1、重庆医科大学电子显微镜室 廖晓岗1一、概述20世纪60-70年代，由于心内膜心肌活检技术开展；心内直视手术钳夹心肌取材，使人们对心血管系统特别是心肌超微结构的研究有了很大进展。1962年Sakakibara（神户）和Konno（今野）首次报道用导管钳经静脉从右心室或左心室夹取心内膜组织；我国心内膜心肌活检应用始于80年代初。取材应注意应激反应，范围约在0.5mm。避免的方法为固定10min后把钳夹四周的组织切割掉，再继续固定。同时为了诊断或研究的更准确，强调三级切片（光镜切片，半薄切片及超薄切片）的利用。所取心肌活体标本还可做免疫学、组织化学等分析。2二、正常心肌细胞超微结构和分子构成按结构和
2、功能分为二类：起搏传导细胞；收缩细胞（contractile cells):占绝大多数，分布于心肌层。心肌细胞和骨骼肌细胞二者的主要不同点是：SER即肌浆网及横小管在肌丝之间不完整地把肌丝分割包围成束，无典型的肌原纤维结构，通常称肌丝区；横小管位置在相当于Z线部位；肌浆网靠近横小管处不形成粗大的终池，且常形成二联体（diad）；肌浆网不如骨骼肌细胞的发达，Ca2+贮存能力较低；心肌细胞通常只有一个核，多位于细胞中间；心肌细胞内常见脂褐素，且有随年龄增加而增多的趋势；34肌膜（sarcolemma）：心肌细胞质膜称肌膜，质膜加上基板（basement membrane）于Z线位置横向折入形成横管
3、或T管（transverse tubules），其含细胞外液，与细胞外间隙相通，心室肌T管更发达。间盘（intercalated disc）：又称闰盘，为心肌的连接装置，分为：纵向节段主要是缝隙连接，又称侧侧连接（side to side junction）；横向节段主要为中间连接和桥粒，又称端端连接（end to end junction）。缝隙连接是低电阻通道，为传递冲动或信息的重要管道。肌膜、横管和闰盘统称为外膜系统。56肌质网（sarcoplasmic reticulum，SR）：又称肌浆网，为肌浆（sarcoplasm）内薄壁密闭管系，也称纵管系统（longitudinal syst
4、em）或L系统，参与二联体的组成，进一步可分为游离肌浆网（free SR）和连接肌浆网（junctional SR）。后者与肌膜和闰盘膜也形成偶联结构。偶联结构，特别是二联体的侧囊，即终池（terminal cisterna）具有明显的ATP酶活性，为有效的钙泵，能够摄取、贮存和释放Ca2+，在心肌兴奋收缩偶联中起重要作用。78肌丝区不典型的肌原纤维（myofibrils）：由周期性重复排列肌节组成，终端固定于闰盘横向走形节段内侧面。1、肌节（sarcomere）：心肌收缩基本结构单位，Z线构成细胞内网或细胞骨架，起着连接相邻细肌丝的作用，此处含结蛋白性质的中间丝。2、肌丝分子结构：a粗肌丝（
5、thick myofilament）肌球蛋白（myosin）的聚合体，单个肌球蛋白为纤维蛋白，由6条多肽链（2条长链，4条短链）组成，大约300-400个myosin分子组成一根粗肌丝。b细肌丝（thin myofilament）由肌动蛋白（actin）和调节蛋白组成，后者包括原肌球蛋白（tropomyosin）和肌钙蛋白（troponin）以及少量的-辅肌动蛋白（-actinin）等等。肌钙蛋白为复合体，有三个亚单位：TnC，TnT，TnI，TnC 为钙结合亚基，又称肌钙蛋白A，能与两个Ca2+结合；TnT为原肌球蛋白结合亚基；TnI 为抑制亚基，TnI 可抑制肌动蛋白与肌球蛋白头部即横桥接
6、触。91011123、收缩机制：肌丝滑动学说a肌细胞兴奋 肌膜产生去极化 细胞外间隙Ca2+经膜内流引起外膜系统和线粒体贮存的Ca2+逸出，并触发侧囊释放Ca2+肌浆Ca2+浓度上升至10-5mol/L，Ca2+迅速与TnC 结合，导致肌钙蛋白-原肌球蛋白复合体构型变化肌动蛋白活性位点暴露 与肌球蛋白横桥结合形成肌动-肌球蛋白复合体，同时横桥ATP酶活性增高，ATP水解释放能量，横桥牵拉细丝沿粗丝间滑动，肌节缩短。b兴奋过后 肌膜极化状态恢复 Ca2+逆向循环肌浆Ca2+下降至10-7 克分子，Ca2+从TnC解离肌钙蛋白-原肌球蛋白复合体构型恢复 肌动蛋白的活性区域被遮盖与肌球蛋白头部相脱离
7、，肌节松弛。13141516线粒体：心肌细胞线粒体占细胞体积的25-30%，主要分布于肌原纤维之间及肌膜下附近，其嵴数量多，多呈板层状或Z字型。特殊颗粒（specific granules）：右心房心肌细胞内多见，可作为心房肌和心室肌的鉴别点之一，颗粒内含心钠素，故心脏亦被认为是一个内分泌器官。包含物及脂褐素：心肌细胞内常见脂滴，糖原等代谢物。脂褐素也常见，且有随年龄增加而增多的趋势。171819三、心肌的超微病理改变 主要表现为心肌细胞的非特异性早期代偿性肥大和后期的变性改变。可见于原发性心肌病、继发性心肌病、先心病、瓣膜病等。临床应用方面如能够连续动态取材观察，可判断预后。心肌细胞肥大，排
8、列紊乱或大小不一，半薄切片判断20um;细胞肥大时可见核增大，不规则，有深切迹，偶见核内小管形成，细胞变性时核异染色质增多，凝聚成团块状；20肌原纤维的改变为肥大时肌丝成分增多，变性可有不同程度的肌丝溶解，Z线增宽，模糊，堆积或呈棒状，波流样改变。严重退变细胞见大片肌丝溶解区；线粒体局部性增生或减少，可见巨大线粒体，或糖原沉积，基质颗粒增大，不同程度肿胀等改变；肌质网增生、扩张为心肌细胞变性的改变，特别在灶性肌丝溶解区常见；肌膜和T小管的改变为：增厚，城垛或指突样改变，T管增多，扩大，退变时可见肌膜破裂，肌浆成分流失，肌膜下电子密度下降，髓样结构形成，早期肌膜损伤可通过La标记示踪观察。21闰
9、盘：肥大心肌细胞可见多闰盘现象，退变时有闰盘间隙多处不同程度扩大，可能与影响细胞骨架有关。心肌细胞退变时，胞质内脂褐素明显增多，坏死细胞内大量次级溶酶体；Pomp氏病：心肌细胞内大量糖原沉积，电镜可做明确诊断；慢性改变见心肌细胞萎缩，数量减少，间质胶原原纤维增生，可用光镜判断。22232425262728293031323334353637383940414243四、毛细血管的类型，超微结构及超微病理四、毛细血管的类型，超微结构及超微病理类型：a、连续型厚内皮（三种肌肉、睾丸、卵巢）平均厚度0.2umb、连续型薄内皮（肺、胃肠道、CNS等）平均厚度0.1umc、有窗孔内皮（肾小球、内分泌器官）
10、平均厚度0.08um，孔大小约70nm，孔中有膜，也可无膜，内皮细胞基底面有连续的基膜。d、血窦（肝血窦内皮细胞，脾，骨髓等）部分基底膜不完整。44超微结构：一般由内皮细胞、基底膜和周细胞组成。内皮细胞多扁平，核异染色质较多，细胞器较少，胞质内常见微吞饮小泡，有细胞自身的紧密连接。新生毛细血管内皮细胞较大，形态幼稚，管腔较小。正常情况下毛细血管由1-2个内皮细胞围成，超过3个内皮细胞者，通常不是毛细血管。45超微病理：缺氧等可造成内皮细胞肿胀性改变，官腔变小，甚至闭塞，紧密连接打开，最后毛细血管崩解；缺乏VitC，可导致毛细血管基底膜不完整或消失，内皮细胞连接开放，造成出血；镉中毒时，睾丸毛细
11、血管肿胀溶解性坏死；组胺可使内皮细胞微吞饮增加，质膜小泡增多，使内皮细胞收缩，连接开放，造成渗出增多。4647484950五、动脉的超微病理动脉分为大、中、小（1mm）、微（300um）；血管内皮细胞超微结构方面具有下列特征：内皮突起；质膜小泡；Weibel-Palade小体；丰富的胞质微管、微丝。血管内皮细胞的功能：产生AB血型抗原；胞质内杆状小体含促凝血因子（因子）；产生抗凝血因子环前列腺素；灭活去甲肾上腺素、缓激肽、5-HT、组胺等；使血管紧张素转变为，促使血管收缩，等等。51大动脉中层没有成纤维细胞，其平滑肌细胞具有合成胶原原纤维和吞噬功能，在动脉硬化中形成泡沫细胞。肌内皮连接：可感受
12、血管内压力、化学成分的变化。而内皮细胞间为紧密连接。52超微病理：内皮细胞大泡形成，内皮脱落；高血压动脉改变早期内皮细胞内肌动蛋白丝增多，平滑肌细胞肥大，吞饮活动增强，以后内皮细胞连接打开，血浆渗入中膜，纤维蛋白沉积，管壁增厚，硬化，破裂，出血，免疫复合物的沉着则引起免疫损伤。多发性大动脉炎内皮细胞大多脱落，残存者也变性退变，少数平滑肌细胞及泡沫细胞直接裸露于管腔，中膜弹性纤维破坏或增生，广泛纤维化使平滑肌细胞排列紊乱，形态改变，可出现增生，肥大或变异为纤维母细胞样，以及泡沫化形成泡沫细胞（大量吞噬脂滴），外膜明显增厚，常见新生微血管，偶有炎性细胞浸润。535455565758附：骨骼肌超微病理改变5960616263646566676869
