观察人体结构四中组织

观察人体结构四中组织

1.观察人体结构四中组织 篇一

1 材料

选取青藏高原含1/4野血的成年大通牦牛 (以下称高原牦牛, 栖息地海拔3 500~5 000 m) 和山东省莱芜地区成年黄牛 (以下称平原黄牛, 栖息地海拔500 m以下) 各5头, 临床健康, 不计性别。

2 方法

2.1 取材及处理

2.1.1 光镜样品的取材及处理

在每头牛右肺尖叶、心叶、副叶各取1 块组织, 在膈叶取2 块组织, 每组共取25 块肺组织。所有供试牛在栖息地现场屠宰, 立即取材且取材部位相同。10%甲醛固定, 常规组织学脱水、透明, 石蜡包埋, 间隔连续切片厚度为4 μm。H.E.染色, 每块组织切、染6 张切片, 选其中5 张切片用于测量。弹性纤维染色, 每块组织切、染2张切片。

2.1.2 透射电镜样品的取材及处理

在每头牛右肺膈叶的深部取3块组织, 修成1 mm3, 戊二醛和锇酸双重固定, 常规组织学处理, Epon812包埋, 半薄切片定位后超薄切片, 醋酸铀-枸橼酸铅双重染色。

2.2 观察和测量

显微镜 (Olympus BX 51) 下观察, 利用图像采集系统 (Olympus DP 70) 取图 (图片为视野的1个内切矩形) 。透射电镜样品在透射电镜 (JEM-1230) 下观察并拍照。用Image-Pro Plus 5.1 Chinese图像分析系统直接测量相关数据, 采用SPSS 11.5对所得数据进行统计学处理, 结果均以平均数±标准差表示。

2.2.1 肺泡隔厚度和单个肺泡面积的测量 以图片的中心为中心点做一个垂直于图片四边的“十”字交叉线, 在任意放大倍率下测算在线上的平均肺泡隔厚度undefined, 其中Tai (i=1, 2, 3, …, n) 为测试线经过的每个肺泡隔厚度, n为测试线经过的肺泡隔数。同时测算测试线上完整的单个肺泡平均面积undefined, 其中SAai (i=1, 2, 3, …, n) 为测试线经过的单个肺泡面积, n为测试线经过单个完整肺泡数。在每张切片上随机选取2 个视野用于测量。

2.2.2 单位面积内肺泡数和单位面积内总肺泡面积的测量 选用显微镜拍摄的图片 (图片为视野的一个内切矩形, 放大同一倍数, 取图面积恒定) , 将其面积设计为单位面积 (S) , S=138 295.53 μm2。以数上不数下, 数左不数右的原则, 计算单位面积内肺泡数undefined, 其中Ani (i=1, 2, 3, …, n) 为单位面积内的肺泡数, n为所测图片数。同时测量单位面积内总肺泡面积 (TAA) , 即单位面积内的肺泡面积undefined, 其中TAai (i=1, 2, 3, …, n) 为单位面积内肺泡面积, n为所测图片数。测量MAN和TAA时尽量避开血管、气管等非肺泡及肺泡隔成分和肺泡扩张较充分的图片。

2.2.3 气-血屏障算术平均厚度和调和平均厚度的测量 参照郑富盛[5]和申洪等[6]的立体计量学方法测算气-血屏障的厚度。气-血屏障的算术平均厚度undefined, 其中Pxi为气-血屏障截面内的测试点数, Ixi为气-血屏障表面膜的截线与测试线的交叉点数, Z为1个测试点对应的测试线长。气-血屏障的调和平均厚度undefined, 上两式是用截距法求τh的公式。测量时, 只测量2个端点分别在气-血屏障2个面上的截距。若测量了n个截距, 其长度为Ii (i=1, 2, 3, …, n) , 则可求截距Ih, 再求出τh。

3 结果

3.1 肺泡的显微结构

高原牦牛和平原黄牛的肺泡多为半球形和球形, 大小不一, 可见一些呈多面形囊泡状的肺泡结构。高原牦牛肺泡隔内毛细血管成分明显, 占肺泡隔的大部分, 有些肺泡隔中已经难以见到其他细胞成分, 全部被毛细血管占据, 其间可见一些半透明的带状结构 (见图1) 。平原黄牛肺泡显微结构与高原牦牛类似, 肺泡隔内的毛细血管也较明显 (见图2) 。特殊染色可见高原牦牛肺泡隔内弹性纤维较平原黄牛的明显且粗大 (见图3、图4) 。肺泡显微结构各项参数的测量结果见表1。

由表1可知, 高原牦牛MAST显著厚于平原黄牛 (P<0.05) ;但高原牦牛的MSAA、MAN和TAA与平原黄牛相比差异均不显著 (P>0.05) 。

3.2 肺泡的超微结构

高原牦牛和平原黄牛肺泡壁均由扁平的Ⅰ型肺

注:同行数据肩标*表示差异显著 (P<0.05) , 无肩标表示差异不显著 (P>0.05) 。

泡细胞和立方的Ⅱ型肺泡细胞组成。Ⅰ型肺泡细胞胞质高度伸展, 占据了肺泡壁绝大部分, 细胞的胞质只在有核处略厚, 其余部分较薄, 胞质内细胞器含量较少。Ⅱ型肺泡突出于肺泡腔, 细胞表面有较多微绒毛, 胞质内含有明显的板层小体 (见图5) 。高原牦牛和平原黄牛肺的气-血屏障均由Ⅰ型肺泡上皮、基膜和肺泡隔毛细血管内皮组成 (见图6) 。在高原牦牛气-血屏障的Ⅰ型肺泡上皮可见一些凹陷和空泡状结构 (见图7) 。在高原牦牛肺泡隔的盲端结构处可见Ⅰ型肺泡上皮间断分布, 肺泡上皮有大量的弹性纤维和胶原纤维 (见图8) 。高原牦牛和平原黄牛气-血屏障厚度的测量结果见表2。

由表2可知, 平原黄牛气-血屏障的τa和τh均显著厚于高原牦牛 (P<0.05) 。

4 讨论

对藏羊[1]和高原犬[7]等高原土著动物的研究发现, 这些高原动物的肺泡隔较平原同类动物的厚。张勤文[3]研究牦牛肺泡隔厚度时也发现, 生活在高海拔地区的牦牛肺泡隔显著厚于低海拔地区牦牛的肺

Ⅰ.Ⅰ型肺泡细胞;Ⅱ.Ⅱ型肺泡细胞;*.Ⅱ型肺泡的 板层小体;←.Ⅱ型肺泡上皮上的微绒毛;ALV.肺泡腔。

EP.Ⅰ型肺泡上皮;INT.气-血屏障中间的结缔 组织层;CAP.毛细血管;END.内皮层;ALV.肺泡腔。

→.空泡;➧.凹陷。

→.高原牦牛盲端处Ⅰ型肺泡上皮的间断; EF.盲端内胶原纤维;GF.盲端内弹性纤维。

注:同行数据肩标*表示差异显著 (P<0.05) 。

泡隔, 这是由于肺泡隔内含有丰富的毛细血管和弹性纤维。试验中高原牦牛的MAST显著厚于平原黄牛的MAST (P<0.05) 。光镜下可见高原牦牛肺泡隔内毛细血管丰富, 电镜下还可见肺泡隔中大量粗大的弹性纤维, 弹性纤维染色的切片中高原牦牛肺泡隔内弹性纤维也较平原黄牛明显, 毛细血管丰富有利于高原牦牛获氧, 而弹性纤维明显有利于维持肺脏良好的弹性回缩, 可有效促进高原牦牛肺内气体的排出。

高原牦牛MSAA、MAN和TAA与平原黄牛相比差异均不显著 (P>0.05) 。张勤文[3]在报道中指出:单位面积内肺泡数目越多, 单位面积内肺泡面积越大, 肺泡面积越小时, 肺脏的呼吸面积就越大, 有利于高原动物在高原低氧环境下肺脏内氧气利用率的提高。高原牦牛为高原世居动物, 经过漫长的自然选择, 在对高原低氧环境的适应方面形成了不同于其他畜种的形态和生理特性, 如气管短粗、胸腔发达、心肺指数高、红细胞数和血红蛋白含量高, 以及肺泡隔厚、肺泡隔内毛细血管丰富等特点[8]。由此可见, 研究高原动物对高海拔低氧环境的适应, 应当从多学科、多领域进行分析。陈秋生等[4]观察到天祝牦牛气-血屏障处Ⅰ型肺泡上皮有间断处, 为非连续型上皮, 认为牦牛比其他动物更容易进行气体交换。笔者在试验中观察到高原牦牛Ⅰ型肺泡的上皮也有间断, 但这种间断仅在肺泡隔盲端结构处可见, 经过大量的观察, 在高原牦牛气-血屏障处未发现Ⅰ型肺泡上皮有间断的现象。但在该处常可见Ⅰ型肺泡上皮有一些凹陷和空泡状的结构, 这些结构同样可以减小气体通过的阻力, 有利于气体交换。平原黄牛气-血屏障的τa和τh均显著高于高原牦牛 (P<0.05) 。气-血屏障薄, 使气体交换的路径变短, 氧气弥散的阻力减小, 有利于高原牦牛在低氧环境中获氧。高原牦牛气-血屏障的τa和τh略小于陈秋生等[4]报道中天祝牦牛气-血屏障的厚度, 这可能与2种动物生活的海拔高度有关。试验选用的高原牦牛终年生活在海拔3 500 m以上, 且为1/4野血牦牛, 而天祝牦牛生活在海拔2 500 m以上。气-血屏障厚度的不均一性是其τh比τa薄的原因, 高原牦牛也具有此特点。气-血屏障的不均一性有利于气体交换[9,10]。

参考文献

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[2]贾荣莉.高原藏羊肺组织学结构及特点[J].中国养羊, 1997 (1) :31-32.

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[4]陈秋生, 冯霞, 姜生成.牦牛肺脏高原适应性的结构研究[J].中国农业科学, 2006, 39 (10) :2107-2113.

[5]郑富盛.细胞立体计量学[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社, 1990.

[6]申洪, 高忠英.实用生物体视学技术[M].广州:中山大学出版社, 1991.

[7]孙宏夫, 石雪君.平原地区狗进入高原后对其主要脏器组织形态学的光镜和电镜观察[J].高原医学杂志, 1982 (1) :53-55.

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