(译自人骨手册。请支持原创,仅供学习交流。)
4.4骨的大体解剖
人体骨骼每一部分多种多样似乎很难加以分类。然而骨骼也可以划分成几种最基本的,而所重叠的类型。四肢骨和很多手骨,足骨通常称为长骨,它们都呈管状,两个末端段膨大(图4.6)。颅穹窿的骨骼,肩部,骨盆和胸腔的骨骼呈扁平状。脚踝处,手腕处,和脊柱的骨骼呈块状而且形状不规则。尽管外部形态各异,但是骨骼在大体上和微观水平上的组成结构是没有明显变化的。在宏观水平上,所有的成人骨骼都由两部分基本结构组成:骨密质和骨松质。坚硬,致密的分布在长骨骨干的侧壁和骨外表面的称为骨密质,或叫骨皮质。在关节处,骨密质在一生中被覆软骨称为软骨下骨。和非关节处的骨密质比起来能看出更光滑和富有光泽,而且缺少稍后会谈到的哈氏系统。第二种骨质有着疏松多孔,重量轻的,蜂巢一样的结构。这种骨松质分布于肌腱附着的隆起处,椎体,长骨的终端,短骨以及扁骨的中间层。这种骨松质,或称骨小梁,是因其形成骨质小梁结构而得名的。骨密质和骨小梁的分子和细胞水平的结构完全一致;这里只是根据它们疏松多孔的这种性质不同,在骨骼大体解剖中将它们分类。在生长的骨架中,骨小梁处有红骨髓,一种可以形成血细胞,也就是造血干细胞的组织,能够产生红细胞,白细胞和血小板。黄骨髓,主要是脂肪细胞的储存所,位于管状骨的骨髓腔(长骨骨干内部的空腔)内,被骨密质环绕。在发育过程中,大多数长骨中红骨髓逐渐被黄骨髓替代。正如以前提到的,除了生产血细胞和储存脂肪的作用,骨骼作为一种器官还有另一个用途:骨组织是人体中钙的储存库。管状骨或长骨的部分经常根据其在发育过程中出现的骨化中心来进行描述(见4.7节)。长骨的两端叫做骨骺,因为它们从次级骨化中心发育而来(骨骺的关节面是关节的组成部分)。长骨的骨干叫做骨体,因为它是从初级骨化中心发育而来。骨体两端向外扩展,膨大的部分叫做干骺端。很好的一个例子就是在膝关节处,股骨膝关节处的骨骺和骨体的干骺端在成长成熟的时候愈合。一生当中,骨骼外表面通常覆盖着一薄层组织称为骨膜。这种组织在干燥的骨骼标本中消失了,但是在活体中,骨膜覆盖了除和软骨相连的所有骨表面。这层组织致密,富含血管,滋养骨骼。一些骨膜上细小的纤维穿透骨骼的表面,而另一些包绕肌腱,把肌肉固定在骨骼之上。骨骼的内表面附有一层边界不清,范围较大的细胞层膜成为骨内膜。骨膜和骨内膜都是骨发生的组织——它们含有成骨细胞,在发育期大量出现并很活跃。这些细胞在数量上会减少,但是在成人中也保持着一定的活动潜力。当骨膜受到创伤时,它们就会收到刺激并开始沉积骨质。
图4.6一个左侧胫骨的断面,展示了人类长骨的大体解剖结构。注意骨密质和骨松质的排布规律。二分之一原大。4.5骨骼的分子结构现在我们来讨论骨骼更基本的分子和细胞水平的结构。在哺乳动物中,无论骨骼外表形态是怎样的,在分子水平上,骨组织都是基本相同的。骨组织,像纤维玻璃一样,是由两种物质组成。第一组成部分是大分子蛋白称为胶原蛋白,组成了骨骼中百分之九十的有机质。胶原蛋白是人体中最普遍的蛋白质。胶原蛋白分子相互缠绕形成可变形,微弹性的纤维骨骼结构。成熟的骨骼中胶原蛋白受到致密的无机物填充而得以加强,这第二组成部分就是羟磷灰石。在骨骼中,这种磷酸钙矿物质晶体充满胶原蛋白基质。这种蛋白质和矿物的交织给予了骨骼惊人的性能。这两种物质的组合可以通过两个简单的实验得以阐述。矿物质的组分给了骨骼硬度和刚性。当把骨骼浸在酸溶液中溶解这些矿物,骨骼就变成了橡胶样,可弯曲的结构。然而,当骨骼受热,燃烧掉了有机质的胶原蛋白,或者考古挖掘中一些出土的骨骼,变得非常脆弱易碎。骨骼分子水平的特征能够给我们提供一些其物理特性的线索,但是重要的是,要考虑到骨骼作为一种组织一定是由细胞来组成和维持,能对外界压力做出反应,有生长的能力。在胶原纤维和相关矿物质的水平上来看待骨骼的结构,也能洞察骨骼在这些维度上的功能。
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