成长。
总而言之,软骨虽然在人体内面积不如肌肉和皮肤广泛,但它却在支持、保护和减少关节损伤、磨损方面起着至关重要的作用。
一、固有结缔组织(一)疏松结缔组织疏松结缔组织广泛存在于组织和器官内,起着连接、支持、营养、防御和修复等功能。
疏松结缔组织具有细胞种类较多,间质中基质含量多,纤维含量少且排列疏松,呈蜂窝状的特点,故又称蜂窝组织。
其组成如下:1.纤维(1)胶原纤维:是疏松结缔组织中的主要纤维成分,新鲜时呈白色,故又称白纤维。
①光镜结构:纤维粗细不等,常集合成粗细不等的束,波浪状走行,有分支。
he染色呈嗜酸性,染成粉红色。
胶原纤维由更细的胶原原纤维粘合而成。
3_1 胶原纤维②超微结构:每根胶原原纤维上具有明暗相间的周期性横纹。
3_2 胶原纤维③化学组成:胶原纤维的化学成分是i型或Ⅲ型胶原蛋白,由成纤维细胞合成。
近年来的研究证明,除成纤维细胞外,成骨细胞、软骨细胞、成牙质细胞、平滑肌细胞、网状细胞、schwann细胞、肝细胞、内皮细胞和某些上皮细胞,均能合成胶原蛋白。
④功能:胶原纤维具有很强的韧性和抗拉力,而弹性较差。
(2)弹性纤维:数量比胶原纤维少,新鲜时呈黄色,故又称黄纤维。
①光镜结构:弹性纤维较细,有分支并互相交织成网,断端常卷曲。
he染色标本上不易着色,但折光性较强,常呈亮粉红色,不易与胶原纤维区分,可用特殊的弹性蛋白染色法清晰显示(如被醛复红染成蓝紫色或被地衣红染成棕褐色)。
3_3 弹性纤维②超微结构:弹性纤维的核心部分由均质、电子密度低的弹性蛋白组成,核心外周由电子密度较高的微原纤维。
③弹性纤维具有弹性。
常与胶原纤维编织在一起,使疏松结缔组织既有韧性又有弹性,随着年龄的增长,弹性可逐渐减弱乃至消失。
(3)网状纤维:① 光镜结构:很细,分支很多,交织成网。
he染色标本不着色。
pas反应阳性,井具嗜银性,故又称嗜银纤维。
3_4 网状纤维② 超微结构:具有明暗相间的周期性横纹。
网状纤维主要分布在网状组织。
网状纤维存在于实质性器官内③ 化学组成:网状纤维主要由Ⅲ型胶原蛋白构成。
④ 功能:做组织微环境的支架。
2.基质基质是一种由生物大分子构成的无定形胶状物质,有一定粘性,纤维和细胞成分埋于基质中。
基质的生物大分子成分主要为蛋白多糖和一些糖蛋白。
(1)蛋白多糖:是蛋白质和多糖结合成的复合物,蛋白多糖聚合体的立体构型中形成有许多微细孔隙的分子筛结构。
小于孔隙的物质能够通过,如,水分子、溶于水的物质和气体分子等可以通过。
大于孔隙的物质,如细菌、异物等不能通过,从而起到局部屏障作用。
(2)糖蛋白:糖蛋白中以蛋白分子为主,糖分子多属于一些寡糖。
目前已知的基质糖蛋白主要有:纤维粘连蛋白、层粘连蛋白、软骨粘连蛋白等。
在细胞识别、粘附、迁移和增殖中起重要作用。
不同组织的糖蛋白不同。
(3)组织液:是从毛细血管动脉端渗入到基质中的不含大分子物质的血浆成分。
细胞通过组织液获得营养和氧气,并向其中排出代谢废物和二氧化碳。
组织液又从静脉端或毛细淋巴管返回到血液中,有利于血液与组织中的细胞进行物质交换。
3.细胞疏松结缔组织的细胞种类较多,其中包括成纤维细胞、巨噬细胞、浆细胞、肥大细胞、脂肪细胞、未分化的间充质细胞和自细胞等。
各类细胞的数量和分布随疏松结缔组织存在的部位和功能状态而不同。
(1)成纤维细胞:是疏松结缔组织的主要细胞成分,常附在胶原纤维上。
① 光镜结构:细胞扁平,多突起。
胞核较大,扁椭圆形,着色浅,核仁明显。
胞质弱嗜碱性,he染色标本上细胞轮廓不清。
3_5 成纤维细胞② 超微结构:细胞表面有少量微绒毛和短粗的突起,胞质内有丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的golgi复合体。
3_6 成纤维细胞③ 功能:具有合成和分泌三种纤维与基质的蛋白多糖和糖蛋白的功能。
成纤维细胞在成人正常结缔组织中很少分裂增生,但在结缔组织损伤时可见细胞分裂象,细胞增殖,继而形成新的胶原纤维和基质,使创伤愈合。
纤维细胞:是成纤维细胞的功能不活跃型,细胞变小,突起少,呈细长梭形。
核小色深,核仁不明显。
胞质弱嗜酸性。
电镜下,胞质内粗面内质网少,golgi复合体亦不发达。
在一定条件下,纤维细胞可再转化为成纤维细胞。
(2)巨噬细胞:是体内广泛存在的具有强大吞噬功能的细胞。
① 光镜结构:细胞多呈梭形或星形,常伸出较长的伪足而使形态不规则。
细胞核卵圆形、肾形或不规则形。
胞质丰富,多呈嗜酸性。
3_7 巨噬细胞② 电镜结构:电镜下,细胞表面布满许多不规则的皱褶和微绒毛,还有一些较大的钝性突起(伪足),胞质内含大量初级溶酶体、次级溶酶体、吞噬体、吞饮小泡和残余体。
细胞膜附近有较多的微丝和微管,参与细胞的变形运动。
3_8 电镜结构③ 来源:巨噬细胞是由血液中的单核细胞穿出血管壁后分化而成的。
及溶酶体增多,④ 功能:*趋化性和变形运动*吞噬作用*参与免疫应答*分泌作用(3)浆细胞:通常在一般疏松结缔组织内较少,而在病原菌或异性蛋白易于人侵的部位较多。
① 光镜结构:细胞圆形或卵圆形,核圆形,多偏居细胞一侧,染色质呈块状附于核膜上,呈辐射状排列。
细胞质丰富,嗜碱性,核旁可见一浅染区。
3_9 浆细胞② 超微结构:胞质内含有大量平行排列的粗面内质网和游离核糖体,发达的golgi复合体。
3_10 浆细胞③ 来源:来源于b淋巴细胞。
④ 功能:具有合成和分泌免疫球蛋白,即抗体的功能,参与体液免疫。
(4)肥大细胞:肥大细胞分布很广,常沿小血管和小淋巴管成群分布。
①结构:细胞较大,呈圆形或卵圆形。
胞核小而圆,多位于中央。
胞质内充满异染性颗粒。
颗粒易溶于水,故he染色标本上难以辨认该细胞。
3_11 肥大细胞的光镜结构3_12 肥大细胞的电镜结构②功能:参与过敏反应。
(5)脂肪细胞:单个或成群存在。
① 结构:细胞体积大,常呈圆形或多边形。
胞质被一个大脂滴推挤到细胞周缘,成为很薄的一层包绕脂滴。
核被挤压成扁圆形,位于细胞一侧。
he染色标本中细胞呈空泡状。
3_13 脂肪细胞② 功能:合成和贮存脂肪、参与脂质代谢的功能。
(6)未分化的间充质细胞:① 结构:其形态与成纤维细胞相似,在he染色标本上不易辨认。
② 功能:是保留在成体结缔组织内的一些较原始的细胞,它们保持着胚胎时期间充质细胞的分化潜能。
(7)白细胞:血液内的白细胞,常以变形运动穿出毛细血管和微静脉,游走到疏松结缔组织内,行使其防御功能。
其中以嗜酸性粒细胞、淋巴细胞、中性粒细胞多见。
(二)致密结缔组织致密结缔组织的组成与疏松结缔组织基本相同,两者的主要区别是,致密结缔组织以纤维为主要成分,纤维粗大,排列致密,以支持和连接为其主要功能,细胞和基质成分很少。
根据纤维的性质和排列方式,可将致密结缔组织分为以下几种类型:1.不规则的致密结缔组织主要见于真皮、硬脑膜、巩膜及许多器官的被膜等处,结构:方向不一的粗大的胶原纤维彼此交织成致密的板层结构,纤维的走向与承受机械力学作用的方向相适应。
纤维之间含少量基质和成纤维细胞、纤维细胞、小血管和神经束等。
3_14真皮的致密结缔组织2.规则的致密结缔组织主要构成肌腱和腱膜。
结构:大量密集的胶原纤维顺着受力的方向平行排列成束,束间有沿其长轴成行排列的腱细胞,胞体伸出多个薄翼状突起插入纤维束之间并将其包裹。
细胞的横切面呈星形,胞核位于细胞的中央。
3_15 腱的致密结缔组织3.弹性组织是以弹性纤维为主的致密结缔组织。
粗大的弹性纤维或平行排列成束,如项韧带和黄韧带,以适应脊柱运动;或编织成膜状,如弹性动脉中膜,以缓冲血流压力。
机体内还有一些部位的结缔组织是疏松结缔组织与致密结缔组织之间的过渡形态,常称为细密结缔组织。
其结构特点是:由较细的胶原纤维、弹性纤维和网状纤维交织成网,其中含有较多的细胞成分、小血管和神经等。
(三)脂肪组织脂肪组织主要由大量脂肪细胞集聚而成,并由疏松结缔组织分隔成许多脂肪小叶。
根据脂肪细胞结构和功能的不同,可将脂肪组织分为两类:1.白色(黄色)脂肪组织即通常所说的脂肪组织,在人呈黄色,在某些哺乳动物呈白色。
(1)结构:脂肪细胞的结构特点是细胞中央只有一个大的脂滴,将非脂类的胞质和胞核挤向周边,故此种脂肪细胞又称单泡脂肪细胞。
3_16 脂肪组织(2)功能:参与能量代谢,并具有产生热量、维持体温、缓冲、保护和支持填充等作用。
2.棕色脂肪组织(1)结构:脂肪细胞内含有多个分散的小脂滴,线粒体大而丰富,核圆形,位于细胞中央。
这种脂肪细胞又称为多泡脂肪细胞。
(2)功能:脂肪细胞内的脂滴在常温和一般状况下不分解、氧化,在寒冷的刺激下,棕色脂肪细胞内的脂类很快被动员,迅速分解、氧化,散发大量热能,而不转变为化学能。
(四)网状组织网状组织由网状细胞、网状纤维和基质构成。
1.网状细胞(1)结构:为星形多突起细胞,其突起彼此连接成网。
胞核较大,圆形或卵圆形,着色浅,核仁清楚。
胞质较多,弱嗜碱性。
(2)功能:网状细胞产生网状纤维。
2.网状纤维(1)结构:网状纤维分支交错,连接成网,并可深陷于网状细胞的胞体和突起内。
(2)功能:成为网状细胞依附的支架。
3_17 网状组织二、软骨软骨由软骨组织及其周围的软骨膜构成。
软骨较硬,略有弹性,能承受压力,并耐磨擦。
软骨组织由软骨细胞、基质和纤维构成。
根据软骨内所含纤维的不同,可将软骨分为透明软骨、纤维软骨和弹性软骨三种。
(一)透明软骨1.结构新鲜时为淡蓝色半透明。
基质内的胶原原纤维交织排列,并与基质的折光率一致,he染色标本上不易分辨。
透明软骨较脆易折断。
(1)软骨细胞:① 光镜结构:近软骨表面是一些幼稚的细胞,胞体小呈扁椭圆形,细胞长轴与软骨表面平行,多为单个存在。
越向深层,软骨细胞逐渐长大,变成圆形或椭圆形,在软骨的中央,软骨细胞成群分布,它们为同源细胞群。
软骨细胞埋藏在软骨间质内,它所存在的部位为一小腔,称为软骨陷窝。
在he染色标本上,陷窝周围的软骨基质呈强嗜碱性,染色很深,称软骨囊。
3_18 透明软骨② 超微结构:软骨细胞表面有许多小突起,胞质内有较多的粗面内质网和发达的golgi复合体,还有一些糖原和脂滴。
③ 功能:软骨细胞具有合成和分泌基质与纤维的功能。
(2)基质:透明软骨基质为半固态。
透明质酸分子为主干,结合着许多较短的蛋白多糖侧链,其轴心蛋白质上结合较多的硫酸软骨素侧链和较小的硫酸角质素侧链,互相结合构成分子筛,通过物质渗透,使深层的软骨细胞获得营养物质。
(3)纤维:透明软骨中的纤维成分是由Ⅱ型胶原蛋白构成的胶原原纤维,2.软骨膜在软骨发育时期,它可明显地分为内、外两层。
外层致密,含胶原纤维多,细胞和血管均少,主要起保护作用;内层疏松,纤维较少,血管和细胞成分多,其中含有骨原细胞,可分化为成软骨细胞进而形成软骨细胞。
(二)弹性软骨间质内含有大量的弹性纤维,互相交织成网,使其具有很大的弹性。
弹性软骨新鲜时呈黄色。
3_19 弹性软骨(三)纤维软骨基质很少,其中含有大量的胶原纤维束,平行或交叉排列。
软骨细胞单个、成对或成单行排列,分布于纤维束间。