组织胚胎学 第一章绪论

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组织胚胎学 第一章绪论

第一章 绪 论 一、 组织学与胚胎学 （一） 组织学 组织学是解剖学的一个分支， 是生命科学（life sciences） 的组成部分。

组织学包括细胞学、基本组织和器官组织学， 是借助光学显微镜或电子显微镜研究人体的微细结构、 超微结构甚或分子水平的结构及相关功能关系的一门科学， 故也称显微解剖学（microanatomy）。 组织学的发展以解剖学进展为前提， 以细胞学的发展为基础， 又与胚胎学的发展密不可分。

组织学与生物化学、 免疫学、 病理学、 生殖医学及优生学等相关学科交叉渗透， 因此， 现代医学中的一些重大研究课题， 如细胞凋亡， 细胞突变， 细胞识别与细胞通讯， 细胞增殖、 分化与衰老的调控，细胞与免疫， 神经调节与体液调节等， 都与组织学密切相关。

作为一名医学生， 只有系统掌握人体微细结构的基本知识， 才能更好地学习、 分析与理解机体生理过程和病理现象， 才能进一步学好其他医学基础课程和临床各学科课程。

（二） 胚胎学 人体胚胎学主要研究人体胚胎发育的形态、 结构形成及变化特点或规律， 包括生殖细胞发生、 受精、 胚胎发育、 胚胎与母体的关系以及先天畸形等。

研究出生后婴儿的生长、 成熟、 衰老直至死亡的全过程的科学，

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称人体发育学（development of human）。

现代胚胎学的研究内容不仅丰富多彩， 还充满魅力。 如其中的生殖工程学（reproductive engineering） 通过体外受精、 早期胚胎培养、 胚胎移植、 卵质内单精子注射、 配子与胚胎冷冻等技术， 可望获得人们期望的新生个体。 试管婴儿和克隆动物是现代胚胎学最著名的成就。

对医学生来讲， 只有学习了胚胎学之后， 才算真正地了解个体的人是如何来到世间的， 体内各系统、 器官和细胞是如何发生演化的；才能更准确地理解解剖学、 组织学、 病理学、 遗传学以及免疫学等学科的某些内容或概念。

所以， 胚胎学知识有广泛的临床应用价值。

二、 组织胚胎学的发展简史 显微镜发明之后， 意大利人 Malpighi（1628~1694） 观察了动、 植物的微细构造， 开拓了组织学视野。

18 世纪末， 研究个体发生的胚胎学开始起步。

19 世纪意大利学者 Golgi（1843~1926）首创镀银浸染神经元技术， 西班牙人 Cajal（1852~1934） 建立了镀银浸染神经原纤维法， 成为神经解剖学公认的两位创始人。

组织学发展迄今为止已有 300 余年历史。

法国人Bichat（1771~1822） 用放大镜观察肉眼解剖的组织， 德国人 Meyer （1819） 将组织分类为 8 种， 并创用 Histology一词。

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德国学者 Schleiden（1804~1881） 和 Schwann（1810~1882） 于 1838~1839 年分别指出细胞是一切植物和动物的结构、 功能和发生的重要单位， 创立了细胞学说。

19 世纪中期以后， 随着光学显微镜、 切片技术及染色方法的不断改进与充实， 推动着组织学的继续发展。

20 世纪初至中期， 陆续制成相差显微镜、 偏光显微镜、 暗视野显微镜、 荧光显微镜、 紫外光显微镜等特殊显微镜， 并用于组织学研究。

与此同时， 组织化学、 组织培养和放射自显影等技术也逐渐建立和完善并广泛应用， 组织学研究更趋深入， 资料日益丰富。 20 世纪 40 年代电子显微镜问世， 至今已广泛用于观察细胞和组织的微细结构及其不同状态下的变化， 使人类对生命现象结构基础的认识进入到更微细的境界。

我国组织学研究起始于 20 世纪初， 组织学是从人体解剖学分划出来的一门较年轻的科学。

我国老一辈组织学家如马文昭（1886~1965）、 鲍鉴清（1893~1982）、 王有琪（1899~1995）、 张 作干（1907~1969）、 李肇特（1913~2006）、 薜社普（1917~） 等， 他们在学科建设、 科学研究和人才培养等方面做出了历史性贡献。

三、 组织胚胎学的常用术语 （一） HE 染色 染色是用染料使组织切片着色， 便于镜下观察。

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含氨基、 二甲氨基等碱性助色团的染料，称碱性染料（basic dye）。

细胞和组织的酸性物质或结构与碱性染料亲合力强， 细胞内颗粒和胞质内的酸性物质被染为蓝紫色， 称嗜碱性（basophilia）。 常用的碱性染料是苏木精。

含羧基、 羟基等酸性助色团的染料， 称酸性染料（acid dye）。 细胞和组织内的碱性物质或结构与酸性染料亲合力强， 细胞质、 基质及间质内的胶原纤维等被染为红色， 称嗜酸性（acidophilia）。 常用的酸性染料是伊红。

组织学中最常用的是苏木精（hematoxlin） 和伊红（eosin） 染色法， 简称 HE 染色。

对碱性或酸性染料亲合力均不强者， 称中性（neutrophil）。 此外， 有些组织结构经硝酸银处理 （又称银染） 后呈现黑色， 此现象称嗜银性 （argyrophilia）。

有些组织成分用甲苯胺蓝（toluidine） 等碱性染料染色后不显蓝色而呈紫红色， 这种现象称异染性。

不同的染色方法可以显示不同的细胞或结构（图 1-1）。 （二） 长度单位 组织学常用的计量单位是用国际单位制计量镜下或照片中结构长度的长度单位：

毫米（millimeter,mm）、 微米（micrometer,m） 和纳米（nanometer,nm）。

1mm=103m=106nm 图 1-1 不同染色方法显示不同的细胞或

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结构 四、 组织胚胎学常用研究技术和方法 组织胚胎学常用研究技术和方法较多， 现将几种主要研究技术与方法作简要介绍。 （一） 光学显微镜技术 1． 普通光学显微镜技术 光学显微镜（简称光镜） 是一种既古老又常用的观测工具。

最好的光镜其分辨率约为 0.2m， 可将物体放大约 1 500 倍。 借助光镜能观察到的细胞、 组织的微细结构， 称光镜结构。 在应用光镜技术时， 需把组织制成薄片， 以便光线透过， 才能看到组织结构。

最常用的薄片是石蜡切片（paraffin sectioning）， 其制备程序大致如下：

①取材、 固定； ②脱水、 透明、 包埋； ③切片、 染色； 最后用树胶加盖片封固。

除石蜡切片外， 还有①冰冻切片（freezing sectioning）， 即把组织块置于低温下迅速冻结后，直接切片。

这种方法程序简单、 快速， 常用于酶的研究和快速病理诊断； ②涂片（smear）， 把液体标本（如血液、 骨髓、 腹水） 直接涂于玻片上； ③铺片：

把柔软组织（如疏松结缔组织） 撕成薄膜铺在玻片上； ④磨片： 把硬组织（如骨、 牙） 磨成薄片贴于玻片上。 以上各种制片， 经染色后可在光镜下观察。

2． 常用特殊光学显微镜技术 因研究内容与观察对象的不同，

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需借助特殊的显微镜。

①荧光显微镜（fluorescence microscope）， 是用设置了特殊的光源、 滤片系统的显微镜观察标本内的自 发荧光物质或荧光素染色或标记的结构。

②倒置相差显微镜（ inverted phase contrast microscope）， 是一种把光源和聚光器安装在载物台上方， 物镜放置在载物台的下方， 利用光的相位差原理， 专门用于观察组织培养的活细胞的形态及生长情况。

③激光共聚焦扫描显微镜（confocal laser scanning microscope,CLSM）， 是上世纪 80 年代初研制成功的一种高光敏度、 高分辨率的新型生物学仪器。

CLSM 可以更准确地检测、 识别组织或细胞内的微细结构及其变化，也可以对细胞的受体移动、 膜电位变化、 酶活性以及物质转运进行测定， 并能用激光对细胞及 染色体进行切割、 分离、 筛选和克隆； 还可以对采集的图像进行二维或三维的分析处理。 （二） 电子显微镜技术 电子显微镜（简称电镜） 虽与光镜不同， 但基本原理相似。

电镜是以电子发射器代替光源，以电子束代替光线， 以电磁透镜代替光学透镜， 最后将放大的物像投射到荧光屏上进行观察。 分辨率比光镜高 1 000 倍。

在电镜下所见的结构， 称超微结构（ultrastructure）。 常用的电镜有透射电镜和扫描电镜（图 1-2）。

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图 1-2 光学显微镜与电子显微镜 1． 透射电镜（transmission electron microscope,TEM） 用于观察细胞内部超微结构。

由于电子易散射或被物体吸收， 所以进行透射电镜观察时， 必须制备比光镜切片更薄的超薄切片（常为 50~100nm）。

超薄切片的制备过程与光镜切片相似， 也要经过固定、 包埋（环氧树脂）、 切片（超薄切片机） 和染色（重金属盐） 等几个步骤。 细胞被重金属盐所染色（组织结构与重金属盐结合的） 部分， 在荧光屏上图像显示较暗， 称电子密度高， 反之， 则为电子密度低。 2． 扫描电镜（scanning electron microscope,SEM） 主要用于观察组织、 细胞和器官表面的立体结构。 扫描电镜标本不需要制成薄切片。

标本经固定、 脱水、 干燥和喷镀金属后即可观察，故其分辨率比透射电镜低， 一般为 5~7nm。

（三） 组织化学和细胞化学技术 组织化学（histochemistry） 和细胞化学（cytochemistry） 技术是应用物理、 化学反应原理，研究细胞组织内某种化学物质的分布和数量， 从而探讨与其相关的机能活动。

可概括分为以下 3类。

1． 一般组织化学和细胞化学技术 其基本原理是在组织切片上滴加一定试剂， 使它与组织内或细胞内某种化学物质起反应，

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并在原位形成有色沉淀产物， 通过观察该产物， 可对某种化学物质进行定位、 定性及定量研究。

2． 荧光组织化学技术 其基本原理是用荧光色素染色标本后， 以荧光显微镜观察。

荧光显微镜光源的紫外线可激发标本内的荧光物质， 使其呈现荧光图像， 借以了解细胞组织中的不同化学成分的分布。 如用荧光色素吖啶橙染色后， 细胞核中的 DNA呈黄至黄绿色荧光， 细胞质及核仁中的 RNA呈橘黄至橘红色荧光， 对比明显， 极易鉴别。

绿色荧光蛋白（greenfluorescentprotein,GFP） 是一种能在蓝色波长光线激发下发出荧光的特殊蛋白质， 这种神奇的性质， 已经成为当今生物化学领域最有力的工具之一， 被称为生物北斗。 利用 GFP， 研究人员可以使用多种技术跟踪动物器官的工作机理， 通过观察发光效应推测出分子水平上的活动， 跟踪癌细胞和大脑细胞的活动（图 1-3） 等， 具有不可估量的作用， 为人类解决医学难题提供了宝贵的生物学信息。

发现 GFP 的科学家 2008 年获得了诺贝尔奖。

图 1-3 绿色荧光蛋白（GFP） 与青色荧光蛋白（CFP） 显示的大脑皮质细胞 3． 免疫细胞化学技术（immunocytochemistry） 是近年发展起来的新技术。

其基本原理是利用抗原与抗体特异性结合的特点， 检测细胞中某种抗原或抗体成分（图 1-4）。

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该方法特异性强， 敏感度高， 已成为生物学及医学等学科的重要研究手段； 不仅用于基础理论研究， 也用于某些疾病的早期诊断。 图 1-4 免疫细胞化学示意图 除上述常用技术方法外， 尚有下列技术也用于形态学研究。

放射自显影技术（autoradiography,ARG） 又称同位素示踪技术， 将放射性同位素标记物注入动物体内， 追踪体内特殊物质代谢变化的定位技术。

细胞和细胞化学定量技术， 包括显微分 光光度测量术（ microspectrophotometry）、 流式细胞术（ flow cytometry） 和形态计量术（morphometry）， 分别用于测定细胞内化学物质的光吸收度， 以进行微量分析； 在细胞、 亚细胞甚至分子水平进行高速定量以及对细胞、 组织内各组分的数量、 表面积、 体积等进行绝对或相对值的计量研究等。

组织培养技术（tissue culture）， 将活细胞、 活组织在无菌条件下， 在人工模拟生理环境中培养， 观察细胞形态和功能变化， 并给予不同实验条件以观察其影响。

五、 组织胚胎学的学习方法 （一） 形态与功能相互联系的观点 人体每个器官都有其特定的功能， 器官的形态结构是功能的物质基础， 功能的变化影响器官形态结构的改变， 形态结构的变化也将导致功能的变化。

学习中要以结构联系功能， 以功能来联想结构， 如神经元之间

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连接多， 功能精确、 协调， 故有大量突起及分支； 血细胞在血液内流动， 其球形面积阻力最小， 所以为圆形。

如四足动物的前肢和后肢， 功能相似， 形态结构也相仿； 但从古猿到人的长期进化过程中， 前、 后肢功能逐渐分化， 使形态结构也发生了变化。

人在劳动过程中， 手从支持体重中解放出来， 逐渐成为灵活地把握工具等适于劳动的器官； 而人下肢在维持直立行走中逐渐发育比较粗壮； 加强锻炼可使肌发达， 长期卧床可使肌萎缩、 骨质疏松。

巨噬细胞内含有大量的溶酶体， 溶酶体酶有消化、 分解异物与细胞内衰老结构的功能，故巨噬细胞能吞噬和消化异物（如细菌等）， 对机体有重要的防御功能。

这种形态与功能相结合的学习方法， 要贯穿本书的全部学习过程中。

（二） 进化发展的观点 人类是由动物经过长期进化发展而来的， 是种系发生的结果， 而人体的个体发生反应了种系发生的过程。 现代人类仍在不断发展变化中。

人体器官的位置、 形态和结构常出现变异或畸形。

变异系指出现率较低， 对外观或功能影响不大的个体差异； 畸形则指出现率极低， 对外观或功能影响严重的形态结构异常。 变异和畸形有些是胚胎发育过程中的返祖（如多乳、 毛人等）或进化（如手部出现额外肌） 的表现， 有些则是胚胎发育不全（如

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缺肾、 无肢等）、 发育停滞（如隐睾、 先天性心畸形等）、 发育过度（如多指、 多趾等）、 异常分裂或融合（如双输尿管、 马蹄肾等） 或异位发育（如器官反位） 的结果。

人出生以后仍在不断发展， 不同年龄、 不同社会生活及劳动条件等， 均可影响人体结构的发展。

不同性别、 不同地区及不同种族的人， 以至于个体均有差异， 这些是正常普遍现象。

以进化发展的观点研究人体的形态结构， 可以更深入、 立体地认识人体。

（三） 局部与整体统一的观点 人体是由许多器官、 系统组成的有机体。

任何器官或局部都是整体不可分割的一部分。

器官或局部与整体间、 局部间或器官之间， 在结构和功能上互相联系又互相影响。

内环境既要求稳态， 又要不断更新； 功能上既有神经体液的全身性调节， 又有局部的旁分泌调节。

肌的附着可使骨面形成突起， 肌的经常活动可促进心、 肺等器官的发育； 局部的损伤不仅可影响邻近的部位， 而且还影响到整体。 在学习中还要建立动态变化和立体的概念， 观察的标本或组织切片是某一瞬间静止的图像， 而机体内组织和细胞则是一直处于动态变化中。

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学习时， 必须要将静止的图像与动态变化相结合， 才能真正理解与掌握其结构能。

组织和细胞都是立体的， 但因切片中切面的部位、 方向不同， 呈现的图像也不同。

（四） 理论与实际相结合的观点 学习的目的是为了应用， 学习人体结构就是为了更好地认识人体， 为医学理论的学习与实践奠定基础。

因此， 学习时必须重视人体形态结构的基本特征， 必须注意与生命活动密切相关 的形态结构、 功能特点， 必须掌握与诊治疾病有关的器官形态结构特征、 功能变化特点。

要学好本门课程， 必须采取适合本门学科实际特点的学习方法。 本门课程既有形态学， 又有发育学，形态描述多、 名词多， 既要重于记忆， 又要从理论上理解， 还要从进化的观点选择学习方法。 因此， 必须重视实验， 把书本知识与标本和模型等的观察结合起来， 注重活体的触摸和观察，相互提问； 学会运用图谱等形象教材， 籍以正确全面地认识人体的结构。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tinx.html