人体软骨组织中的胶原蛋白.docVIP

人体软骨组织中的胶原蛋白 软骨与骨是构成身体支架的器官，它们分别以软骨组织和骨组织为主要结构成分。在人的一生中，这两种组织尤其是骨组织能不断更新和改建，从而适应成年前机体的生长发育和成年后机体支持功能的变化需求。人体99％以上的钙和85％的磷以羟基磷灰石的形式贮于骨组织中，因而骨又是人体的钙、磷贮存库。一、软 骨软骨（cartilage）由软骨组织及其周围的软骨膜构成。软骨是固态的结缔组织，略有弹性，能承受压力和耐磨擦，有一定的支持和保护作用。胎儿早期的躯干和四肢支架主要为软骨，至成体，软骨仅分布于关节面、椎间盘、某些骨连接部位、呼吸道及耳廓等处。软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成。根据软骨组织所含纤维的不同，可将软骨分为透明软骨、纤维软骨和弹性软骨三种。（一）透明软骨透明软骨（hyaline cartilage）分布较广，成体的关节软骨、肋软骨及呼吸道的一些软骨均属这种软骨。新鲜时呈半透明状，较脆，易折断。透明软骨间质中的纤维为胶原原纤维，含量较少，基质较丰富。1．透明软骨的结构（1）软骨细胞（chondrocyte）：位于软骨基质内的小腔――软骨陷窝（cartilage lacuna）中。陷窝周围有一层含硫酸软骨素较多的基质，称软骨囊（cartilage capsule），染色时呈强嗜碱性。软骨细胞在软骨内的分布有一定规律，靠近软骨膜的软骨细胞较幼稚，体积小，呈扁圆形，单个分布；位于软骨中部的软骨细胞接近圆形,成群分布，每群有2～8个细胞，它们是由一个细胞分裂增生而成，故称同源细胞群（isogenous group）。同源细胞群中的细胞分别围以软骨囊。软骨细胞核呈椭圆形，细胞质弱嗜碱性。新鲜软骨的软骨细胞充满于软骨陷窝内。但在HE染色切片中，细胞收缩成不规则形，故软骨囊和细胞之间出现较大的空隙（图4－1）。软骨细胞的超微结构特点是胞质内有丰富的粗面内质网和发达的高尔基复合体，还有一些糖原和脂滴，线粒体较少（图4－2）。软骨细胞主要以糖酵解方式获得能量。（2）基质：透明软骨基质的化学成分主要为嗜碱性软骨粘蛋白,它以长链的透明质酸分子为主干，干链上以许多较短的蛋白质链连接硫酸软骨素A、C和硫酸角质素（见图3－15）。这种羽状分支的大分子结合着大量的水，大分子又引互结合构成分子筛，并和胶原原纤维结合在一起形成固态结构。软骨内无血管，但由于软骨基质内富含水分（约占软骨基质的75％），通透性强，故软骨深层的软骨细胞仍能获得必需的营养。（3）纤维：透明软骨中无胶原纤维，但有一些由型胶原组成的胶原原纤维，它们呈交织状分布（图4－2）。胶原原纤维直径为10～20nm，无明显横纹，其折光率与基质相近，故在光镜下不易分辨。软骨囊含硫酸软骨素较多，含胶原原纤维少或无，故嗜碱性较强。软骨囊之间则含胶原原纤维较多，故呈弱嗜酸性。 图4－1 透明软骨左图为人气管透明软骨 HE×100 图4－2 透明软骨超微结构模式图2．软骨膜 除关节面的关节软骨外，软骨的表面均覆有较致密的结缔组织，即软骨膜（perichondrium）。软骨膜分内、外二层，外层纤维多，细胞少，主要起保护作用，内层纤维少，细胞较多，其中有些梭形小细胞，称骨原细胞，可增殖分化为软骨细胞（图4－1）。软骨的营养来自软骨周围的血管，并可通过软骨膜渗透至软骨内部，供应软骨细胞。3．软骨的生长方式 软骨有两种并存的生长方式（1）间质生长（interstitial growth）：或称软骨内生长，是通过软骨内软骨细胞的长大和分裂，进而不断地产生基质和纤维，使软骨从内部生长增大。（2）外加生长（appositional growth）：或称软骨膜下生长，是通过软骨膜内层的骨原细胞向软骨表面不断添加新的软骨细胞，产生基质和纤维，使软骨从表面向外扩大。（二）纤维软骨纤维软骨（fibrous cartilage）分布于椎间盘、关节盘及耻骨联合等处。结构特点是有大量呈平行或交错排列的胶原纤维束，软骨细胞较小而少，常成行分布于纤维束之间（图4－3）。HE染色切片中，胶原纤维染成红色，纤维束间的基质很少，呈弱嗜碱性，软骨囊则呈强嗜碱性。（三）弹性软骨弹性软骨（elastic cartilage）分布于耳廓及会厌等处。结构特点是间质中有大量交织分布的弹性纤维，软骨中部的纤维更为密集（图4－4）。弹性软骨具有较强的弹性。 图4－3 纤维软骨 图4－4 弹性软骨二、骨骨由骨组织、骨膜及骨髓等构成。骨组织是坚硬而有一定韧性的结缔组织。（一）骨组织的结构骨组织（osseous tissue）由大量钙化的细胞间质及数种细胞组成。钙化的细胞间质称为骨基质（bone matrix）。细胞有骨原细胞、成骨细胞、骨细胞及破骨细胞四种。骨细胞最多，位于骨基质内，其余三种细胞均位于骨组