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骨的骨组织发生及构造.doc 17页
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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两个步骤第一是形成类骨质，第二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，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Ca10PO4)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HPO42、H2PO4和PO43)，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。在骨组织的发生和生长过程中，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。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细血管，间充质细胞能不断转化为成骨细胞。在骨质的表面始终保留着成骨细胞和前成骨细胞，继续不断为骨小梁增添新的骨质。随着胚胎的发育，成骨过程不断向四周扩展，形成的骨小梁愈来愈多，骨的面积也越来越大。但所有骨小梁中的骨细胞都是通过骨小管系统获得营养。到胎儿出生前，颅顶骨的外形已初步建立，原始骨板表面均有骨膜被覆。两块顶骨之间胎儿出生后，颅顶骨随着机体和大脑的发育继续扩大。颅顶骨外围骨膜内的骨原细胞不断分化为成骨细胞，向骨的外表面添加新的骨组织，内侧面则以骨的重吸收为主，而且这两个过程尤以骨的周边部最为明显，使颅顶骨在生长的同时，保持一定的曲度，颅腔因而得以相应的扩大，与脑的发育相适应。到8岁左右，颅顶骨的内部结构才改建成具有双层成熟骨密质(即外板和内板)，在内、外板之间夹以薄层骨松质(即为板障)的成人颅顶骨结构。此后颅顶骨继续生长直到成年，而内部改建则持续终，但成年后改建速度减慢。颅顶骨以及整个颅的生长发育速度，终与脑的生长发育相适应，保证了脑和头面部的正常发育。人体中大多数骨骼，如躯干骨、四肢骨以及部分颅底骨等都是由软骨内成骨方式形成，但在骨外膜的内层又有膜内成骨。在软骨内成骨过程中，先由间充质形成透明软骨，当发育到一定程度时，透明软骨逐渐退化，随着血管的侵入，前成骨细胞自软骨膜进
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