疏松結(jié)締組織(loose connectivetissue)又稱蜂窩組織(areolar tissue),其特點(diǎn)是細(xì)胞種類較多,纖維較少,排列稀疏。疏松結(jié)締組織在體內(nèi)廣泛分布,位于器官之間、組織之間以至細(xì)胞之間,起連接、支持、營養(yǎng)、防御、保護(hù)和修復(fù)等功能。
疏松結(jié)締的組成如下:
圖3-2 疏松結(jié)締組織鋪片模式圖
疏松結(jié)締的細(xì)胞種類較多,其中包括成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、漿細(xì)胞、肥大細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、未分化的間充質(zhì)細(xì)胞。此外,血液中的白細(xì)胞,如嗜酸性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等在炎癥反應(yīng)時(shí)也可游走到結(jié)締組織內(nèi)。各類細(xì)胞的數(shù)量和分布隨疏松結(jié)締組織存在的部位和功能狀態(tài)而不同。
1.成纖維細(xì)胞 成纖維細(xì)胞(fibroblast)是疏松結(jié)締組織的主要細(xì)胞成分。細(xì)胞扁平,多突起,呈星狀,胞質(zhì)較豐富呈弱嗜堿性。胞核較大,扁卵圓形,染色質(zhì)疏松著色淺,核仁明顯(圖3-2)。在電鏡下,胞質(zhì)內(nèi)富于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、游離核糖體和發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體,表明細(xì)胞合成蛋白質(zhì)功能旺盛(圖3-3,3-4)。成纖維細(xì)胞既合成和分泌膠原蛋白,彈性蛋白,生成膠原纖維、網(wǎng)狀纖維和彈性纖維,也合成和分泌糖胺多糖和糖蛋白等基質(zhì)成分。
成纖維細(xì)胞處于功能靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),稱為纖維細(xì)胞(fibrocyte)(圖3-3)。細(xì)胞變小,呈長梭形,胞核小,著色深,胞質(zhì)內(nèi)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)少、高爾基復(fù)合體不發(fā)達(dá)。在一定條件下,如創(chuàng)傷修復(fù),結(jié)締再生時(shí),纖維細(xì)胞又能再轉(zhuǎn)變?yōu)槌衫w維細(xì)胞。同時(shí),成纖維細(xì)胞也能分裂增生。
圖 3-3 成纖維細(xì)胞(左)和纖維細(xì)胞(右)超微結(jié)構(gòu)模式圖
圖 3-4 人真皮成纖維細(xì)胞電鏡像 ×21000
Co膠原原纖維 (上海醫(yī)科大學(xué)電鏡室供圖)
成纖維細(xì)胞常通過基質(zhì)糖蛋白的介導(dǎo)附著在膠原纖維上。在趨化因子(如淋巴因子、補(bǔ)體等)的吸引下,成纖維細(xì)胞能緩慢地向一定方向移動(dòng)。
2.巨噬細(xì)胞 巨噬細(xì)胞(macrophage)是體內(nèi)廣泛存在的具有強(qiáng)大吞噬功能的細(xì)胞。在疏松結(jié)締組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞又稱為組織細(xì)胞(histiocyte),常沿纖維散在分布,在炎癥和異物等刺激下活化成游走的巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞形態(tài)多樣,隨功能狀態(tài)而改變,通常有鈍圓形突起,功能活躍者,常伸出較長的偽足而形態(tài)不規(guī)則。胞核較小,卵圓形或腎形,多為偏心位,著色深,核仁不明顯,胞質(zhì)豐富,多呈嗜酸性,含空泡和異物顆粒,電鏡下,細(xì)胞表面有許多皺褶、小泡和微絨毛,胞質(zhì)內(nèi)含大量初級溶酶體、次級溶酶體、吞噬體、吞飲小泡和殘余體。細(xì)胞膜附近有較多的微絲和微管(圖3-5,3-6)。
圖3-5 巨噬細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)立體模式圖
圖3-6 猴巨噬細(xì)胞電鏡像×8400
(白求恩醫(yī)科大學(xué)尹昕、朱秀雄教授供圖)
巨噬細(xì)胞是由血液內(nèi)單核細(xì)胞穿出血管后分化而成。此時(shí),細(xì)胞變大,線粒體及溶酶體增多,粘附和吞噬能力增強(qiáng)。在不同組織器官內(nèi)的巨噬細(xì)胞存活時(shí)間不同,一般為2個(gè)月或更長。
巨噬細(xì)胞有重要的防御功能,它具有趨化性定向運(yùn)動(dòng)、吞噬和清除異物及衰老傷亡的細(xì)胞、分泌多種生物活性物質(zhì)以及參與和調(diào)節(jié)人體免疫應(yīng)答等功能。
(1)趨化性定向運(yùn)動(dòng):巨噬細(xì)胞可沿某些化學(xué)物質(zhì)的濃度梯度進(jìn)行定向移動(dòng),聚集到產(chǎn)生和釋放這些化學(xué)物質(zhì)的病變部位,這種特性稱為趨化性(chemotaxis)。這類化學(xué)物質(zhì)稱為趨化因子(chemotactic factor),如補(bǔ)體C5a、細(xì)菌的產(chǎn)物、炎癥組織的變性蛋白等。
(2)吞噬作用:巨噬細(xì)胞具有強(qiáng)大的吞噬能力,包括非特異性吞噬作用和特異性吞噬作用。巨噬細(xì)胞經(jīng)趨化性定向運(yùn)動(dòng)抵達(dá)病變部位時(shí),即伸出偽足并粘附和包圍細(xì)菌、異物、衰老傷亡的細(xì)胞等,進(jìn)而攝入胞質(zhì)內(nèi)形成吞噬體或吞飲小泡。吞噬體、吞飲小泡與初級溶酶體融合,形成次級溶酶體,異物顆粒被溶酶體酶消化分解后,成為殘余體。
在非特異性吞噬過程中,巨噬細(xì)胞直接識別和粘附被吞噬物,如碳粒、粉塵、衰老的細(xì)胞和某些細(xì)菌。巨噬細(xì)胞表面有多種受體,有的能與抗體結(jié)合(Fc受體);有的能與補(bǔ)體結(jié)合(C3受體);有的能與纖維粘連蛋白結(jié)合(纖維粘連蛋白受體),在特異性吞噬過程中,抗體,補(bǔ)體、纖維粘連蛋白作為識別因子先將細(xì)菌、病毒、異體細(xì)胞、受損傷的細(xì)胞等包裹起來,通過它們與巨噬細(xì)胞表面相應(yīng)的受體結(jié)合,才能被巨噬細(xì)胞識別和粘附,啟動(dòng)巨噬細(xì)胞的吞噬過程,并顯著增強(qiáng)吞噬作用(圖3-7)。這種免疫吞噬作用是巨噬細(xì)胞重要的功能特征。
圖3-7 巨噬細(xì)胞特異性吞噬過程示意圖
(3)分泌作用 :巨噬細(xì)胞有活躍的分泌功能,能合成和分泌數(shù)十種生物活性物質(zhì),如溶菌酶(lysozyme)、干擾素(interferon)、補(bǔ)體(complement)等參與機(jī)體的防御功能。還能分泌血管生成因子、造血細(xì)胞集落刺激因子、血小板活化因子等激活和調(diào)節(jié)有關(guān)細(xì)胞功能活動(dòng)的多種物質(zhì)。
(4)參與和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答:巨噬細(xì)胞能捕捉、加工處理和呈遞抗原。被巨噬細(xì)胞捕捉的抗原經(jīng)加工處理后,與主要組織相容性復(fù)合體(MHC)的Ⅱ類基因產(chǎn)物結(jié)合,形成抗原-MHCⅡ類分子復(fù)合物貯存在巨噬細(xì)胞表面、并呈遞給淋巴細(xì)胞,啟動(dòng)淋巴細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答。其次,巨噬細(xì)胞本身也是免疫效應(yīng)細(xì)胞,活化的巨噬細(xì)胞能殺傷病原體和腫瘤細(xì)胞。此外,巨噬細(xì)胞分泌的某些生物活性物質(zhì)如白細(xì)胞介素Ⅰ(interleukinⅠ,IL-Ⅰ)、干擾素等也參與調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。
3.漿細(xì)胞 漿細(xì)胞(plasmacell)通常在疏松結(jié)締組織內(nèi)較少,而在病原菌或異性蛋白易于入侵的部位如消化道、呼吸道固有層結(jié)締組織內(nèi)及慢性炎癥部位較多。細(xì)胞卵圓形或圓形,核圓形,多偏居細(xì)胞一側(cè),染色質(zhì)成粗塊狀沿核膜內(nèi)面呈輻射狀排列。胞質(zhì)豐富,嗜堿性,核旁有一淺染區(qū)(圖3-2)。電鏡下,胞質(zhì)內(nèi)含有大量平行排列的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和游離的多核糖體。發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體和中心體位于核旁淺染區(qū)內(nèi)(圖3-8,3-9)。
圖3-8 漿細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)模式圖
圖3-9 猴漿細(xì)胞電鏡像×10250
RER:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
(白求恩醫(yī)科大學(xué)尹昕、朱秀雄教授供圖)
漿細(xì)胞具有合成、貯存與分泌抗體(antibody)即免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)的功能,參與體液免疫應(yīng)答。漿細(xì)胞來源于B淋巴細(xì)胞。在抗原的反復(fù)刺激下,B淋巴細(xì)胞增殖、分化,轉(zhuǎn)變?yōu)闈{細(xì)胞,產(chǎn)生抗體?贵w能特異性地中和、消除抗原。
4.肥大細(xì)胞 肥大細(xì)胞(mastcell)較大,呈圓形或卵圓形,胞核小而圓,多位于中央。胞質(zhì)內(nèi)充滿異染性顆粒,顆粒易溶于水(圖3-2)。電鏡下,顆粒大小不一,圓形或卵圓形,表面有單位膜包裹,內(nèi)部結(jié)構(gòu)常呈多樣性,在深染的基質(zhì)內(nèi)含螺狀或網(wǎng)格狀晶體,或含細(xì)粒狀物質(zhì)(圖3-10)。肥大細(xì)胞分布很廣,常沿小血管和小淋巴管分布。
圖3-10 大鼠肥大細(xì)胞脫顆粒(G)
(同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)阮幼冰教授供圖)
肥大細(xì)胞與變態(tài)反應(yīng)有密切關(guān)系。肥大細(xì)胞合成和分泌多種活性介質(zhì),包括組胺(histamine)、嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子(ECF-A)、白三烯(leukotriene)和肝素(heparin)等。組胺、白三烯能使細(xì)支氣管平滑肌收縮,使微靜脈及毛細(xì)血管擴(kuò)張,通透性增加。嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子能吸引嗜酸性粒細(xì)胞到變態(tài)反應(yīng)的部位,肝素則有抗凝血作用。組胺、嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子和肝素等合成后貯存于顆粒內(nèi)并能迅速釋放。釋放時(shí)顆粒合并,形成脫粒管道,開口于細(xì)胞表面;白三烯則不在顆粒內(nèi)貯存,其釋放較組胺等遲緩(圖3-11)。
圖3-11 肥大細(xì)胞脫顆粒示意圖
肥大細(xì)胞脫顆粒、釋放介質(zhì)是一種特異性反應(yīng)。機(jī)體受過敏原(如花粉、某些藥物等)的刺激后,漿細(xì)胞產(chǎn)生親細(xì)胞性抗體IgE。肥大細(xì)胞膜表面有IgE受體,當(dāng)IgE與肥大細(xì)胞的IgE受體結(jié)合后,機(jī)體即對該過每原呈致敏狀態(tài)。當(dāng)機(jī)體再次接觸相同的過敏原時(shí),少量的過敏原便可與肥大細(xì)胞上的IgE結(jié)合,啟動(dòng)肥大細(xì)胞脫顆粒,釋放介質(zhì),引起過敏反應(yīng)(圖3-11),如在皮膚引起蕁麻疹,在呼吸道引起支氣管哮喘等。
一般認(rèn)為,肥大細(xì)胞的祖細(xì)胞來源于骨髓,經(jīng)血流遷移到結(jié)締組織內(nèi),發(fā)育為肥大細(xì)胞。組織內(nèi)的肥大細(xì)胞可分裂增殖,其壽命數(shù)天至數(shù)月。
5.脂肪細(xì)胞 脂肪細(xì)胞(fatcell)常沿血管分布,單個(gè)或成群存在。細(xì)胞體積大,常呈圓球形或相互擠壓成多邊形。胞質(zhì)被一個(gè)大脂滴推擠到細(xì)胞周緣,包繞脂滴。核被擠壓成扁圓形,連同部分胞質(zhì)呈新月形,位于細(xì)胞一側(cè)。在HE標(biāo)本中,脂滴被溶解,細(xì)胞呈空泡狀(圖3-2)。脂肪細(xì)胞有合成和貯存脂肪、參與脂質(zhì)代謝的功能。
6.未分化的間充質(zhì)細(xì)胞 未分化的間充質(zhì)細(xì)胞(undifferentiated mesenchymal cell)是保留在成體結(jié)締組織內(nèi)的一些較原始的細(xì)胞,它們保持著間充質(zhì)細(xì)胞的分化潛能,在炎癥與創(chuàng)傷時(shí)可增殖分化為成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞。間充質(zhì)細(xì)胞常分布在小血管尤其是毛細(xì)血管周圍,并能分化為血管壁的平滑肌和內(nèi)皮細(xì)胞。
7.白細(xì)胞血液內(nèi)的白細(xì)胞,受趨化因子的吸引,常穿出毛細(xì)血管和微靜脈,游走到疏松結(jié)締組織內(nèi),行使其功能,參與免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)。疏松結(jié)締組織內(nèi)以嗜酸性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞多見。游走出的單核細(xì)胞將分化為巨噬細(xì)胞。
1.膠原纖維 膠原纖維(collagenousfiber)數(shù)量最多,新鮮時(shí)呈白色,有光澤,又名白纖維。He 染色切片中呈嗜酸性,著淺紅色。纖維粗細(xì)不等,直徑1-20μm,呈波浪形,并互相交織。膠原原纖維由直徑20~200nm的膠原原纖維粘合而成(圖3-2)。電鏡下,膠原原纖維顯明暗交替的周期性橫紋,橫紋周期約64nm(圖3-12)。膠原纖維的韌性大,抗拉力強(qiáng)。膠原纖維的化學(xué)成分為Ⅰ型和Ⅱ型膠原蛋白。膠原蛋白(簡稱膠原,collagen)主要由成纖維細(xì)胞分泌。分泌到細(xì)胞外的膠原再聚合成膠原原纖維,進(jìn)而集合成膠原纖維。
圖3-12 人膠原纖維電鏡像×150000
(同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)武忠弼教授供圖)
圖3-13膠原纖維與基質(zhì)形成過程示意圖
膠原纖維形成的基本過程如下(圖3-13):
(1)細(xì)胞內(nèi)合成前膠原蛋白分子:成纖維細(xì)胞攝取合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸,包括脯氨酸、賴氨酸和甘氨酸,在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上按照特定的膠原mRNA的堿基序列,合成前α-多肽鏈。后者邊合成邊進(jìn)入粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi),并在羥化酶的作用下,將肽鏈中的脯氨酸和賴氨酸羥化。經(jīng)羥化后,三條前α-多肽鏈互相纏繞成繩索狀的前膠原蛋白分子(procollagen molecule)。溶解狀態(tài)的前膠原蛋白分子,兩端未纏繞,呈球狀構(gòu)型,在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)或轉(zhuǎn)移到高爾基復(fù)合體內(nèi)加入糖基后,分泌到細(xì)胞外。
(2)原膠原蛋白分子的細(xì)胞外聚合:細(xì)胞外的前膠原蛋白分子,在肽內(nèi)切酶的作用下,切去分子兩端gydjdsj.org.cn/rencai/球狀構(gòu)形部分,形成原膠原蛋白分子(tropocol-lagen)粗約1.5nm,長約300nm。原膠原蛋白分子平行排列聚合成膠原原纖維。聚合時(shí),相互平行的相鄰分子錯(cuò)開1/4分子長度,同一排的分子,首尾相對并保持一定距離,聚合成束,于是形成具有64nm周期橫紋的膠原原纖維。聚合時(shí),分子內(nèi)、分子間的化學(xué)基因進(jìn)行縮合、交聯(lián),增加原纖維的穩(wěn)固性。若干膠原原纖維經(jīng)糖蛋白粘合成粗細(xì)不等的膠原纖維。
膠原纖維的一菜成受多方面的影響和調(diào)控。如細(xì)胞內(nèi)脯氨酸的含量直接影響前α-多肽鏈的合成。缺氧或缺乏維生素C或Fe2+等輔助因子,導(dǎo)致前α-多肽鏈的羥化受到抑制,造成前膠原蛋白合成障礙,影響創(chuàng)傷的愈合。聚合時(shí),如膠原蛋白分子內(nèi)和分子間的交聯(lián)障礙(常因賴氨gydjdsj.org.cn/yishi/酰氧化酶不足所致)將影響膠原纖維的穩(wěn)固性。除成纖維細(xì)胞外,成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、某些平滑肌細(xì)胞等起源于間充質(zhì)的細(xì)胞以及多種上皮細(xì)胞也能產(chǎn)生膠原蛋白。
不同組織的膠原蛋白其分子類型不同,已證實(shí)α-多肽鏈按其一級結(jié)構(gòu)分為α1,α2,α3,三類,各類又分為10型,如α1(Ⅰ)、α1(Ⅱ)、α1(Ⅲ)、α1(Ⅲ)……α1(X)。
根據(jù)構(gòu)成膠原蛋白三股肽鏈的不同,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有11種不同類型的膠原,F(xiàn)將主要幾種類型的組成、分布和特點(diǎn)列舉于表(表3-1)。
表3-1 膠原蛋白的類型、分布和特點(diǎn)
類型 | 前膠原蛋白 的三股肽鏈 | 分 布 | 主 要 特 點(diǎn) |
Ⅰ | [α1(Ⅰ)]2α2(Ⅰ) | 真皮、筋膜、鞏膜、被膜、腱、纖維軟骨、骨、牙本質(zhì) | 構(gòu)成致密并有橫紋的粗纖維束,抗拉力強(qiáng) |
Ⅱ | [α1(Ⅱ)]3 | 透明軟骨和彈性軟骨 | 構(gòu)成有橫紋的細(xì)原纖維,抗壓力較強(qiáng) |
Ⅲ | [α1(Ⅲ)]3 [α1(Ⅳ)]2α2(Ⅳ) | 網(wǎng)狀纖維、平滑肌、神經(jīng)內(nèi)膜、動(dòng)脈、肝、脾、腎、肺、子宮 | 構(gòu)成有橫紋的細(xì)原纖維,維持器官的形態(tài)結(jié)構(gòu) |
Ⅳ |