肝細胞

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肝臟是由肝細胞組成,肝細胞極小,肉眼看不到,必須通過顯微鏡才能看到。人肝約有25億個肝細胞,50個肝細胞組成一個肝小葉,因此人肝的肝小葉總數約有50萬個。肝細胞為多角形,直徑約為20-30/加(微米),有6-8個面,不同的生理條件下大小有差異,如飢餓時肝細胞體積變大。每個肝細胞表面可分為竇狀隙面、肝細胞面和膽小管面三種。肝細胞裡面含有許許多多複雜的細微結構:如肝細胞核、肝細胞質線粒體內質網溶酶體、高爾基氏體、微粒體及飲液泡等組成。

簡介

人肝細胞切片 HE染色 LM10*40倍

  肝細胞hepatocyte,hepatic cells,liver cells   LM(光鏡):多面體形;核大而圓,居中,染色質豐富,部分有雙核或多倍體核;胞質嗜酸性,含彌散分佈的嗜鹼性團塊   EM(電鏡):   (1)有三種功能面→血竇面   →膽小管面   →細胞連接面:有緊密連接橋粒縫隙連接   (2)細胞器發達   粗面內質網:合成蛋白纖維蛋白原凝血酶原脂蛋白補體血漿蛋白   滑面內質網:參與生物轉化代謝,如膽汁合成、脂類代謝、糖代謝激素代謝和有機異物的轉化   高爾基複合體:參與蛋白的加工和膽汁排泌   線粒體、溶酶體和過氧化物酶體豐富   (3)含糖原、脂滴、色素等內涵物

肝細胞核

肝細胞

  肝細胞核主要由去氧核糖核酸(DNA)和組蛋白等組成。去氧核糖核酸是遺傳物質基礎,它有複製遺傳信息的功能。患肝炎時,肝炎病毒侵入肝細胞核內,病毒基因可以與肝細胞核中去氧核糖核酸相結合(整合)。一旦整合,HBsAg即難以清除,致使HBsAg長期攜帶。此外,去氧核糖核酸還可能以自己為模板合成信使核糖核酸(mRNA),從而控制細胞質中各種相應蛋白質的合成。肝細胞核如果明顯受損,就意味著整個肝細胞崩解毀滅。

線粒體

  肝細胞的線粒體很多,每個細胞大約有1000個左右,遍佈於胞質內。肝小葉不同部位肝細胞內線粒體的大小和形態不完全一致,在正常生理條件下,多為圓形和卵圓形,直徑0.4-0.8μm。線粒體的共同基本形態結構特徵是外被雙層界膜--外界膜和內界膜,內界膜向線粒體內伸展轉折,形成許多嵴。內界膜將線粒體分隔為內、外兩室,外室介於內、外界膜之間,內室則圍于內界膜之間,其中充滿基質

肝細胞

在線粒體嵴的表面和內界膜的基質面上附有密集排列的、火柴頭狀的亞單位,稱為基粒。其粒由約10nm的球形頭部與寬約3.5nm、長約5nm的短柄構成。頭部伸入基質,相當於ATP合成酶所在處,是氧化磷酸化最終合成ATP酶的一部分。柄的一端與嵴的界膜相連,是一聯接蛋白,脂類和氨基酸在線粒體內被氧化成水和二氧化碳,所釋放的能量則通過這種連接蛋白轉給ADP生成ATP。線粒體的亞單位只有在特殊處理的標本中,如將線粒體由細胞勻漿中分離出來,並用低滲法破壞其界膜,使其嵴暴露,再用磷鎢酸復染,方可看到。而普通超薄切片則見不到這種亞單位,這是因為鋨酸固定時,球形頭部被解聚所致。   線粒體內外界膜的通透性和化學組成互不相同。外界膜對大多數分子量小於10000的低分子溶質而言,均可自由通過,而內界膜則僅允許不帶電荷、相對分子量小於150的小分子如水、O2、CO2、尿素及甘油等通過,葡萄糖、K+、Na+、Cl-等均不能通過內膜。線粒體基質內常見一些小的電子緻密顆粒,稱為線粒體內顆粒或基質顆粒。基質顆粒內含Ca2+、Mg2+等離子。   線粒體基質內含有蛋白質(包括各種酶類、類脂成分、DNA、RNA及核蛋白體),除此之外,還有各種單核苷酸輔酶。由於線粒體膜和基質內含有大量酶類,如含有進行氧化作用的呼吸鏈的酶體系,氧化磷酸化酶體系、三羧酸循環脂肪酸氧化的酶體系等,各種代謝物質在線粒體內氧化,並把放出的能量轉換成ATP。因此,線粒體像一個能源中心,一個電力發動站,能向細胞不斷提供其生命活動所必需的能量,以保證和推動細胞進行各種複雜的生理功能。

肝細胞的線粒體

由於線粒體還含有自身的基因物質——脫氧核糖核酸,稱線粒體脫氧核糖核酸(mt DNA)或稱染色體外脫氧核糖核酸其含量約占一個細胞全部DNA的2%。此外,線粒體內還含有DNA聚合酶,KNA聚合酶,氨基酸活化酶,tRNA及mRNA。因而能自我複製和合成蛋白質,自行分裂、繁殖和增生。線粒體是細胞內最為敏感的細胞器之一。在許多病理情況下,線粒體常常首先發生各種形態改變,最常見的有線粒體腫脹,線粒體增生、肥大以及線粒體內包含物的產生等

內質網

  肝細胞的內質網很豐富,分佈廣泛。它與高爾基複合體及核膜共同構成一連續的細胞內網狀膜系統。按其囊膜表面是否附著核蛋白體,將內質網分為兩類:即粗面內質網及光面內質網。

內質網

粗面內質網

  粗面內質網RER形成池(cistem),在其膜外面附著有核蛋白體,據測定,1mg肝組織中所含內質網的總面積約為11m2,其中約2/3為RER。在肝小葉的不同區帶其分佈是不相同的。肝小葉周邊帶的肝細胞內,RER尤為豐富。光面內質網則相反,在小葉中央帶及中間帶肝細胞內較小葉周邊帶肝細胞內為多。這種數量上的分佈差異與小葉不同區帶內肝細胞的功能特性有關。在一個細胞中,RER的主要功能為生成輸出蛋白(或稱分泌蛋白),如血漿白蛋白、α、β球蛋白、纖維蛋白原、凝血酶原等,均在RER上合成。新合成的蛋白質貫穿內質網膜進到內腔,經由運輸小泡運至高爾基複合體,在此加工、濃縮、再經分泌泡從細胞表面釋放入肝竇內。RER的發達程度反映著肝細胞的功能狀態。各種損傷因子引起的肝細胞損傷,亦可反映于RER,其最常見的改變為RER膜上多聚核蛋白體解聚(disaggregation)及脫粒(degranulation)。解聚是指多聚核蛋白體分散為單體遊離分散在細胞質中,或附在粗面內質網膜上。脫粒則指附著在RER膜上的核蛋白體脫落下來,多以單體形式散在胞質之中。如四氯化碳中毒所致肝細胞損害時,可見RER膜上多聚核蛋白體解聚及脫粒,此時,蛋白質合成也聚降。肝癌時,RER數量與腫瘤細胞生長率及惡性程度之間存在一種反相關關係,在分化較高、生長緩慢癌細胞中,RER較發達,反之,在分化低,生長迅速的肝癌細胞中,RER則往往很少,而遊離的多聚核蛋白體卻十分豐富,以適應癌細胞快速生長的需要。

光面內質網

  光面內質網(SER)膜上不附有核蛋白體,由分支的小管組成,並與RER相連繫,也可由RER形成。SER在肝細胞中具多種功能,如參與糖原代謝、膽汁分泌、脂類代謝、類固醇激素代謝及解毒等。SER常位於胞漿一側,與糖原顆粒相伴隨,若糖原很豐富時,常可遮蓋SER使之分辨不清。在飢餓時,糖原減少,肝細胞內SER則較為明顯。由於SER含有葡萄糖-6磷酸酶,加之與糖原結構空間的緊密關係,因而更有利於糖原代謝。   SER與膽汁分泌有關,非結合性膽紅素血液XX肝細胞后,經SER上的葡萄糖醛酸轉移酶作用,成為水溶性結合膽紅素而利於排泄膽鹽也在SER上合成。此外,SER還參與脂肪代謝。血液內遊離脂肪酸XX肝細胞后,在SER上酰化成甘油三酯,經與RER合成的蛋白質結合,形成極低密度脂蛋白XX血竇。   肝髒的解毒功能亦在SER上進行。由於SER內含有混合功能氧化酶系,其中終末氧化酶即細胞色素P-450,對許多有害物質如機體代謝產物藥物、致癌劑、殺蟲劑等均可加以代謝,從而或被解除毒性,或被轉化為易於排泄的物質。由此不難理解,在慢性藥物中毒過程中(如安眠藥巴比妥類中毒)可見到SER膜的增生。SER膜的增生還見於長期用抗組織胺藥物,口服糖尿病藥物和避孕藥時。SER膜的增生,一般屬細胞的一種適應XX,是功能升高的表現(即酶的誘導)。但並非任何SER的增生均伴有功能的升高,有時往往表現為一種無效增生。在膽汁淤積時,肝細胞內增生的SER則處於低活性狀態。表面抗原陽性乙型肝炎病人,也出現肝細胞內光面內質網增生,在其小管內形成乙型肝炎表面抗原。此時的肝細胞由於含有增生的光面內質網,在組織切片上模糊如毛玻璃,故稱毛玻璃細胞。電鏡下,可見光面內質網小管中心呈細絲狀的乙型肝炎表面抗原。這在診斷上頗為重要。

核蛋白體

核蛋白體

  核蛋白體(ribosome)又稱核糖核蛋白體或核糖體,因首先被Palade在電鏡下發現,故又稱palade小體。   核蛋白體可遊離于胞漿基質中,稱遊離核蛋白體,亦可附著在內質網膜上,構成粗面內質網。肝細胞具豐富的遊離核蛋白體,由60s和40s(S=Svedberg,沉降係數的單位)的大、小二個亞單位組成,呈顆粒狀。大亞單位直徑約為23μm,略呈錐體形,內含一中央管,底邊扁平,有一窄溝。小亞單位略呈弧形(23nm×12nm),一面外凸,一面凹陷;在鎂離子存在時,大小亞單位結合成單核蛋白體,此時,小亞單位的凹面與大亞單位的扁平底面相貼,小亞單位的中間分界線正與大亞單位底面的溝相吻合成隧道。   核蛋白體的主要成分為核蛋白體核糖核酸,它們與蛋白質結合,以核蛋白(RNP)的形式存在。   核蛋白體可以單個存在,即單體,也可以由mRNA細絲將它們串聯一起,構成多聚核蛋白體。多聚核蛋白體是合成蛋白質的功能基團,mRNA穿行於大小亞單位之間的隧道中,新合成的肽鏈便自中央管釋放出來。當特定的主鏈形成后,核蛋白體便從mRNA上離去,並分解成亞單位。需要合成蛋白質時,亞單位再行結合,並進一步組成多聚核蛋白體。因此,在細胞質中,核蛋白體的單體和多聚體總是隨著細胞的功能狀態處於不斷結合和分解的動態變化之中。遊離核蛋白體合成的蛋白質主要供肝細胞自身生長、分裂、更新所需。

溶酶體

  DeDuve于1955年首次在大鼠肝細胞勻漿超速離心后的各組成分中發現溶酶體的存在,后經電鏡觀察證實。溶酶體是由單層界膜圍成的顆粒,其大小形態以及內部結構均極不一致。由於所有溶酶體均含有酸性水解酶,故將此酶作為溶酶體的標誌酶。溶酶體借助其所含50多種酶消化、分解各種內生性或外源性物質,因此,可將其視為細胞內的消化器官。肝細胞內所含溶酶體較為豐富,根據其是否含有作用底物而分為兩種:初級溶酶體(primarylysosome)和次級溶酶體(secondarylysosome)。

溶酶體

初級溶酶體

  此類溶酶體僅含水解酶而無底物,由單層界膜包繞,內含電子緻密的均質物,常位於近高爾基複合體處。初級溶酶體在粗面內質網上合成,經運輸小泡送至高爾基囊泡進行加工、濃縮,再由高爾基扁平囊分泌面末端膨大、分離而形成初級溶酶體。溶酶體所含水解酶能消化各類大分子化合物。在正常生理情況下,該種酶處於非激活狀態,同時,溶酶體膜的內表面還有一層帶電荷的糖蛋白,保護膜不受水解酶的作用。而且,溶酶體膜還具有獨特的濾過性質,只允許分子量小的物質通過。這就保證了大分子的水解酶不能自由逸出膜外,從而保護細胞免於自身消化。

次級溶酶體

  此類溶酶體內除含有水解酶外,還含有相應的作用底物,以及由此形成的消化產物。由於所含底物的不同和消化程度的差異,構成了次級溶酶體形態的多樣性。根據消化底物來源的不同,又可將次級溶酶體分為自生性、異生性和兼性三種。

高爾基氏體

  電鏡下,高爾基複合體(Golgicomplex)由三種基本成分組成即扁平囊泡、小泡和大泡,多位於細胞核與毛細膽 管間的區域內。

高爾基複合體

扁平囊泡

  扁平囊泡(saccule)由一組彎曲呈蹄鐵形的扁平囊泡組成,來源於核膜外層。彎曲的囊泡有兩個面(凸面和四面),凸面又稱形成面(forming face),或稱未成熟面(immatureface),靠近胞核;凹面為分泌面(secreting face),或稱成熟面(matureface),面向細胞膜。形成面的囊膜較薄,近似細胞膜。因此,高爾基囊泡可視為內質網膜與細胞膜的中間分化階段。

小泡

  小泡(vesicle)數量較多,與一般胞飲小泡相似,常散佈於扁平囊泡的形成面,小泡由高爾基複合體附近的粗面內質網芽生而來,並載有粗面內質網所合成的蛋白質成分,後者被運送到高爾基複合體的囊泡形成面,在此,小泡與形成面的扁平囊泡膜融合,蛋白質乃XX囊泡腔中。

大泡

  大泡(vacuole)為扁平囊泡末端局部膨大而成,又稱分泌泡或濃縮泡,大泡帶著由扁平囊泡所生長的分泌物質(如脂蛋白、膽汁成分)斷離扁平囊泡,將其運往竇腔或排向毛細膽管。分泌面細胞膜周微絲、微管系統的存在,是這一功能得以實現的必要前提和保證。小泡的併入及大泡的斷離,使高爾基囊膜不斷處於新陳代謝的動態變化之中。   常見的高爾基複合體病理改變為肥大或萎縮。高爾基複合體肥大多見於分泌障礙並伴有高爾基大泡內分泌物瀦留及淤膽等。膽汁成分瀦留于分泌泡中;在營養性或中毒性肝脂肪變時,脂蛋白瀦留于分泌囊泡中。高爾基複合體萎縮則常見於核蛋白體的合成功能下降狀態,如各種毒性因子造成的肝細胞蛋白合成降低時,即常見粗面內質網脫顆粒和斷裂。並伴有高爾基複合體的萎縮或消失。

微體

  微體是肝細胞內最小的細胞器,為由單層界膜包繞的圓形或卵圓形小體。在肝細胞內,微體與線粒體的比例近乎1:4。微體基質內含有過氧化氫酶和多種氧化酶,如D-氨基酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶及L-2-羥基酸氧化酶等,故微體又稱過氧體(peroxisome)。

微體

過氧體來源於粗面內質網,形成迅速,從粗面內質網轉運出來大約只需一小時便可完成,在細胞內可存在5天,並在4分鐘內通過自噬自溶過程而解體。亦有人認為,微體尚可合併到溶酶體或衍化成線粒體。從微體的發生及其所含酶的特點看,可視為一種特殊類型的溶酶體。從種系發生史上看,微體可被視為一種古老的氧化產能微器官的遺跡,在細胞生物進化過程中逐漸被線粒體所取代。   微體內含有對長鏈脂酸進行β氧化降解的酶系,故能參與脂代謝。微體內的過氧化氫酶能降解細胞內的H2O2以防止氧化氫引起細胞中毒。微體內的過氧化氫酶和L-2-羥基酸氧化酶能將NADH再氧化,並通過過氧體的α-甘油磷酸脫氫酶,支持果糖的降解。因此,微體和線粒體是協同參與細胞呼吸的細胞器。   微體與微粒體(microsome)很易混淆,但這是兩個完全不同的概念。微體是細胞內固有的細胞器,而微粒體則系綴有大量核糖體的內質網碎片,是組織勻漿超速離心后的產物。在病理情況下,可見有肝細胞內微體數目的增多或減少。微體增多可由甲狀腺索引發,因而在甲狀腺功能亢進患者的肝細胞內,常見有微體數量的增多;反之,甲狀腺功能低下時,肝細胞內微體數目則減少。此外,慢性酒精中毒及肝癌時亦均見有肝細胞內微體數目的增多,其意義尚不清楚。

肝細胞實驗

  肝細胞:68號切片   豬肝,Bouin氏液固定,石蠟切片,HE染色.   低倍鏡下找到呈多邊形的肝小葉,選擇一個肝小葉換高倍鏡觀察,可見到呈索狀排列的肝細胞,呈多邊形,有1-2個圓形細胞核,核仁明顯,核膜清楚,核內染色質稀疏,染色較淺   觀察細胞器與內含物   細胞器與內含物的種類很多,實驗課僅觀察幾種主要的細胞器和內含物在光鏡下的形態和位置。各種細胞器和內含物,在一般的HE染色的切片上看不到,須用特殊方法染色顯示。   線粒體——示教:3號片   小狗胰臟,Regaud氏液固定,石蠟切片,鐵蘇木素染色。   線粒體用鐵蘇木素染色呈黑色,分佈于核周圍的細胞質中,線粒體在高倍鏡下呈粒狀、線狀或短棒狀,或直或曲,輪廓鮮明。   胰髒的分泌細胞呈錐形,核大而圓,位於細胞中央,細胞遊離端聚集有許多大而圓的黑色顆粒為分泌顆粒。   高爾基複合體——示教:2號片   狗或豬的脊神經節,Golgi氏亞砷酸硝酸銀法鍍染。   在切片上有大小不一的圓形脊神經節細胞,胞核不著色,但能看到淡黃色的核仁。核周圍的細胞質中有鍍染成黑色的網狀或顆粒狀物,即光鏡下的高爾基複合體。   糖元——示教:6號片   豬肝,冷Carnoy氏液固定,PAS反應法顯示糖元,蘇木素復染胞核。   在高倍鏡下,肝細胞中可見到大量紫紅色的糖元顆粒或小塊,在很多肝細胞中,糖元偏於細胞一側,此系製片過程造成,生活狀態時分佈較均勻。

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