一、被覆上皮
(一)被覆上皮的类型和结构
被覆上皮(covering epithelium)覆盖在体表或衬于管、腔及囊内表面,以保护等功能为主。根据构成上皮的细胞层数和细胞(或表层细胞)在垂直切面的形态进行分类和命名。
1.单层扁平上皮(simple squamous epithelium)
由一层扁平细胞组成。表面观,细胞呈不规则的多边形,核椭圆形,位于细胞中央,细胞边缘呈锯齿状相互嵌合;垂直切面上,细胞扁薄,胞质很少,含核的部分略厚(图3-1)。衬于心、血管和淋巴管内表面者,称内皮(endothelium);衬于胸膜、腹膜和心包膜表面者,称间皮(mesothelium)。此外,单层扁平上皮还分布在肾小囊壁层和肺泡上皮等处。这种上皮表面光滑,减少摩擦,便于接触物移动。
图3-1 单层扁平上皮
A.模式图 B.血管内皮光镜像(长治医学院图)
2.单层立方上皮(simple cuboidal epithelium)
由一层近似立方形的细胞组成。表面观,细胞呈多边形;垂直切面上,细胞呈正方形,核圆、居中(图3-2)。该上皮见于肾小管和甲状腺等处,执行吸收和分泌功能。
图3-2 单层立方上皮
A.模式图 B.肾小管上皮光镜像(贾书花图)
3.单层柱状上皮(simple columnar epithelium)
由一层柱状细胞组成。表面观,细胞呈多边形;垂直切面上,细胞为柱状,核长椭圆形,常位于细胞近基底部(图3-3)。该上皮分布于胃肠、胆囊和子宫等处,大多有吸收或分泌功能。在肠道的单层柱状上皮中,柱状细胞间散在有杯状细胞(goblet cell),形似高脚酒杯,顶部膨大,充满分泌颗粒;底部狭窄,核深染,位于杯底部。杯状细胞分泌的黏蛋白与水结合形成黏液。
图3-3 单层柱状上皮
A.模式图 B.小肠上皮光镜像(李和图)
1.柱状细胞 2.杯状细胞 ←纹状缘
4.假复层纤毛柱状上皮(pseudostratified ciliated columnar epithelium)
由柱状细胞、梭形细胞、锥形细胞和杯状细胞组成,其中柱状细胞最多,其游离面有大量纤毛(图3-4)。这些细胞高矮不等,从垂直切面观察核的位置不在同一水平上,似复层,但所有细胞的基底面均附于基膜上,实为单层上皮。此种上皮主要分布在呼吸道的腔面,有保护和分泌功能。
图3-4 假复层纤毛柱状上皮
A.模式图 B.气管上皮光镜像(贾书花图)
5.复层扁平上皮(stratified squamous epithelium)
由多层细胞组成,因表层细胞呈扁平鳞片状,又称复层鳞状上皮(图3-5)。垂直切面上,细胞形状不一,紧贴基膜的一层细胞呈立方形或矮柱状,称基底层,是有分裂增殖能力的干细胞,HE染色呈嗜碱性;中间层由数层多边形细胞组成;表层为几层扁平细胞。根据表层细胞是否角化,分为角化的复层扁平上皮(如皮肤表皮)和未角化的复层扁平上皮(如口腔、食管和肛管黏膜等)。上皮的基底面与结缔组织的连接凹凸不平,扩大了两者的接触面积,既保证上皮组织的营养供应,又使连接更加牢固。复层扁平上皮较厚,具有耐摩擦和阻止异物入侵等作用,受损后有很强的再生修复能力。
图3-5 复层扁平上皮
A.模式图 B.食管上皮光镜像(贾书花图)
6.复层柱状上皮(stratified columnar epithelium)
深层为一层或几层多边形细胞,浅层为一层排列较整齐的柱状细胞(ER-3-1)。此种上皮只见于眼睑结膜、男性尿道和一些腺的大导管等处。
ER-3-1 复层柱状上皮光镜像(福建医科大学图)
↓表层柱状细胞;※中间多边形细胞;▲结缔组织
7.变移上皮(transitional epithelium)
分布于泌尿管道。主要特点是细胞的形状和层数可随器官的功能状态而变化。当膀胱空虚时,细胞的层数变多,上皮变厚,表层细胞呈大立方形;当膀胱充盈时,细胞层数减少,上皮变薄,表层细胞变扁。变移上皮表层细胞大而厚,常有双核,一个细胞可覆盖几个中间层细胞,故称盖细胞(图3-6)。
图3-6 变移上皮光镜像(贾书花图)
A.膀胱空虚态 B.膀胱扩张态
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人们习惯性地将所有的恶性肿瘤都称作癌症,实际上根据肿瘤的细胞类型,分为癌和肉瘤两大类。癌专指由上皮组织(如鳞状上皮、腺上皮和变移上皮等)来源的恶性肿瘤,常见的有皮肤、食管、子宫颈的鳞状细胞癌,消化道、甲状腺和乳腺的腺癌,膀胱、肾盂的移行细胞癌等。上皮组织主要来源于内胚层和外胚层。而来源于中胚层(如纤维组织、血液、淋巴、脂肪组织、软骨组织、骨组织和肌组织等)的恶性肿瘤为肉瘤,如淋巴肉瘤、脂肪肉瘤、软骨肉瘤、骨肉瘤以及横纹肌肉瘤等。
(二)上皮细胞的特化结构
在上皮细胞的游离面、侧面和基底面常形成一些与功能相适应的结构,这些特化结构在其他组织的细胞中(如骨细胞、心肌纤维和平滑肌纤维等)也可见到。
1.上皮细胞的游离面
(1)微绒毛(microvillus):
为上皮细胞游离面的胞膜和部分胞质伸出的细小指状突起。电镜下,胞质内有许多纵行的微丝,微丝的上端附于微绒毛的顶端,下端伸入胞质中并与终末网相连(图3-8,ER-3-2)。吸收功能旺盛的细胞,微绒毛发达,光镜下即可见,如小肠吸收细胞游离面的纹状缘(striated border)(见图3-3)和肾近端小管上皮细胞游离面的刷状缘(brush border)。微绒毛可显著扩大细胞游离面的表面积。
ER-3-2 微绒毛透射电镜像
(2)纤毛(cilium):
上皮细胞游离面的胞膜和部分胞质伸出的较粗而长的突起。电镜下,纤毛的中央有两条微管,周围为9组成对的二联微管(图3-7,ER-3-3)。纤毛具有节律性定向摆动的能力。如呼吸道上皮表面的纤毛可快速定向协调性摆动,把被吸入的灰尘和细菌等排出;输卵管上皮表面的纤毛摆动,有助于卵及受精卵的运输。
图3-7 气管上皮细胞纤毛电镜像(尹昕、朱秀雄图)
ER-3-3 纤毛横切面超微结构模式图
理论与实践
不动纤毛综合征,又称原发性纤毛运动不良征,是由纤毛结构缺陷引起的多发性遗传病,为常染色体隐性遗传。主要为纤毛动力蛋白臂或放射辐的缺陷,从而使纤毛失去运动能力。如病变在呼吸道黏膜,将引起纤毛不能摆动,纤毛传输功能障碍,导致反复感染;病变在精子,将使精子尾失去摆动能力,可致不育症。
2.上皮细胞的侧面
(1)紧密连接(tight junction):
又称闭锁小带,位于相邻细胞的侧面顶端。紧密连接处细胞膜的膜蛋白颗粒排列成2~4条线性结构,它们又交错形成网格,环绕细胞的顶端(图3-8)。相邻的细胞连接面上,这种网格互相吻合,蛋白颗粒与蛋白颗粒对接,封闭了细胞间隙(ER-3-4),防止大分子物质通过细胞间隙进入深部组织。
ER-3-4 紧密连接超微结构模式图
(2)中间连接(intermediate junction):
又称黏着小带,多位于紧密连接的下方,呈带状环绕上皮的顶部(见图3-8,ER-3-5)。相邻细胞之间有15~20nm的间隙,内有中等电子密度的丝状物连接相邻细胞膜,胞质内面有薄层致密物质和微丝附着,微丝组成终末网。中间连接有黏着、保持细胞形状和传递细胞收缩力的作用。
ER-3-5 微绒毛、紧密连接和中间连接模式图
(3)桥粒(desmosome):
又称黏着斑,大小不等,呈圆盘状。相邻细胞间有20~30nm的间隙,其中有低密度的丝状物,并在中间密集形成纵行的中间线。间隙两侧的胞质面,附有致密物质构成的附着板,胞质中有许多张力丝呈U形粘附在附着板上(见图3-8),起固定和支持作用。桥粒像铆钉一样将细胞牢固的连接起来,在易受摩擦的皮肤、食管等部位的复层扁平上皮中尤其发达。
问题与思考
如果皮肤中的桥粒发生了病理改变,使表皮细胞间的连接松散,可能引起怎样的症状?
(4)缝隙连接(gap junction):
又称通讯连接,呈斑状。相邻细胞膜内有许多规则排列的柱状颗粒,颗粒由6个杆状的连接蛋白分子围成,其中央有直径约2nm的管腔(见图3-8)。柱状颗粒对接,管腔通连,细胞间可借此相互交换某些小分子物质和离子,传递化学信息,调节细胞的分化和增殖。
上述细胞连接,如果有两种以上的连接结构同时存在,称连接复合体(junctional complex)。
图3-8 细胞连接、半桥粒和基膜超微结构模式图
3.上皮细胞的基底面
(1)基膜(basement membrane):
是上皮细胞基底面与深部结缔组织之间的一层均质状的薄膜。HE染色不易分辨,但假复层纤毛柱状上皮的基膜较厚,呈粉红色。电镜下,基膜分两层,靠近上皮的部分为基板,与结缔组织相接的部分为网板。基板由上皮细胞分泌形成,网板是结缔组织中的成纤维细胞分泌而成,主要由网状纤维和基质构成(见图3-8)。
基膜对上皮细胞有支持、连接和固着作用;基膜是半透膜,有利于上皮细胞和深部结缔组织进行物质交换;还能引导上皮细胞移动,影响细胞的增殖和分化。
(2)质膜内褶(plasma membrane infolding):
是上皮细胞基底面的胞膜折向胞质形成的皱褶,与细胞基底面垂直,光镜下称基底纵纹。电镜下,内褶两侧的胞质内含较多与其平行排列的杆状线粒体(图3-9)。质膜内褶扩大了细胞基底部的表面积,利于上皮细胞的物质转运。
(3)半桥粒(hemidesmosome):
是桥粒的一半,位于上皮细胞基底面,主要作用是将上皮细胞固着于基膜上(见图3-8)。
图3-9 质膜内褶超微结构模式图