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?chē),并能分化為血管壁的平滑肌和?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(jiàn)。游走出的單核細(xì)胞將分化為巨噬細(xì)胞。
(二)纖維
1.膠原纖維 膠原纖維(collagenous fiber)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(jiǎn)稱(chēng)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(guò)程示意圖
膠原纖維形成的基本過(guò)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(lài)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(lài)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,切去分子兩端球狀構(gòu)形部分,形成原膠原蛋白分子(tropocol-lagen)粗約1.5nm,長(zhǎng)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(kāi)1/4分子長(zhǎng)度,同一排的分子,首尾相對(duì)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(lài)氨酰氧化酶不足所致)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(lèi)型不同,已證實(shí)α-多肽鏈按其一級(jí)結(jié)構(gòu)分為α1,α2,α3,三類(lèi),各類(lèi)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(lèi)型的膠原。現(xiàn)將主要幾種類(lèi)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(lèi)型、分布和特點(diǎn)
類(lèi)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 | [α1(Ⅳ)]3
[α2(Ⅳ)]3 [α1(Ⅴ)]2α2(Ⅴ) |
基膜基板、晶 狀體囊 | 不形成原纖維,為均質(zhì)狀膜,支持和濾過(guò)作用 |
Ⅴ | [α1(Ⅴ)]3
α1(Ⅴ)α2(Ⅴ)α3(Ⅴ) |
胎膜、肌、腱鞘 | 構(gòu)成細(xì)的無(wú)橫紋原纖維 |
2.彈性纖維 彈性纖維(elastic fiber)新鮮狀態(tài)下呈黃色,又名黃纖維。在HE標(biāo)本中,著色輕微,不易與膠原纖維區(qū)分。但醛復(fù)紅(aldehyde-fuchsin)或地衣紅(orcein)能將彈性纖維染成紫色或棕褐色。彈性纖維較細(xì),直行,分支交織,粗細(xì)不等(0.2-1.0μm),表面光滑,斷端常卷曲(圖3-2)。電鏡下,彈性纖維的核心部分電子密度低,由均質(zhì)的彈性蛋白(elastin)組成,核心外周覆蓋微原纖維(microfibril),直徑約10nm。彈性蛋白分子能任意卷曲,分子間藉共價(jià)鍵交聯(lián)成網(wǎng)。在外力牽拉下,卷曲的彈性蛋白分子伸展拉長(zhǎng);除去外力后,彈性蛋白分子又回復(fù)為卷曲狀態(tài)(圖3-14)。
圖3-14 伸縮狀態(tài)下彈性蛋白分子的構(gòu)形變化
彈性纖維富于彈性而韌性差,與膠原纖維交織在一起,使疏松結(jié)締組織既有彈性又有韌性,有利于器官和組織保持形態(tài)位置的相對(duì)恒定,又具有一定的可變性。
3.網(wǎng)狀纖維 網(wǎng)狀纖維(reticular fiber)較細(xì),分支多,交織成網(wǎng)。網(wǎng)狀纖維由Ⅲ型膠原蛋白構(gòu)成,也具有64nm周期性橫紋。纖維表面被覆蛋白多糖和糖蛋白,故PAS反應(yīng)陽(yáng)性,并具嗜銀性。用銀染法,網(wǎng)狀纖維呈黑色,故又稱(chēng)嗜銀纖維(argyrophil fiber)。網(wǎng)狀纖維多分布在結(jié)締組織與其它組織交界處,如基膜的網(wǎng)板、腎小管周?chē)、毛?xì)血管周?chē)T谠煅鞴俸蛢?nèi)分泌腺,有較多的網(wǎng)狀纖維,構(gòu)成它們的支架。
。ㄈ)基質(zhì)
基質(zhì)(ground substance)是一種由生物大分子構(gòu)成的膠狀物質(zhì),具有一定粘性。構(gòu)成基質(zhì)的大分子物質(zhì)包括蛋白多糖和糖蛋白。
蛋白多糖(proteoglycan)是由蛋白質(zhì)與大量多糖結(jié)合成的大分子復(fù)合物,是基質(zhì)的主要成分。其中多糖主要是透明質(zhì)酸(hyaluronic acid),其次是硫酸軟骨素A 、C(chondroitin sulfate A、C)、硫酸角質(zhì)素A、C(keratin sulfate)硫酸乙酰肝素(heparan sulfate)等。它們都是以含有氨基已糖的雙糖為基本單位聚合成的長(zhǎng)鏈化合物,總稱(chēng)為糖胺多糖(glycosaminoglycan,GAG)。由于糖胺多糖分子存在大量陰離子,故能結(jié)合大量水(結(jié)合水)。透明質(zhì)酸是一種曲折盤(pán)繞的長(zhǎng)鏈大分子,拉直可達(dá)2.5μm,由它構(gòu)成蛋白多糖復(fù)合物的主干,其它糖胺多糖則以蛋白質(zhì)為核心構(gòu)成蛋白多糖亞單位,后者再通過(guò)連接蛋白結(jié)合在透明質(zhì)酸長(zhǎng)鏈分子上(圖3-15)。蛋白多糖復(fù)合物的立體構(gòu)型形成有許多微孔隙的分子篩,小于孔隙的水和溶于水的營(yíng)養(yǎng)物、代謝產(chǎn)物、激素、氣體分子等可以通過(guò),便于血液與細(xì)胞之間進(jìn)行物質(zhì)交換。大于孔隙的大分子物質(zhì),如細(xì)菌等不能通過(guò),使基質(zhì)成為限制細(xì)菌擴(kuò)散的防御屏障。溶血性鏈球菌和癌細(xì)胞等能產(chǎn)生透明質(zhì)酸酶,破壞基質(zhì)的防御屏障,致使感染和腫瘤浸潤(rùn)擴(kuò)散。
圖3-15 蛋白多糖分子結(jié)構(gòu)模型
糖蛋白(glycoprotein)是基質(zhì)內(nèi)另一類(lèi)重要的生物大分子,與蛋白多糖相反,其主要成分是蛋白質(zhì)。從基質(zhì)內(nèi)已經(jīng)分離出多種糖蛋白,主要的有纖維粘連蛋白(fibronectin FN)層粘連蛋白(laminin)和軟骨粘連蛋白(chondronectin)等。這類(lèi)基質(zhì)大分子不僅參與基質(zhì)分子篩的構(gòu)成,同時(shí)通過(guò)它們的連接和介導(dǎo)作用也影響細(xì)胞的附著和移動(dòng)以及參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化。
纖維粘連蛋白是基質(zhì)中一種重要的糖蛋白,存在于膠原纖維和許多結(jié)締組織細(xì)胞周?chē)。在電鏡下,纖維粘連蛋白呈原纖維狀,由兩條多肽鏈組成,兩條肽鏈的一端由若干二硫鍵連接。每一肽鏈上均有若干特定的功能區(qū),能分別與細(xì)胞、膠原、肝素和纖維素等結(jié)合。于是,纖維粘連蛋白作為一種中介蛋白,能將細(xì)胞連接到膠原、肝素等細(xì)胞外基質(zhì)上。
組織液(tissue fluid)是從毛細(xì)血管動(dòng)脈端滲入基質(zhì)內(nèi)的液體,經(jīng)毛細(xì)血管靜脈端和毛細(xì)淋巴管回流入血液或淋巴,組織液不斷更新,有利于血液與細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換,成為組織和細(xì)胞賴(lài)以生存的內(nèi)環(huán)境。當(dāng)組織液的滲出、回流或機(jī)體水鹽、蛋白質(zhì)代謝發(fā)生障礙時(shí),基質(zhì)中的組織液含量可增多或減少,導(dǎo)致組織水腫或脫水。