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1、口腔骨组织生物学,掌握：牙槽骨的生物学特征，骨组织细胞成分，骨改建的基本特征及研究口腔骨改建的意义。 熟悉：牙周膜的细胞成分特征，力学刺激引起骨改建的基本原理和特征。 了解：牙骨质的主要基质成分，骨改建的影响因素。,为什么受压侧骨吸收，牵引侧骨形成？,骨的生物学基础,第一节,骨组织的生物学特征 骨组织的细胞成分 骨基质成分,骨的分类及构造,(一) 骨的分类及其构造： 成人骨共有206块， 依据其形状大小可以分为： 长骨、短骨、扁骨和不规则骨四种。 依据其在人体中的存在部位可以分为： 颅骨（29）、 躯干骨含中轴骨（80），躯干（51） 四肢骨含上肢骨（64）和下肢骨（62）,骨，是以骨组织为主
2、体构成的器官，是在结缔组织或软骨基础上经过较长时间的发育过程（骨化）形成的。,按形状分类的四种骨组织,1、长骨：主要存在于四肢，呈长管状。可分为一体两端。体又叫骨干，其外周部骨质致密，中央为容纳骨髓的骨髓腔。两端较膨大，称为骺。骺的表面有关节软骨附着，形成关节面，与相邻骨的关节面构成运动灵活的关节，以完成较大范围的运动。,长骨,按形状分类的四种骨组织,2、短骨：为形状各异的短柱状或立方形骨块，多成群分布于手腕、足的后半部和脊柱等处。短骨能承受较大的压力，常具有多个关节面与相邻的骨形成微动关节，并常辅以坚韧的韧带，构成适于支撑的弹性结构。,按形状分类的四种骨组织,3、扁骨：呈板状，主要构成颅腔和
3、胸腔的壁，以保护内部的脏器，扁骨还为肌肉附着提供宽阔的骨面，如肢带骨的肩胛骨和髋骨。,按形状分类的四种骨组织,4、不规则骨：形状不规则且功能多样，有些骨内还生有含气的腔洞，叫做含气骨，如构成鼻旁窦的上颌骨和蝶骨等。,骨的构造：,新鲜的骨由骨膜、骨组织和骨髓构成 。,密质骨与松质骨的差别,骨组织,细胞,细胞外基质,2、骨组织的细胞成分,骨组织的细胞成分,细胞名称 成骨细胞 破骨细胞 骨衬里细胞 骨细胞,细胞分布,骨的表面,骨基质,来源,单核细胞,局部骨组织,局部骨组织,局部骨组织,骨的表面,骨的表面,（一）成骨细胞（osteoblast）,骨组织的细胞成分,参与骨形成的主要细胞，能够分泌大量的胶
4、原蛋白和非胶原蛋白等骨基质成分，同时启动骨质的钙化； 多见于于骨内膜和骨外膜 成骨细胞的分化成熟分为四个阶段 前成骨细胞、成骨细胞、骨细胞、骨衬里细胞,成骨细胞,前成骨细胞（preosteoblst）,成骨细胞（osteoblast）,骨细胞(ostocyte),骨衬里细胞(bone-lining cell),（覆盖在骨表面，不活跃的成骨细胞）,多潜能的间充质干细胞,（钙化的骨基质陷窝内）,成骨细胞的形态,成骨细胞在骨基质沉积活跃的部分呈单层排列，为立方状单核细胞，直径约2030m，细胞质嗜碱性。成熟的成骨细胞细胞质内含大量线粒体、高尔基复合体和粗面内质网，其合成蛋白质功能活跃。,成骨细胞的功
5、能,成骨细胞合成多种骨基质蛋白 胶原： 型胶原 非胶原蛋白：骨钙素(osteocalcin)、骨涎蛋白(bone sialoprotein)、骨桥蛋白(osteopontin)、蛋白多糖(proteoglycan)、激素和生长因子的受体。 成熟的成骨细胞可以合成膜结合型碱性磷酸酶 参与矿化 信号转导,（二）骨细胞的特征,骨细胞存在于钙化的骨基质的陷窝内。 失去了许多成骨细胞的特点： 高尔基体、粗面内质网明显减少。,骨细胞通过其细长的细胞质突起与相邻细胞、骨表面的骨衬里细胞以及新骨形成部位骨表面的成骨细胞相连接。,毛细管,骨陷窝,（三）破骨细胞（osteoclast）,破骨细胞是唯一行使骨吸收功
6、能的细胞,破骨细胞的来源,破骨细胞来源于造血系统的单核细胞，与巨噬细胞有共同的前体，在特定条件下融合成多核细胞,破骨细胞的鉴定标准,抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性（TRAP） 高表达组织蛋白酶K （CTSK） 在骨表面形成骨吸收陷窝,破骨细胞的形态,位于骨吸收陷窝内 多核巨细胞，其细胞胞体变异很大，直径可达10100m，无固定形状，多核（几个上百个），细胞质嗜酸。 超微结构特征 皱褶缘(ruffled border) 清晰区(clear zone),破骨细胞有两个与骨吸收功能 相关的独特结构：皱褶缘，清晰区,皱褶缘： 破骨细胞与骨表面相对部分； 高度折叠，膜上有质子泵； 行使骨吸收功能的破骨细胞所
7、特有，扩大接触面积，物质交换： 吸收陷窝只在正对皱褶缘形成； 清晰区： 清晰区细胞膜与骨基质通过整合素紧密附着，形成封闭区； 封闭区膜上存在整合素，玻连蛋白受体，是破骨细胞附着的分子基础。,破骨细胞的功能,骨吸收 与成骨细胞相互作用 参与造血干细胞的迁移 作为免疫细胞参与炎症反应,吸收骨基质,骨表面附着,细胞极性化,形成封闭区,形成骨吸收陷窝,脱离骨面、转移,破骨细胞对矿物质的降解：,1.骨基质中的矿物质的存在方式：羟基磷灰石 2.在生物环境中，只有低pH状态可以溶解羟基磷灰石 3.影响因素：质子泵 碳酸脱氢酶(CA) 氯离子通道,破骨细胞对骨基质中有机质的降解：,主要的两种酶： 溶酶体半胱氨
8、酸蛋白酶 基质金属蛋白酶(MMPs) 另外的降解因子： 1. MMP-1（胶原酶）成骨细胞分泌 2.游离氧基加强细胞外基质的降解,参与破骨细胞在骨表面附着的调节 1.为破骨细胞的附着提供条件 骨代谢调节因子成骨细胞： （1）胞体变圆，从矿化的骨表面移开 （2）分泌蛋白酶消化骨表面的类骨质，暴露矿化的骨面,成骨细胞与破骨细胞的相互作用,成骨细胞对破骨细胞的作用：,2.提供破骨细胞与骨基质附着的位置 合成骨涎蛋白、骨桥蛋等还有Ary-Gly-Asp氨基酸序列，与玻连蛋白受体结合,成骨细胞与破骨细胞的相互作用,成骨细胞合成破骨细胞骨吸收刺激因子 前列腺素E，血小板衍生生长因子，IL-6,成骨细胞参与
9、破骨细胞分化成熟的调节 巨噬细胞集落刺激因子，核因子B受体活化因子配体，诱导破骨细胞前体分化因子,成骨细胞膜上存在诱导破骨细胞前体分化的因子(接触),成骨细胞与破骨细胞之间存在双向信号通路Eph-Ephrin，维持骨代谢平衡；,破骨细胞皱褶缘上高表达质子泵的一种组成蛋白ATP6V0D2可抑制成骨细胞的骨形成活性；,破骨细胞可分泌局部的一些因子刺激成骨细胞的分化，或者改变成骨细胞的胶原合成。,破骨细胞对成骨细胞的作用：,二. 骨基质成分,无机物 钙 磷 胶原 占有机成分的90%95% 非胶原蛋白 骨钙素 骨涎蛋白 骨桥蛋白 骨黏连蛋白 生长因子,骨钙素osteocalcin 骨基质中最丰富的非胶
10、原蛋白 作用：提供钙结合位点参与骨基质矿化或调节晶体增长。 临床意义：血清中骨钙素的水平可以作为成骨细胞活性的一个指标。,骨涎蛋白 bone sialoprotein 存在于矿化的骨基质中 作用：1.与细胞表面的整合素结合 2.与羟基磷灰石和细胞结合 3.促进破骨细胞与骨基质中的分子结合，增加破骨细胞的骨吸收能力 4.与胶原纤维结合形成局部高浓度的钙，导致矿物质沉积,骨桥蛋白osteopontin 在分化的骨细胞和许多软组织中表达 作用：1.在骨的矿化，成骨细胞和破骨细胞与骨基质的黏附过程中起作用 2.在细胞介导的免疫反应中起关键作用,骨黏连蛋白osteonectin 具有与钙和胶原结合的区域
11、 作用：推测其参与骨基质矿化的开始过程,生长因子growth factors 成骨细胞分泌 种类： 骨形成蛋白、转化生长因子- 集落刺激因子-1 颗粒细胞集落刺激因子 碱性成纤维细胞生长因子(bFGF) 胰岛素样生长因子,生长因子的作用,作用方式1.以自分泌或旁分泌的方式 2.结合进骨基质以后 作用时间：破骨细胞进行骨吸收时 作用：调节成骨与破骨的活动,骨形成蛋白BMP bone morphogenetic protein 表达在骨细胞和很多软组织中 作用：1.BMP-1参与胶原纤维的形成 2.BMP-2、3、4、6、7诱导骨生成 3.BMP-2成骨细胞的化学趋化剂 4.BMP-7与IGF-1
12、协同作用刺激骨细胞的增值与分化,骨形成蛋白的临床应用,1.应用BMP-2和BMP-7的骨诱导作用可加速骨折的愈合 2.BMP-2可以加强成骨细胞中IL-6和 TGF-的表达,三、研究骨组织生物学的意义,牙周病,颜面骨组织缺损,牙列缺失和缺损,即刻及延期种植,口腔正畸,颞下颌关节以及根尖病变,口腔骨组织及相关组织的生物学特性,第二节,一、牙槽骨 （一）牙槽骨的结构,固有牙槽骨,密质骨,松质骨,（alveolar bone proper）,（cortical bone）,（sponge bone）,牙槽骨是颌骨包围牙根的突起部分，又称为牙槽突。,固有牙槽骨(筛状板）,固有牙槽骨是牙槽窝的内壁，又称
13、筛状板，围绕于牙根周围，与牙周膜相邻。,密质骨 位于牙槽骨的外层，和固有牙槽骨一样是致密骨。骨的外表面是平行骨板，深部是哈弗系统。,松质骨 介于固有牙槽骨和密质骨之间，由骨小梁和骨髓构成。,（二）牙槽骨的生物特征,成分,无机成分 70%,有机成分 22%,水 8%,羟基磷灰石,I 型胶原 95,蛋白糖原,非胶原蛋白,形态,致密骨,松质骨,固有牙槽骨,密质骨,胚胎发育上看属于扁骨，是膜内化骨 高度可塑性变化活跃，与牙的发育和萌出、乳牙替换、恒牙移动和咀嚼功能均有关系 牙萌出和移动的过程中，受压力侧的牙槽骨发生吸收，受牵张侧的牙槽骨骨质增生 不同部位的牙槽骨其结构不尽相同,二、牙周膜,牙周膜(牙周
14、韧带)由致密结缔组织所构成。多纤维排列成束，纤维的一端埋于牙骨质内，另一端则埋于牙槽窝骨壁里，使牙齿固定于牙槽窝内,基本结构 牙周膜是纤维性结缔组织，由细胞、纤维及基质组成，在牙周膜内分布着血管、淋巴、神经及上皮剩余 基质成分 胶原 I 型胶原 80 粘蛋白 糖蛋白,主要细胞成分 成纤维细胞 是牙周膜中主要细胞，位于纤维与基质之间；分泌胶原，合成基质 未分化干细胞 * 具有分化成为骨细胞、成牙骨质细胞和成纤维细胞的能力 干细胞牙齿修复、牙周膜再生,牙周膜 的功能,支持功能（supportive function）,改建功能（ remodeling function）,感觉功能（ sensory
15、 function）,营养功能（ nutritive function）,三、牙骨质,无机成分 45%55%， 钙和磷，羟基磷灰石 有机成分 22% 胶原 型胶原，95% 非胶原蛋白 牙骨质附着蛋白（ cementum - derived attachment protein，CAP） 牙骨质来源生长因子 （cementum- derived growth factor，CGF） 无定型基质,牙骨质是覆盖于牙根表面的薄层矿化组织，位于牙根部牙本质表面。,牙骨质的生物学特征,在生理情况下，牙骨质不像骨组织可以不断地改建和重塑，只有新生，不被吸收，只有在病理情况下才会发生吸收。,口腔骨组织改建,第
16、三节,一. 骨组织改建的生物学特征,终身改建 处于骨吸收和新骨形成的动态过程 骨改建对于维持正常骨的形状、骨折后修复、维持正常的生理活动都十分重要。 正常生理改建 病理性改建,二. 骨改建的影响因素,花生四烯酸代谢产物 前列腺素* 第二信号系统 骨改建的调节因子,（一）花生四烯酸代谢产物 前列腺素 1. 与骨吸收的关系 （1） 促进破骨细胞的产生和骨组织改建 （2）介导其他细胞激肽、生长因子引起骨吸收，如IL-1 2. 与骨形成的关系 低浓度促进成骨细胞DNA合成和细胞复制； 高浓度抑制细胞分化。,（一）花生四烯酸代谢产物 前列腺素 3. 影响前列腺素产生的因素 （1） 激素、生长因子和细胞激肽 （2）前列腺素的自身放大作用 （3）机械力,细胞信号分子包括：短肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）以及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等等。,其共同特点是： 特异性，只能与特定的受体结合； 高效性，几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有
