超微结构基本知识讲座

2010.3吴晓英 超微结构基本知识一 、 取材、样品制备与课题设计密切相关 取材前要问几个问题 : a 所要研究对象的解剖位置是否清楚 ?如海马 . 肾小球病变 . b 要观察样品的外部还是内部结构？取材和固定前的处理不同（），如肠上皮、牙齿髓腔的观察 c 是定量还是定性？ d 有横 /纵向之分吗 ? 肌肉 神经等 .取材或固定要与课题设计的目的一致 . 取材、固定 组织取材 : 大小 (1X1X5mm3)、部位 (与要观察的对象有关) 原则 :保证样品的超微结构不受损伤及细胞原有的定位 . 注意事项 : 切取组织动作要迅速 ; 低温操作 ; 取材用的刀具要锋利 ; 组织块要切小 ; 部位要准确可靠 . (6)做好文案工作 :标本编号、各项相关资料等3.各类标本的取材 实体组织标本的收集手术标本穿刺标本 细胞标本的收集 体液游离细胞 :血液、尿液等 (抗凝 /防溶血 )培养细胞的收集 常规包埋法原位包埋法 培养细胞 :量的多少能做 (培养瓶 孔板 )；一般 1mm3即可，或孔均可做，其方法不同细胞可更少固定 : 2.5%-3%的戊二醛或多聚甲醛混合固定液 .灌注固定 _好浸泡固定体液 ：血、骨髓液、精液等的取材方法特殊性温度时间二 、 超微结构观察与研究中值得注意的问题1 、局部与整体的关系 :EM下 :极小的一部分 ,超薄切片获得的样品厚度只有一个细胞的几百分之一 必须同时进行大体和组织学的观察 ,才能获得全面的资料 .2 、静态和动态的关系 :在常规电镜技术中 ,不能观察活细胞 ,故细胞结构是瞬间静态的图象 ,实际上,细胞是运动和变化 ,细胞超微结构也是动态的 .防止单纯的形态描述。3.半薄切片 :补充上述缺陷 .生物样品的普通石蜡切片厚度为 5微米左右 ,其观察深度远比超薄切片为大 ,即在石蜡切片和超薄切片之间不仅有观察范围大小的区别 ,也有观察厚度大小的显著差异 .半薄切片厚度为 1微米左右 ,一方面可为超薄切片定位 ,以选取电镜下观察部位 ,另一方面可供光镜观察标本的整体面貌 .通过 LM 观察半薄切片可以检见通常在石蜡切片难以检见的形态结构 ,并据此可做出诊断 .因为制作半薄切片的材料和技术操作过程不同于石蜡切片 ,而切片又较普通石蜡切片为薄 ,故其中某些组织成分得以较好保存和得以显示 ,有利于诊断 .4.电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜，但电镜因需在真空条件下工作，所以很难观察活的生物，而且电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。其他的问题，如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也有待继续研究。 三、几类常见细胞的超微结构特征及鉴定 细胞是构成人体最基本的功能单位，人体的细胞有两百多种，其结构不同，功能不同 结构与功能相联系，每种细胞、组织和器官都有一定的形态结构特点。这些特点往往是它们行使 一定功能的结构基础，两者密切相关。 如：分泌蛋白质的腺细胞富有粗面内质网和发达的高尔基复合体，巨噬细胞则有较多的溶酶体；构成肌组织的肌细胞，形态细长，含有大量纵行肌丝，是细胞收缩的物质基础；上皮组织则细胞排列紧密，具有吸收和保护等功能相关结构。又如消化管是连续的管道，而食管、胃、小肠和大肠的粘膜又各有特点，它们与各段的相应功能相关。因此，结构与功能相结合既能达到深入理解，融会贯通 神经元 神经组织由神经细胞和神经胶质细胞构成。神经细胞即为神经元，是神经系统的结构功能单位，可接受刺激，传递信息，有的还有内分泌功能。神经胶质起支持、营养、保护作用。 突分两类， 即轴突 (axon)和树突 (dendrite)，大多数神经元具有多个树突，每个树突都较短，分支较多，可扩大接受信息面积。 树突小分支表面有大量的细刺状突起，称为棘突或棘刺（spine）。 神经细胞（ neuron）细胞质内有丰富粗面内质网及发达的高尔基体，细胞核大，常染色质及核仁均明显 。粗面 内质网与核糖体成片，异染色质少单个核仁均明显 。大鼠脑神经细胞，胞核大，核常染色质及染色质间颗粒（黑 “”）明显， 核仁大（白 “”）。 ×14000 大鼠脑神经细胞，胞质内粗面内质网（黑 “”）丰富， 高尔基体（黑 “”）发达，细胞周边可见突触（白 “”）。 ×20000 人脑白质中少突胶质细胞，核及细胞均略呈椭圆形，核相对较大， 胞质少，核糖体较多，其他细胞器少，邻近为神经毡。 ×16000 血管内皮细胞 内皮为衬贴于血管腔单层扁平上皮。内皮细胞长轴多与血液流动方向一致，细胞核居中，核所在部位略隆起，细胞基底面附着于基板上。电镜观察，可见内皮细胞腔面有稀疏而大小不一的胞质突起，表面覆以厚约 30 60nm的细胞衣，相邻细胞间有紧密连接和缝隙连接及 10 20nm的间隙。内皮细胞核淡染，以常染色质为主，核仁大而明显。在胞质内有发达的高尔基复合体、粗面内质网和滑面内质网。 内皮细胞超微结构的 主要特点 是胞质中有丰富的吞饮小泡，或称质膜小泡（ plasmalemmal vesicle），直径 60 70nm（图）。这些小泡是由细胞游离面或基底面的细胞膜内凹形成，然后与细胞膜脱离，经细胞质移向对面，又与细胞膜融合，将小泡内所含物质放出，故小泡有向血管内外输物质的作用，细胞质内还可见成束的微丝和一种外包单位膜的杆状细胞器，长约 3m 直径 0.1 0.3m ，内有 6 26条直径约 15nm左右的平行细管，称 Weibel-Palade小体（ W-P小体） W-P小体 是内皮细胞特有的细胞器，一般认为它是合成和储存与凝血有关的第 因子相关抗原（factor related antigen, F ）的结构（图） 上皮细胞 上皮组织（ epithelial tissue）由密集的细胞组成，细胞形状较规则，细胞间质很少，大部分上皮覆盖于身体表面和衬贴在有腔器官的腔面 上皮组织的细胞呈现明显的极性（ polarity），即细胞的两端在结构和功能上具有明显的差别。 上皮细胞表面的 特化结构 :游离面特殊结构 (微绒毛与纤毛 )。上皮细胞侧面的连接 (紧密连接、中间连接、桥粒、缝隙连接、连接复合体)。上皮细胞基底面的结构 (基膜、质膜内褶、半桥粒 )。 人皮肤鳞状上皮细胞，胞质内有丰富的张力原纤维（白 “”）， 细胞间有桥粒（黑 “”）。 ×20000 兔输卵管纤毛柱状上皮， 可见纤毛柱状细胞（黑“”）及浆液粘液分泌细胞（白 “”）。 肠粘膜上皮细胞间可见高脚杯状粘液分泌细胞（黑 “ ” ），核小（白 “ ” ），在基底处。 ×5000 人胃粘膜上皮中神经内分泌细胞，胞质内可见大量神经内分泌颗粒，细胞间可见桥粒（黑 “”）。×6000 4.肌细胞 依椐肌细胞的形态结构、功能和分布，肌肉组织分三种类： 平滑肌 ： 细胞呈梭状 无横纹 不受意志支配（不随肌） 骨骼肌 :具横纹 肌肉收缩受意志支配，又称随意肌 收缩力 强，易疲劳 心肌 :具横纹 ,肌原纤维粗细差别很大，介于 0.2 2.3微米之间；同时，粗的肌原纤维与细的肌原纤维可相互移行，相邻者又彼此接近以致分界不清。 免输卵管肌壁平滑肌细胞，胞质内可见密布肌细丝 ,少量密体（黑 “”）及密斑（黑 “”） ,质膜外有基板，细胞间有连接。 ×30000 细胞内可见线粒体（黑 “”）及肌原纤维，肌节（黑 “”）中带、带、带及线、线都清楚可见。 33000 豚鼠心肌细胞，可见线粒体（黑 “”）、肌原纤维（黑 “”）、管（白 “”）及肌浆网（白 “”）。 ×21000 5肿瘤细胞 肿瘤的基本结构不管什么肿瘤，都由主质和间质两部分构成。 肿瘤不伺，主质成份也不同，实际上主质也就是肿瘤细胞。 低分化异常分化侵润性生长、破坏正常细胞与蛋白质合成有关的结构十分发达细胞外形异常细胞排列紊乱极性消失细胞核形态异常细胞器形态异常异型性特点