組織胚胎學(xué)的概念及其在醫(yī)學(xué)教育中的地位

1、最新資料推薦組織胚胎學(xué)的概念及其在醫(yī)學(xué)教育中的地位第一章 緒 論一、組織胚胎學(xué)的概念及其在醫(yī)學(xué)教育中的 地位 (一)組織學(xué) 組織學(xué)是解剖學(xué)的一個分支，是生命科學(xué)(life scie nces)的組成部分。組織學(xué)包括細(xì)胞學(xué)、 基本組織和器官組織， 是借助顯微鏡或電 子顯微鏡研究人體的微細(xì)結(jié)構(gòu)、超微結(jié)構(gòu)甚或分子水平結(jié)構(gòu)及相關(guān)功能關(guān)系的一門科學(xué)， 故也稱顯微解剖學(xué)(microanatomy )。組織學(xué)的發(fā)展是以解剖學(xué)進展為前提，以細(xì)胞學(xué)的發(fā)展為基礎(chǔ)，又與胚胎學(xué)的發(fā)展密不可分。組織學(xué)與生物化學(xué)、免疫學(xué)、 病理學(xué)、 生殖醫(yī)學(xué)及優(yōu)生學(xué)等相關(guān)學(xué)科交叉滲透?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的一些重大研究課題，象細(xì)胞凋亡、細(xì)胞突變，

2、細(xì)胞識別與細(xì)胞通訊，細(xì)胞增殖、分化與衰老的調(diào)控、細(xì)胞與免疫、神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)等，都與組織學(xué)密切相關(guān)。作為一名醫(yī)學(xué)生， 只有系統(tǒng)掌握人體的微細(xì)結(jié)構(gòu)的基本知識， 才能更好地學(xué)習(xí)、 分析與理解機體生理過程和病理現(xiàn)象，才能進一步學(xué)好其他醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課和臨床各學(xué)科課程。(二) 人體胚胎學(xué)主要研究人體胚胎發(fā)育的形態(tài)、 結(jié)構(gòu)形成 及變化特點或規(guī)律， 包括生殖細(xì)胞發(fā)生、受精、 胚胎發(fā)育、 胚胎 與母體的關(guān)系以及先天畸形等。研究出生后嬰兒的生長、 成熟、衰老直至死亡的全過程的科學(xué)則稱人體發(fā)育學(xué)(development of human)。現(xiàn)代胚胎學(xué)的研究內(nèi)容不僅豐富多彩，還充滿魅力，如其中的生殖工程學(xué)(repro

3、ductive engineering ) 通過體外受精、早期胚 胎培養(yǎng)、胚胎移植、卵質(zhì)內(nèi)單精子注射、配子與胚胎冷凍等技術(shù)， 可望獲得人們期望的新生個體。試管嬰兒和克隆動物是現(xiàn)代胚胎學(xué)最著名的成就。對醫(yī)學(xué)生來講，只有學(xué)習(xí)了胚胎學(xué)之后， 才算真正地了解個體 的人是如何來到世間的，體內(nèi)各系統(tǒng)、器官、細(xì)胞是如何發(fā)生演 化的；才能更準(zhǔn)確的理解解剖學(xué)、 組織學(xué)、病理學(xué)、遺傳學(xué)以及 免疫學(xué)等學(xué)科的某些內(nèi)容或概念。所以，胚胎學(xué)知識有廣泛的臨床應(yīng)用價值。二、人體器官的構(gòu)成與系統(tǒng)的劃分人體是由200余種龐大的 細(xì)胞群體與細(xì)胞外基質(zhì)(細(xì)胞間質(zhì))共同構(gòu)成的有機體。細(xì)胞是組成人體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，數(shù)量眾多、形態(tài)多

4、樣； 每種細(xì)胞具有各自的結(jié)構(gòu)特征、代謝特點與功能活動。由形態(tài)、功能相同或相似的細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成組織(tissue)。細(xì)胞外基質(zhì)由細(xì)胞產(chǎn)生， 營造成細(xì)胞生存的微環(huán)境， 對細(xì)胞起 支持、聯(lián)絡(luò)、保護和營養(yǎng)等作用；對細(xì)胞增殖、分化、運動及 信息傳遞有重大影響。人體有4種基本組織， 即上皮組織、 結(jié)締組織、 肌組織和神 經(jīng)組織不同的組織按一定的規(guī)律組合成具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)并執(zhí)行特定生理功能的結(jié)構(gòu)，稱器官（organ），如心、肝、肺、腎等。一些器官為完成共同性的生理機能而聯(lián)合成為系統(tǒng) （system）。人體有運動、 神經(jīng)、感官、脈管、消化、呼吸、泌尿、生 殖、免疫、內(nèi)分泌等系統(tǒng)。各系統(tǒng)在神經(jīng)、 體液的調(diào)

5、節(jié)下， 彼此聯(lián)絡(luò)、相互協(xié)調(diào)與影響， 共同構(gòu)成一個完整統(tǒng)一的有機體。三、組織胚胎學(xué)常用研究技術(shù)和方法組織胚胎學(xué)常用研究技術(shù)和方法較多，現(xiàn)將幾種主要研究技術(shù)與方法作簡要介紹。（一）光學(xué)顯微鏡技術(shù) 1.普通光學(xué)顯微鏡技術(shù)光學(xué)顯微鏡（簡稱光鏡）是一種既古老又常用的觀測工具。最好的光鏡其分辨率約為0. 2 m ,可將物體放大約1500倍。 借助光鏡能觀察到的細(xì)胞、組織的微細(xì)結(jié)構(gòu)，稱光鏡結(jié)構(gòu)。在應(yīng)用光鏡技術(shù)時， 需把組織制成薄片，以便光線透過， 才能看到組織結(jié)構(gòu)。最常用的薄片是石蠟切片（paraffin sectioning）,其制備程序 大致如下： 取材、固定：將新鮮材料切成小塊， 放入固定液中，使蛋白

6、質(zhì)等成分迅速凝 固，以保持活體狀態(tài)的結(jié)構(gòu)；脫水、 透明、包埋：組織塊經(jīng)酒精脫水， 二甲苯透明后，包埋在石蠟中，使柔軟組織變成具有一定硬度的組織蠟塊；切片、染色：用切片機將埋有組織的蠟塊切成 57m的薄片，貼于載玻片 上，脫蠟后進行染色(見HE染色)，最后用樹膠加蓋片封固。染色是用染料使組織切片著色，便于鏡下觀察。含氨基、二甲氨基等堿性助色團的染料，稱堿性染料(basicdye)。細(xì)胞和組織的酸性物質(zhì)或結(jié)構(gòu)與堿性染料親合力強，使細(xì)胞內(nèi)顆粒和胞質(zhì)內(nèi)的酸性物質(zhì)染為藍(lán)紫色，稱嗜堿性(basophilia)。常用的堿性染料是蘇木精。含羧基、 羥基等酸性助色團的染料，稱酸性染料(acid dye)。細(xì)胞和

7、組織內(nèi)的堿性物質(zhì)或結(jié)構(gòu)與酸性染料親合力強，可使細(xì)胞質(zhì)、基質(zhì)及間質(zhì)內(nèi)的膠原纖維等染為紅色，稱嗜酸性 (acidophilia) 。常用的酸性染料是伊紅。組織學(xué)中最常用的是蘇木精(hematoxlin )和伊紅(eosin )染 色法，簡稱HE染色。對堿性或酸性染料親合力均不強者，稱中性(neutrophil )。此外，有些組織結(jié)構(gòu)經(jīng)硝酸銀處理(又稱銀染)后呈現(xiàn)黑色，此現(xiàn)象稱嗜銀性(argyrophilia )。有些組織成分用甲苯胺藍(lán)(toluidi ne )等堿性染料染色后不顯 藍(lán)色而呈紫紅色，這種現(xiàn)象稱異染性(圖1-1)。圖1-1 同一組織的不同染色反應(yīng)，劉賢釗主編組胚， 第三版，人衛(wèi)，199

8、4 ,圖緒-1除石蠟切片外，還有：冰凍切片(freezing sectioning):即把組織塊置于低溫下迅速凍結(jié)后，直接切片。這種方法，程序簡單、 快速，常用于酶的研究和快速病理診斷；涂片(smear):把液體標(biāo)本(如血液、骨髓、 腹水)直接涂于玻片上；鋪 片：把柔軟組織(如疏松結(jié)締組織)撕成薄膜鋪在玻片上；磨片： 把硬組織(如骨、牙)磨成薄片貼于玻片上。以上各種制片，經(jīng)染色后可在光鏡下觀察。2 .常用特殊光學(xué)顯微鏡技術(shù)因研究內(nèi)容與觀察對象的不同，需借助特殊的顯微鏡： 熒光顯微鏡(fluorescenee microscope) , 是用設(shè)置了特殊 的光源、濾片系統(tǒng)的顯微鏡觀察標(biāo)本內(nèi)的自發(fā)熒

9、光物質(zhì)或熒光素染 色或標(biāo)記的結(jié)構(gòu)。 倒置相差顯微鏡(inverted phase contrast microscope ), 是一種把光源和聚光器安裝在載物臺上方，物鏡放置在載屋臺的下方，利用光的相位差原理，專門用于觀察組織培養(yǎng)的活細(xì)胞的形態(tài)及生長情況。 激光共聚焦掃描顯微鏡(confocal laser scanningmicroscope,CLSM),是80年代初研制成功的一種高光敏度、高分辨率的新型生物學(xué)儀器CLSM可以更準(zhǔn)確地檢測、識別組織或細(xì)胞內(nèi)的微細(xì)結(jié)構(gòu)及其變 化，也可以對細(xì)胞的受體移動、膜電位變化、酶活性以及物質(zhì)轉(zhuǎn)運進行測定，并能用激光對細(xì)胞及染色體進行切割、分離、篩選和克??；

10、還可以對采集的圖像進行二維或三維的分析處理。（二）電子顯微鏡技術(shù)電子顯微鏡（簡稱電鏡）雖與光鏡不同， 但基本原理相似。電鏡是以電子發(fā)射器代替光源，以電子束代替光線，以電磁透鏡代替光學(xué)透鏡，最后將放大的物像投射到熒光屏上進行觀察。分辨率比光鏡高1000倍。在電鏡下所見的結(jié)構(gòu)，稱超微結(jié)構(gòu)（ultrastructure） 。常用的電鏡有透射電鏡和掃描電鏡（圖 1-2 ）。圖1-2 電子顯微鏡成像原理示意圖（1）透射電鏡（2）掃描電鏡 1 . 透射電鏡（transmission electron microscope,TEM） 用于觀察細(xì)胞內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)。由于電子易散射或被物體吸收，所以進行透射電鏡觀察

11、時，必須制備比光鏡切片更薄的超薄切片（常為50100nm。超薄切片的制備過程與光鏡切片相似，也要經(jīng)過固定、包埋（環(huán) 氧樹脂）、切片（超薄切片機）和染色（重金屬鹽）等幾個步驟。細(xì)胞被重金屬鹽所染色部分，在熒光屏上圖像顯示較暗，稱電子密度高， 反之，則為電子密度低。掃描電鏡(scanning electron microscope,SEM) 主 要用于觀察組織、細(xì)胞和器官表面的立體結(jié)構(gòu)。掃描電鏡標(biāo)本不需要制成薄切片。標(biāo)本經(jīng)固定、脫水、干燥和噴鍍金屬后即可觀察，故其分辨率比投射電鏡低。一般為57nm3. 冷凍蝕刻技術(shù)(freeze etching method)可將膜類脂雙層結(jié)構(gòu)從中央疏水層劈開，從

12、劈面上觀察蛋白質(zhì)分子在膜上的分布及其變化規(guī)律，是研究細(xì)胞膜相結(jié)構(gòu)及其功能聯(lián)系的重要手段。(三) 組織化學(xué)和細(xì)胞化學(xué)技術(shù)組織化學(xué)(histochemistry ) 和細(xì)胞化學(xué)(cytochemistry) 是應(yīng)用物理、化 學(xué)反應(yīng)原理，研究細(xì)胞組織內(nèi)某種化學(xué)物質(zhì)的分布和數(shù)量， 從而探 討與其有關(guān)的機能活動。組織化學(xué)可概括分為以下三類。1 . 一般組織化學(xué)和細(xì)胞化學(xué)技術(shù)其基本原理是在組織切片上滴加一定試劑，使它與組織內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)某種化學(xué)物質(zhì)起反應(yīng)， 并在原位形成有色沉淀產(chǎn)物，通過觀察該產(chǎn)物， 可對某種化學(xué)物質(zhì)進行定位、 定性及定量研究。2 .熒光組織化學(xué)技術(shù)其基本原理是用熒光色素染色標(biāo) 本后，以熒光顯

13、微鏡觀察。熒光顯微鏡光源的紫外線可激發(fā)標(biāo)本內(nèi)的熒光物質(zhì)，使其呈現(xiàn)熒光圖像，借以了解細(xì)胞組織中的不同化學(xué)成分的分布。如用熒光色素吖啶橙染色后， 細(xì)胞核中的DNA呈黃至黃綠色熒光，細(xì)胞質(zhì)及核仁中的RNA呈橘黃至橘紅色熒光，對比明顯，極易鑒別。3 . 免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)(immu no cytochemistry )是近年發(fā)展起來的新技術(shù)。其基本原理是利用抗原與抗體特異性結(jié)合的特點，檢測細(xì)胞中某種抗原或抗體成分(圖1-3)。該方法特異性強， 敏感度高，已成為生物學(xué)及醫(yī)學(xué)等學(xué)科的重 要研究手段。不僅用于基礎(chǔ)理論研究，也用于某些疾病的早期診斷。圖1-3免疫細(xì)胞化學(xué)示意圖除上述常用技術(shù)方法外，尚有下列技術(shù)也

14、用于形態(tài)學(xué)研究。放射自顯影技術(shù)(autoradiography,ARG) 又稱同位素示蹤技 術(shù)，將放射性同位素標(biāo)記物注入動物體內(nèi)， 追蹤體內(nèi) 特殊物質(zhì)代謝 變化的定位技術(shù)。細(xì)胞和細(xì)胞化學(xué)定量技術(shù)，包括顯微分光光度測量術(shù)(microspectrophotometry )、流式細(xì)胞術(shù)(flow cytometry)禾口形態(tài) 計量術(shù)(morphometry),分別用于測定細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的光吸收度， 以進行微量分析；在細(xì)胞、亞細(xì)胞甚至分子水平進行高速定量檢以 及對細(xì)胞、 組織內(nèi)各組分的數(shù)量、表面積、 體積等進行絕對或相對值的計量研究等。組織培養(yǎng)技術(shù)(tissue culture),將活細(xì)胞、活組織在無

15、菌條件下，在人工模擬生理環(huán)境中培養(yǎng)，觀察細(xì)胞形態(tài)和功能變化，并給予不同實驗條件以觀察其影響。四、組織胚胎學(xué)的學(xué)習(xí)方法（一）形態(tài)與功能相互聯(lián)系的觀點 人體每個器官都有其特定的功能， 器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)是功能 的物質(zhì)基礎(chǔ)，功能的變化影響器官形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化也將導(dǎo)致功能的變化； 學(xué)習(xí)中要以結(jié)構(gòu)聯(lián)系功能， 以功能來聯(lián)想 結(jié)構(gòu)，如神經(jīng)元之間連接越多， 功能越精確、 協(xié)調(diào)，故有大量突 起及分支；血細(xì)胞在血液內(nèi)流動， 其球形面積阻力最小，所以為圓 形。如四足動物的前肢和后肢， 功能相似，形態(tài)結(jié)構(gòu)也相仿； 但 從古猿到人的長期進化過程中，前后肢功能逐漸分化， 使形態(tài)結(jié)構(gòu) 也發(fā)生了變化。人在勞動過程中

16、， 手從支持體重中解放出來， 逐漸成為靈活地 把握工具等適于勞動的器官；而人的下肢在維持直立行走中逐漸發(fā)育比較粗壯； 加強鍛煉可使肌發(fā)達(dá)，長期臥床可使肌萎縮、 骨質(zhì)疏松。巨噬細(xì)胞內(nèi)含有大量的溶酶體， 溶酶體酶有消化、 分解異物與 細(xì)胞內(nèi)衰老結(jié)構(gòu)的功能，故巨噬細(xì)胞能吞噬和消化異物（如細(xì)菌等）， 對機體有重要的防御功能。這種形態(tài)與功能相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法，要慣穿本書的全部學(xué)習(xí)過程中。（二）進化發(fā)展的觀點人類是由動物經(jīng)過長期進化發(fā)展而來的， 是種系發(fā)生的結(jié)果， 而人體的個體發(fā)生反應(yīng)了種系 發(fā)生的過程?，F(xiàn)代人類仍在不斷發(fā)展變化中。人體器官的位置、 形態(tài)和結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)變異或畸形。變異系指出現(xiàn)率較低， 對外觀或

17、功能影響不大的個體差異；畸形則指出現(xiàn)率極低，對外觀或功能影響嚴(yán)重的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常。變異和畸形有些是胚胎發(fā)育過程中的返祖 （如多乳、毛人等）或 進化（如手部出現(xiàn)額外肌） 的表現(xiàn)，有些則是胚胎發(fā)育不全（如缺 腎、無肢等）、發(fā)育停滯（如隱睪、 先天性心臟畸形等）、發(fā)育過 度（如多指、多趾等）、異常分裂或融合（如雙輸尿管、馬蹄腎等） 或異位發(fā)育（如內(nèi)臟反位）的結(jié)果。人出生以后仍在不 斷發(fā)展，不同年齡、 不同社會生活、 勞 動條件等，均可影響人體結(jié)構(gòu)與功能的發(fā)展。不同性別、 不同地區(qū)、不同種族的人，以至于個體均有差異，這些是正常普遍現(xiàn)象。以進化發(fā)展的觀點研究人體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能，可以更深入、立體地認(rèn)識人體

18、。（三）局部與整體統(tǒng)一的觀點人體是由許多器官、系統(tǒng)或眾多局部組成的有機體。任何器官或局部都是整體不可分割的一部分。器官或局部與整體間、局部間或器官之間，在結(jié)構(gòu)和功能上互 相聯(lián)系又互相影響。內(nèi)環(huán)境即要求穩(wěn)態(tài)， 又要不斷更新；功能上即有神經(jīng)體液的全 身性調(diào)節(jié)，又有局部的旁分泌調(diào)節(jié)。肌的附著可使骨面形成突起， 肌的經(jīng)常活動可促進心、 肺等器 官的發(fā)育；局部的損傷不僅可影響鄰近的部位，而且還影響到整體。還要建立動態(tài)變化和立體的概念，觀察的標(biāo)本或組織切片是某一瞬間靜止的圖象，而機體內(nèi)組織和細(xì)胞則是一直處于動態(tài)變化中。學(xué)習(xí)時，必須要將景致的圖像與動態(tài)變化向結(jié)合，才能真正理解與掌握其結(jié)構(gòu)與功能。組織和細(xì)胞都是立體的，但因切片中切面的部位、 方向不同，呈 現(xiàn)的圖像也不同（見實驗學(xué)插圖）。（四）理論與實際相結(jié)合的觀點 學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng) 用，學(xué)習(xí)人體結(jié)構(gòu)與功能就是為了更好地認(rèn)識人體， 為醫(yī)學(xué)理論的 學(xué)習(xí)與實踐奠定基礎(chǔ)。因此，學(xué)習(xí)時必須重視人體形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本特征， 必須注意與 生命活動密切相關(guān)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能特點，必須掌握與診治疾病有 關(guān)的器官形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、功能變化特點。要學(xué)好本門課程， 必須采取適合本門學(xué)科的實際特點的學(xué)習(xí)方 法。本門課程既有形態(tài)學(xué)，又有發(fā)育學(xué)，形態(tài)描述多、名詞多，既 要重于記憶，