上皮组织

上皮组织

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【案例导入】

患者,男性,63岁。因受凉后入院。入院时喘憋气促,张口呼吸,咳嗽,咳痰。检查:体温38.1℃,呈呼气性呼吸困难。两肺听诊湿罗音。X线示两肺轻度肺气肿及支气管周围炎征。

思考:

1.该患者呼吸道上皮中哪种结构遭到破坏? 

2. 这种结构的功能是什么?

上皮组织(epithelial tissue),简称上皮,由密集的细胞组成,细胞形状较规则,细胞间质少,呈现明显的极性,即细胞的两端在结构和功能上具有明显的差别。细胞朝向身体表面或有腔器官的腔面,称游离面;与游离面相对的另一面朝向深部的结缔组织,称基底面。上皮细胞基底面附着于基膜,基膜是一薄膜,上皮细胞借此膜与结缔组织相连。上皮组织中没有血管,细胞所需的营养依靠结缔组织内的血管透过基膜供给。上皮组织具有保护、吸收、分泌和排泄等功能,位于身体不同部位和器官的上皮组织常以某种功能为主。如身体表面的上皮组织主要为保护作用,而消化管腔面的上皮组织除有保护作用外,还有吸收和分泌功能。

一、被覆上皮

 覆盖于身体表面和衬贴在有腔器官的腔面,称被覆上皮(covering epithelium),主要起保护作用。

(一)单层上皮

由一层上皮细胞组成,根据细胞的形态可以分为四种(图1)。

1.单层扁平上皮(simple squamous epithelium)  又称单层扁平(鳞状)上皮,由一层扁平细胞组成。从表面看,细胞呈多边形,核椭圆形,位于细胞中央,细胞边缘呈锯齿状或波浪状,互相嵌合。从垂直切面看,核呈扁形,含核的部分略厚(图1)。衬贴在心、血管和淋巴管腔面的单层扁平上皮称内皮(endothelium)。内皮细胞较薄,呈梭形,游离面光滑,有利于血液和淋巴液流动及物质透过。分布在胸膜、腹膜和心包膜表面的单层扁平上皮称间皮(mesothelium),细胞游离面湿润光滑,便于内脏运动。

2.单层立方上皮(simple cuboidal epithelium)  由一层立方形细胞组成。从表面看,细胞呈多边形;从垂直切面看,细胞呈立方形。细胞核圆形、位于细胞中央(图1)。

3.单层柱状上皮(simple columnar epithelium)  由一层棱柱状细胞组成。从表面看,细胞呈多角形;从垂直切面看,细胞呈柱状,核呈长圆形,多位于细胞近基底部(图1)。此种上皮大多有吸收或分泌功能。在肠道腔面的单层柱状上皮中,柱状细胞间有许多散在的杯状细胞(goblet cell)。杯状细胞形似高脚酒杯,基底部较细窄,顶部膨大,充满粘液性分泌颗粒,可分泌粘液,有润滑上皮和保护的作用。

4.假复层纤毛柱状上皮(pseudostratified ciliated columnar)  由柱状细胞、杯状细胞、梭形细胞和锥形细胞等几种形状、大小不同的细胞组成(图1)。柱状细胞游离面具有纤毛。由于几种细胞高矮不等,只有柱状细胞和杯状细胞的顶端伸到上皮游离面,细胞核的位置也深浅不一,故从上皮垂直切面看貌似含多层细胞,但这些高矮不等的细胞基底端都附在基膜上,故实际仍为单层上皮。主要分布在呼吸道的腔面,有保护和分泌功能。

图1  单层上皮模式图

(二)复层上皮

由多层上皮细胞组成,根据细胞的形态可分为两种。

1.复层扁平上皮(stratified squamous epithelium)  又称复层鳞状上皮。上皮与深部结缔组织的接触面凹凸不平,使两者之间的接触面积增加,保证了上皮组织的营养供应,并使连接更加牢固。紧靠基膜的一层细胞为立方形或矮柱状,具有分裂增殖能力,并向表层推移。位于皮肤表面的复层扁平上皮,称角化的复层扁平上皮(keratinized stratified squamous epithelium),浅层细胞无核,胞质中充满角蛋白,具有较强的保护作用;衬贴在口腔和食管等腔面的复层扁上皮,浅层细胞有核,含角蛋白少,称未角化的复层扁平上皮(nonkeratinized stratified squamous epithelium)(图2)。

图2  复层扁平上皮光镜图

2.变移上皮(transitional epithelium)  又名移行上皮、衬贴在排尿管道(肾盂、输尿管和膀胱)的腔面。变移上皮的细胞形状和层数可随所在器官的收缩与扩张而发生变化。如膀胱空虚缩小时,上皮变厚,细胞层数较多,此时表层细胞呈大立方形;当膀胱充盈扩张时,上皮变薄,细胞层数减少,细胞变扁(图3)。

图3  变移上皮模式图

二、腺上皮

腺上皮(glandular pithelium)是以分泌为主要功能的上皮细胞。以腺上皮为主构成的器官,称为腺(gland)。有的腺无导管,分泌物(主要是激素)释放入血,送到靶器官或者靶细胞,产生生理效应,称内分泌腺(endocrine land),如甲状腺、肾上腺等;有的腺分泌物经导管排至体表或器官腔内,称外分泌腺(exocrine land),如汗腺、唾液腺等,一般由分泌部和导管组成。分泌部又称腺泡,由腺上皮细胞围成,中央为腺泡腔,与腺导管相连,具有分泌功能,腺泡又可分为粘液性腺泡、浆液性腺泡和混合性腺泡。导管部管壁由上皮围成,与腺泡连通,除具有输送分泌物外,有的导管上皮兼有分泌和吸收功能(图4)。

图4  腺泡及导管模式图

三、上皮组织的特殊结构

(一)游离面

1.微绒毛(microvillus)  是上皮细胞游离面伸出的细小指状突起,在电镜下才能清楚辨认(图5)。其作用是扩大细胞的表面积,有利于细胞吸收。

图5  上皮细胞表面特殊结构模式图

2.纤毛(cilium)  是细胞游离面伸出的能摆动的较长的突起,比微绒毛粗且长,在光镜下可见。纤毛具有一定方向节律性摆动的能力。例如呼吸道大部分的腔面为有纤毛的上皮,由于纤毛的定向摆动,可把被吸入的灰尘和细菌等排出。 

(二)侧面

上皮细胞侧面排列紧密,在细胞相邻面形成特殊构造的细胞连接(cell junction),可分为以下四种。 

1.紧密连接(tight junction)  又称闭锁小带。常见于单层柱状上皮和单层立方上皮,位于相邻细胞间隙的顶端侧面,呈箍状环绕细胞。紧密连接除有机械连接作用外,更重要的是封闭细胞顶部的细胞间隙,阻挡细胞外的大分子物质经细胞间隙进入组织内(图6)。

图6  细胞连接模式图

2.中间连接(intermediate junction)  又称粘着小带。此种连接在上皮细胞间和心肌细胞间常见。它除有粘着作用外,大概还有保持细胞形状和传递细胞收缩力的作用(图6)。

3.桥粒(desmosome)  又称粘着斑。连接区的细胞间隙中央有一条与细胞膜相平行而致密的中间线,此线由丝状物质交织而成。桥粒是一种很牢固的细胞连接,在易受机械性刺激和磨擦的皮肤等处多见(图6)。

4.缝隙连接(gap junction)  又称通讯连接。这种连接呈斑状,连接处细胞间隙很窄(图6)。此种连接的电阻低,在心肌细胞之间,平滑肌细胞之间和神经细胞之间,可经此处传递电冲动。

以上四种连接,一般只要有两个或两个以上的连接挨在一起,即可称连接复合体(junctional complex)。

(三)基底面

1.基膜(basement membrane)  又称基底膜,是上皮基底面与深部结缔组织间的薄膜(图7)。基膜对上皮细胞有支持、连接和固定作用,还具有半透膜的作用,从而可以与结缔组织间进行物质交换,并阻止大分子物质、病原体等经上皮进入结缔组织。

2.质膜内褶(plasma membrane infolding)  由上皮细胞基底面的质膜向细胞内凹陷形成,主要作用是扩大细胞基底部的表面积,有利于水和电解质的迅速转运(图7)。

图7  质膜内褶模式图

3.半桥粒(hemidesmosome)  存在与上皮细胞基底面与基膜之间(图7),可加强上皮细胞与基膜的连接。

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【案例分析】

1.假复层纤毛柱状上皮坏死脱落,代之以增生的无纤毛柱状上皮和扁平上皮。

2.纤毛有向一定方向节律性摆动的能力,将上皮表面的分泌物推向咽喉部成痰咳出,有保护的作用。