【doc】禽肺表面活性物质的定位和主要功能

【doc】禽肺面活性物质的定位和主要功能 禽肺表面活性物质的定位和主要功能 第1期胡杰等:禽肺表面活性物质的定位和主要功能 1.1透射电镜样品 经2.5戊二醛固定,按常规制成超薄切片,醋酸铀一柠檬酸铅双染,JEM一1200EX透射电镜观察. 1.2电镜细胞化学样品 经2.5戊二醛固定后,用0.1M二甲胂酸钠缓冲液(pH7.4)漂洗三次,切片厚40m.(1)酸性磷 酸酶(AcP)按Gomori(氏)(195g)铅法孵育;(2)磷脂定位按徐根兴等(1992)的孵育u].再分别按常 规方法制成超薄切片,不经染色,JEM一1200EX透射电镜观察.对照组的孵育液分别省去底物. 围片说明 1儿十小板层体正互靠近融音(一).TEM,×15K 2靠细胞顶部的儿十成熟的板层小体,板层指纹状.胞棱(N).TEM,×12K 3板层小体.示平行排列的板层(一)_TEM,×15K 4肺房细胞中的高尔基复古体(G0)和附近的致密小泡(一).TEM,×l5K 5正在形成的前板层小体(LB).粗面内质同(RER),致密小泡(G).TEM,×20K 6粗面内质同(RER)及附近的囊泡与致密小泡(一).TEM,×12K 7磷脂细胞化学反应.三级直气管和肺房的般绒毛(Vi)及板层小体(LB)呈阳性反应.TEM.×7,500 8磷脂细胞化学反应.呼吸毛细管的始段(一)里阳性反应.红细胞(R),毛细血管(Bc),毛细血管内皮细 胞(B),呼驶毛细管的扁平细胞(c).TEM.×4,000. 9AcP酵细胞化学反应.成熟扳层小体(LB)和般绒毛(Vi)呈阳性反应(一).TEM,×12K l0AcP酵细胞化学反应.多泡小体(w)及小板层体(LB)呈不同程度的阳性反应.TEM, ×15K 2结果 2.1透射电镜观寨 在三级支气管,肺房和靖斗上皮细胞的胞质中有大小不一,形态多样的板层小体,有的小板层体相 n 广西农业生物科学第19卷 互融合(图13).这些细胞的胞质有发达的粗面内质网,高尔基复合体,游离核糖体和一些多泡小体, 在粗面的质Pl和高尔基复合体的附近有一些大小不等的囊泡和嗜锇性小体,有的囊泡与粗面内质网相 连,囊泡常与嗜锇性小体混合在一起,外面有粗面内质网围绕(图46). 2.2电镜细胞化学定位 (1)磷脂定位:三级支气管,肺房和漏斗上皮细胞内的板层小体及细胞的微绒毛表面呈阳性反应, 呼吸毛细管始段的表面也出现阳性反应(图7—8).(2)AcP酶定位:三级支气管,肺房和漏斗上皮细 胞内的板层小体及细胞的微绒毛表面成熟的板层小体呈强阳性反应,小板层体和多泡小体呈不同程 度的阳性反应(图9—10).以上两种定位的对照组均呈阴性反应. 3讨论 (1)哺乳动物肺泡的表面活性物质是由肺泡I型细胞分泌的,该物质存在于胞质中的嗜锇性板层 小体内,其主要成分是磷脂.禽类肺的结构与哺乳动物不同,是否存在表面活性物质,有较长时间的 争论,目前大多数学者认为,鸡和许多鸟类都有表面活性物质,主要依据是用光镜组化的方法见到肺 房上皮细胞有磷脂反应;电镜下观察到肺房上皮细胞存在与哺乳动物肺泡?型细 胞一样的嗜锇性板层 小体卜.BeltDJ.和FreemanBM.(1971)报导,呼吸毛细管的扁平细胞内还存在板层结构的内叠 和单一表面板层结构一.但是这些作者都没有用细胞化学的定位方法进一步证实和定位,因为板层结构 在常规染色的透射电镜下与某些溶酶体结构相似,需用细胞化学定位加以区别,方可确认.目前认为, 肺表面活性物质是一种充分脂化,完全饱和的二棕榈基卵磷脂(dipalmitoyllecttin, 简称DPI),不与 常规的固定液起反应,在电镜制样的脱水和环氧树脂包埋过程中会丢失,使电镜磷脂定位增加了难度. 若用硝酸铅和铁氰化钾与磷脂通过三合絮状作用(tricomplexflecculate)在原位产生硝酸铅铁复合沉 淀物的方法,可对肺表面活性物质进行定性和定位 笔者在电镜下见三级支气管,肺房和漏斗上皮细胞都有板层小体,偶尔见副重叠的多层板层结构, 但呼吸毛细管的扁平细脆内未见到板层小体.经磷脂定位表明,试验组的板层小体呈阳性反应,三级 支气管,肺房,漏斗和呼吸毛细管的始段上皮细胞的表面也出现硝酸一铅一铁的沉淀物,证明了禽肺三级 支气管,肺房和漏斗上皮细脆内的嗜锇性板层小体同哺乳动物一样,含有磷脂类物质,是表面活性物 质的贮存库,释放至细胞表面成为禽肺的表面活性物质. (2)哺乳动物肺表面活性物质涂布于肺泡表面,形成一层薄膜,其主要功能是降低肺泡表面张力, 稳定肺泡直径,防止肺泡塌陷,减少吸气阻力.此外,还可维持肺泡与毛细血管之间正常流体静力压, 限制渗出,利于气体交换n剖.禽肺表面活性物质的主要功能如何,是否与哺乳动物相同,很少有人研 究.Pattie(1965)推测禽肺表面活性物质在防止塌陷方面可能没有多大作用HJ,但他没有用实验方法 加以证实.笔者通过磷脂定位的方法发现禽肺表面活性物质主要涂布在三级支气管,肺房和褥斗部,而 相当于哺乳动物肺泡的呼吸毛细管,只始段有少量的磷脂反应,呼吸毛细管其余部分无磷脂反应表 明呼吸毛细管的表面活性物质很少,也说明禽肺表面活性物质与哺乳动物不回,其主要功能不是防止 呼吸毛细管塌陷,其原因可能与禽肺的结构特点有关:(1)禽肺背缘嵌入肋间,胸腔窄小,胸膜的壁 层和脏层之间有纤维粘连,有利于防止肺造成外来性塌陷.肺在呼吸过程中扩张很小.可以说主要是 通过气囊的扩张来实现的.(2)呼吸毛细管相互吻合成网络状,缠绕在呼吸毛细管周围的毛细血管网 叉十分丰富,有人认为它们有相互支持和牵引作用,可防止肺过度膨胀和塌陷.. 另外,据观察呼吸毛细管之间只有少量的网状纤维,无弹性纤维,揭示它是肺较不活动的部位,三 级支气管和肺房的上皮下面有较多的弹性纤维和平滑肌束,说明该处相对易于扩张和比较活动it,5-._- 般认为,肺房对调节空气的流量和起着重要作用,此处存在的表面括性物质可能会协助这一作 用J.对于禽呼吸毛细管来说,虽说在防止塌陷方面并不十分重要,但少量的活性物质可防止渗出,利 于气体交换,因为渗出物的积累会降低气一血屏障的作用,这对气体交换旺盛的禽类是很不刹的,也许 这才是禽肺表砸活性物质的主要功能之一. 第l期胡杰等:禽肺表面括性物质的定位和主要功能 (3)关于板层小体的来源,哺乳动物方面有一些资料",初步认为,板层小体的主要成 分在粗面 内质网台成,经高尔基复合体浓缩加工,以后在发生过程中相互融合以及与多泡小体融合,形成板层 小体J.对禽肺板层小体的来源尚未清楚,其具体形成过程国内外也未见有报导笔者通过电镜和细 胞化学观察发现,三级支气管,肺房和漏斗上皮细胞的胞质内有大小不一,形态多样的板层小体,粗 面内质网和高尔基复合体的附近常见到一些囊泡和嗜锇性小体,内古絮状物.有的囊泡与粗面内质网 相连,表明它们的关系十分密切,可能来自粗面内质网或高尔基复合体.嗜锇性小体与囊泡常相互靠 拢或混合在一起,外面有粗面内质阿围绕,形成一些小团状结构,这可能就是板层小体的前身,为描 述方便,我们称之为前板层体,其内部无特殊结构.也未见有板层.前板层体可相互融合体积增大,并 出现少量板层,可称为小板层体,是尚未成熟的板层体.小板层体进一步互相融合,或与多泡小体融 台,体积更加增大,内部板层数目逐渐增多,呈同心圆状,平行状或指纹状排列.嗜锇性也逐渐增强, 成为成熟的板层体,逐步自细胞的基部移向细胞顶端,通过胞吐作用将内容物释放.AcP酶反应表明, 前板层体呈阴性反应}小板层体呈不同程度的阳性反应;成熟的板层体及其分泌物呈较强的阳性反应. 反映出板层小体的产生是一个逐渐生长,成熟的动态过程 AcP酶是溶酶体的标志酶,板层小体呈AcP酶阳性反应,说明属于溶酶体系列物,但又与一般 的溶酶体不同,它除了含有一些酸性水解酶外,主要含有磷脂类物质,故有人称板层小体为特殊的细 胞器或特殊的溶酶体,通常认为溶酶体来自高尔基复合体".前板层体由一些嗜锇 性小体和囊泡,外 面围以粗面内质网而成,表明来源于粗面内质网并提供其界膜,以后经过相互合并才逐渐增大,成熟. 有人把板层小体看作是一种异型的或特殊的内质网,由一些内质网膜排列而成,与我们观察的结果 相吻合.因此?笔者认为禽肺板层小体的来源与哺乳动物基本相似,主要来自粗面内质网,并有高尔 基复合体参与.其形成过程大致经历前板层体,小板层体和成熟板层体三个阶段,三者之间无明显的 界限. 参考文献: L1]罗克.家禽解剖学和组织学[M].福建:福建科学出版社.1983.45~46,88,95. L2]棘根等.兔肺磷蹭的超馓结构定位和能谱分析[J].动物学杂志,199g,27(1):26~27. L3一HODGESRD.TheHistologyofFowl(1)[M],NewYork:Academicpress,1974,131,145. LTYLER—PEARSE.FunctionalandanalyticalhistochemistryofthechickenlungIobulewithparticular reference tosurctant[J].PouItsci.1966.45:801,511 [5JBELLDJ,FREEMANBM.PhysiolyandBlochemistryoftheDomest~Fowl[M].Londo nandNewYork}Aca- demicpless一197i.Vol3,Il6S,1208 [6JMYRINEBORNYSENKO—THEODOREBER1NGER.FunctionalHistology[M].Secondedition.printedinthe UnitedStatesofAmerica,1984. [7]PATTLERE.Respiration[J].PhsiolRev,1965,45:1,7b. [83刘代成等.家鹃肺毛细管的扫描电镜观察[J].动物学杂志.1994,29(5)21,22. [9j俞诗褥.红腹锦鸡毛细血管的扫描电镜观察[33.兰州大学(态学专 辑),1995b,31:4,5 [10]CHEVALIERG,CALLETAJ.Invivoincorporationofcholine一3H,Leucine一3Handgalacto3Hna[veoIar typeI,pne3umoeytesinrelationtosur{actantsynthesis:Aquantitativertdjoautographjc~tud ymmousebylec— tronmicroscope[J].AnatRec,1972,174:189. [】1]上海第一医学院.组织学[M]北京人民卫生出版杜.1983.763,780. [12钟慈声.细胞和组织超微结构[M].北京:人民卫生出版杜,1934.1?,148. [13杨景山医学细胞学与细胞生物技术[M]北京北京医科大学出版杜,1990.162,163. [143TYI,ERW,sANDPANGBORNJJ.Sysc~ome[J].CellBiol,l964,2o:157,l64. (责任编辑陆善勇)