超微病理学讲义.doc

1、第一章 电子显微镜 第一节 概述一、电子显微镜的发展简史1、20世纪30年代，E.Ruska 在电子光学理论发展的基础上发明了世界上第一台投射式电子显微镜（transmission electron microscope，TEM）放大倍数仅为12倍；1935年电子显微镜基本定型；1939年德国西门子公司生产了世界上第一批作为商品的投射式电子显微镜，分辨率优于10nm，放大倍数达到了10万倍。自此，投射式电子显微镜的研究重点是改进设计，提高仪器分辨率。2、1935年法国knoll首先提出了扫描电子显微镜（scanning electron microscope， SEM）的设计思想和工作原理，1

2、942年剑桥大学D.M.Mullan首次制成了世界上第一台反射扫描电子显微镜。1965年基本定型；70年代已发展成为性能完善、自动化程度高，功能齐全的一种电子光学仪器。二、电子显微镜与光学显微镜的比较光学显微镜的光学系统一般采用可见光作为光源，玻璃透镜作为成像、放大透镜。其成像过程是：可见光通过空气和玻璃透镜这两种不同的物质界面时，光的运动速度改变，从而改变运动方向使之汇聚一点（焦点），然后再发散，这样就可以把物体的细节加以放大成像，使人们观察到物体的显微结构。电子显微镜采用电子束作为照明系统中的光源，电磁透镜作为成像、放大透镜，其基本成像过程是：电子束通过电子磁透镜时，由于电磁场的作用使电子

3、改变其运动方向而聚在一点（焦点），然后发散，从而把物体的微细结构放大成像。不过此时所成的像，人眼不能直接观察到，还须通过一个荧光屏才能看到。三、电子显微镜的分类从使用选择的角度考虑，目前电子显微镜可分为三大类：透射电子显微镜、扫描电子显微镜和分析电子显微镜。按系统分类：透射电子显微镜可分为超高压电子显微镜、高压电子显微镜、高分辨电子显微镜、普及型电子显微镜、简易型电子显微镜五类。第二节 透射式电子显微镜一、透射电镜的概念： 是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。即用聚得很细的电子束照射在样品上，接受透过样品并带有样品内部信息的电子，经过物镜

4、聚焦放大成像，这种接收电子成像的显微镜称之为透射电镜。二、透射电镜的基本结构透射电镜主要由电子光学系统、真空系统、电子学系统、冷却系统四部分构成。1. 电子光学系统 相当于光镜的光源和反光镜（1） 照明系统 相当于光学显微镜的照明部分，由电子枪和聚光镜组成 1）电子枪：由阴极、阳极、栅极组成。阴极：由直径0.110.15mm粗的钨丝制成，呈V字型，也称灯丝。当通电达一定温度时，即产生热电子发射，形成强的照明电子束。阳极：是一个中间带孔的金属圆盘，位于阴极的对面，它与阴极之间有10kv120kv的电位差，这一负高压用以加速由阴极发射的电子束。栅极：位于阴极和阳极之间，它的电位也比阴极低，起着控制

5、电子束发射及改变电子枪中电场分布的作用。2）聚光镜：将电子枪发射的电子束汇聚在样品上，对样品进行照明。 普通电镜有一个聚光镜；高分辨率的电镜有两个聚光镜，在第二聚光镜中装有活动光阑(用白金片做成),上面有直径为200m 、300m 和400m 的圆孔，利用光阑孔的大小，可以控制聚光镜的孔径角，即控制照明束的强弱，使样品不致发生过热现象。（2）样品室样品室是放置样品用的，通过特殊的机械装置更换样品。另外，通过连动装置，在真空外可以操纵样品台在X、Y轴方向上移动。（3）成像系统：物镜：是电镜中第一个成像的电子透镜，要求有极高的加工精度及稳定性，以保证成像质量。物镜装有消像散器可消除像散，还装有活动

6、光阑可提高反差。物镜是电镜中最关键的部件，电竞的分辨率主要取决于物镜的分辨率。中间镜：是一个可改变放大倍数的弱透镜，主要用于控制总放大倍数。如果一个中间镜不能满足要求时，还可用两个中间镜来控制放大倍数。投影镜：是将中间镜所成的像进一步放大并投影到荧光屏上，以供观察。与物镜和中间镜比较，投影镜的电流一般是不变的，即其放大倍数是固定的。中间镜和投影镜的数目根据最高分辨率所要求的有效放大倍数而定（总放大倍数为各透镜放大倍数的乘积）。对它们的要求是：在尽可能缩短镜筒高度的条件下，满足高分辨率所需要的有效放大倍数；像差减到最小，保证图像不失真；可以进行衍射分析等。 （4）观察记录系统 包括荧光屏、光学显

7、微镜和照相机构三部分。荧光屏：是由电子束照射后能转换成光讯号的荧光粉涂制而成，主要作用是呈现透射电子显微像，使用者可以通过荧光屏选择图像区域，在照相前对图像进行聚焦。光学显微镜：安装在主观察窗前，通常选用510倍饿双筒显微镜，作用是在不提高电子光学放大倍数的情况下分析高倍的电子图像，保证了在相应的倍数下，不损失图像信息，不降低图像亮度。有助于精确聚焦。照相装置：由暗盒（底片盒、接收盒）、底片传送机构、快门和自动控制电路等组成。底片感光度、曝光时间确定后，快慢动作，底片传送，各数字的显示等全部自动化控制，使用的高压值、放大倍数、底片序号等全部记录在底片上。2. 真空系统：真空系统由机械泵、油扩散

8、泵、真空管道、阀门及检测系统组成。作用是排除镜筒中的空气，使镜筒达到高真空状态。否则，电子枪发射的高速电子会与气体分子发生碰撞，产生电子散射，影响像的质量和反差；此外，在电子枪中会产生高压放电，气体会腐蚀灯丝，影响灯丝寿命，还会污染样品。3. 电子学系统电镜所用的电源比较复杂，同时对电源的稳定性要求很高。在总的电源的供给上要求用专用线，对电源要先进行交流稳压，然后再进行整流、直流稳压，最后供给各部分使用。主要的电源供给包括高压电源、电子枪灯丝电源等。4. 冷却系统 作用：防止机器过热。二、透射电镜的成像原理透射电子显微镜成像系统包括样品室、物镜、中间镜、反差光栏、衍射光栏、投射镜以及其它电子光

9、学部件。样品室有一套机构，保证样品经常更换时不破坏主体的真空。样品可在X、Y二方向移动，以便找到所要观察的位置。经过会聚镜得到的平行电子束照射到样品上，穿过样品后就带有反映样品特征的信息，经物镜和反差光栏作用形成一次电子图象，再经中间镜和投射镜放大一次后，在荧光屏上得到最后的电子图象。照明系统提供了一束相干性很好的照明电子束，这些电子穿越样品后便携带样品的结构信息，沿各自不同的方向传播物镜将来自样品不同部位、传播方向相同的电子在其背焦面上会聚为一个斑点，沿不同方向传播的电子相应地形成不同的斑点，其中散射角为零的直射束被会聚于物镜的焦点，形成中心斑点这样，在物镜的背焦面上便形成了衍射图像而在物镜

10、的像平面上，这些电子束重新组合相干成像通过调整中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与物镜的背焦面重合，可在荧光屏上得到衍射图像，若使中间镜的物平面与物镜的像平面重合则得到电子显微镜图像，通过两个中间镜相互配合，可实现在较大范围内调整相机长度和放大倍数。第三节 扫描电子显微镜第四节 分析电子显微镜第二章 电子显微镜生物样品的制备第一节 超薄切片法制备超薄切片的方法包括：普通超薄切片法、冰冻超薄切片法快速冰冻置换法普通超薄切片主要步骤分为组织处理、超薄切片和电子染色三个阶段。一、组织处理（组织处理的必要性）（一）取材1、取材的要求：快、小、准、冷、细、标记 （1）操作迅速熟练：动物材料在中断血液供应

11、后，其细微结构几乎立刻开始发生改变，故要求取材动作要迅速熟练，不致因耗时多而引起死后变化。 （2）组织块体积小：制备电镜标本所用固定剂穿透能力弱，同时包埋剂的渗透能力也是有限的，为确保固定剂和包埋剂充分渗透到组织的各个部位，一般要求组织块体积以1mm3为宜，因此，组织离体后，细切为1mm3或更小的组织块是非常重要的。在超微病理活检中，常会遇到因组织块过大，未经细切而引起组织自溶等人工损伤，失去诊断价值。 （3）取材部位准确：根据研究目的和观察对象的要求，确定取材的位置。在临床病理活检时，要特别注意多点取材，避免电镜一孔之见的弊病，才能对病变组织器官有全面了解，不致做出错误的诊断或评价。（4）低

12、温下操作：脱离血循环的生物材料，细胞内的各种水解酶可以引起蛋白质、核酸水解，自溶作用使细胞的超微结构发生变化。为了减少细胞水解酶自溶作用的影响，要求在低温（0-4）下进行取材，固定剂和取材器械、容器等应预冷。 （5）操作细致：电镜取材的过程要求动作迅速，但不能粗糙。应尽可能地动作轻巧，所使用刀片器械等锋利得手，切割时避免牵、拉、压、挤，防止细胞的机械损伤。 （6）做好标记：进行电镜观察的目的无非是科学研究和病理诊断，因而组织块投入固定液小瓶时，应注意做好标记，在瓶签上著名组别、编号等，在取材以后得处理过程中也要注意这个问题。2、实验动物取材：1mm3大小，12分钟投入固定液。3、临床活检取材

13、（1）外科活检： 14mm厚，修成1mm3大小； （2）针刺活检： 迅速投入固定液并细切成1mm长的小段。（二）固定1、固定的目的利用化学的或物理的方法，终止细胞的死后变化，尽可能完整地保存细胞生活状态下的结构和成分。避免因细胞自身酶的分解作用而出现自溶或因外界微生物而发生腐败，致使细胞超微结构遭受破坏。2、理想固定剂与良好固定的标准（1）理想的固定剂应具备的条件穿透力强；能够稳定细胞的结构和化学成分，使其保持在原位；将细胞内的成分（蛋白质、脂类等）变为不溶状态；保存细胞内酶的活性和其它大分子物质的活性功能集团，以供电镜细胞化学测定；能够增强图像的反差。（2）良好固定的形态学标准：固定效果良好

14、时，一般来说细胞的膜系结构线条清晰、连续而不断裂、细胞基质中充满均匀的精细颗粒，不见明显的空白区和颗粒聚集现象。细胞核结构（核膜、核仁、染色质等）层次清晰，无染色质不规则的聚集和异常的空白区。3、影响固定的因素（1）PH 7.27.4（2）渗透压 （3）时间 取得充分的固定效果而时间尽可能短（4）温度 04（5）固定液的浓度 四氧化锇1%，醛类1%4%（6）固定液的用量 1020倍于组织块的体积4、常用固定剂（1）常用四氧化锇（OSO4）优点：对脂类有良好的固定效果； 强氧化剂，与氮原子亲和力强，与蛋白分子形成交联，稳定蛋白质； 锇与固定的细胞成分结合后使图像反差增高，即“电子染色”作用； 组

15、织块不发生变形，不收缩和膨胀。缺点：对糖类与核酸的固定效果差；因其分子较大，穿透力弱，进入组织速度较慢；是酶的钝化剂，使细胞酶活性降低，不宜用于细胞化学研究；固定时间过长会使组织变脆，细胞成分抽提；其熔点较低，易挥发出蒸汽，伤害眼鼻等粘膜；价格昂贵。（2）戊二醛：优点：有两个醛基，可很好地固定蛋白质； 对糖原和糖蛋白有良好的保护作用，弥补了OSO4的不足；渗透力优于OSO4；能很好地保存酶活性，可用于细胞化学的研究；可较长时间保存固定组织，适于临床和野外取材远距离携带或邮寄。 缺点：对脂类固定效果差， 无电子染色作用，不能增加图像的反差。通常将戊二醛和四氧化哦联合作双固定，即戊二醛前固定，四氧

16、化锇后固定。（3）多聚甲醛：渗透力强，固定迅速，可以良好的固定结构致密的组织。多聚甲醛和戊二醛常结合使用。（4）高锰酸钾： 强氧化剂，是磷脂蛋白的良好固定剂，可用于细胞膜性结构的固定。5、固定方式： （1）双固定法：常用戊二醛作前固定，OsO4作后固定。适用于大多数情况（2）体内原位固定法（3）灌注固定法：特别适于解剖取材困难的柔软组织或难以渗透、死后变化快的组织和器官。（三）漂洗 1、目的：前固定后使用配制固定液所用同系缓冲液充分漂洗，以除去残留的固定液，双重固定时，必须将戊二醛洗净，才能进入四氧化锇；四氧化锇固定后，必须充分洗去残留的四氧化锇，以免其与脱水剂作用。2、方法：0.1molPB

17、S10min/次，共3次（四）脱水 1、目的包埋介质充分渗透到组织内部；水分残留会导致电镜在真空状态下引起样品的急剧变化而无法观察。2、常用脱水剂：乙醇、丙酮3、方法：梯度脱水，由低浓度向高浓度逐级脱水。50%-70%-80%-90%-95%-100%4、注意事项：脱水要充分；根据材料的致密度和块的大小，适当增减脱水时间；如果脱水组织需过夜，可置留于70%乙醇或丙酮中。（五）浸透 目的：用包埋剂逐步浸入组织块中完全替代、置换脱水剂，这是包买的重要步骤，浸透不充分，将给切片造成困难，若浸透时间长，细胞成分易被抽提。温度对浸透亦有影响。（六）包埋 1、目的：使浸透到组织块内部的包埋剂在一定条件下（

18、温度或紫外光照射）聚合为包埋块，使细胞、组织获得适当的硬度、韧度和弹性，以能承受切片力的作用，最后能够切出超薄切片。2、理想的包埋剂：聚合前粘度适中，能迅速而均匀地渗透到组织细胞内部聚合均匀充分，聚合前后体积变化小，不引起组织变形聚合后有良好的切割性，软硬度易于调整能经受电子束轰击高倍放大时不显示包埋剂本身的结构无毒3、常用的包埋剂环氧树脂Epon812，618树脂和Spurr树脂 包埋剂配方：环氧树脂 Epon812、加速剂 胺类DMP-30硬化剂 酸酐类DDSA 增塑剂 MNA4、包埋方法准备工作：胶囊或橡胶包埋模；硫酸纸；牙签；注射器（均需在烤箱内烤干）；包埋聚合（烤箱内：3712h、4

19、524h、6036h）（七）快速固定脱水包埋二、半薄切片 (一)半薄切片观察的目的和意义选区和细胞学观察半薄切片的厚度：0.52µm(二)半薄切片的主要步骤1、修块及切片2、半薄切片染色：甲苯胺蓝染色 和 H-E染色三、超薄切片(一)超薄切片的准备工作1、包埋块的再修整2、载网和支持膜的制备（1）载网:常用的有铜网、镍网，多用200300目，新的载网用前需进行清洗，用丙酮、乙醇浸泡清洗数次即可（2）支持膜氯仿配制的0.2%0.4%Formvar(聚乙烯醇缩甲醛)液制备支持膜3、切片刀的制备（1）玻璃刀：玻璃刀的制备、选择，刀槽（2）钻石刀（二）超薄切片1、超薄切片机的基本原理 超薄切

20、片机的主要部件是进给机构，它的主要部分是一个活动臂，将修好的包埋块固定在它的一端，进给机构携带着包埋块向刀的方向微小推进，同时活动臂又向下进行切割运动，切下一定厚度的薄片。2、切片 主要步骤包括：装块、装刀、对刀、向刀槽注双蒸水、切片。 注意：切片时避免振动，保持室内温度恒定。3、展片与捞片：扣网法或牵引法将切片转移到载网上4、切片厚度的判别 一般利用切片产生的反射光干涉色来判定切片的厚度，它是在日光下由于切片表面反射光与切片下水面反射光发生干涉，使不同厚度的切片在显微镜下呈现不同的干涉色。干涉色与切片厚度近似值关系如下：灰 色：4050 nm银白色：5070 nm金黄色：7090 nm紫 色

21、：90 nm以上四、染色1、定义 为了充分显示细胞的微细结构，就要增加超薄切片样品结构对电子的散射能力，改善反差，这种提高反差的方法叫电子染色2、电子染色现象 以高原子序数的重金属盐作为染色剂，染色中的重金属盐离子能与细胞的某些结构成分结合或吸附，而且不同的结构结合能力不同，因而在电镜观察时，各种细胞结构对电子产生不同程度的散射，最后得到反差对比明显的图像。3、电子密度的概念4、常用的电子染色剂（1）醋酸铀：主要提高核酸、核蛋白和结缔组织纤维成分的反差，但对膜染色效果差。注意： 1、醋酸铀遇光易分解，应密封避光保存； 2、铀具有放射性，操作时应采取防护措施。（2）枸橼酸铅：主要与切片中的还原锇

22、作用，提高膜系结构和脂类的反差。注意： 铅极易与空气中的二氧化碳结合生成碳酸铅而造成切片污染，所以保存时隔绝空气。5、染色方法（1）超薄切片双重染色：先铀染后铅染（2）块染色：组织块经四氧化锇固定后，脱水之前，可将之用醋酸铀饱和液整体染色30min，不仅能提高反差，而且能增强组织成分的稳定性。待包埋切片后再用铀-铅双重染色。第二节 扫描电子显微镜样品制备一、扫描电镜生物样品的制备原则（一）生物样品的特点 1、生物样品的主要特点是含水量较高，质地较软，脱水干燥后易出现皱缩、变形，例如一个苹果，失水干燥后表面出现许多皱纹；2、生物材料机械强度低，对电子束的轰击耐受能力差；3、生物材料由原子序数较低

23、的元素如碳、氢、氧、硫、磷等所组成，因而不易被激发产生二次电子；4、少生物材料的形貌结构易受PH、渗透压、湿度等环境变化的影响。（二）扫描电镜生物样品制备原则1、尽可能完好地保持样品表面形貌：这就要求取材小心，注意保护好所要观察的面（如肠腔、血管腔、肺泡腔），使其不受损伤，并将材料进行适当的清洗，以除去表面的覆盖物，但又不要损伤表面形貌。及时进行固定，使样品保持自然形态，停止其运动，保持样品内部细胞的正常结构。固定还能使标本硬化，提高对后处理过程中的物理应力的耐受性。2、使样品脱水干燥并避免因干燥引起的变形：若将含有水分的样品放入电镜样品室，由于样品水分的挥发必将破坏镜筒的真空，影响电子束在镜

24、筒内的行进，影响其在样品表面的扫描，不能形成清晰地图像。另一方面，含水样品在真空下条件下，水分挥发干燥样品表面皱缩干瘪变形，失去其原来的形貌，也就失去了电镜观察研究的价值。因此对一切含水样品必须进行脱水干燥处理。临界点干燥法是目前普遍采用的干燥方法。增加样品表面的导电性和二次电子发射率：生物样品与金属样品不同，前者导电性不良，电阻率高，当扫描电子束轰击样品表面时，可能发生电荷累计充电，受轰击区电子蓄积，与邻近区域之间产生电位差，甚至会出现放电现象。而充电区的负电荷对后续的扫描电子又将产生排斥，影响其激发二次电子的能力，使二次电子轨迹偏斜甚至紊乱，影响成像。另外，生物样品主要是由低原子序数元素构

25、成，受电子束照射时，二次电子发射率低，讯号弱，成像质量差，因此在进行电镜观察前，需要对样品表面进行处理，使之导电性增高，表面二次电子发射率增加。为此，可在样品表面进行金属镀膜或组织导电处理等。金属膜代替样品表面发射二次电子，发射率提高，图像讯号增强，并且可防止样品的荷电效应。二、样本的初步处理 生物样品主要分为两大类：一类是含水量少质硬的结构，如毛发、牙齿、植物花粉、孢子、种子等。这类样品含钙、矽、纤维素等成分，所以只需要进行表面清洁、装台（粘胶）、导电处理即可观察。另一类是含水量较多的组织，如动物的组织器官属于此类。这类样品需经取材、清洗、固定、脱水等初步处理，再经干燥处理和镀膜才能进行观察

26、。（一）取材 注意保护观察面，所切取的样品比透射电镜样品大些，可视样品台的大小而变化，一般应小于10mm2，并尽可能薄，厚度在5mm以下，若样品是悬浮细胞则应注意不要过稀或过密。（二）清洁表面 清除表面粘液、杂质、灰尘等附着物，充分暴露样品表面。常用的清洗液有蒸馏水、生理盐水、缓冲液及含酶的清洗液等。根据研究对象样品性质特点，采取不同的清洗方法。例如动物脏器腔面含有较多粘液，用含酶的清洗液洗效果好。附着在微绒毛及表面凹陷处的微小杂质颗粒，一般漂洗不易清除，可配以超声波清洗方法。对于表面干燥的样品，可用吹气球或软毛笔轻轻扫除的方法清洁表面。（三）固定和脱水 固定、漂洗和脱水等处理所用试剂基本上同

27、于透射电镜样品的制备方法。常用的固定方法是戊二醛四氧化锇双重固定法，是目前公认的最好的方法。三、样品的干燥 脱水后，需要将样品中的化学脱水剂彻底挥发干净，这就是样品的干燥。 样品干燥的方法有：（一）空气干燥（二）真空干燥（三）冷冻干燥 将新鲜未经固定的生物标本快速冷冻，然后在低温真空条件下，使样品中水分由冰态升华而达到干燥的目的。由冰态升华为气态的过程，不形成液气界面，所以消除或减少了表面张力引起的样品变形损伤，效果较好，但升华所需时间较长。（四）临界点干燥四、样品表面导电处理样品表面进行导电处理的目的，一是增强导电能力消除荷电效应，二是增加样品表面二次电子发射率，加强讯号，提供图像反差，通常

28、使用的方法是金属镀膜法和组织导电处理技术。（一）金属镀膜 使样品表面覆盖薄层金属膜，这层薄膜与样品表面的凹凸形态完全一致，使标本标本表面的形貌得以反映。要求覆被的金属有较高的原子序数，较大的密度，较好的导电性，较低的熔点，常用的金属有金、铂、钯、或金/铂、铂/钯合金。镀膜的方法有真空镀膜法和离子溅射法。1、离子溅射法 该法的原理是在低真空条件下产生辉光放电时，由于离子冲击，使阴极金属物质有飞散现象，称为离子散射，溅射飞散的金属颗粒在样品表面沉积而使样品表面镀一层薄膜。2、真空镀膜法（二）组织导电技术第三节 负染色技术一、定义 负染色是相对于正染色而言的，也称阴性反差染色，细微结构本身不被染色，

29、而是样品结构周围被染色，即背景被染色而散射电子的能力强，在荧光屏上样品结构周围成像暗，结构本身成像浅，从而提高了结构与其背景的反差，显示了样品的结构。负染色技术主要用于细菌，病毒、生物大分子、分离细胞器等研究方面。二、负染色剂（一）负染色剂须具备条件1、密度大，散射电子能力强2、溶解度大不易析出结晶沉淀3、熔点高，经电子束轰击不易挥发4、分子小易于深入样品周围各个细微角落（二）常用的负染色剂 磷钨酸、磷钨酸盐类（铀、钾）三、染色前的样品准备1、提高样品纯度2、悬液样品浓度要适中3、样品悬液的pH要接近于负染色的pH四、染色方法1、悬滴法2、漂浮法3、喷雾法第二节 扫描电镜样品的制备第四章 细胞

30、超微结构与病理改变概述超微结构：ultrastructure 利用普通的透射电镜技术，观察人体组织的超薄切片，可以看到各类细胞的细胞膜、细胞器、包含物、核膜、染色质及核仁等微细结构，通常称之为“细胞超微结构”。细胞超微病理学（cell ultrastructure pathology） 利用普通透射电镜技术，观察正常细胞的超微结构，以及细胞受到严重刺激或代谢障碍时的超微病理改变，形成的一门独立的学科，称之为细胞超微病理学，简称超微病理学。 第一节 细胞膜及其特化物 1、细胞膜（cell membrane）又称质膜（plasma membrane 或plasmalemma），是包裹细胞表面的一层

31、薄膜厚度约710nm，在光学显微镜下看不到，此膜是细胞的重要组成成分，他不仅起着界膜和维持细胞代谢的作用，而且在细胞毗邻面上形成细胞连接，在某些细胞的游离面和基底面也形成许多质膜特殊分化物。2、细胞膜作用：支持保护、细胞粘连、信息传递、免疫识别和细胞运动一、细胞膜超微结构及超微病理变化（一）细胞膜结构 化学成分：主要是类脂、蛋白质和少量糖类，还有水、无机盐和金属离子。分子结构：液态镶嵌模型（双层类脂分子是膜的结构基础和主体，其中有磷脂糖脂和少量胆固醇，它们均为双性分子，其一端为亲水极，另一端为脂肪链组成的疏水极。两层类脂分子的亲水极都朝向膜的表面，疏水极都朝向膜的中央，它们以其亲和力互相结合，

32、类脂分子具有流动性）透射电镜下，通常膜为一条高电子密度的细线，经高倍放大后，观察细胞膜的垂直切面时，质膜呈现“两暗夹一明”的结构模式，一般认为两侧的电子致密层，是由于脂质分子的亲水极和蛋白质易与锇、铀、铅等重金属离子结合之故。（二）细胞膜的功能 1. 物质交换作用 扩散：易化扩散（O2、CO2、某些脂溶性物质）；帮助扩散（葡萄糖、氨基酸、水和某些无机离子） 主动运输：普通细胞膜上的“钠-钾泵” 、甲状腺滤泡上皮细胞膜上的“碘泵”。 胞吞、胞吐：大分子物质2. 膜受体对细胞识别和细胞代谢的调节膜受体（membrane receptor）是存在于细胞上的镶嵌蛋白，主要成分是糖蛋白和糖脂-糖蛋白复合

33、物。它们与细胞外某化学信使（配体）相结合，转变成细胞内效应，以调节细胞内代谢或是达到细胞相互识别的作用。膜受体有很强的特异性，能选择性地与激素、神经介质、药物或生长因子等化学配体相结合，如肾上腺素与靶细胞膜（如肝细胞、肌细胞）上的肾上腺素受体结合，通过跨膜信息传递转变或激活调节细胞内代谢的第二信使，进而调节干细胞和肌细胞糖原分解代谢。膜受体的另一功能表现在同种或异种细胞的识别作用上，人体内巨噬细胞和中性粒细胞对衰老红细胞和异物细菌的识别也是比较典型的受体-配体作用。即衰老红细胞表面唾液酸减少，暴露出半乳糖分子，巨噬细胞膜上有识别半乳糖的受体，所以巨噬细胞只识别衰老红细胞而不能识别未衰老者。3.

34、 膜抗原及免疫反应人体细胞的细胞膜上具有专用抗原群，如血型抗原和组织相容性抗原，这是标志个体特征的物质。物体器官或组织移植所表现的排斥反应，正是宿主淋巴细胞识别这种抗原物质所引起的免疫反应。(三)细胞膜的病理改变 1.膜破损：出现孔洞、线性中断。 2.膜形态改变：形成疱突、囊泡嵌入 髓鞘样结构。 3.大片膜破裂：胞质溢出。 膜损伤的转归：与损伤程度和持续时间有关 致膜损伤因素：化学性和生物性毒素、缺氧、氧过多、细胞免疫反应、 重金属离子中毒二、细胞游离面特化物（一）纤毛 1、分布：呼吸道、生殖管道、脑室等柱状上皮细胞的游离面 2、结构：9+2结构（中心处有两条独立微管，周围有九组二联微管，组成

35、辐射轮状排列形式）3、作用：帮助清除细胞表面粘附的尘埃及分泌物。生殖管道的纤毛摆动协助生殖细胞移动。4、病理变化：肿胀或膨大呈气球状，表现为基质增多，有时纤毛微管组合异常。（二）微绒毛1、分布微绒毛是细胞游离面细胞膜与细胞质伸出的指状突起，他广泛存在于各种细胞表面，在胃肠道粘膜柱状上皮细胞和肾小管上皮细胞的游离面，微绒毛最发达。2、与纤毛的区别 微绒毛比纤毛短，细、不规则，可有分支；微绒毛的胞质成分没有微管，而是充满与长轴平行的微丝，它可使微绒毛伸缩；微绒毛的作用是增加细胞表面积，以利于细胞吸收和物质交换。3、病理变化 减少、粘连、融合、增大或出现气球样变（患消化道疾患时） 增多（肝炎或药物中

36、毒时） 稀少或缺如（肝癌时）三、细胞连接紧密连接：tight junction 又称闭锁小带（zonulaocludens）,存在于柱状上皮细胞的顶部，环绕细胞周围呈带状。主要作用是封闭细胞间隙，稳定细胞环境。中间连接：intermediate junction常位于紧密连接的深侧，也广泛存在于心肌闰盘及平滑肌细胞间，作用是加强细胞间机械性连接。桥粒： 呈斑状，广泛存在于复层鳞状上皮细胞之间及心肌闰盘处。作用是粘合和加固细胞间机械性连结。缝隙连接：呈斑状，神经细胞、骨细胞、平滑肌细胞和心肌细胞间。生理实验证明，此处呈低电阻状态，有利于兴奋传递。四、细胞基底面特化物（一）基底膜 在上皮细胞与结缔

37、组织交界处，有一层薄膜，称为基膜（basement membrane）,具有支持和连接作用，同时也是上皮与结缔组织进行物质交换的半透膜，分为基板和网板。维生素C缺乏时，毛细血管基板脆弱，易断裂，是易发生血管破裂而出血的原因之一。（二）半桥粒 Half desmosome 在上皮细胞与基膜相邻处，有电子密度很高的附着板，并有许多张力丝附着其上，形如桥粒的一半而得名，半桥粒主要是加强细胞与基膜间的机械连接。（三）质膜内褶Plasma membrane infolding,上皮细胞与基板相邻接面呈基底面，基底面细胞膜向细胞内褶叠，形成很深的褶，从而扩大了细胞基底面的表面积，有利于细胞的排泌作用。第二

38、节 细胞器与包含物细胞质是由基质、细胞器、和包含物组成的。基质： 无定型物质，在电镜下不易观察；细胞器：是细胞内具有一定形态结构和功能的小器官，其中包括线粒体、核糖体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微丝、微管、微体和中心体等。包含物：细胞代谢的产物或分泌颗粒等一、线粒体(mitochondria)1、线粒体的结构与功能 双层膜构成的线状或粒状小体外膜：7nm，平滑；内膜：5nm，向腔内褶叠形成线粒体嵴；外腔：内外膜间的间隙；内腔：内膜围成的腔；基质：内外腔中有基质和高电子密度的基质颗粒。线粒体嵴的形状、数目和排列方式，以细胞种类不同而异，如心肌、肾上腺皮质球状带细胞，其线粒体嵴呈板状，束状带和

39、网状带细胞的线粒体嵴呈管状，观察其切面呈泡状。功能：线粒体-能量的供应站2、线粒体的病理变化（1）肥大与增生：肥大指的是体积增大，嵴的数目正常或略有改变；增生是指数目增多。服用强心药地高辛或营养不良，心肌细胞线粒体肥大；慢性酒精中毒，慢性活动性肝炎和肝硬化时，肝细胞内出现巨大线粒体；某些腺细胞（如甲状腺、唾液腺、胰腺和甲状旁腺）线粒体瘤性增生。（2）线粒体肿胀及水肿变性 线粒体内有过多的水潴留，使线粒体的体积增大，质地变空，嵴变短或消失。组织缺血、缺氧及中毒如急慢性病毒性肝炎、酒精性肝炎、免疫性肝硬化时可见巨大线粒体及水中变性或膜断裂，心肌线粒体也可见肥大或水肿变性。（3）线粒体固缩 体积变小

40、，基质变深，嵴紊乱，显示线粒体功能低下。心肌细胞内出现线粒体固缩，常为心衰指征。（4）基质颗粒增多 正常心肌和肝细胞内线粒体基质颗粒很少， 血钙增多、贫血及中毒时，心肌和肝细胞线粒体基质颗粒明显增多、增大。二、核糖体（ribosome）1、概念：是由蛋白质和核糖核酸组成的致密颗粒，成不规则椭圆形，直径约15nm，由大小亚单位组成。2、存在形式 游离核糖体：游离在细胞质内，电镜下成菊花状或螺旋念珠状，合成自身代谢、生长、增殖所需要的内源性蛋白质。附膜核糖体：附着在内质网膜上，合成向细胞外输出的分泌性蛋白质和结构蛋白质。3、功能 细胞内合成蛋白质的装配机。4、病理变化 大、小亚单位解聚，严重缺氧时

41、，核糖体减少或消失。三、内质网（endoplasmic reticulum）1、概念及分类 是一种以单位膜为主构成的重要细胞器，根据其表面有无核糖体附着分为： （1）粗面内质网 rough endoplasmic reticulum（RER）：有核糖体附着 （2）滑面内质网 smooth endoplasmic reticulum (SER）：无核糖体附着2、功能（1）RER：大多数为扁囊状或管泡状，它常与核膜外层相移行，以和高尔基体相连接。在合成蛋白质功能旺盛的细胞里很发达，如浆细胞和胰腺外分泌细胞。幼稚细胞、低分化细胞及生长迅速的肿瘤细胞，粗面内质网不发达。根据胞质中粗面内质网的多少来估价

42、细胞分化程度和功能状态。（2）SER：呈分支管状或小泡状，功能多种多样。肝细胞中：参与解毒、胆汁分泌和脂类代谢；肾上腺皮质细胞、黄体细胞中：参与胆固醇的合成；胃腺壁细胞中：参与调节盐酸分泌和渗透压；肌细胞中：释放和获取钙离子，与肌细胞收缩、舒张有关。3、病理变化（1）SER增生当细胞受到致癌剂刺激或药物中毒时，由于细胞解毒功能增强，可以反应性地引起SER增生、聚集。服用巴比妥、黄曲霉素等药或者在肝炎及胆汁潴留时，常见肝细胞SER增生。 （2）ER扩张及囊泡化轻度扩张常因水分进入扁囊或分泌物潴留所致，扩张进一步发展，即为许多孤立存在的囊泡，称为囊泡化。如果因为分泌物潴留，造成的扩张，可见内容物有

43、一定的电子密度，这种情况多见于炎症、缺氧、中毒或营养不良等。（3）RER脱颗粒依附在膜表面的核糖体减少，使细胞合成分泌性蛋白质减少，如农药中毒时甲状腺滤泡上皮细胞、病毒感染的肝细胞和癌变细胞中，均可见粗面内质网脱颗粒现象。（4） 同心性小体 由粗面内质网或滑面内质网呈同心性膜状小体，也可以由滑面内质网夹以糖原颗粒围成。小体中心常有线粒体、脂滴或溶酶体，这些小体多见于病毒感染或中毒的肝细胞及胚胎细胞。（5）池内隔离由于粗面内质网的囊泡内突，也有些细胞质成分随之突入扩张的内质网腔内，切面上可见到内质网池中有许多带蒂囊泡。这样现象多见于变性、老化及坏死的细胞内。四、 高尔基复合体1、高尔基体（Gol

44、gi body） 主体是38层扁平囊，它们成长弓形平行排列，扁囊的凸面称生成面，有许多小泡，有人认为它们来自粗面内质网，通过这些小泡，将内质网合成的蛋白质运输到扁平囊。扁囊凹面为分泌面或成熟面，有许多大囊泡，也称分泌泡，它们由扁平囊局部扩张，并脱落下来，形成分泌颗粒或溶酶体。2、高尔基复合体（Golgi complex）是由几个高尔基体组成，其膜上含有多种糖基转移酶，能把内质网转运来的蛋白质，加上各种糖的残基，完成糖蛋白的加工过程，并将蛋白质和脂质分泌物浓缩，然后提供薄膜和运输，使分泌颗粒以胞吐的形式将内容物排出，其包膜参加细胞膜的更新过程。3、病理变化 Go增生和肿胀：囊泡扩张可占据细胞质的

45、大部分区域，多见于药物中毒 Go萎缩和解体：囊泡塌陷、数量减少或降解，见于中毒或肿瘤细胞。五、溶酶体 Ly：初级溶酶体（Ly ）、次级溶酶体（sLy ）1、概念Lysosome是含有酸性水解酶的小泡，直径0.20.5µm，呈圆形或椭圆形，外包一层单位膜，内容物电子密度不等。根据其是否与底物接触分为初级溶酶体和次级溶酶体。2、初级溶酶体：圆形、均质状，电子密度中等或较高。 次级溶酶体：细胞吞噬物或自噬泡与溶酶体膜融合时，形成较大的，电子密度不均的溶酶体。根据其内容物不同，分为自生性溶酶体和外源性溶酶体，其中未被消化的成分残存其中，形成残余体。常见的有脂褐素、多泡体和髓鞘样结构：1）脂褐

46、素：心肌、神经细胞、肝细胞，数量与年龄有关2）多泡体：囊泡，初级溶酶体与吞饮小泡或高尔基复合体融合形成3）髓鞘样结构：内容物呈髓鞘样同心圆排列，（磷中毒时，肾小管上皮细胞中多见）3、作用消化异物，消化清除细胞本身衰老过盛的细胞器，所以称其为“细胞内消化器官”。因其正常情况下不损伤细胞的其他成分，可视其为细胞内防御结构。 Ly膜破裂，可造成细胞组织自溶、坏死。使用溶酶体活化剂，降低溶酶体膜的稳定性，使细胞自溶，可用于肿瘤治疗。活化剂及因素：V-A过多，细菌毒素，pH降低，高氧或缺氧。 使用溶酶体膜稳定剂，增强膜的稳定性，用于某些急性炎症或过敏性疾病。稳定剂如肾上腺皮质激素、水杨酸等。（六）微管、

47、微丝、微体、中心粒1、微管是蛋白质性微小器官，由和球形微管蛋白分子串联成微管丝，再由13根微管蛋白丝围成中空的圆管，功能：细胞支架，参与细胞内物质运输或作为微器官流动的通路，参与细胞分裂时的运动。2、微丝由伸展性蛋白分子集合而成，含量少且分散，肌细胞，神经细胞和上皮细胞中，微丝很发达，根据直径分为细微丝、粗微丝和中间丝。 肿瘤细胞中微丝有增多趋势，鉴别各类微丝束的性质，在肿瘤鉴别诊断中有重要意义；心肌发生严重病理变化时，常伴有肌丝紊乱和断裂现象。二、包含物（inclusions）包含物是指胞质内除细胞器之外，有一定形态表现的各种代谢物质的总称。（一）蛋白质（protein）是细胞结构及机能活动

48、的最重要成分，广泛存在于各种细胞器内外，散在于细胞中的蛋白质多成结晶状，分子排列有一定规律，如睾丸间质细胞中的Reinkes结晶和嗜酸性细胞中特殊颗粒内的晶体等。（二）糖原（glycogen） 高电子密度的不规则颗粒，它是碳水化合物在细胞内的主要表现形式，广泛存在，特别是肝细胞内极其丰富。可以分为、两型。（三）脂类（lipid）在细胞质内呈大小不一、电子密度高低不等的球形或滴状物。由脂肪酸、甘油三酯、胆固醇和胆固醇酯组成，简称脂滴。脂肪细胞和肾上腺皮质细胞中特别多。病理状况下，心肌和肝细胞内有大量脂肪堆积，形成大小不等的密集脂滴，通常称之为脂肪变性。第三节 细胞核1、组成：分裂间期的细胞核由核

49、膜、染色质、核仁和基质组成 2、功能：储存信息的场所，同时控制着细胞的代谢、生长、分化和增殖过程 3、形状：与细胞的外形有一定关系，柱状细胞的核多呈椭圆形 ；梭形细胞的核多为杆状；其他形状的细胞，核多呈圆形，少数呈肾形或分叶形。4、核、质比例：多数细胞小于1；幼稚细胞或肿瘤细胞的多为大于或等于15、核畸变：细胞受到病理因素的刺激后，细胞核发生变形，首先表现为核周边发生锯齿形改变，之后发生扭曲或不规则分叶等畸形变化，通称核畸变。各种恶性肿瘤细胞中核畸形现象最为常见。6、病理变化：核固缩、核破裂及核溶解。 核固缩：核膜皱缩，染色质凝集呈致密团块 核破裂：核膜部分断裂，染色质凝聚成小块，并可逸出核膜

50、外核溶解：核膜保存，但核内容物部分或全部丧失上述病理变化多伴有细胞坏死性变化一、核膜（nuclear membrane）（一）核膜的结构 双层膜：内层膜常有染色质附着，并且附有2080nm厚的纤维状物质，电子密度稍高，称为致密层；外膜表面常有许多核糖体附着，并常与粗面内质网相连接 核周隙：内外膜间，宽约1530nm，一般见不到有形物质。其宽度受固定、染色技术、生理病理状态的影响 核 孔：核孔处核膜内外层融合，核孔的多少与细胞种类和功能状态有关，一般代谢旺盛的细胞核孔多且大，幼稚细胞或肿瘤细胞、成熟及衰老的细胞核孔逐渐减少（二）核膜的病理变化1、假包涵体：核膜曲折，内陷较深，胞质随之陷入，在切片

51、上可见细胞核内由核膜包裹的胞质小体。2、病毒感染引起核膜曲折不平3、核膜外突及大泡形成，或卷曲成同心圆小体二、染色质（chromatin）1、概念 主要由DNA和蛋白质按一定的比例组合而成的丝状物，也含有极少量的RNA（0.5%1%）。根据他们的功能状态不同，分裂间期核内染色质可区别为常染色质和异染色质。2、常染色质：电子密度很低的细絮状物，高分辨电镜下为直径3nm的细原纤维丝，它是分裂间期染色体非卷曲部分，其中DNA参与RNA及蛋白质合成，细胞间期的代谢活动有一定的控制作用。异染色质：分裂间期不活动的卷曲部分，此处的DNA与组蛋白结合紧密，经过固定染色后，高分辨电镜下，其是由直径1025nm

52、的原纤维丝紧密缠绕而成。根据异染色质的分布，可区别为核仁相随染色质、周围染色质和分散染色质三种。3、病理变化（1）染色质均质化、斑块状 见于细胞坏死、凋亡出现核固缩、核碎裂（2）圈形细胞核 核坏死时，异染色质边集，核的中部电子 密度低，使核呈圈状。 见于某些恶性肿瘤细胞三、核仁（nucleolus）1、功能：合成核蛋白体和核糖核酸的场所2、组成：颗粒 原纤维成分 无定形基质 核仁相随染色质3、核仁的病理变化 1）核仁增多、增大：见于新生细胞、恶 性肿瘤细胞和胚胎细胞等 2）核仁解离：药物中毒或致癌因素刺激 3）圈状核仁：核仁退变，蛋白合成受阻四、核基质1、组成：水、酶类、无机盐2、病理变化：

53、1、核内小管 2、核小体 3、包涵体（真、假）第四节 常见病态细胞的超微结构特征一、急性致死性损伤及坏死(一)可逆阶段的细胞超微结构受损细胞发生改变到不可逆之前，若损伤因素去除细胞有可能恢复正常，表现特点为：1核染色质凝集2Mi肿胀，嵴紊乱或减少，扩张成空泡状，甚至外膜破裂，或Mi基质致密。3ER扩张，RER脱颗粒4Ly肿胀5细胞基质肿胀，糖原减少。(二)不可逆阶段的细胞超微结构细胞受损严重而不可恢复，将进入死亡，其变化除了上述可逆阶段变化外，还可见：1Mi内出现大量絮状致密斑。2ER、Gi膜破裂中断，质膜破损。3Ly破裂，释放也酶，因水解作用产生大量髓鞘样结构。4核糖体消失。 5核固缩、溶解

54、或破碎，或核膜呈齿状、核质均质化。二、缺氧性损伤缺氧是细胞损伤最常见的因素，如血管梗塞、CO中毒、窒息、呼吸道阻塞等。缺氧早期：细胞超微结构改变同可逆阶段变化较长时间缺氧：同不可逆阶段变化三、病毒性损伤细胞膜：病毒吞饮泡、多核巨细胞内质网：扩张产生巨大囊泡、内质网脱颗粒或增生迂回盘曲细胞核：核膜下陷或突出 、髓鞘样结构、染色质浓缩或聚集、DNA转录受阻或变异四、肥大、萎缩和老化的细胞五、免疫性损伤1、细胞膜上抗原抗体结合，使细胞膜发生小孔性破坏，进而导致细胞内外水、电解质平衡失调2、外来抗原在体内形成抗原-抗体复合物，进而抗原-抗体复合物吸附在细胞膜上，激活补体、破坏细胞膜3、抗原抗体复合物沉

55、积在毛细血管基底膜上，使基板和内皮细胞膜破坏。白细胞游出和浸润，释放其溶酶体酶，造成细胞破坏六、凋亡细胞1、细胞凋亡(apoptosis)：又称细胞程序性死亡，是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定，由基因控制的细胞主动死亡过程2、细胞凋亡的意义：多细胞生物保证个体正常发育成熟和维护生命3、特征： 1）凋亡的起始 2）凋亡小体形成第五章 骨骼肌超微病理改变第一节 骨骼肌超微结构（ultrustructure of skeletal muscles）一、骨骼肌一般结构骨骼肌纤维表面的质膜称为肌膜（sarcolemma）肌膜外面有基板紧密贴附。肌纤维内有多个甚至几百个椭圆形细胞核，一般位于肌纤维边缘近肌膜处。骨骼肌纤维的细胞质也成为肌质（sarcoplasm），肌质内充满与细胞长轴平行排列的肌原纤维（mylfibril），肌原纤维间有较多线粒体，糖原颗粒等，此外还含有肌红蛋白及脂滴。肌原纤维很细，肌原纤维上出现的明暗相间的横纹对应地排列在同一平面上，形成肌纤