1、 554 CHINESE JOURNAL OF ANATOMY Vol.45 No.6 2022 解剖学杂志 2022 年第 45 卷第 6 期doi：10.3969/j.issn.1001-1633.2022.06.013论 著人、哺乳类、家禽类、两栖爬行类及鱼类骨密质组织形态学比较*陈 雪1 李 聃1 王海荣2 杨 杰1（1 上海公安学院侦查系刑事科学技术教研室，上海 200137；2 辽宁省北票市公安局，北票 122100）摘要 目的：目的：比较人、狗、鸭、鳖和鲅鱼骨密质组织形态学特征，寻找其形态学变化的进化规律。方法：方法：收集死亡10年以内的现代人股骨200例，以及狗、麻鸭、鳖各50
2、只的股骨，以及50条鲅鱼肋骨，取其骨密质做成骨切片，用硫瑾-苦味酸染色后，在显微镜下观察骨单位数量等12项指标，统计各指标的差异及其变化规律。结果：结果：人、狗、鸭、鳖和鲅鱼的骨组织学形态差异明显，仅在哺乳动物骨组织中出现骨单位带和丛状骨，骨单位的变化也具有明显规律性，随着动物进化程度提高，骨单位的结构越来越复杂、功能越来越完善。结论：结论：骨骼的组织学结构具有明显进化特征，每个种属的动物骨组织学形态均具有特色鲜明的种属特性。关键词 骨密质；种属特性；进化特征Comparison of compact bone histomorphology among human，mammals，poult
3、ry，amphibious reptiles，and fishes*Chen Xue1，Li Dan1，Wang Hairong2，Yang Jie1（1.Science of Criminal Investigation，Shanghai Police College，Shanghai 200137；2.Beipiao Public Security Bureau，Beipiao 122100，China）Abstract Objective：To compare the morphological characteristics of compact bone in human，dog，d
4、uck，soft shelled turtle，and Spanish mackerel to find out the evolutionary rule of morphological changes.Methods：Two hundred human femurs within 10 years of death，50 femurs from dogs，50 femurs from ducks，50 femurs from soft shelled turtles，and 50 Spanish mackerel ribs were collected，cut into slices a
5、nd stained with sulphur-picric acid.Twelve indexes including the number of bone units were observed under the microscope.The differences and variation rules of each index were statistically analyzed.Results：Human，dog，duck，soft shelled turtle and Spanish mackerel had obvious differences in bone histo
6、logical morphology.Osteon bands and plexiform bones were found only in mammal，and the changes of osteon also had obvious regularity.With the improvement of animal evolution，the structure of osteon became more and more complex，their functions became more and more perfect.Conclusion：The histological s
7、tructure of bone has obvious evolutionary characteristics，and the bone histological morphology of each species has distinct species characteristics.Key words compact bone；species characteristics；evolutionary characteristics*2021 年度“曙光计划”项目（21SG58）；辽宁网络安全执法协同创新中心资助项目（CSLE2018012）第 1 作者 E-mail： 通信作者，E
8、-mail：收稿日期：2021-10-09；修回日期：2022-06-18骨骼是生物体的重要组织，具有支撑和保护生物体组织器官的作用，除软体动物外，所有动物均有外骨骼或者内骨骼。因不同动物的生存环境和习性等不同，其骨骼的形态也有明显差异。虽然对不同动物骨骼形态研究有很多报道，但大多集中在动物骨骼的大体形态学方面，而对各类动物骨组织学形态特征研究较少，特别是关于鱼骨组织形态和鳖骨组织形态报道极少1-2。目前研究表明，地球上最开始出现的动物是单细胞生物，在约5亿年前海洋里开始出现鱼类的祖先甲胄鱼，约3亿年前开始出现陆生动物，2亿年前开始出现两栖类和爬行类动物之间的动物蜥螈，约1亿年前出现了恐龙，到
9、约7千万年前出现鸟类，约200万年前才出现人类的祖先。因此，所有动物都是由原始的单细胞生物进化而来，进化的痕迹遍布于动物身体的各个部位，骨骼作为动物进化的产物也应该具备显示其进化进程的结构特征。为此，从微观水平，对处于不同进化阶段的骨组织形态特征进行研究，由于两栖类动物蛙科生长年限较短，鲵科、蝾螈科属于保护 555 动物，因此选取两栖爬行类成年鳖作为两栖类动物代表，对鱼类、两栖爬行类、家禽类、哺乳类和人类的骨组织形态特征进行了研究。1 材料和方法1.1 样本1.1 样本成人样本在征得死者家属或相关人员同意后，取成年死者右腿股骨中段约4 cm，共取200人份备检。动物样本在辽宁省的不同市场收集2
10、年生以上的狗和麻鸭右腿股骨中段约4 cm、鳖右后腿完整股骨、2年生以上鲅鱼第5肋骨中段，每种动物收集50只备检。上述样本均要求没有明显畸形和肉眼可见的疾病。1.2 骨切片制作及染色1.2 骨切片制作及染色首先用锯将上述样本横截面锯成约0.5 cm厚的骨薄片后，置于10%甲醛溶液中固定3 d，放入5%硝酸溶液中脱钙，每天更换脱钙液，3 d后水洗12 h，然后用冰冻切片机切成厚约25m的切片，用硫瑾-苦味酸染色。1.3 观察测量1.3 观察测量染色后的骨切片用光学显微镜在40、100、200倍和400倍下拍摄图片。将图片输入计算机，用 Motic公司的病理图像处理系统软件观察和测量各项指标。1.4
11、 指标选择1.4 指标选择为了全面探索股骨密质骨和鲅鱼肋骨的组织学形态特征，从多个层次选定骨单位排列状况、1个视野下的骨单位数量、骨单位直径、骨单位面积、骨单位中环层细胞的层数、哈氏管直径、哈氏管面积、外环骨板及内环骨板的厚度、一个视野中骨陷窝的数量和一个骨陷窝的面积、以及丛状骨和骨单位带的出现情况3等12个观测指标，每项指标至少观察个视野，取个视野的平均值作为该项指标的测量数据。鲅鱼肋骨由于其形态特殊，单独进行观测。1.4 统计学处理1.4 统计学处理用SPSS 14.0软件对各项数据进行统计学分析，计量资料以xs表示，组间比较采用t检验。2 结果2.1 骨切片染色2.1 骨切片染色经上述切
12、片染色处理后，切片在显微镜下显示骨质颜色为深黄色，骨单位、骨陷窝和骨小管被染成紫褐色（图A）。2.2 形态观察2.2 形态观察人、狗、鸭和鳖股骨的骨单位排列没有明显的规律性，均比较杂乱。人的骨单位形态较复杂，有圆形、椭圆形和不规则形，以椭圆形为主，面积大小不一，环层骨细胞层数以5 6层居多，各骨单位的边界清晰，骨组织中可见较多的间骨板和非哈氏管，内环骨板和外环骨板的边界也较明确。狗的骨单位明显比人类的小，形态较复杂，有圆形、椭圆形和不规则形，以椭圆形为主，面积大小不一，环层骨细胞层数多为3 4层。狗股骨中常见明显的丛状骨和骨单位带，偶可见到间骨板。鸭的骨单位均较小，以圆形和椭圆形为主，环层骨细
13、胞数很少，多为2 3层，偶可观察到间骨板，未观察到丛状骨和骨单位带。鳖股骨的骨单位以一层环层骨细胞为主，有很多只有哈氏管、没有环层骨细胞的骨单位（原始骨单位），有2层环层骨细胞的非常少，3层以上的未观察到，也未观察到间骨板、丛状骨和骨单位带（图1B1E）。鲅鱼的肋骨组织结构单一，未观察到骨单位，也未观察到哈氏管、非哈氏管、丛状骨和骨单位带等结构，只有骨膜、骨密质、骨松质、穿通管和血窦等结构，其中骨密质中可见少量骨细胞，并有大量血窦穿通管及少量血窦穿过其中。骨松质处主要由大量血窦和血窦间骨质构成（图1F）。2.3 计量指标统计2.3 计量指标统计人、狗、鸭和鳖4个种属动物之间，在骨单位数量、骨单
14、位直径、骨单位面积、环层骨板数、哈氏管直径、哈氏管面积、内环骨板厚度、外环骨板厚度、骨陷窝数量、骨陷窝面积等各指标差异均有统计学意义（表1）。可见各项指标基本都是从人到鳖显示由大到小，其中人的各项指标个体差异相对较大，鳖股骨的哈氏管直径、哈氏管面积、内环骨板厚度、外环骨板厚度、骨陷窝数量和骨陷窝面积等6项指标呈现较大的个体差异。各类动物及人的10项指标值见表1。3 讨论以往的研究证明，骨单位是骨密质的基本构成单位4。在观察的5类不同种属的动物中，鲅鱼没有骨单位，鳖股骨的骨单位很小，形态简单且规整，大多呈圆形，同时可见很多只有哈氏管的原始骨单位，形成环层骨板的骨单位也只有1层环层骨板、最多的有2
15、层。鸭股骨的骨单位也很小，大多呈圆形和椭圆形，多数骨单位都出现了2 3层的环层骨板。狗的股骨骨单位形态较多样，有圆形、椭圆形和不规则形，面积明显大于鸭股骨骨单位，环层 556 骨板数也增加到了4 5层，而且出现了较多的丛状骨和骨单位带。人类股骨骨单位面积最大，形态不规则，有圆形、椭圆形和不规则形，环层骨板数大多为5 6层，极少出现3层以下的骨单位。骨单位的这种从无到有、从简到繁、从小到大的规律性变化，充分证明骨单位是在两栖生活的动物开始出现，并且仅出现只有哈氏管的原始骨单位，随着动物进化程度的提高，骨单位的结构也越来越复杂、功能越来越完善。由此可以认为，骨单位是随着生物进化而逐渐出现的一个适应
16、骨骼功能需要的结构，鱼类生活在水中，不需要骨骼来支撑身体的重量，因而没有形成骨单位；鳖类已经进化到肢体需要承担部分身体重量，但生活在水中的时间比较长，不需要肢体承担太多的体质量，也不需要依靠肢体进行远距离运动，因而出现了结构简单但足以适应其所需要的承受身体重量和运动相应的原始骨单位和简单骨单位；麻鸭本质上属于鸟类，虽然双下肢需要支撑身体的重量，但其运用双翅可以飞行的生物属性决定了它要有较轻质量的骨骼，而且其进行长距离运动时本质上是依靠双翅的飞翔运动，所以鸭的骨骼出现了面积较小、数量较多且相对简单的骨单位；狗属于常见的哺乳类食肉动物，其四肢要支撑身体的重量，而且还要适应其长距离快速奔跑的需要，这就要求其骨组织形态适应这种需求，因而其骨单位形态比较复杂，环层骨板数量明显多于鸭，且出现了丛状骨和骨单位带；而人的股骨需要支撑身体的全部重量，还要适应步行、奔跑等功能的需求，所以其骨单位的形态结构最为复杂，间骨板和非哈氏管等结构亦较多见5-7。每一种属的动物骨骼均形成了适应自己生存环境和生活习性的特殊的组织形态学结构。因此，骨单位和间骨板等骨组织学的形态变化可以作为骨组织形态进化的一个明确指标。人