第五节　脊椎的组织细胞学

骨组织（osseous tissue）是脊椎骨的结构主体，由多种细胞和钙化的细胞外基质组成，细胞外基质中有大量骨盐沉积使骨组织成为机体最坚硬的组织之一。

骨基质（bone matrix）即钙化的细胞外基质，简称骨质。最初的细胞外基质无骨盐沉积称类骨质，经无机盐有序沉积钙化后才转变为骨基质。骨基质包括有机成分和无机成分。有机成分中主要是Ⅰ型胶原蛋白，少量由蛋白多糖及其复合物构成的基质具有黏合纤维的作用，另外还有骨钙蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白和钙结合蛋白等起到骨质钙化、钙离子传递和平衡以及细胞与骨质的黏附等作用。无机成分又称骨盐，以钙、磷离子为主，主要以羟基磷灰石结晶的形式存在，其成分占干骨重的65%。

在脊椎骨的外表层由骨基质构成的骨板层数较多、排列紧密称密质骨；在脊椎骨的内表面和中心等处，骨板不规则交织呈网格样结构称松质骨。骨板内部纤维相互平行，相邻骨板间纤维则相互垂直，这些骨质结构形式有效地提高了骨的强度（图1-5-1）。

图1-5-1　骨板与骨膜立体结构模式图

1.骨膜　2.骨板

骨组织的细胞类型包括骨组织内部的骨细胞以及骨组织表面的骨祖细胞、成骨细胞和破骨细胞。其中：①以骨细胞的数量最多，其分散于骨板内或骨板间。骨细胞的结构和功能随其成熟度而变化，刚转变的骨细胞与成骨细胞类似，能产生少量类骨质；随着类骨质逐渐钙化为骨质，骨细胞也随着逐渐成熟。成熟的骨细胞具有一定的溶骨和成骨作用，并参与调节钙、磷平衡。②骨祖细胞位于骨膜内，是骨组织的干细胞。骨祖细胞具有可分化为成骨细胞和成软骨细胞的双重潜能，分化方向取决于所处部位和所受的刺激性质。如当骨生长、改建或骨折修复时，骨祖细胞增生活跃，不断分裂分化为成骨细胞。③成骨细胞分布在骨组织表面，成骨细胞能产生类骨质，并分泌多种细胞因子调节和促进骨组织的形成和钙化。成骨细胞产生类骨质后，自身也被包埋其中，随分泌能力的减弱，其胞体缩小，突起延长，最终转变为骨细胞。④破骨细胞散在分布于骨组织表面，破骨细胞破骨细胞具有很强的溶骨、吞噬和消化能力，能释放多种水解酶和有机酸，溶解骨盐，分解有机成分。

骨膜分为骨内膜和骨外膜，分别指覆在骨内、外表面的结缔组织膜。我们俗称的骨膜常指骨外膜，骨外膜（periosteum）又分为内外两层，外层为厚而致密的结缔组织，粗大密集的纤维交织成网，其中有部分纤维束穿入骨质，起固定骨膜和韧带的作用，称穿通纤维（perforating fiber）。内层为薄层疏松结缔组织，富含血管、神经和骨祖细胞。骨内膜（endosteum）很薄，由一层扁平的骨祖细胞和少量结缔组织构成，并和穿通管内的结缔组织相延续。骨膜的主要作用是营养骨组织，骨膜中的骨祖细胞有助于脊椎骨生长和修复。

骨髓（bone marrow）位于骨髓腔中，是主要的造血器官，分为红骨髓和黄骨髓。红骨髓由造血组织和血窦构成，胎儿及婴幼儿时期的骨髓都是红骨髓，随年龄增长逐渐转变为黄骨髓为脂肪组织，黄骨髓内尚保留少量幼稚血细胞具有造血潜能，当机体需要时可转变为红骨髓造血。造血细胞赖以生长发育的环境称造血诱导微环境。造血微环境中的核心成分是基质细胞，包括巨噬细胞、成纤维细胞、网状细胞、骨髓基质干细胞、血窦内皮细胞等。基质细胞能分泌多种造血生长因子，调节造血细胞的增殖与分化和基质细胞组成；基质细胞还能产生网状纤维、粘连性糖蛋白等细胞外基质成分，有滞留造血细胞的作用。网状细胞和网状纤维构成网架，网孔中充满不同发育阶段的各种血细胞以及少量巨噬细胞、脂肪细胞、骨髓基质干细胞等。骨髓内贮存有大量杆状核粒细胞和分叶核粒细胞，在骨髓停留4～5天后入血。在某些病理状态，如急性细菌感染，骨髓加速释放，外周血中的粒细胞可骤然增多。

椎间盘位于脊柱相邻两椎体之间，由软骨终板、纤维环、髓核组成的一个密封体。软骨终板为覆盖于椎体上、下面的透明软骨，纤维环为髓核周围的纤维软骨构成。透明软骨和纤维软骨均为软骨，软骨由软骨细胞和软骨基质构成的软骨组织及其周围软骨膜构成。软骨内无血管、淋巴管和神经，软骨基质具有渗透性，可输送软骨膜血管渗出的营养物质营养软骨细胞。不同类型软骨基质中所含纤维不同，作用也不同。透明软骨基质中的纤维成分为交织排列的胶原原纤维，基质中含有大量水分，故透明软骨的抗压性较强，具有一定的弹性和韧性，但较易断裂。纤维软骨含有大量平行或交叉排列的胶原纤维束，软骨基质较少，具有很强的韧性，能承受较大的弯曲和扭转负荷。软骨终板内无神经组织，因此当软骨终板损伤后，既不产生疼痛症状，也不能自行修复。纤维环的前侧及两侧较厚，而后侧较薄。纤维环前方的前纵韧带较强大，而后侧的后纵韧带较窄薄。因此，髓核容易向后侧方突出，压迫神经根或脊髓，造成腰椎间盘突出症。椎体上下面的软骨终板与纤维环包绕密封的部分为髓核。髓核与软骨终板紧密接触，幼儿时有小血管穿过软骨终板供应髓核营养，到成人时闭塞，椎间盘的营养主要来自经软骨终板渗透到髓核的途径。髓核是一种弹性胶状物质，含有黏多糖蛋白复合体、硫酸软骨素和大量水分，出生时含水量高达90%，成年后约为80%，但随着年龄的增长，髓核中的蛋白多糖解聚增多，水分逐渐减少，胶原增粗并逐渐被纤维软骨所替代，故老年人发生椎间盘突出的机会明显高于青壮年。有研究显示，由于髓核具有的缓冲效应和完好纤维环壁垒结构的保护作用，椎体垂直方向的压力负荷会增加，易导致软骨终板的破裂产生许莫结节，但若纤维环局部出现退变损伤时，在髓核的不断拉、扭、压应力的作用下，则较易冲破退变损失的纤维环，造成髓核突出。

（曲林涛　高波　程永远）