被覆上皮(covering epithelium)是按照上皮細胞層數(shù)和細胞形狀進行分類的。單層上皮(simple epithelium)由一層細胞組成,所有細胞的基底端都附著于基膜,游離端可伸到上皮表面。復(fù)層上皮(stratified epithelium)由多層細胞組成,最深層的細胞附著于基膜上。上皮又根據(jù)細胞的形狀(單層上皮)或淺層細胞的形狀(復(fù)層上皮)進一步分類。將細胞的層數(shù)和細胞形狀兩個因素結(jié)合在一起?蓪⒈桓采掀し譃槎喾N(表2-1)。部分腺上皮也可按上述標(biāo)準(zhǔn)分類。
表2-1 被覆上皮的類型和主要分布
1.單層扁平上皮 單層扁平(鱗狀)上皮(simple squamous epithelium)很薄,只由一層扁平細胞組成(圖2-1。)由表面看,細胞呈不規(guī)則形或多邊形,核橢圓形,位于細胞中央,細胞邊緣呈鋸齒狀或波浪狀,互相嵌合。由上皮的垂直切面看,細胞核呈扁形,胞質(zhì)很薄,只有含核的部分略厚。
圖2-1 單層扁平上皮模式圖
襯貼在心、血管和淋巴管腔面的單層扁平上皮稱內(nèi)皮(endothelium)。內(nèi)皮細胞很薄,大多呈梭形,游離面光滑,有利于血液和淋巴液流動及物質(zhì)透過。分布在胸膜、腹膜和心包膜表面的單層扁平上皮稱間皮(mesothelium),細胞游離面濕潤光quanxiangyun.cn/job/滑,便于內(nèi)臟運動。
2.單層立方上皮 單層立方上皮(simple cuboidal epithelium)由一層立方形細胞組成(圖2-2)。從上皮表面看,每個細胞呈六角形或多角形;由上皮的垂直切面看,細胞呈立方形。細胞核圓形、位于細胞中央。這種上皮見于腎小管等處。
圖2-2 單層立方上皮模式圖
3.單層柱狀上皮 單層柱狀上皮(simple columnar epithelium)由一層棱柱狀細胞組成。從表面看,細胞呈六角形或多角形;由上皮垂直切面看,細胞呈柱狀(圖2-3),細胞核長圓形,多位于細胞近基底部。此種上皮大多有吸收或分泌功能 。在小腸和大腸腔面的單層柱狀上皮中,柱狀細胞間有許多散在的杯狀細胞(goblet cell)(圖2-3)。杯狀細胞形似高腳酒杯,細胞頂部膨大,充滿粘液性分泌顆粒,基底部較細窄。胞核位于基底部,常為較小的三角形或扁圓形,染色質(zhì)濃密,著色較深。杯狀細胞是一種腺細胞,分泌粘液,有滑潤上皮表面和保護上皮的作用。
圖2-3 單層柱狀上皮模式圖
被覆在子宮和輸卵管等腔面的單層柱狀上皮,細胞游離面具有纖毛,稱單層纖毛柱狀上皮(simple ciliated columnarepithelium)
4.假復(fù)層纖毛柱狀上皮 假復(fù)層纖毛柱狀上皮(pseudostratified ciliated columnar)由柱狀細胞、梭形細胞和錐體形細胞等幾種形狀、大小不同的細胞組成。柱狀細胞游離面具有纖毛。上皮中也常有杯狀細胞。由于幾種細胞高矮不等,只有柱狀細胞和杯狀細胞的頂端伸到上皮游離面,細胞核的位置也深淺不一,故從上皮垂直切面看很象復(fù)層上皮。但這些高矮不等的細胞基底端都附在基膜上,故實際仍為單層上皮(圖2-4)。這種上皮主要分布在呼吸管道的腔面。
圖2-4 假復(fù)層纖毛柱狀上皮模式圖
5.復(fù)層扁平上皮 復(fù)層扁平(鱗狀)上皮(stratified squamous epithelium)由多層細胞組成,是最厚的一種上皮(圖2-5)。由上皮的垂直切面看,細胞的形狀和厚薄不一。緊靠基膜的一層細胞為立方形或矮柱狀,此層以上是數(shù)層多邊形細胞,再上為梭形細胞,淺層為幾層扁平細胞。最表層的扁平細胞已退化,并不斷脫落;讓拥募毎^幼稚,具有旺盛的分裂能力,新生的細胞漸向淺層移動,以補充表層脫落的細胞。這種上皮與深部結(jié)締組織的連接面彎曲不平,擴大了兩者的連接面(圖2-5)。
復(fù)層扁平上皮具有很強的機械性保護作用,分布于口腔,食管和陰道等的腔面和皮膚表面,具有耐磨擦和阻止異物侵入等作用。受損傷后,上皮有很強的修復(fù)能力。位于皮膚表面的復(fù)層扁平上皮,淺層細胞已無胞核,胞質(zhì)中充滿角蛋白(一種硬蛋白),已是干硬的死細胞,具有更強的保護作用,這種上皮稱角化的復(fù)層扁平上皮(keratinized stratified squamousepithelium)(見皮膚章)。襯貼在口腔和食管等腔面的復(fù)層扁上皮,淺層細胞是有核的活細胞,含角蛋白少,稱未角化的復(fù)層扁平上皮(nonkeratinized stratified squamousepithelium)。
6.復(fù)層柱狀上皮 復(fù)層柱狀上皮(stratified columnar epithelium)的深層為一層或幾層多邊形細胞,淺層為一層排列較整齊的柱狀細胞。此種上皮只見于眼瞼結(jié)膜和男性尿道等處。
7.變移上皮 變移上皮(transitional epithelium)又名移行上皮、襯貼在排尿管道(腎盞、腎盂、輸尿管和膀胱)的腔面。變移上皮的細胞形狀和層數(shù)可隨所在器官的收縮與擴張而發(fā)生變化。如膀胱縮小時,上皮變厚,細胞層數(shù)較多,此時表層細胞呈大立方形,胞質(zhì)豐富,有的細胞含兩個細胞核;中層細胞為多邊形,有些呈倒置的梨形;基底細胞為矮柱狀或立方形(圖2-6)。當(dāng)膀胱充尿擴張時,上皮變薄,細胞層數(shù)減少,細胞形狀也變扁(圖2-6)
有人認為變移上皮是假復(fù)層上皮,所有細胞均向深部伸出長腳狀突起,附著于基膜上(圖2-7)
圖2-5 復(fù)層扁平上皮模式圖
(1)膀胱空虛時 (2)膀胱膨脹時
圖2-6 變移上皮模式圖(膀胱)
圖2-7 變移上皮模式圖(膀胱)
A.收縮狀態(tài) B.膨脹狀態(tài)
上皮組織與其功能相適應(yīng),在上皮的細胞的各個面常形成不同的特殊結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有的由細胞質(zhì)和細胞膜構(gòu)成,有的由細胞膜、細胞質(zhì)和細胞間質(zhì)共同成。
1.上皮細胞的游離面
(1)細胞衣(cell coat):又稱糖衣,為一薄層絨毛狀的復(fù)合糖,包括糖蛋白、糖脂及蛋白多糖。上皮細胞的游離面細胞衣尤為顯著(圖2-8),細胞基底面及側(cè)面也有類似細胞衣結(jié)構(gòu),但不甚明顯。細胞衣具有粘著、支持、保護、物質(zhì)交quanxiangyun.cn/wszg/換及識別等功能。
(2)微絨毛(microvillus):是上皮細胞游離面伸出的細小指狀突起,在電鏡下才能清楚辨認(圖2-8,2-9)。有些上皮細胞微絨毛少,長短不等,排列也不整齊。具有活躍吸收功能的上皮細胞有許多較長的微絨毛,且排列整齊,在高倍鏡下可見細胞游離面顯縱紋狀的紋狀緣(straited border)或刷狀緣(brush border),這就是密集排列的長微絨毛的光鏡圖像(圖2-3),除上皮細胞外,其它組織的細胞表面也常有微絨毛。
電鏡下可見微絨毛表面為細胞膜,內(nèi)為細胞質(zhì)。微絨毛直徑約0.1μm,長度因細胞種類或細胞生理狀態(tài)的不同而有很大差別。絨毛軸心的胞質(zhì)中有許多縱行的微絲(microfilament)。微絲一端附著于微絨毛尖端;另一端下伸到細胞頂部,附著于此部胞質(zhì)中的終未網(wǎng)(terminal web)(圖2-8,2-9)。終末網(wǎng)在吸收功能旺盛的上皮細胞中明顯,為頂部胞質(zhì)中的細絲(filametn)交織成的密網(wǎng),網(wǎng)與細胞游離面平行,組成網(wǎng)的細絲固著于細胞側(cè)面的中間連接(圖2-8,2-9)。微絨毛中的微絲為肌動蛋白絲,終末網(wǎng)中有肌球蛋白。微絨毛大概也以肌絲滑動的方式伸長或縮短。微絨毛顯著地擴大了細胞的表面積,參與細胞吸收物質(zhì)的作用。
圖2-8 單層柱狀上皮細胞連接 超微結(jié)構(gòu)模式圖
圖2-9 小鼠小腸上皮細胞電鏡像 ×84000
MV 微絨毛,TJ緊密連接,IJ中間連接,De橋粒,GJ縫隙連接
(上海醫(yī)科大學(xué)電鏡室供圖)
(3)纖毛(cilium):是細胞游離面伸出的能擺動的較長的突起,比微絨毛粗且長,在光鏡下能看見。一個細胞可有幾百根纖毛。纖毛長約5-10μm,粗約0.2μm,根部有一個致密顆粒,稱基體(basal body)。纖毛具有一定方向節(jié)律性擺動的能力。許多纖毛的協(xié)調(diào)擺動像風(fēng)吹麥浪起伏,把粘附在上皮表分泌物和顆粒狀物質(zhì)向一定方向推送。例如呼吸道大部分的腔面為有纖毛的上皮,由于纖毛的定向擺動,可把被吸入的灰塵和細菌等排出。
纖毛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比微絨毛復(fù)雜。電鏡下可見纖毛表面有細胞膜,內(nèi)為細胞質(zhì),其中有縱向排列的微管。微管的排列有一定規(guī)律,中央為2條完整的微管。周圍為9組成對的雙聯(lián)微管(圖2-10,2-11);w的結(jié)構(gòu)與中心粒基本相同,纖毛中的微管與基體的微管相連。
圖2-10 纖毛橫切面超微結(jié)構(gòu)模式圖
圖2-11 大鼠輸卵管上皮細胞纖毛電鏡像 ×50000
左圖 纖毛縱切, 右圖 纖毛橫切
(上海醫(yī)科大學(xué)電鏡室供圖)
微管與纖毛的擺有關(guān)。有人從纖毛的雙聯(lián)微管中分離出一種具有ATP酶活性的蛋白質(zhì),稱動力蛋白(dynein)。纖毛的運動可能是此種蛋白質(zhì)分解ATp 使微管之間產(chǎn)生滑動所致。
2.上皮細胞的側(cè)面在細胞緊密的組織,如上皮組織和其它某些組織,細胞排列密集,細胞間隙很窄,一般寬約15-20nm。細胞間隙中充滿相鄰細胞的細胞衣,并有少量糖胺多糖和鈣離子,有較強的細胞粘著作用。這種粘著物質(zhì),在細胞的相鄰面間廣泛存在。此外,有些細胞的相鄰面凹凸不平,互相嵌合,又進一步加強了細胞彼此的結(jié)合。細胞間結(jié)合更重要的結(jié)構(gòu),是在細胞相鄰面形成特殊構(gòu)造的細胞連接(cell junction)。上皮細胞間的連接結(jié)構(gòu)發(fā)達,而且結(jié)構(gòu)典型。肌細胞之間和神經(jīng)細胞之間也有較多的細胞連接。結(jié)締組織的細胞較分散,但有些相接觸的細胞也有細胞連接。細胞連接由相鄰細胞間局部特化的細胞膜、胞質(zhì)和細胞間隙組成。
(1)緊密連接(tight junction):又稱閉鎖小帶(zonula occludens)。這種連接呈點狀、斑狀或帶狀,帶狀的較典型,常見于單層柱狀上皮和單層立方上皮,位于相鄰細胞間隙的頂端側(cè)面,呈箍狀環(huán)繞細胞。在緊密連接的連接區(qū)、相鄰兩細胞的胞膜上有呈網(wǎng)格狀的脊,這些脊彼此相對并緊貼在一起,細胞間隙消失。無脊的部分,有10-15nm的間隙(圖2-8)。緊密連接除有機械連接作用外,更重要的是封閉細胞頂部的細胞間隙,阻擋細胞外的大分子物質(zhì)經(jīng)細胞間隙進入組織內(nèi)。
(2)中間連接(intermediate junction):又稱粘著小帶(zonula adherens)。這種連接多為長短不等的帶狀,位于緊密連接下方,環(huán)繞上皮細胞頂部。相鄰細胞之間有15-20nm的間隙,間隙中有較致密的絲狀物連接相鄰細胞的膜。在胞膜的胞質(zhì)面,附著有薄層致密物質(zhì)和細絲,細絲參與構(gòu)成終末網(wǎng)(圖2-8)。此種連接在上皮細胞間和心肌細胞間常見。它除有粘著作用外,大概還有保持細胞形狀和傳遞細胞收縮力的作用。
(3)橋粒(desmosome):又稱粘著斑(macula adherens)。呈斑狀連接,大小不等,位于中間連接的深部,主要存在于上皮細胞間。連接區(qū)的細胞間隙寬約20-30nm,其中有低密度的絲狀物,間隙中央有一條與細胞膜相平行而致密的中間線,此線由絲狀物質(zhì)交織而成。細胞膜的胞質(zhì)面有較厚的致密物質(zhì)構(gòu)成的附著板,胞質(zhì)中有許多直徑10nm的角蛋白絲(張力絲)(tonofilament)附著于板中,并常折成袢狀返回胞質(zhì),起固定和支持作用。橋粒是一種很牢固的細胞連接,在易受機械性刺激和磨擦的復(fù)層扁平上皮中多見(圖2-8)。
在某些上皮細胞的基底面,即與深層結(jié)締組織的相鄰面,還可見半橋粒(hemidesmosome)(圖2-12)。半橋粒為上皮細胞一側(cè)形成橋粒一半的結(jié)構(gòu),將上皮細胞固著在基膜上。
(4)縫隙連接(gap junction):又稱通訊連接(communication junction)。這種連接呈斑狀,位于柱狀上皮深部。此處細胞間隙很窄,僅2-3nm,并見相鄰兩細胞的間隙中有許多間隔大致相等的連接點(圖2-8)。冷凍蝕刻復(fù)型等方法的研究證,相鄰兩細胞的胞膜中有許多配布規(guī)律的柱狀顆粒,每個顆粒直徑約7-9nm ,由6個亞單位并合組成,中央有直徑約2nm的管腔。相鄰兩細胞膜中的顆粒彼此相接,管腔也通連,成為細胞間直接交通的管道(圖2-13)。在鈣離子和其它因素作用下,管道可開放或閉合。這種連接廣泛存于胚胎和成體的多種細胞間,可供細胞相互交換某些小分子物質(zhì)和離子,借以傳遞化學(xué)信息,調(diào)節(jié)細胞的分化和增殖。此種連接的電阻低,在心肌細胞之間,平滑肌細胞之間和神經(jīng)細胞之間,可經(jīng)此處傳遞電沖動。
以上四種連接,一般只要有兩個或兩個以上的連接挨在一起,即可稱連接復(fù)合體(junctional complex)。連接結(jié)構(gòu)的存在和數(shù)量常隨器官不同發(fā)育階段和功能狀態(tài)及病理變化而改變。例如,在生精過程事,隨著精原細胞的分化,支持細胞間的緊密連接可開放和重建(見男性生殖系統(tǒng))。
圖2-12 半橋粒和基膜超微結(jié)構(gòu)模式圖
3.上皮細胞的基底面
(1)基膜(basement membrane):又稱基底膜。是上皮基底面與深部結(jié)締組織間的薄膜。不同部位上皮的基膜甚至同一基膜的不同區(qū)域,其組成成分有所不同。基膜含有Ⅳ型膠原蛋白、層粘連蛋白和硫酸乙酰肝素蛋白多糖,有的部位基膜含纖維粘連蛋白。電鏡下可將基膜分為三層(圖2-12):緊貼在上皮細胞基底面的一層為透明板(lamina lucida),為電子致密度低的薄層,厚約10-50nm;其下面為電子致密度高的均質(zhì)層,稱致密板(lamina densa),又稱基板,不同部位致密板厚度不等,約為20nm~300nm;第三層為網(wǎng)織板(lamina fibroreticularis),又稱網(wǎng)板,位于致密板之下,由網(wǎng)狀纖維和基質(zhì)構(gòu)成,有時可有少許膠原纖維;ず癖〔灰,薄者僅由透明板和致密板組成;こ兄С趾瓦B接作用外,還是半透膜,有利于上皮細胞與深部結(jié)締組織進行物質(zhì)交換;み能引導(dǎo)上皮細胞移動并影響細胞的分化。
圖2-13 縫隙連接超微結(jié)構(gòu)模式圖
↑示小分子物質(zhì)經(jīng)縫隙連接的小管進入相鄰細胞
層粘連蛋白(laminin LN)是基膜中的一種主要成分,是一種大分子糖蛋白,含糖15%-28%,是由一條重鏈(A鏈)和2條輕鏈(B1,B2)構(gòu)成的不對稱的十字形結(jié)構(gòu),有3條短臂和一條長臂。層粘連蛋白具有與Ⅳ型膠原蛋白、硫酸乙酰肝素、半乳糖腦硫脂及神經(jīng)節(jié)苷脂等分子結(jié)合的部位,這對基膜的構(gòu)成具有重要意義。層粘連蛋白還可與上皮細胞、內(nèi)皮細胞、神經(jīng)細胞、肌細胞及多種腫瘤細胞相結(jié)合,促進它們粘著在基膜的Ⅳ型膠原蛋白上并鋪展開,促進上皮細胞增殖、損傷神經(jīng)元的存活及軸突生長。層粘連蛋白對保持細胞間的粘著和極性結(jié)構(gòu)以及調(diào)節(jié)細胞分化皆有重要作用。最近證明,層粘連蛋白亦可增強由抗體或補體介導(dǎo)的巨噬細胞的吞噬功能,增強巨噬細胞對腫瘤細胞的殺傷作用。
(2)質(zhì)膜內(nèi)褶(plasma membrane infolding):是上皮細胞基底面的細胞膜折向胞質(zhì)所形成的許多內(nèi)褶(圖2-14)。質(zhì)膜內(nèi)褶的主要作用是擴大細胞基底部的表面積,有利于水和電解質(zhì)的迅速轉(zhuǎn)運。由于轉(zhuǎn)運過程中需要消耗能量,故在質(zhì)膜內(nèi)褶附近的胞質(zhì)內(nèi),含有許多縱行排列的線粒體。
圖2-14 上皮細胞基底面質(zhì)膜內(nèi)褶
超微結(jié)構(gòu)模式圖