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编号:10497579
胎儿肝脏发育的组织学及形态计量学和超微结构观察
http://www.100md.com 《青岛大学医学院学报》 1999年第2期
     作者:侯颖一 王文青 周晓彬 闫凤霞 李永刚

    单位:青岛医学院(青岛266021) 侯颖一(电子显微镜研究室);王文青 闫凤霞 李永刚(组织学与胚胎学教研室);周晓彬(预防医学教研室)

    关键词:肝脏;形态发生;胎儿;显微镜检查,电子

    青岛医学院学报990204 【摘要】 ①目的 了解胎儿肝脏的发育状况,探讨肝细胞与造血灶之间的关系。②方法 选用24例不同发育时期的胎儿,进行组织学、形态计量学和超微结构观察。③结果 随胚龄增长胎儿肝细胞数量增多,体积增大,核质比减小,细胞器渐丰富;细胞排列有序且始终有明、暗细胞之分。肝血窦腔隙开始较大,造血组织在胚胎早中期较丰富;胚胎发育后期,肝血窦渐变窄,造血组织明显减少。胆小管发育至胚胎晚期,封闭其管腔的紧密连接发育完善。④结论 肝细胞发育过程中始终有明、暗肝细胞之分。胎儿肝脏在胚胎早期和中期均有造血功能。发育中的肝细胞及库普弗细胞与幼红细胞密切接触,可能为造血细胞的发育提供良好的微环境。
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    中国图书馆分类法分类号 R321.1

    A HISTOLOGICAL MORPHOMETRICAL AND ULTRASTRUCTRAL STUDY

    OF THE DEVELOPMENT OF THE FETUS LIVER

    Hou Yingy i, Wang Wenqing , Zhou Xiaobin, et al

    Department of Electron Microscop e, Qingdao Medical College, Qingdao 266021

    【ABSTRACT】 Objective To know the development of the fetus liver and to study the relationship between the liver cells and the blood-fo rming focus. Methods Twenty-four fetuses at different developing stages were observed histologically, morphometrically and ultrastructurally. Results with the age increase of the fetus, the number of the fet us liver cells increased, the volume became larger, the karyoplasmic ratio decre ased, the cell organ gradually became more plentiful, the arrangement of cells was in order and there was always differentiation between light and dark cells. The lacuna of the hepatic sinusoid was large and the blood-forming tissue incre ased at the early and middle stages. At the last stage of fetus development, the hepatic sinusoid became narrower and the blood-forming tissue decreased appare ntly. When the bile canaliculus developed to the last stage of the fetus, the ti ght junction closing the lumen developed into a perfect condition. Conclusion The results of this study show that the appearance and morphological characteristics of light and dark cells in the process of the liver cell development are different from those observed in the previous study. The fetus liver has blood-forming function at the early and middle stages of th e fetus development. The developing liver cells and kupffer cells are in close c ontact with the immature red cells, which may provide a good micro-circumstanc e for the development of blood-forming cells .
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    【KEY WORDS】 liver;morphogenesis;fetus;microscopic examination, electron

    目前,对胎儿肝脏的形态结构和组织发生报道较多〔1~3〕,但对胎儿肝脏进行光学显微镜、透射电子显微镜和形态计量学的研究,特别是有关胎儿肝脏造血灶与肝细胞间的关系尚少见报道,对胎儿肝脏明、暗肝细胞的存在及其意义也缺乏系统的研究,且意见不一致。为此,我们对不同胚龄胎儿肝脏发育作了系统观察,旨在为胚胎肝脏发育的研究提供较完整的资料。现将结果报告如下。

    1 材料与方法

    采用24例水囊引产的胎儿标本,胎儿娩出后立即取材,同一标本分别做如下处理。①光镜标本:肝脏组织切成1mm3小块,即刻固定于预冷的30g/L戊二醛液中,常规电镜脱水、包埋,半薄切片,甲苯胺蓝染色,光镜观察。②形态计量学测试:将24例标本按周次分成3组,6~17周为早期胎儿组,22~26周为中期胎儿组,29~35周为晚期胎儿组。每组随机测量100个肝细胞的最大直径(MAX),最小直径(MIN)和细胞核直径(ND),结果以±s表示,组间比较采用方差分析。③电镜标本:将部分半薄切片定位,做超薄切片,JEM-1200透射电子显微镜观察。
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    2 结果

    2.1 光镜观察结果

    2.1.1 肝细胞 6~17周胎儿肝小叶结构开始不明显,少数肝细胞单个散在分布或2~3个肝细胞相连形成短的肝细胞索,后逐渐形成肝小叶的雏形。肝细胞索与肝血窦相间排列,肝细胞索所占的比例小于肝血窦,此期肝细胞形态多不规则,细胞核较大,核仁明显,常可见核分裂象。随胚龄的增长,肝细胞索渐增多,排列渐趋于规整。22~26周胎儿肝细胞索排列成行,肝细胞逐渐增大,呈多边形,常见双核肝细胞,肝细胞索在肝小叶中占的比例有所增高。肝小叶结构趋于典型。至29~35周胎儿,肝细胞索在肝小叶中占的比例明显升高,血窦腔逐渐变小、变窄,肝细胞体积继续增大,核质比变小。肝细胞索沿中央静脉排列有序,形成的肝小叶较清晰。

    2.1.2 肝血窦 胚胎6周时肝造血组织分布较弥散,可位于血窦的内外,后聚集成群,形成造血灶。至胚胎12周,肝血窦位于相邻肝细胞或肝细胞索之间,有宽阔的不规则腔隙,肝血窦所占比例逐渐增大,明显多于肝细胞索,血窦内外可见大量的有核红细胞,并可见有核红细胞与肝细胞紧密相接现象。随胚龄的增长,胎儿15~17周肝造血组织多而明显。20周胎肝造血组织染色深,可见多处幼红细胞岛,以及少量的粒细胞系及淋巴细胞和巨核细胞,红细胞系中以中幼红细胞居多。至胚胎21~26周,血窦腔开始变小,内皮细胞清晰可辨,在肝小叶中肝血窦渐小于肝细胞索所占比例。血窦腔中造血组织成分渐减少,除红细胞系外,还可见早幼粒细胞等。至胚胎发育29~35周,肝血窦所占比例更趋减少,仅位于肝细胞索之间的狭窄腔隙,其中晚幼粒细胞数量相对增多。至此时期,有的肝血窦壁仍不完整,但造血组织显著减少。
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    2.1.3 形态计量学测试 随着胚龄的增长,肝细胞最大直径,各组间均有显著性差异(F=54.427,q=6.59~14.99,P<0.05)。早期与中期胚胎、早期与晚期胚胎组间肝细胞最小直径均有显著性差别(F=11.683,q=5.87,5.99,P<0.05)。肝细胞核直径在早期与中期胚胎、中期与晚期胚胎组间比较均有显著性差异(F=3.305,q=3.46,2.86,P<0.05)。见表1.

    表1不同发育时期胎儿肝细胞形态参数比较(d/μm,±s) 组别

    n

    MAX

    MIN

    ND

    早期胚胎组

    97
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    11.46±2.82

    9.27±5.91

    6.66±1.11

    中期胚胎组

    101

    13.08±1.86

    11.52±1.71

    7.05±1.21

    晚期胚胎组

    100

    15.03±2.57

    11.48±2.18
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    6.73±1.04

    MAX三组间比较,F=54.427,q=6.59~14.99,P<0.05;MIN晚期、中期胚胎组与早期胚胎组相比较,F=11.683,q=5.87,5.99,P<0.05;ND早期与中期、中期与晚期胚胎组相比,F=3.305,q=3.46,2.86,P<0.05

    2.2 电镜观察结果

    2.2.1 肝细胞6~8周时,肝细胞呈圆形或近似多边形,常单个或二三个围在一起,细胞间结构松散,胞质中见少量粗面内质网(RER)、溶酶体(LY),线粒体嵴正在发育中,几乎见不到糖原颗粒。可见肝细胞与幼红细胞紧密相接,二者间有简单的细胞连接,仅为相邻细胞膜局部增厚。12~15周肝细胞排布常由2~3个肝细胞形成短细胞索,围绕中央静脉形成极不典型的肝小叶雏形,肝细胞可分明、暗2种类型。明肝细胞呈圆或椭圆形,体积较小,核质比大于或等于1,细胞器较少,仅见丰富的核糖体及少量RER等。暗细胞一般呈多边形,体积较大,各种细胞器丰富〔4〕,肝细胞与发育中内皮细胞间有明显的间隙,即Disse间隙,肝细胞向间隙内伸出微绒毛,许多肝细胞与幼红细胞密切相邻接,并见有的肝细胞伸出胞质突包绕幼红细胞现象。随胚龄增长至16~17周,肝细胞线粒体数量明显增加,RER呈4~8层短的板层状,LY丰富,见脂滴,此时期常见细胞核分裂象及双核肝细胞。至21周肝细胞在肝小叶所占比例与血窦及造血组织大致相当。22周以后肝细胞中RER板层可达8~10层,滑面内质网丰富,糖原颗粒明显增多。明、暗肝细胞间可见紧密连接,且明细胞有增加趋势。30周胎儿肝细胞中除RER,线粒体丰富之外,糖原颗粒更趋丰富是此期的特点。至35周肝细胞进一步发育,糖原颗粒遍布整个胞浆,肝细胞仍有明、暗之分。
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    2.2.2 肝血窦 肝血窦位于肝细胞或肝细胞索之间。6~8周胎儿肝血窦内皮细胞正在发育中,内皮细胞可伸出小的胞质突,胞质可大片缺如。胞质中含少量线粒体及RER.血窦内皮两侧均有发育的幼红细胞,含早、中、晚幼红细胞。12周胎儿肝血窦内皮细胞含少量吞饮小泡,较丰富核糖体及少量线粒体等,内皮细胞正在发育中,胞质仍有缺如,幼红细胞常分布内皮周围,且肝细胞与内皮间有Disse间隙,可见不与内皮细胞直接相连的库普弗细胞。15~17周胞质内含大量吞饮泡及丰富的LY,在造血灶中可见巨核细胞。胚胎21周血窦及造血组织所占比例与肝细胞相当,从此时至22周,造血组织明显活跃,可见不同阶段的红细胞及粒细胞,并见幼红细胞一侧与肝细胞,另一侧与内皮细胞紧密相接现象。26~30周胎儿肝血窦壁仍不完整,窦腔中晚幼红细胞及成熟红细胞居多。32周胎儿肝血窦所占比例进一步减少,窦腔变得狭小,有的血窦内皮已构成完整的窦壁,内皮细胞为有孔型,无隔膜,未见基膜结构,可见有的库普弗细胞与幼红细胞紧密相接。35周胎儿肝血窦多数已形成较完整的窦壁但仍与发育不完整的血窦共存。血窦腔狭小,其中造血组织亦很少。血窦内皮细胞中吞饮泡增多,有丰富的窗孔。
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    2.2.3 胆小管 8周胎儿,已见相邻肝细胞间形成胆小管结构,肝细胞的胆小管面有少量微绒毛突向腔内,腔较大,近腔面可见有相邻肝细胞间短小的紧密连接(TJ),有的相邻肝细胞尚无细胞连接出现。12周胎儿,胆小管的腔仍较大,封闭胆小管的肝细胞间紧密连接仍在发育中。随胚龄增长至15~17周,胆小管腔有缩小趋势,肝细胞向胆小管腔伸出微绒毛较多,TJ发育较好。21周胚胎,参与构成胆小管的可以是相邻的4~5个肝细胞,封闭胆小管的TJ可以延伸较长,局部显示电子密度明显增高。至30~35周,胎儿胆小管的发育更臻完善,管腔中有长而浓密的微绒毛,封闭管腔的TJ可间断性伸延较长的范围,结构完整。

    3 讨论

    机体中诸多种细胞都有明、暗之分,而对其产生的原因说法不一。有的学者认为是由于固定方法的不同造成的,有人则认为是由于细胞处于不同的功能时相等。对肝细胞是否有明、暗之分仍有争议〔4〕;有人观察到人胚胎肝细胞确有明、暗之分,明细胞多,体积大,细胞器丰富;暗细胞少,体积小,细胞器不发达〔2〕。我们的观察结果与之不同,人胚胎期肝细胞始终有明、暗之分,二者数量比例总体上以暗细胞多,明细胞少,但与胚胎发育时期有关,如胚胎发育中期,明细胞数量有上升趋势,明细胞多为圆或椭圆形,体积较小,胞质电子密度低,细胞器不发达,仅见较丰富的核糖体,少量RER和线粒体;而暗细胞体积较大,呈多边形,内含丰富的多种细胞器。我们认为明暗细胞产生有3种可能性。①肝细胞处于不同的分化时期,明细胞处于分化的早期阶段,细胞器还不够丰富,暗细胞形态已为多边形,细胞器丰富,提示分化程度较高,为较成熟的细胞。②由于肝细胞处于不同的功能活动状态,暗细胞的结构提示有强的合成蛋白质的功能和其他相应功能,而明细胞仅有丰富的核糖体,其功能处于相对不活跃状态。③由于肝细胞的胚层来源不同所致。另外,本研究观察到明、暗肝细胞间出现连接结构,但其意义尚不清楚。
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    我们观察到胚胎6~35周的几乎整个胚胎发育过程中,肝血窦的发育逐渐趋向完善。开始内皮细胞仅伸出小的胞质突,胞质可大片缺如,到血窦内皮与库普弗细胞构成较完整的窦壁,直到35周发育较完善的血窦仍与发育不完善的血窦共存,即在胎儿出生之前血窦没发育完善。胚胎早、中期肝血窦与造血组织在肝小叶中所占比例较大,如15周胚胎,肝血窦可占肝小叶面积的1/2,持续到中期以后仍不见明显减小,直至胚胎晚期29~30周血窦所占比例有所下降,至35周肝血窦仅为肝细胞索间狭窄的间隙,其中仅容纳极少量造血组织。提示胚胎肝早期即有明显的造血功能,并持续到胚胎中期以后,至胚胎晚期此功能明显减弱,最终转化为骨髓造血。

    另外,本研究发现从早期胚胎即见到血窦内、外的幼红细胞与肝细胞紧密相贴现象,有的二者间可见简单的细胞连接,并可见有的肝细胞伸出胞质突包绕红细胞现象,考虑这种幼红细胞与肝细胞的密切接触现象会给发育中的幼红细胞提供一个良好的相对稳定的微环境,以利于幼红细胞的发育。至于它与肝细胞之间是否有信息的沟通,尚不清楚。同时,还观察到库普弗细胞与红细胞密切接触现象,可能与清除局部环境中的不利因素,促进和保障幼红细胞的发育有关。
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    以往的研究表明,胆小管位于2个或2个以上肝细胞之间〔5〕。我们也观察到上述现象,但我们还看到胚胎发育至中期以后,参与构成胆小管的可以是相邻的4~5个肝细胞,而且封闭胆小管间隙相邻肝细胞间的紧密连接可有较长范围的延伸。至胚胎后期,紧密连接可以间断性的伸延至更长范围,牢固封锁住细胞间隙,说明随胚龄的增长胆小管的结构更臻严密和完善,使无管壁结构胆小管内的胆汁沿一定方向流动,不致溢入到肝血窦中,使胆小管从结构上的完善达到功能上的完善。

    参考文献

    1 Severn CB. A morphologic study of the development of the human liver. Am J Anat,1971,131:133

    2 吴淑兰,曹玉纯,王仲涛,等. 对胎儿肝脏的研究. 解剖学报,198 1,12:310
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    3 吴淑兰,王仲涛,高福录.胎儿肝造血灶的超微结构.中华物理医学杂志,1998,10:180

    4 Aterman K, Halifax NS. The“dark” and the “light” cell of liver. Anat Rec, 1960,136:157

    5 Moutesano R, Garbiani G, Perrelet A, et al. In vivo induction of tig ht junction proliferation in the rat liver. J Cell Biol, 1976,68:793

    (1999-03-15收稿 1999-05-17修回), 百拇医药