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编号:10258763
猴松果体分泌物释放入脑脊液主要途径的结构基础电镜研究
http://www.100md.com 《解剖学报》 2000年第1期
     作者:王保芝 王建钦 崔慧先 石葛明 侯广棋 郭兰英

    单位:王保芝(河北医科大学解剖学教研室);王建钦(东校区实验中心);崔慧先 石葛明 侯广棋(河北医科大学解剖学教研室);郭兰英(生理学教研室,石家庄 050017)

    关键词:松果体;细胞间小管;血管周隙;上皮孔;电镜;日本猴

    解剖学报000107 摘 要:目的 探讨松果体分泌物直接释放入脑脊液途径的形态学依据,方法 采用常规及NaOH消蚀法电镜样品制备技术,对成年日本猴松果体及其被囊进行了扫描和透射电镜观察。结果 松果体囊由一层扁平上皮细胞和上皮下结缔组织构成。在面对蛛网膜下隙的囊上皮细胞和细胞间存在许多上皮孔;上皮下结缔组织伸入松果体形成小叶间隔,将松果体分隔为许多实质小叶。松果体结缔组织的主要成分为胶原纤维;实质小叶由大量松果体细胞和少数胶质细胞组成。实质细胞间存在与血管周隙相通的细胞间小管。结论 细胞间小管-血管周隙-囊上皮孔,构成了松果体分泌物释放入脑脊液主渠道的结构基础。由此组织信息通道,松果体分泌物更易直接被释放入脑脊液而非血液。
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    分类号:Q954.50 文献标识码:A

    文章编号:0529-1356(2000)01-26

    THE STRUCTURAL FOUNDATION OF THE CHIEF PATHWAY FOR

    SECRETIONS OF MONKEY PINEAL BODY RELEASING

    INTO CSF:A STUDY WITH SEM/TEM

    WANG Bao-zhi

    (Department of Anatomy)

    WANG Jian-qin

, 百拇医药     (Experimental Center of East School)

    CUI Hui-xian

    (Department of Anatomy)

    SHI Ge-ming

    (Department of Anatomy)

    HOU Guang-qi

    (Department of Anatomy)

    GUO Lan-ying

    (Department of Physiology,Hebei Medical University,Shijiazhuang 050017,China)
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    Abstract:Objective In order to explore the morphological evidence for the pathway for secretions of pineal body releasing directly into the cerebrospinal fluid (CSF). Methods Using the conventional and NaOH-macerational methods for preparing electron microscopic specimens,the pineal bodies and its capsules of adult Japanese monkeys were observed with scanning and transmission electron microscope(SEM/TEM). Results The pineal capsule was composed of a layer flattened epithelial cells and a subepithelial connective tissue.The epithelial openings were observed on and among epithelial cells facing the subarachnoid space.The subepithelial connective tissue penetrated the pineal body forming interlobular septum,and separated the pineal body to parenchymal lobules.The chief elements of connective tissue were collagen fibers;The parenchymal lobules were organized with a many pinealocytes and a few glial cells.Between parenchymal cells existed an intercellular canaliculus linking perivascular space. Conclusion Pineal intercellular canaliculus-perivascular space-epithelial openings made up the structural foundation of the chief channel for secretions of pineal body releasing into CSF.By the tissue channel,pineal secretions is rather easily released directly into CSF than into blood fluid.
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    Key words:Pineal body; Intercellular canaliculus; Perivascular space; Epithelial openings; EM; Japanese monkey▲

    哺乳动物的松果体,为脑内重要的神经内分泌器官[1]。目前,关于松果体的分泌物(如褪黑素melatonin)是如何到达其作用部位的,即松果体分泌物是先被释放入脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF),然后再到血液;还是先被释放入血液,然后再到CSF,一直存有争议[2]

    对人和牛的血液与CSF中褪黑素的浓度分析表明,其在CSF中的浓度通常为血液中的5~25倍[3,4]。这种浓度差提示,褪黑素可能直接被释放入CSF,但是仍缺乏形态学方面的支持。鉴于灵长类动物的松果体,其位置、形态以及与邻近脑区的解剖关系和人的相似[5]。我们采用常规及细胞消蚀法制备电镜样品,用扫描和透射电镜(scanning and transmission electron microscope,SEM/TEM)观察了成年日本猴松果体的组织构筑特征,为松果体分泌物直接释放入CSF主要途径的结构基础提供了形态学证据。
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    材料和方法

    1.实验动物和取材

    6只成年雄性日本猴(体重4~6kg,日本大分医科大学实验动物中心提供)用于本实验。动物喂养于自然光照条件下,并自由饮食。所用动物均在苯巴比妥钠(35mg/kg,b.w.)腹腔注射深麻醉下,双侧颈总动脉插管,颈内静脉剪开放血,用微型灌注泵注入生理盐水冲洗脑血管,冲洗无血后注入含2%多聚甲醛和2.5%戊二醛的0.1mol/L臭砷酸盐缓冲混合固定液(pH7.4)。灌注固定后取脑,浸于同样固定液中24h以上。取松果体制作SEM/TEM样品。

    2.SEM样品制备和观察

    为SEM观察松果体的结缔组织,2个松果体标本经正中矢状切开,浸于10%NaOH水溶液中,在室温下化学消蚀1周。2个松果体标本不做处理为其被囊表面的观察。经过和未经NaOH处理的标本,经0.1mol/L臭砷酸盐缓冲液充分浸洗后,在2%单宁酸和1%锇酸溶液中电子染色和后固定各2h。然后经梯度酒精脱水,丁醇冻结干燥,JUC-5000镀膜仪镀金6.5min,日立S-800型SEM观察,加速电压为15kV。
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    3.TEM样品制备和观察

    在醛类混合固定液中固定的2个松果体被切成小块标本,含松果体实质及其被囊的小组织块,经0.1mol/L臭砷酸盐缓冲液充分浸洗,先后移入2%单宁酸溶液和1%锇酸溶液中电子染色和后固定各2h。梯度酒精脱水后,Epon-812树酯包埋。半薄切片用甲苯胺蓝染色,Olympus显微镜观察确定组织块含松果体实质及其被囊。修切组织块的大小以适于超薄切片。用RNU-超薄切片机做的超薄切片载于200目铜网上,醋酸铀和枸橼酸铅染色后,JEM-100CX型TEM观察,加速电压为80kV。

    结 果

    日本猴的松果体与第三脑室和蛛网膜下隙的解剖位置关系是:通过很小的松果体隐窝与第三脑室CSF接触;松果体的绝大部分浸泡于蛛网膜下隙的CSF中。松果体囊表面的SEM观察表明,单层扁平上皮细胞组成了囊的上皮,许多上皮孔(直径1~5μm)存在于上皮细胞和细胞之间,透过上皮孔可清楚地见到上皮下的胶原纤维束(图1)。经NaOH消蚀处理的松果体断面标本的SEM观察显示,松果体的细胞成分被完全消蚀掉,只有结缔组织的胶原纤维完好保存并维持其原有构筑形态。含松果体血管的结缔组织的胶原纤维,从被囊伸入松果体形成小叶间隔,分隔松果体为大小不等的实质小叶(图2),并构成一立体的胶原纤维网。
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    图1 猴松果体囊表面的SEM像。上皮细胞(EC),上皮孔(EO)和胶原纤维(CF),标尺示6μm

    Fig.1 Scanning electron micrograph (SEM-graph)of the capsular surface of monkey pineal body.Epithelial cell(EC),epithelial openings(EO)and collagen fibers(CF).Bar=6μm

    图2 经NaOH消蚀处理后猴松果体断面的SEM像。松果体被囊(C),小叶间隔(S)和实质小叶(L),标尺示100μm

    Fig.2 SEM-ggraph of the cut-surface of monkey pineal body treated with 10%NaOH.pineal capsule(C),Interlobular septum(S)and pineal parenchyma lobules(L).Bar=100μm
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    TEM观察表明,丰富的结缔组织的存在为松果体的结构特征之一。松果体囊表面只衬覆一层扁平细胞组成的上皮;上皮下结缔组织内含大量的胶原纤维、血管、有髓和无髓神经纤维、松果体细胞突起和成纤维细胞等(图3)。松果体被从囊上皮下结缔组织发出的小叶间隔分隔成许多实质小叶。松果体结缔组织的主要纤维成分为大量的胶原纤维;实质小叶的细胞成分为大量的松果体细胞和少数胶质细胞。松果体细胞的一般特征为圆形或不规则形,胞核圆形常带深切迹,胞浆淡染,细胞器丰富。胶质细胞呈卫星状,胞核拉长,胞浆深染呈暗黑色,细胞器较少(图4)。松果体实质细胞间存在一种细胞间小管,在TEM照片上只能显示小管的某个断面(图4A)。通过对大量照片的分析,这种小管与松果体囊和小叶间隔的血管周围结缔组织间隙是相通的。

    图3 松果体囊的TEM像。囊上皮(CE),胶原纤维(GF),成纤维细胞(FB),血管(BV),无髓神经纤维(NF)和松果体细胞突起(PP),标尺示5μm
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    Fig.3 Transmission electron micrograph(TEM-graph )of the capsule of pineal body .Capsular epithelium(CE),fibroblasts(FB),collagen fibers(CF),blood vessel(BV),nerve fibers (NF)and pinealocytic processes(PP).Bar=5μm

    图4 松果体实质小叶的TEM像。松果体细胞核(PN),胶质细胞核(GCN),细胞间小管(ICC),结缔组织隔(CTS)和血管(BV),标尺示5μm A:松果体细胞间小管(ICC)的断面,标尺示3μm

    Fig.4 TEM-graph of parenchyma lobules of pinealbody.Pinealocytic nucleus(PN),glial cellular nucleus(GCN),intercellular canaliculus(ICC),connective tissue septum(CTS)and blood vessel(BV).Bar=5μm A:pineal intercellular canliculus(ICC)Bar=3μm
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    讨 论

    Wurtman[2]曾指出,哺乳动物的松果体作为颅内一个重要的神经内分泌器官,其分泌物可能直接被释放入CSF。通过CSF,可以最快、最有效地到达它的靶组织——脑。虽然内源性松果体分泌物(如褪黑素melatonin)已被发现存在于人[3]、牛[4]、羊[6]、猴[7]等动物的CSF中,但由于缺乏形态学方面的支持,多数生理学者仍认为血流是松果体分泌物转运的唯一途径。

    众所周知,哺乳动物松果体的静脉,回流入大脑大静脉,注入硬脑膜静脉窦,然后进入体循环。松果体分泌物到达它的靶组织——脑,何需经过体循环呢?已有一些形态学证据提示,松果体分泌物可能通过松果体隐窝处的室管膜、脑脊液接触性松果体细胞,或通过松果体血管与第三脑室脉络丛的连系,由脉络丛上皮分泌入第三脑室CSF中[8~11]
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    实际上,哺乳动物的松果体只有极小的区域通过松果体隐窝与第三脑室CSF相接触。松果体分泌物通过此途径释放入CSF,即使有也是少量的。然而,松果体的绝大部分位于蛛网膜下隙,浸泡于CSF之中。不论是松果体隐窝的室管膜,还是松果体囊的上皮,均缺乏CSF-脑屏障作用,允许大分子物质自由通过。

    我们对日本猴松果体的电镜观察结果提示,松果体的细胞间小管-血管周隙-囊上皮孔,构成了松果体分泌物释放入CSF主渠道的结构基础。充满组织液的松果体血管周围结缔组织网,作为器官骨架和组织信息通道,为松果体细胞的营养、代谢及其与其他细胞的通讯,提供了适宜的微环境(microenvironment)。人的松果体具有与猴相似的组织学构筑特征[12,13]。松果体的被囊实属软脑膜的一部分,类似我们在猴松果体囊观察到的上皮孔,在人的其他脑区的软脑膜上亦广泛存在[12,14]

    Volrath[15]总结性描述了哺乳动物松果体细胞的突起,终止于松果体细胞间小管,血管周围结缔组织间隙,结缔组织被囊和小叶间隔。活体上这些组织间充满了组织液,松果体的分泌物首先是被释放入组织液。组织液中的松果体分泌物是透过毛细血管壁进入血液循环,还是通过松果体囊上皮孔进入CSF呢?从形态学考虑,松果体的毛细血管即使为有孔型,其孔径(50nm)也仅为囊上皮孔(1~5μm)的百分之几。猴松果体的组织学构筑特征,支持松果体分泌物通过细胞间小管-血管周隙-囊上皮孔这些组织信息通道,更易进入蛛网膜下隙的CSF而非血液中。松果体分泌物可能首先通过CSF这种信息载体而发挥作用。■
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    作者简介:王保芝(1954—),男,河北饶阳县人,医学硕士,副教授,硕士生导师

    参考文献:

    [1]Reiter RJ.Pineal gland:interface between the photoperiodic environment and the endocrine system[J].Trends endocrinol Metab,1991,2(1):13-19.

    [2]Wurtman RT.The pineal as a neuroendocrine transducer.In:Krieger DT and Hughes JC(ed).Neuroendocrinology[M].Sunderland: Sinauer Associates,Massachusetts,1980:102-108.

    [3]Smith JA,Mee TJ,Barnes ND,et al.Melatonin in serum and cerebrospinal fluid[J].Lancet,1976,Ⅱ(7982):425-426.
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    [4]Hedlund L,Lischko MM,Rollag MD,et al.Melatonin:daily cycle in plasma and cerebrospinal fluid of calves[J].Science,1977,195:686-687.

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    [15]Volrath L.Functional Anatomy of the Human Pineal Gland.In: Reiter RJ(ed).The pineal gland[M].New York:Raven Press,1984:285-322.

    收稿日期:1998-10-20

    修回日期:1999-05-14, 百拇医药