骨骼是如何形成的?
最初的答案是:骨头是如何形成的?
在人类和其他脊椎动物中,骨形成有两个过程,称为膜内骨化和软骨内骨化。在这个胎儿中,胭脂红染色只染色钙化的骨,而骨骼中未钙化的膜和软骨部分相对未染色。我用这两种方法来标记骨骼的形成——基本上,头骨是膜内的,而头部以下的一切都是软骨内的(这种简单的二分法并非100%正确,但我认为你不会想知道细节)。
膜内骨化基本上是从一种纤维膜开始的,这种纤维膜是由一种叫做间充质的胚胎软组织凝结而成的。凝结的组织薄片被血管侵犯,其胶原纤维逐渐钙化,转化为骨骼,将血管限制在越来越狭窄的间隙。这种模式适用于相对较少的骨骼,主要是头骨。这仍在进行中,你可以感觉到婴儿头骨的“软点”(囟门);这些颅骨间隙仍然被膜内骨化所填补。这里没有太多的描述性细节,这是我的教科书数字总结过程(如果你点击放大它会更清晰)。
软骨内骨化始于即将到来的骨的透明软骨“模型”(endo- =“内部”;chondr- =“软骨,软骨”)。几乎所有的骨骼都是通过这种方法形成的:脊柱、肋骨、骨盆和胸骨,以及四肢骨骼。(不过,部分锁骨是通过膜内方法形成的。)
软骨内成骨是一个更复杂的过程,需要很多空话和昂贵的词汇来描述。(尽管软骨细胞这个词很有用,但对我下面的插图来说,它的意思是软骨细胞。)软骨内成骨基本上不涉及软骨向骨的转化(许多教科书给出的错误印象),而是软骨被骨取代。软骨被侵蚀,钙化的骨头沉积在那里。也许这个教科书插图的总结足以满足你的兴趣。我是以胎儿的掌骨为基础的因为这里的骨化解剖结构比肱骨或股骨这样复杂的骨头要简单得多。比较我这篇文章最后一张照片中的掌骨x光片。
这是我最喜欢的照片之一(特别是在我用彩色区域修饰了原图之后)。它以细胞的细节描绘了上面骨骼图的蓝色和紫色区域。这是一个延长孩子和青少年的胳膊和腿的过程,使人长高。在上面的胎儿照片中,这是亮红色的肢体骨骼钙化轴(下面5区)和苍白的关节软骨(下面1区)之间的边界。
直到十几岁到二十岁出头,你在前一张照片中看到的是四肢骨骼的典型骺板(生长板)。照片上方的软骨在x光下是半透明的,所以在儿童或青少年的四肢x光片上,我们看到的是横切的暗线或长骨头部(骨骺)和骨干(骨干)之间的缝隙。当软骨枯竭,这些缝隙闭合,肢体就不能再生长,人也不能再长高。此x射线对应图7.9中的阶段5。注意到在这个阶段腕骨是多么的小。8个腕骨中的一个,豆状骨,直到9到12岁才形成——可能是体内所有软骨内骨化事件中最新的一个。(手和脚的一些可变籽骨甚至可能在更晚的时候形成。)