是脊椎動物特有的胚胎性骨骼,一種無血管、無神經且略帶彈性的堅韌結締組織,由軟骨細胞與細胞外基質組成,在人體內負責緩衝關節摩擦、支撐與保護構造,常見於關節、肋骨、氣管與耳殼。軟骨(cartilage)一種,略帶彈性的堅韌組織,在機體內起支持和保護作用。在胎兒和年幼期,軟骨組織分布較廣,後來逐漸被骨組織代替。

一.歷史

對軟骨的文字記載,最早可追溯到西元前4世紀的古希臘哲學家亞里斯多德:「軟骨存在於那些需要柔軟且富有彈性的堅實框架來支撐周圍肌肉的地方。這適用於耳朵和鼻孔。這些突出的部位如果過於脆弱,很容易斷裂。
古羅馬帝國時期、發表最多研究論文的希臘裔醫學家與哲學家克勞狄烏斯‧蓋倫(Aelius Galenus或Claudius Galenus)於西元175年完成的《論身體各部位的用途》文章中,簡要描述關節軟骨:「軟骨覆蓋在骨骼的某些部位」、「軟骨起到潤滑關節的作用。」其他著作中,蓋倫也提及軟骨,並稱關節滑液也保護骨頭免受磨損。
中世紀波斯最傑出的哲學家、醫學家與科學家阿維森納(Avicenna),本名伊本‧西那(Ibn Sina),被尊稱為「中東醫聖」,也是「現代醫學之父」之一,與古希臘的希波克拉底和蓋倫齊名。其所著的《醫典》對人體骨骼與軟骨的構造提出劃時代的見解。
摩西‧本‧邁蒙(Moses ben Maimon)通稱邁蒙尼德(Maimonides),是有史以來最偉大的猶太學者之一,他還是法學家、哲學家和醫師,其所著的《醫學格言錄》(Medical Aphorisms)則將軟骨的韌性和神經性比較。
現代解剖學之父安德烈亞斯‧維薩里(Andreas Vesalius)指出軟骨會隨著年齡而變化,逐漸變硬,變得像骨骼一樣脆弱易碎。
16世紀倫敦解剖學家克洛普頓‧哈弗斯(Clopton Havers)首次嘗試解釋軟骨相對柔韌性,提到構成骨骼和軟骨的「顆粒」;他提出的另一個假說是關節軟骨表面覆蓋著一層膜,曾引發爭論,直到電子顯微鏡才得以證實。
蘇格蘭解剖學家和外科醫生威廉‧亨特(William Hunter)曾在1743年發表一篇里程碑式的論文,準確地描述關節軟骨的物理特性、彈性和結構,分離並科學地定義關節軟骨的無血管、承重特性及其易受疾病影響的特性。被認為是第一篇關於關節軟骨的科學研究論文。
美國著名解剖學家約瑟夫·萊迪(Joseph Leidy)於1849年發表了當時最詳盡的關節軟骨描述,指關節軟骨「在那些活動最頻繁、最易磨損的關節處最厚」。髖關節和膝關節的軟骨最厚,厚度為3.75~5.0毫米。最表層的軟骨細胞接近扁平狀,而較深層的軟骨細胞則呈球狀。

二.軟骨組織

軟骨半透明且無孔,是由稱為軟骨細胞的特殊細胞組成,是一種富有彈性的光滑結締組織。這些細胞產生大量的膠原蛋白細胞外基質,這種豐富的基質富含蛋白聚醣和彈性蛋白纖維。軟骨組織中,基質佔95%體積,水分又佔了基質的70%。基質的有機成分主要是多種蛋白,如軟骨粘蛋白、膠原和軟骨硬蛋白等。
通常被一層堅韌的纖維膜——軟骨膜——覆蓋。然而,某些纖維軟骨,例如膝關節的半月板,具有部分血液供應。軟骨細胞透過擴散作用獲得營養。關節軟骨的壓縮或彈性軟骨的屈曲會產生液體流動,進而促進營養物質向軟骨細胞的擴散。與其他結締組織相比,軟骨的細胞外基質更新速度非常緩慢,有文獻記載其修復速度也遠低於其他組織。

三.軟骨的生長

稱為軟骨發生(Chondrogenesis)是指間葉幹細胞(Mesenchymal Stem Cells)分化為軟骨細胞(Chondrocytes),並分泌細胞外基質(ECM)形成軟骨組織的生物學過程。此過程是胚胎骨骼發育、生長板形成及受損組織修復的核心機制。
軟骨的營養與保養由於軟骨缺乏血液循環,它必須藉由關節液的擠壓來吸取養分。若長期承受過大壓力(如體重過重、久站、高強度運動),軟骨容易磨損。

四.軟骨類別

人體的軟骨主要分為三大類:
  1. 透明軟骨(Hyaline cartilage,又稱玻璃軟骨):
    人體內分布最廣的軟骨組織,因新鮮時呈現半透明乳白色而得名。它富含第二型膠原蛋白,質地堅韌且具彈性,主要作為骨骼末端的緩衝墊,並維持呼吸道暢通(如構成氣管的軟骨),表面光滑,負責減少關節摩擦,如膝關節、髖關節的半月軟骨(關節內外各一片,平整的夾在股骨與脛骨之間,在膝關節活動時會前後左右滑動,吸收撞擊及摩擦力)。
  2. 纖維軟骨(Fibrocartilage):
    是人體內最堅韌的軟骨組織,富含大量膠原纖維,介於緻密結締組織與透明軟骨之間,由成束的膠原纖維與軟骨細胞組成,具備極佳的延展性、抗壓性以及吸收震盪的能力常見於承受重壓與拉力的部位,如脊椎間盤、恥骨聯合與膝關節半月板;而手腕關節處的三角纖維軟骨(TFCC)更是臨床上最易受傷發炎的部位。由於其本身缺乏豐富的血管,若發生嚴重撕裂傷,通常較難自行癒合,需要長時間的休息或醫療介入。
  3. 彈性軟骨(Elastic cartilage):
    由軟骨細胞與細胞外基質組成,是一種富含大量彈性纖維的結締組織,具高度柔軟性與回彈力。分布於人體外耳(耳廓)、鼻翼、耳咽管及會厭軟骨等處。相較於透明軟骨,彈性軟骨的顯著特徵就是其極佳的「可變形且能恢復原狀」的能力。其主要功能是提供需要維持形狀卻又具備高度彎曲彈性的構造支撐。

五. 軟骨算骨頭嗎?

軟骨是人體結締組織的一種,屬於廣義骨骼系統的一部分,但它與我們常說的「硬骨」(骨頭)不同。兩者的組成與特性差異極大,簡單來說,軟骨不含鈣質且具備彈性,硬度僅次於骨骼,主要負責緩衝與減少關節摩擦,而硬骨則負責支撐身體與儲存鈣質。軟骨與硬骨的主要差異如下:
  1. 組成成分:硬骨主要由磷酸鈣等礦物質組成,質地堅硬;軟骨則由軟骨細胞與大量膠原蛋白、水分組成,略帶堅韌且富有彈性。
  2. 血液供應:硬骨內有豐富的血管和神經,具備強大的修復能力;軟骨內部沒有血管和神經,主要依靠關節液或表層組織獲取養分,因此一旦受損或磨損,極難自行修復。

六.軟骨的功能

軟骨是骨頭與骨頭間的「緩衝墊」,存在於膝蓋、脊椎椎間盤、耳朵及鼻子等部位。主要功能包括:
  1. 緩衝與避震:覆蓋在關節骨端(如膝蓋),能吸收行走或跑步時的衝擊力,保護硬骨不直接碰撞受損。
  2. 減少摩擦力:表面光滑且富含彈性,能確保關節活動時靈活順暢。
  3. 維持器官塑形:支撐鼻翼、耳殼及呼吸道(氣管環)等柔軟構造,使其保持特定形狀而不塌陷。
以關節軟骨(Articular Cartilage)為例,由分布稀疏的軟骨細胞(Chondrocyte)及細胞間質(Matrix)組成平整的覆蓋在骨端表面,包覆著骨頭的末端,形成光滑富彈性的關節面,具滑潤、耐磨、抗壓特質,不但能使關節靈活運動,而且能緩衝外力的撞擊。

七.軟骨再生醫學

過去認為受損的軟骨難以自行修復,但隨著醫學發展,科學家陸續在軟骨修復與再生技術上取得突破。
  1. 史丹佛大學研究:科學家發現「老化酶抑制劑」(如 SW033291),在實驗中成功讓退化的人類與小鼠軟骨重新增厚、再生。
  2. 單次注射療法:美國研究員開發了透過單次注射將藥物送達關節或引導自身細胞修復的技術,在動物實驗中發現能逆轉退化性關節炎。
  3. 維護軟骨健康需補充膠原蛋白、軟骨素、維生素C與Omega-3。膠原蛋白與軟骨素提供修復原料並保持結構吸水彈性,主要存在於雞爪、豬耳朵、牛筋、魚皮及軟骨組織中,多吃有益補充。如果不想因此攝取太多脂肪,可以透過萃取型保健品獲取高濃度成分。維生素C促進膠原蛋白合成,是合成膠原蛋白不可或缺的輔酶。建議從芭樂、奇異果等新鮮水果中補充。Omega-3則能減緩關節發炎及疼痛,建議攝取鯖魚、秋刀魚等深海魚類。
參考網址:
軟骨認識史
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1063458405002414

科學中的藝術:威廉與約翰‧亨特-啟蒙運動的贈與
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6437391/
 

 



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