卵巢表面覆蓋一層單層扁平或立方的表面上皮,上皮下方為薄層致密結(jié)締組織構(gòu)成的白膜。卵巢的外周部分稱皮質(zhì),中央為髓質(zhì)。皮質(zhì)較厚,含有不同發(fā)育階段的卵泡以及黃體和退變的閉鎖卵泡等,卵泡間的結(jié)締組織富有網(wǎng)狀纖維和梭形基質(zhì)細(xì)胞。髓質(zhì)由疏松結(jié)締組織構(gòu)成,與皮質(zhì)無(wú)明顯分界,含有許多血管和淋巴管等。近卵巢門處有少量平滑肌束及門細(xì)胞(圖17-1)。
圖17-1 卵巢
新生兒兩側(cè)卵巢有70萬(wàn)~200萬(wàn)個(gè)原始卵泡,青春期約有4萬(wàn)個(gè),至40~50歲時(shí)僅剩幾百個(gè)。在胎兒及兒童期可偶見少量卵泡生長(zhǎng),但都不能發(fā)育成熟。從青春期至絕經(jīng)期30~40年生育時(shí)期,卵巢在垂體周期性分泌的促性腺激素的影響下,每隔28天左右有1個(gè)卵泡發(fā)育成熟并排出1個(gè)卵細(xì)胞,左右卵巢交替排卵。一生中約排卵400余個(gè),其余卵泡均于不同年齡先后退化為閉鎖卵泡。
卵泡由卵母細(xì)胞(oocyte)和卵泡細(xì)胞(follicular cell)組成。卵泡發(fā)育是個(gè)連續(xù)的生長(zhǎng)過程,其結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列變化,一般可分為原始卵泡、初級(jí)卵泡、次級(jí)卵泡和成熟卵泡四個(gè)階段。初級(jí)卵泡和次級(jí)卵泡又合稱為生長(zhǎng)卵泡。
1.原始卵泡 原始卵泡(primordial follicle)位于皮質(zhì)淺部,體積小,數(shù)量多(圖17-2)。卵泡中央有一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞(primary oocyte),周圍為單層扁平的卵泡細(xì)胞(又稱顆粒細(xì)胞)。初級(jí)卵母細(xì)胞圓形,較大,直徑約40μm ,核大而圓,染色質(zhì)細(xì)疏,著色淺,核仁大而明顯,胞質(zhì)嗜酸性。電鏡下觀察,胞質(zhì)內(nèi)除含有一般細(xì)胞器外,核周處有層狀排列的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(稱環(huán)層板),并可見內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜相連,這可能與核和胞質(zhì)間物質(zhì)傳遞有關(guān)。初級(jí)卵母細(xì)胞是在胚胎時(shí)期由卵原細(xì)胞分裂分化液組成,隨即進(jìn)入第一次成熟分裂,并長(zhǎng)期停滯于分裂前期(12~50年不等),直至排卵前才完成第一次成熟分裂。卵泡細(xì)胞較小,扁平形,細(xì)胞與外周結(jié)締組織之間有薄層基膜。卵泡細(xì)胞具有支持和營(yíng)養(yǎng)卵母細(xì)胞的作用,卵泡細(xì)胞與卵母細(xì)胞之間有許多縫隙連接。
2.初級(jí)卵泡 初級(jí)卵泡(primary follicle)由原始卵泡發(fā)育形成。此時(shí)期的初級(jí)卵母細(xì)胞體積增大,卵泡細(xì)胞由單層扁平變?yōu)榱⒎叫位蛑鶢,隨之細(xì)胞增殖成多層(5~6層)。在排列緊密的卵泡細(xì)胞間開始出現(xiàn)考爾-愛克斯諾小體(call-Exner body),其數(shù)量隨卵泡的生長(zhǎng)而增多(圖17-2)。小體為圓形囊泡,腔面是一層基膜,周圍緊密排列的卵泡細(xì)胞,腔內(nèi)含有卵泡細(xì)胞分泌的物質(zhì),參與卵泡液的形成。卵巢顆粒細(xì)胞腫瘤與考爾-愛克斯諾小體的分化有關(guān),在初級(jí)卵泡早期,卵母細(xì)胞和卵泡細(xì)胞之間出現(xiàn)一層含糖蛋白的嗜酸性膜,稱為透明帶(zona pellucida),它是卵泡細(xì)胞和初級(jí)卵母細(xì)胞共同分泌形成的。電鏡下可見初級(jí)卵母細(xì)胞的微絨毛和卵泡細(xì)胞的突起伸入透明帶(圖17-3,17-4),卵泡細(xì)胞的長(zhǎng)突起可穿越透明帶與卵母細(xì)胞膜接觸。在卵泡細(xì)胞與卵母細(xì)胞之間或卵泡細(xì)胞之間有許多縫隙連接。這些結(jié)構(gòu)有利于卵泡細(xì)胞將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送給卵母細(xì)胞以及細(xì)胞間離子、激素和小分子物質(zhì)的交換,溝通信息,協(xié)調(diào)功能。此外,在受精過程中,透明帶對(duì)精子與卵細(xì)胞間的相互識(shí)別和特異性結(jié)合具有重要意義。隨著初級(jí)卵泡的體積增大,卵泡漸向卵巢皮質(zhì)深部移動(dòng)。卵泡周的結(jié)締組織梭形細(xì)胞逐漸密集形成卵泡膜,它與卵泡細(xì)胞之間隔以基膜。
圖17-2 人卵巢HE ×160
A原始卵泡(↑) B初級(jí)卵泡 ↑示透明帶
C次級(jí)卵泡 ↑示考爾- 愛克斯諾小體,左上角為該小體的高倍像
圖17-3 初級(jí)卵泡超微結(jié)構(gòu)模式圖
圖17-4 大鼠卵泡電鏡像 ×10500PO初級(jí)卵母細(xì)胞,
Z透明帶,F(xiàn)C卵泡細(xì)胞(白求恩醫(yī)科大學(xué)尹昕、朱秀雄教授供圖)
3.次級(jí)卵泡 初級(jí)卵繼續(xù)生長(zhǎng)成為次級(jí)卵泡(secondary follicle),卵泡體積更大,卵泡細(xì)胞增至6~12層,細(xì)胞間出現(xiàn)一些不規(guī)則的腔隙,并逐漸合并成一個(gè)半月形的腔,稱為卵泡腔(follicullar antrum),腔內(nèi)充滿卵泡液(圖17-2)。卵泡液是由卵泡細(xì)胞分泌和卵泡膜血管滲出液組成,卵泡液除含有一般營(yíng)養(yǎng)成分外,還有卵泡分泌的類固醇激素和多種生物活性物質(zhì),對(duì)卵泡的發(fā)育成熟有重要影響。隨著卵泡液的增多及卵泡腔擴(kuò)大,卵母細(xì)胞居于卵泡的一側(cè),并與其周圍的顆粒細(xì)胞一起突向卵泡腔,形成卵丘(cumulus oophorus)。此時(shí)初級(jí)卵母細(xì)胞直徑可達(dá)125~150/μm。緊貼透明帶的一層柱狀卵泡細(xì)胞呈放射狀排列,稱放射冠(corona radiata)。分布在卵泡腔周邊的卵泡細(xì)胞較小,構(gòu)成卵泡壁,稱為顆粒層(stratum granulosum)。在卵泡生長(zhǎng)過程中,卵泡膜分化為內(nèi)、外兩層。內(nèi)膜層(theca interna)含有較多的多邊形或梭形的膜細(xì)胞(theca cell)及豐富的毛細(xì)血管,膜細(xì)胞具有分泌類固醇激素的結(jié)構(gòu)特征。外膜層(theca externa)主要由結(jié)締組織構(gòu)成,膠原纖維較多,并含有平滑肌纖維。具有卵泡腔的次級(jí)卵泡和成熟卵泡又稱為囊狀卵泡。
4.成熟卵泡 成熟卵泡(mature follicle)是卵泡發(fā)育的最后階段。卵泡體積很大,直徑可達(dá)20mm,并向卵巢表面突出(圖17-1,17-5)。成熟卵泡的卵泡腔很大,顆粒層甚薄,顆粒細(xì)胞也不再增殖。此時(shí)的初級(jí)卵母細(xì)胞又恢復(fù)成熟分裂,在排卵前36~48小時(shí)完成第一次成熟分裂。產(chǎn)生1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(secondary oocyte)和1個(gè)很小的第一極體(first polar body)。第一極體位于次級(jí)卵母細(xì)胞和透明帶之間的卵周間隙(perivitelline space)內(nèi)。次級(jí)卵母細(xì)胞隨即進(jìn)入第二次成熟分裂,停止于分裂中期。人每個(gè)月經(jīng)周期,可有若干個(gè)原始卵泡生長(zhǎng)發(fā)育,通常只有1個(gè)卵泡發(fā)育成熟并排卵。
圖17-5 貓卵巢內(nèi)的近成熟卵泡 HE×160
傳統(tǒng)認(rèn)為,人原始卵泡發(fā)育至成熟排卵是在1個(gè)月經(jīng)周期的增生期內(nèi)完成(約10~15天)。近些年對(duì)某些動(dòng)物和人卵泡生長(zhǎng)發(fā)育的研究揭示,卵泡生長(zhǎng)速度較慢,1個(gè)原始卵泡發(fā)育至成熟排卵,并非在1個(gè)月經(jīng)周期內(nèi)完成,而是跨幾個(gè)周期才能完成。在1個(gè)周期內(nèi),卵巢雖然有若干不同發(fā)育狀況的卵泡,但其中只有1個(gè)卵泡發(fā)育至一定大小時(shí)才可在垂體促性腺激素的作用下,于月經(jīng)周期增生期內(nèi)迅速生長(zhǎng)成熟并排卵。Gougen觀察手術(shù)切除的人卵巢,研究卵泡生長(zhǎng)至排卵所需的時(shí)間,觀察卵泡膜內(nèi)層細(xì)胞的gydjdsj.org.cn/Article/分化,并結(jié)合顆粒細(xì)胞數(shù)量的增長(zhǎng),將有膜細(xì)胞的卵泡生長(zhǎng)分為8個(gè)等級(jí),且以體外培養(yǎng)顆粒細(xì)胞分裂周期的時(shí)間為參數(shù),計(jì)算卵泡生長(zhǎng)每個(gè)等級(jí)所需的時(shí)間。分級(jí)情況如下(圖17-6):初級(jí)卵泡進(jìn)入第gydjdsj.org.cn一級(jí)是在黃體期開始時(shí),約經(jīng)25天在第2個(gè)月經(jīng)周期的卵泡期轉(zhuǎn)入第2級(jí),此時(shí)卵泡腔出現(xiàn);約經(jīng)20天黃體期末轉(zhuǎn)入第3級(jí),此時(shí)期的顆粒細(xì)胞分裂增殖較明顯;又經(jīng)15天,于第3個(gè)月經(jīng)周期,轉(zhuǎn)入第4級(jí);再經(jīng)10天,在黃體期末轉(zhuǎn)入第5級(jí);此后相繼轉(zhuǎn)入第6,7,8級(jí),其間各相隔5天,此階段的健康卵泡數(shù)很少。健康的7級(jí)和8級(jí)卵泡僅見于第4個(gè)月經(jīng)周期的卵泡期中期和晚期。
從初級(jí)卵泡后期至成熟排卵約需85天(圖17-6)。從小囊狀卵泡發(fā)育至排卵約需2個(gè)月。
圖17-6 人卵泡生長(zhǎng)過程中卵泡膜分化與顆粒細(xì)胞數(shù)的增長(zhǎng)
卵泡發(fā)育過程中還有內(nèi)分泌功能,主要分泌雌激素。雌激素是顆粒細(xì)胞和膜細(xì)胞在FSH和LH的作用下協(xié)同合成的。膜細(xì)胞合成的雄激素透過基膜進(jìn)入顆粒細(xì)胞,在芳香化酶系的作用下雄激素轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に兀@是雌激素合成的主要方式,稱此為“兩細(xì)胞學(xué)說”(圖17-7)。合成的雌激素小部分進(jìn)入卵泡腔,大部分釋放入血,調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜等靶細(xì)胞的生長(zhǎng)分化。
圖17-7 顆粒細(xì)胞與膜細(xì)胞協(xié)同合成雌激素示意圖
成熟卵泡破裂,卵母細(xì)胞自卵巢排出的過程稱為排卵(ovulation)。排卵時(shí)間約在月經(jīng)周期的第14天。在排卵前,垂體釋放LH量驟增,使卵泡發(fā)生一系列變化。卵泡液增多,突向卵巢表面的卵泡壁、白膜和表面上皮均變薄,局部缺血,形成圓形透明的卵泡小斑(follicular stigma)(圖17-8)。排卵時(shí),卵丘與卵泡壁分離,小斑處的結(jié)締組織被膠原酶和透明質(zhì)酸酶解聚,LH促進(jìn)顆粒細(xì)胞合成的前列腺素使卵泡膜外層的平滑肌收縮,導(dǎo)致小斑破裂。卵母細(xì)胞及其外周的透明帶和放射冠細(xì)胞隨卵泡液從卵巢排出,經(jīng)腹膜腔進(jìn)入輸卵管。卵排出后若在24小時(shí)內(nèi)不受精,次級(jí)卵母細(xì)胞即退化;若與精子相遇受精,次級(jí)卵母細(xì)胞即完成第二次成熟分裂,形成1個(gè)成熟的卵細(xì)胞(ovum)和1個(gè)第二極體(secondary polar body)。卵母細(xì)胞經(jīng)過兩次成熟分裂,卵細(xì)胞的染色體減半,從二倍體細(xì)胞(46,XX)變?yōu)閱伪扼w細(xì)胞(23,X)。
圖17-8 成熟卵泡排卵模式圖
成熟卵泡排卵后,殘留在卵巢內(nèi)的卵泡壁塌陷,卵泡膜內(nèi)的血管和結(jié)締組織伸入顆粒層。在LH的作用下。卵泡壁的細(xì)胞體積增大,分化為一個(gè)體積很大并富含血管的內(nèi)分泌細(xì)胞團(tuán),新鮮時(shí)呈黃色,稱為黃體(corpus luteum)(圖17-1)。顆粒細(xì)胞分化為粒黃體細(xì)胞(granular lutein cell),膜細(xì)胞分化為膜黃體細(xì)胞(theca lutein cell)。粒黃體細(xì)胞較大,呈多角形,染色較淺,數(shù)量多;膜黃體細(xì)胞較小,圓形或多角形,染色較深,數(shù)量少,分布于黃體的周邊部(圖17-9)。這兩種細(xì)胞具有分泌類固醇激素細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征,細(xì)胞內(nèi)有豐富的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和管狀嵴的線粒體,還有脂滴和黃色脂色素。黃體的主要功能是分泌孕激素和一些雌激素,前者由粒黃體細(xì)胞分泌,后者主要由兩種細(xì)胞協(xié)同分泌。
圖17-9 人卵巢黃體細(xì)胞 HE×400
G粒黃體細(xì)胞 T膜黃體細(xì)胞V血管
黃體的發(fā)育因卵細(xì)胞是否受精而差別甚大。卵細(xì)胞若未受精,黃體僅維持2周,稱月經(jīng)黃體(corpus luteum of menstruation),黃體細(xì)胞迅速變小和退化,漸被結(jié)締組織取代,稱為白體(corpus albicans)。卵細(xì)胞若受精,黃體在胎盤分泌的人絨毛膜促性腺激素(HCG)的作用下繼續(xù)發(fā)育增大,直徑可達(dá)4~5cm ,稱妊娠黃體(corpus luteum of pregnancy)。妊娠黃體可保持6個(gè)月,以后也退化為白體。妊娠黃體的粒黃體細(xì)胞還分泌松弛素(relaxin),它可使妊娠子宮平滑肌松弛,以維持妊娠。
卵巢的絕大部分卵泡不能發(fā)育成熟,它們?cè)诼雅莅l(fā)育的各階段逐漸退化,退化的卵泡稱為閉鎖卵泡(atresic follicle)(圖17-1,17-5)。卵泡閉鎖時(shí)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化與卵母的大小相關(guān)。原始卵泡退化時(shí),卵泡細(xì)胞首先出現(xiàn)核固縮,細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則。卵泡細(xì)胞變小且分散,兩種細(xì)胞隨后均自溶消失。初級(jí)卵泡和早期次級(jí)卵泡的退化與原始卵泡相似,但退化的卵泡內(nèi)可見殘留的透明帶,卵泡腔內(nèi)常見中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。晚期次級(jí)卵泡的閉鎖變化較特殊,卵泡塌陷,卵泡膜的血管和結(jié)締組織伸入顆粒層及卵丘,膜細(xì)胞一度增大,形成多邊形上皮樣細(xì)胞,胞質(zhì)中充滿脂滴,形似黃體細(xì)胞,并被結(jié)締組織和血管分隔成分散的細(xì)胞團(tuán)索,稱為間質(zhì)腺(interstitial gland)。成人卵巢間質(zhì)腺細(xì)胞數(shù)量少,且散在分布于基質(zhì)中;貓及嚙齒動(dòng)物卵巢的間質(zhì)腺較多,有分泌雌激素的功能。
門細(xì)胞(hilus cell)位于卵巢門近系膜處,則一些較大的上皮樣細(xì)胞,細(xì)胞結(jié)構(gòu)與睪丸間質(zhì)細(xì)胞類似,胞質(zhì)內(nèi)富含膽固醇和脂色素等。妊娠期和絕經(jīng)期的門細(xì)胞較明顯,有分泌雄激素的功能。倘若門細(xì)胞增生或發(fā)生腫瘤時(shí),患者常伴有男性化癥狀。