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