组织学与胚胎学上皮

组织学与胚胎学 Histology and Embryology 86674518郭筠秋,第一章 绪 论,一.组织学的研究内容和意义组织学（Histology）：是应用显微镜研究 机体微细结构及其相关功能的学科。内容： 细胞 （Cell） 基本组织 (Primary tissue) 器官，系统 (Organ，System) 人体组织学(Human histology),细胞结构图,组织(Tissue): 形态结构和生理功能相同或相近的细胞与细胞间质构成。,分类,上皮组织 Epithelial tissue (Epithelium)结缔组织 Connective tissue肌组织 Muscle tissue神经组织 Nerve tissue,器官(Organ)和系统(system),二.组织学的研究方法,（一）光学显微镜技术 石蜡切片（paraffin section） 1. 取材与固定(fixative) 2. 脱水(dehydration)， 透明(clearing) 包埋(embedding) 3. 切片(sectioning) 染色(staining) 苏木精(hematoxylin) 伊红(eosin)染色， 简称(HE)染色。 4. 封片(mounting),HE染色：苏木精（Hematoxylin)和伊红(Eosin)染色,碱性染料-蓝紫色,酸性染料-粉红色,嗜酸性、嗜碱性、嗜中性、嗜银性、亲银性、嗜铬性、异染性,(二)电子显微镜技术 透射电镜术 transmissio electron microscope, TEM 扫描电镜术 scanning electron microscope, SEM 冷冻蚀刻复型 原子力显微镜Atomic force microscope ,AFM,（三）组织化学和细胞化学技术 1.糖类显示法（过碘酸-雪夫反应 periodic acid Schiff reaction,PAS反应） 多糖，蛋白多糖 + 过碘酸（HIO2） 醛基 + Schiff 红色沉淀 2.酶类显示法 3.脂类显示 4.核酸显示法,肝细胞PAS反应,巨噬细胞涂片改良Gomori法显示酸性磷酸酶,（四)免疫细胞化学技术和免疫荧光术,（五）放射自显影术 （六）原位杂交组织化学 （七）细胞培养和组织工程 2.显微操作术 3.细胞融合术 4.细胞分离法 （八）形态学研究的定量术,第三章上皮组织(Epithelial tissue),重点内容： 1.上皮组织的定义、分类 2.被覆上皮的类型和结构,What is epithelium?,细胞 cells 细胞间质 extracellular matrix,Cells cover body surfaces, line body cavities, and constitute glands.,Functions of Epithelium,保护（Protection）分泌（Secretion）吸收（Absorption）感觉（Sensation）等,Characteristics of Epithelium,3. 借基膜与结缔组织相连,1. 具有极性（ polarity）；,2. 无血管，有丰富的神经末梢；,Classification of Epithelium,被覆上皮 (covering epithelium)腺上皮 (grandular epithelium)感觉上皮 (sensory epithelial cell),一、被覆上皮(covering epithelium),按上皮细胞的层数,单层上皮(Simple epithelium) 复层上皮(Stratified epithelium),按单层上皮的形状和复层上皮浅层细胞的形态: 扁平(Squamous), 立方(Cuboidal), 柱状(Columnar)等,（一）类型和结构：,A,B,C,功能: 润滑、物质交换等,单层扁平上皮(Simple squamous epithelium),分布: 心血管系统 (内皮，endothelium); 体腔 (间皮，mesothelium),单层立方上皮(Simple cuboidal epithelium),A,B,分布: 甲状腺滤泡、肾小管、外分泌腺的大导管等,功能: 吸收和分泌,单层柱状上皮( Simple columnar epithelium),B,A,分布: 小肠、结肠、胃、胆囊等,功能: 吸收和分泌,B,A,假复层纤毛柱状上皮(Pseudostratified columnar ciliated epithelium),分布: 呼吸管道,功能: 保护 、分泌等,B,A,C,复层扁平上皮(Stratified squamous epithelium),分布: 表皮、口腔、阴道等,功能: 保护、屏障等,复层立方上皮(Stratified cuboidal epithelium),复层柱状上皮(Stratified columnar epithelium),分布: 汗腺大导管等,分布:眼结膜和男性尿道等,变移上皮(Transitional epithelium),B,A,分布: 肾盂、肾盏、输尿管及膀胱的腔面,功能: 保护、等,（二）上皮细胞的特殊结构：,上皮细胞的游离面：,细胞衣(cell coat)微绒毛(microvillus)纤毛(cilium),细胞衣(cell coat):,是构成细胞膜的糖蛋白和糖脂向外伸出的糖链部分，具有黏着、支持、保护、物质交换及识别等功能。,微绒毛(microvillus):,A,C,B,是上皮细胞游离面细胞膜和胞质共同伸出的细小指状突起，胞质内有许多纵形的微丝。微绒毛可增加细胞表面积。,B,A,纤毛(Cilia):,是上皮细胞游离面伸向腔面且能摆动的细长突起，胞质内含有纵形排列的微管，中央为两条完整的微管，周围为9组双联微管。纤毛可以摆动。,上皮细胞的侧面-细胞连接(cell junction)：,紧密连接(Tight junction)中间连接(Intermediate junction)桥粒 (Desmosome)缝隙连接(Gap junction),连接复合体(junctional complex):如果有两种连接同时存在，即称,紧密连接(Tight junction /zonula occludens),中间连接(Intermediate junction/zonula adherens),缝隙连接(Gap junction /communicating junction),桥粒(Desmosome/macula adherens),连接复合体,上皮细胞的基底面：,基膜 basement membrane质膜内褶 plasma membrane infolding,基膜(basement membrane),透明板(lamina lucida)致密板(lamina densa)/基板(basal lamina)网板(reticular lamina),质膜内褶(Plasma membrane infolding),二、腺上皮与腺 grandular epithelium and gland,腺上皮 (grandular epithelium) ： 以分泌为主要功能的上皮。腺 (gland) ： 以腺上皮为主要成分所构成的器官。腺细胞：构成腺的分泌细胞,外分泌腺(Exocrine glands)内分泌腺(Endocrine glands),（一）腺的发生,（二）外分泌腺的结构与分类,单细胞腺(unicellular gland)多细胞腺(multicellular gland),分泌部(secretory portion)导管(duct),1. 分泌部(secretory portion),又称腺泡(acinus), 一般由单层细胞围成，中央为腺腔。,根据腺细胞分泌物的性质分：,浆液腺(serous gland)： 由浆液腺细胞构成，具有蛋白质分泌细胞特点。粘液腺(mucous gland)： 由粘液腺细胞构成，具有糖蛋白分泌细胞特点。混合腺(mixed gland)： 由两种腺细胞共同组成。,半月(demilune),根据腺细胞分泌物排出的方式分：,全浆分泌腺顶浆分泌腺局浆分泌腺,2. 导管(duct),导管为排除分泌物的结构，但有的导管还有吸收和分泌的功能。,根据分泌部的形状和导管是否分支分：,（三）腺细胞的类型,蛋白质分泌细胞 (protein-secretory cell),氨基酸,蛋白质,分泌颗粒,出胞,rER,Golgi,分泌物稀薄，含酶丰富。,2. 糖蛋白分泌细胞(glycoprotein-secretory cell),蛋白质(rER) +,多糖(Golgi),蛋白多糖,分泌颗粒,胞吐,3. 类固醇分泌细胞(steroid-secretory cell),类固醇激素的合成是在滑面内质网和线粒体的酶共同参与下完成的。,4. 肽分泌细胞(peptide-secretory cell),这类细胞能产生胺，合成肽，属APUD细胞。,复习参考题： 1.被覆上皮的类型和结构 2.上皮细胞的特殊结构 3.腺的分类及外分泌腺的结构 4.名词：HE染色 、 PAS反应、嗜酸性、 嗜碱性、嗜银性、异染性,先 天 性 畸 形,先天性畸形（congenital malformation) 是指人类由于胚胎发育紊乱引起的出生时就存在的各种形态结构发育异常，又称为出生缺陷。较早的概念仅只狭义的解剖组织畸形，而目前广义的先天性畸形概念则包括了人类出生时的各种解剖结构畸形，功能缺陷，代谢，遗传以及行为发育的异常。,几年来，由于工业社会的发展，环境污染的日益严重，人类先天性畸形发生率有日益增长的趋势。这一发展趋势受到了各国政府及科学家的普遍关注。人类对先天性畸形的发病原因及机制，从整体，细胞和分子水平，以及人类与环境的关系等方面有了更深的了解，对先天性畸形的预防和治疗也有了突破性的进展。,一、先 天 性 畸 形 的 种 类,由于先天性畸形是一个非常泛指的专业术语，可以用来描述人类出生时存在的所有类型的个体发育畸形，包括胚胎或胎儿结构，功能，代谢，遗传以及行为方面的所有异常，涉及到基础科学和生物医学的许多学科，很难纳入任何一个命名分类系统。因此，人们试图从不同的科学角度，分类目的来进行先天性畸形的命名分类，提出了各种不同的分类方法。,先天性畸形的表现形式多种多样，发展过程错综复杂。1958-1982年，Willis , Grag和Moore根据先天性畸形的胚胎发生情况，先后提出了大致相同的分类方法。根据这类分类方法，先天性畸形主要分为以下类型：,1. 整体胚胎发育障碍 指由于严重遗传缺陷而引起的一类畸形，胚胎不能正常成形，大都早期死亡，吸收或自然流产。,2. 胚胎局部发育畸形 指由于胚体局部发生紊乱而引起的一类畸形，往往同时累及几个器官。例如头面发育不全畸形，并腿畸形等。,3. 器官或器官局部畸形 指由于某一器官或器官的局部不发生或发育不良而引起的一类畸形。例如单侧或双侧肺不发生，心脏室间隔膜部缺损，腭裂等。,4. 组织分化不良性畸形 指由于组织分化的紊乱而引起的一类畸形，其发生时间较晚且肉眼不易分辨。例如骨发育不全，克汀病，先天性巨结肠等。,5. 发育过度行畸形 指由于器官或器官的某一部分过度生长而引起的一类畸形。例如多指（趾）畸形等。,6. 吸收不全性畸形 指由于胚胎发育过程中，有些应全部或部分吸收的结构没有充分吸收而引起的一类畸形。例如蹼状指（趾），不通肛，食管闭锁等。,7. 超数或异位发生性畸形 指由于器官原基超数发生并发育或器官原基发生于异常位置并发育而引起的一类畸形。例如多乳腺，异位乳腺，双肾盂，双输尿管等。,8. 发育滞留性畸形 指由于器官发育中途停止而在形态，结构，位置和功能上呈现的不同程度的畸形。例如双角子宫，隐睾，骨盆肾等。,9. 重复畸形 指由于单卵双胎未能完全分离，致伤胎儿整体或部分结构以多种形式重复出现的一类畸形。例如联体胎儿，双头胎儿等。,10. 寄生寄生 指由于单卵双胎的两个胎儿发育速度相差甚大，致使小胎或不完整的小胎附着在大胎上的某一部位而形成的一类畸形。,二、先 天 性 畸 形 的 原 因,先天性畸形是胚胎发育紊乱的结果。胚胎发育主要决定于胚胎的遗传构成及其时空程序性表达。遗传构成及其程序性表达有很大德稳定性，也有一定的可变性。在整个胚胎发育过程中都有可能因为遗传因素调控或者环境因素刺激而导致发育异常。,（一）遗传因素,引起先天性畸形的遗传因素包括基因突变（gene mutation) 和染色体畸变（chromosome aberration) 。如果这些遗传改变累及了生殖细胞，有此引起的畸形就会遗传给后代。可见，遗传因素引起的畸形有点可以遗传，有的并不遗传。1. 基因突变 是指DNA密码的改变。可以是发生在一个基因上的单基因突变，也可以是发生在多个基因上的多基因突变。错义突变可以不引起任何异常，但无义突变不论是单基因突变还是多基因突变，都可能引起结构或功能改变，导致先天性畸形。一般而言，这些突变常可遗传数代，并且引起子代的各种畸形。由基因突变引起的先天性畸形主要有软骨发育不全和多指（趾）畸形，呈显性遗传；先天性肾上腺肥大和小头畸形，成隐形遗传。2. 染色体畸变 是指在染色体水平上出现的许多基因的改变，可以是染色体数目的改变，也可以是染色体结构的改变。这类改变可由亲代传递，或散在发生在精细胞或卵细胞，从而引起子代的先天性畸形。染色体缺失可以引起畸形。一对同源染色体中的一条缺失称单体型。常染色体的单体型胚胎几乎不能存活。性染色体的单体型胚胎约有97%的死亡，执业3%的胚胎存活，但是严重畸形，如Turner综合征（45，XO)。染色体增多也可以引起畸形，多见于三体型，如21号常染色体的三体型可引起先天愚型（Down Syndrome)，18号染色体的三体型可以引起Edward综合征。染色体的结构畸变也可以引起畸形，如5号染色体短臂末端断裂缺失可引起猫叫综合征。染色体畸变引起的畸形要比基因突变引起的畸形更常见，据统计，由染色体畸变引起的畸形约占遗传病种类的3%5%。,（二）环境因素,胚胎在母体子宫内发育能得到很好的保护，但某些环境因素仍可通过不同途径，影响胎儿发育，造成畸形，称为致畸因子（teratogen)。胚胎发育过程中，各器官在其原基形成到定型前这一早期阶段，对有害物质最为敏感，称为该器官的致畸敏感期（sensitive period)（图30-1），从图30-1上可见个器官的敏感期参差不齐，但高度敏感期都在第38周，也就是胚体各主要器官发生期。初孕2周时，有害因素可致胚泡严重受损，往往导致早期流产或胚胎死亡，吸收。如损伤在后期，造成畸形较轻。影响胚胎发育的环境因素有三个方面，即母体周围的外环境，母体的内环境和胚体周围的微环境。这三个外环境中的致畸因子有的可穿过内环境和微环境而直接作用于胚胎，有的则通过影响和改变内环境和微环境而间接影响胚胎。环境中的致畸因子主要有五类，即生物性致畸因子，物理性致畸因子，致畸性药物，致畸性化学物质和其他致畸因子。,生物性致畸因子 主要指致畸微生物。有些致畸微生物可穿过胎盘屏障直接作用于胚体；有些则作用于母体和胎盘，引起母体发热，缺氧，脱水，酸中毒等，或干扰胎盘的转运功能，破坏胎盘屏障，从而间接地影响胚胎的发育。目前已经确定对人类胚胎有致畸作用的生物因子有风疹病毒，巨细胞病毒，单纯疱疹病毒，弓形体，梅毒螺旋体，艾滋病毒等。物理性致畸因子 目前已确认的物理性致畸因子有放射线，机械性压迫和损伤等。另外，高温，严寒，微波，超声波等，在动物实验中确有致畸作用，但对人胚有无致畸作用尚需进一步证实。致畸性药物 孕期用药，有些已证明可致畸。这些药物主要有抗肿瘤类，抗惊厥类，抗生素类，抗凝血类，激素类等。例如孕妇长期，大剂量应用链霉素，可引起胎儿先天性耳聋；长时间应用性激素可导致胎儿生殖系统畸形；抗凝血剂香豆素在妊娠早期应用可引起胎儿鼻发育不良；抗惊厥药物苯妥英钠用于治疗癫痫，孕期服用约有10%30%的致畸风险，但若停药会引起癫痫发作，对胎儿影响更大。,三、畸 形 发 生 的 机 理,实验畸胎学研究表明不同种类的致畸因素可以诱发处多种多样的畸形。有时一种因素引起多种畸形，多种因素引起一种畸形，或某种因子缺少或过多，都引起畸形，一种致畸因素对各种实验动物反应各有不同。致畸因子产生的畸形类型似乎是一幅分散零乱的图画，而从中总结出规律，说明各种致畸因素的机理，并非易事。胚胎毒性包括胚胎死亡，胚胎生长延迟，畸胎，胚胎功能不全四种情况，这都是受到外来因素干扰，在一系列过程中产生的最后结果。在每一个过程中，哪一个因子决定最后缺陷的性质为关键。关于哺乳类致畸的机理更有待进一步从多方面进行研究。,1973年Wilson根据已有资料将致畸机理归纳分类，提出了九项原则，他认为这是畸胎形成的原发机理，余者为继发。,1. 突变 是指染色体上基因单位的改变，这可能是最可靠地致畸机理之一，也是遗传发育缺陷的根源。突变如果发生在生殖细胞内，全部为可遗传的缺陷；如果发生在体细胞中，多数为不可遗传的缺陷。估计人类约有20%30%的发育异常归因于突变，突变可引起基因序列的改变，亦或干扰了DNA正常的修复过程。2. 畸变 是指染色体的不分离，断裂等。人类大约有3%的发育缺陷与染色体畸变相联系。畸变可能导致子代细胞染色体过多或不足，受害者多数不能存活，存活者多同时显示有结构和功能异常。染色体畸变作为一种机理的真正细节尚不清楚。3. 有丝分裂受阻 阿糖胞苷，羟基脲，秋水仙碱，灰黄霉素，长春新碱都是细胞毒剂，可抑制DNA合成或阻碍纺锤体形成，干扰有丝分裂过程，是细胞分裂不能正常进行。4. 核酸结构或功能改变 多种具有致畸作用的抗生素药物和抗肿瘤药物具有干扰DNA复制和RNA的合成，干扰了RNA的转译等过程而产生畸形，这些药物具有强烈的胚胎毒性，在高剂量时，常导致胚胎死亡。5. 生物合成中必需的前体，底物等地缺乏 迅速生长着的胚胎对于前体，底物或辅酶的缺乏十分敏感。母体营养不足，胎盘运输障碍或抗代谢物的作用均能影响前体，底物的转化合成作用。过去30多年的研究证明，维生素和矿物质的缺乏是与畸形发生相关的。,6. 能量来源地变化 断食的致畸作用是阻断了三羧酸循环，胰岛素致畸可能因为它是磷酸化作用中的解偶联剂。缺氧的致畸机理可能与胚胎发育的能量不足有关。7. 酶的抑制 生物体内的各种酶都是生化反应必不可少的。酶的作用表现在生物生长和分化的各个方面，酶的抑制受损可以导致致畸。8. 细胞渗透性的失调 胚胎内各部的液体压力，粘度，成分处于自稳平衡状态，一般胚胎较生后胎儿的自稳性要低。锥虫蓝作用、缺氧可干扰液体的平衡，降低血清和胚胎外液之间渗透压的正常差异，而使液体流入胚胎造成胚胎液体过多，胎儿发生出血或水肿。上述原