细胞的超微结构及其基本病理过程

 

　　以利于其功能活动。相邻细胞的细胞膜之间还可形成闭锁小带、附着小带、桥粒和缝隙连接等各种特化结构，以保持细胞间的联系。此外，新近还发现，在相领细胞膜上有“粘附分子（如adhesion molecule,cadherin）”，对细胞正常结构和联系以及细胞极性的维持和细胞的分化等，均具有重要作用。

　　细胞膜除作为细胞的机械性和化学性屏障外，还具有一系列重要的功能诸如细胞内外的物质交换、细胞运动、细胞识别以及细胞的生长调控、免疫决定和各种表面受体形成等。

　　细胞的物质交换：细胞内外的物质交换主要以两种方式进行，一为渗透，一为出入胞过程。渗透乃指低分子物质（主要为水和电解质）通过细胞膜进出细胞，又可分两种情况：一种是按该物质在细胞内外环境中的浓度差，由浓高的一侧弥散底到低的一侧（被动运输）；另一种则逆浓度差进行，即由浓度低的一侧向浓度高的一侧输送（主动运输），其经典的例子即Na+和K+的运输（在细胞内Na+和K+的比例为1:20，而在细胞外隙则为30:1），即依靠所谓“钠泵”的作用将Na+移向细胞外隙，而使K+移向细胞内。这种主动运输是一个耗能的过程，并由Na+和K+激活细胞膜上的ATP酶分解ATP而提供所需的能量。因此，如ATP酶受到某些毒物的抑制，则这种主动运输过程也同样受到阻抑。除Na+和K+外，其他一些有机物质如葡萄糖、氨基酸以及一些低分子代谢产物也是借这样的过程运输的。

　　第二种物质运输方式为出入胞过程。较大的分子和颗粒不能借渗透过程通过细胞膜，乃借出入胞过程将细胞内物质运送到细胞外和将细胞外物质移入细胞内。前者称为出胞（exocytosis），后者称为入胞(endocytosis)。进入细胞的如为液态物质则称之为胞饮或吞饮（pinocytosis），如为固体颗粒（如细菌、尘粒等异物）则称之为吞噬（phagocytosis）。在吞饮过程中，被吞饮的物质先接触并附着于细胞膜上，然后该处细胞膜连同该物质内凹，继而从细胞膜上断离下来，在胞浆内形成有膜包绕的小泡（吞饮小泡）；吞噬过程与吞饮相似，稍不同的是，被吞噬物附着于细胞膜上后，细胞膜乃形成伪足样突起，将该物质环抱，最后封闭成有膜包绕的泡状结构，从而将该物质移入胞浆内（吞噬泡或吞噬体）。细胞自身的成分如蛋白质分子、糖原颗料、衰变的或受损而待处理的细胞器等，亦可被膜包绕而形成自噬泡（autophagic vacuoles）或自噬体（autophagosome）。胞饮泡或吞噬泡一般在胞浆内与溶酶体相结合，并被溶酶体酶所降解消化。但胞饮泡也可不经处理而穿过胞浆，最后从细胞的另一极重新移出细胞外。

　　细胞膜上还有特殊的识别区，结合在糖萼上，借此，细胞可相互识别，从而相互接近形成一定的细胞组合，或相互排斥而分离。同样，通过识别区，增生中的细胞在互相接触时就会停止分裂（接触抑制），而癌细胞则已失去这种表面功能，故可不受限制地增生。此外，细胞膜上还有一种膜抗原可以识别“自我”和“非我”（组织相容性抗原）。这种膜抗原在器官移植中具有重要意义，因为它可致敏受体，从而引起对移植物的排斥反应。最后，细胞上还有一些特异性区域带着特殊的化学簇，可以接受相应的化学信号，称为膜受体或表面受体。但从形态学上不能辨认。这种膜受体具有十分重要的意义，因为已知许多物质如激素、免疫球蛋白、药物、毒素以及感染因子等都是作为外来信号被受体接受后才转化为细胞内效应而发挥其作用。如封闭其受体，则亦同时消除其作用。

　　细胞膜的病变

　　1.细胞膜形态结构的改变机械力的作用或细胞强烈变形，可引起红细胞膜的破损，如人工心瓣膜可引起细胞膜的破裂；某些脂溶性阴离子物质、溶蛋白和溶脂性酶以及毒素等也能破坏细胞膜的完整性。细胞膜结构的损伤可导致细胞内容物的外溢或水分进入细胞使细胞肿胀。

　　2.细胞膜通透性的改变能量代谢不足（如缺氧时）或毒物的直接损害等所致各种不同的细胞损伤时，均可造成细胞主动运输的障碍，从而导致细胞内Na+的潴留和K+的排出，但Na+的潴留多于K＋的排出，使细胞内渗透压升高，水分因而进入细胞，引起细胞水肿。这种单纯的通透性障碍时并不见细胞膜的形态学改变，只有借细胞化学方法才可在电镜下检见细胞膜上某些酶（如ATP酶、硷性磷酸酶、核苷酸酶等）活性的改变。当然，如损伤或水肿严重，则亦可发生继发性形态改变如出现肿浆膨出、微绒毛变短甚至消失、细胞膜基底变平乃至细胞膜破裂等。在某些较严重的损伤时还可出现细胞膜的螺旋状或同心圆层状卷曲，形成典型的髓鞘样结构（myelin figure）（图1－5）

图1-5　髓鞘样结构　×8800

　　三、内质网

　　除红细胞外，内质网或多或少地见于所有各种细胞。内质网为由生物膜构成的互相通连的片层隙状或小管状系统，膜片间的隙状空间称为池，通常与细胞外隙和细胞浆基质之间不直接相通。这种细胞内的膜性管道系系一方面构成细胞内物质运输的通路，另方面为细胞内各种各样的酶反应提供广阔的反应面积。内质网与高尔基体及核膜相连续。

　　 （一）粗面内质网

　　在病理状态下，粗面内质网（RER）可发生量和形态的改变。在蛋白质合成及分泌活性高的细胞（如浆细胞、胰腺腺泡细胞、肝细胞等）以及细胞再生和病毒感染时，粗面内质网增多。粗面肉质岗的含量高低也常反映肿瘤细胞的分化程度。相反，在萎缩的细胞（如饥饿时）以及有某种物质贮积的细胞，其粗面内质网则萎缩、减少。当细胞受损时，粗面内质网上的核蛋白体往往脱落于胞浆内，粗面内质网的蛋白合成乃下降或消失；当损伤恢复时，其蛋白合成也随之恢复。

　　在由各种原因引起的细胞变性和坏死过程中，粗面内质网的池一般出现扩张，较轻的和局限性的扩张只有在电镜下才能窥见，重度扩张时则在光学显微镜下可表现为空泡形成，电镜下有时可见其中含有中等电子密度的絮状物。在较强的扩张时，粗面内质网同时互相离散，膜上的颗粒呈不同程度的脱失。进而内质网本身可断裂成大小不等的片段和大小泡（图1－6）。这些改变大多见于细胞水肿时，故病变不仅见于内质网，也同时累及Golgi器、线粒体和胞浆基质，有时甚至还累及溶解体。

图1-6肝细胞粗面内质网扩张 ×24000

　　（二）光面内质网

　　光面内质网的功能多种多样，即参与糖原的合成，又能合成磷脂、糖脂以及糖蛋白中的糖成分，此外，还在甾类化合物的合成中起重要的作用，故在合成甾类激素的细胞中特别丰富。光面内质网含有脱甲基酶、脱羧酶、脱氨酶、葡糖醛酸酶以及混合功能氧化酶等，因而光面内质网能分解甾体、能灭活药物和毒物并使其能被排除（如肝细胞）。肠上皮细胞的光面内质网参与脂肪的运输，心肌细胞的光面内质网（肌浆网）则参与心肌的刺激传导。

　　在生理状态下，随着细胞功能的升降，光面内质网（SER）的数量也呈现相应改变。但亦可出现完全相反的情况，例如在某些疾病（如淤胆）时，从形态结构上看，肝细胞光面内质网显著增生（图1－7），但其混合功能氧化酶的活性反而下降，这实际上是细胞衰竭的表现。

　　肝细胞的光面内质网具有生物转化作用（biotransformation），能对一些低分子物质如药物、毒品、毒物等，进行转化解毒，并将间接胆红素转化为直接胆红素。

　　许多成瘾药物和嗜好品如巴比妥类、吸毒、嗜酒等，可导致肝细胞光面内质网的增生，长期服用口服避孕药、安眠药、抗糖尿病药等也能导致同样后果。在HBsAg阳性肝炎时，肝细胞内光面内质网明显增生，在其管道内形成HBsAg。由于光面内质网的大量增生，这种肝细胞在光学显微镜下呈毛玻璃外观，故有毛玻璃细胞之称，并可为地衣红（orcein）着染。

　　在细胞损伤时光面内质网也可出现小管裂解为小泡或扩大为大泡状。在药物及某些芳香族化合物（主为致癌剂）的影响下，光面内质网有时可在胞浆内形成葱皮样层状结构，即“副核”，可为细胞的适应性反应（结构较松）或为变性性改变（结构致密）。

图1－7　肝细胞光面内质网增生伴轻度扩大　×8000

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