猴松果体毛细血管和分泌颗粒的超微结构特征及其意义

猴松果体毛细血管和分泌颗粒的超微结构特征及其意义王保芝;王建钦;石葛明;崔慧先;侯广棋;樊宇兵
【摘要】目的探讨松果体内毛细血管和松果体细胞分泌颗粒的超微结构特征及其意义.方法采用常规生物电镜样品制备技术,对成年日本猴松果体进行了透射电镜观察.结果猴松果体血管及毛细血管只存在于被囊和小叶间隔的结缔组织内,松果体实质小叶内并无血管.毛细血管内皮为窗孔(50 nm)型,外有基膜与血管周围结缔组织分隔.松果体实质小叶主要由松果体细胞和少数胶质细胞组成.松果体细胞的突起终止于血管周隙内;分泌颗粒大量存在于松果体细胞突起的杵状终末或偶尔见于结缔组织间隙内;分泌颗粒为直径200～500 nm的大型膜包密芯颗粒.结论这些超微结构特征提示:松果体细胞分泌颗粒的外排形式可能为整体释放而非胞吐分泌;分泌颗粒内的物质更象神经多肽而非生物源胺;松果体分泌物更易经组织信息通道释放入脑脊液而非透过毛细血管壁进入血液.
【期刊名称】《河北医科大学学报》
【年(卷),期】1999(020)005
【总页数】3页(P260-262)
【关键词】松果体;毛细血管/超微结构;分泌颗粒/超微结构;超微结构/透射电镜;猴【作者】王保芝;王建钦;石葛明;崔慧先;侯广棋;樊宇兵
【作者单位】河北医科大学人体解剖学教研室,石家庄,050017;河北医科大学东校区实验中心;河北医科大学人体解剖学教研室,石家庄,050017;河北医科大学人体解剖学教研室,石家庄,050017;河北医科大学人体解剖学教研室,石家庄,050017;河北医科大学人体解剖学教研室,石家庄,050017
【正文语种】中文
【中图分类】R323.1
MeSHepineal body; blood capillary/ultrastructure; secretory
granule/ultrastructure; ultrastructure/TEM;monkeys
哺乳动物的松果体，发生于间脑的神经组织，为脑内一重要的神经内分泌器官(neuroendocrine organ)，但对其确切的功能仍不清楚［1］。

松果体的主细胞-松果体细胞(pinealocyte)，属于神经内分泌细胞，是合成并释放松果体分泌物的主要细胞。

目前已被公认，神经内分泌细胞的分泌物主要为神经多肽(neuropolypeptide)。

虽然早已从牛的松果体中提取出褪黑素(melatonin)并纯化和人工合成［2］，但松果体分泌物是否仅含有这一种生物源胺(吲哚胺)则尚待进一步澄清。

松果体分泌物是如何到达作用部位的，即松果体分泌物是先被释放入脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)，然后再到血液；还是先被释放入血液然后再到CSF,一直存有争议［3］。

对人和牛的血液和CSF中褪黑素浓度的分析表明，其CSF中浓度通常为血液中的5～25倍［4,5］。

这种浓度差提示，褪黑素可能直接被释放入CSF。

但仍缺乏形态学方面的支持。

认为松果体分泌物首先释放入血液并经血管转运，主要基于松果体的毛细血管可能为窗孔型。

目前已有形态学证据表明，有几种啮齿类哺乳动物的松果体毛细血管为窗孔型，并有报道认为松果体毛细血管类型存在种属差异［6］。

鉴于灵长类动物的松果体，其位置、形态、结构特征以及与邻近脑区的解剖关系和人的最接近［7］，所以我们采用常规生物电镜样品制备技术，用透射电镜(transmission electron microscope, TEM)观察成年日本猴松果体的超微结构特征，为进一步阐明上述问题，提供形态学方面的证据。

1.1 实验动物和取材: 2只成年雄性日本猴(体质量4～6 kg, 日本大分医科大学实验动物中心提供)用于本实验。

动物喂养于自然光照条件下并自由饮食。

所用动物在
苯巴比妥钠(35 mg/kg 体质量)腹腔注射深麻醉下，双侧颈总动脉插管，颈内静脉剪开放血，用微型灌注泵注入生理盐水冲洗脑血管，冲洗无血后注入含2 %多聚甲醛和2.5 %戊二醛的
0.1 mol/L臭砷酸盐缓冲液(cacodylate buffer, pH 7.4)。

灌注固定2 h后取脑，浸于同样固定液中24 h以上。

剖取松果体制备TEM样品。

1.2 TEM样品制备和观察: 将固定后的松果体切成小块，每小块均含松果体实质及其被囊，经0.1 mol/L臭砷酸盐缓冲液充分浸洗，再依次移入2 %单宁酸溶液和1 %锇酸溶液中电子染色和组织后固定各2 h。

梯度酒精脱水后，Epon-812树酯置换并包埋。

经半薄切片(1 μm)定位后，再用RNU型超薄切片机切片，载于200目铜网上，醋酸铀和柠檬酸铅电子染色，JEM-100CX型TEM观察、拍照，加速电压为80 kV。

树酯包埋的日本猴松果体组织的半薄切片(1 μm)的光学显微镜观察显示，松果体囊的结缔组织夹带血管伸入松果体实质形成小叶间隔，分隔松果体实质为大小不等的小叶。

松果体的血管和毛细血管只存在于被囊和小叶间隔的结缔组织内，松果体实质小叶内未观察到血管或毛细血管的断面(图1)。

在TEM下，可见存在于结缔组织内的毛细血管，其管径约为10 μm，内皮细胞的核区向管腔凸出，内皮为带有隔膜的窗孔(50 nm)型，内皮外有明显的基膜，周围是宽阔的结缔组织间隙，可见大量胶原原纤维(图2)。

松果体实质由大量松果体细胞(pinealocyte)和少数胶质细胞(glial cell)组成。

松果体细胞的胞体圆形，较大，有长突起，胞质电子密度低，细胞器丰富，细胞核大，圆形和卵圆形，常带有深切迹。

胶质细胞呈星状，电子密度高，细胞器较少，细胞核卵圆形或拉长(图3)。

松果体细胞的长突起终止于血管周围结缔组织间隙内，突起终末呈杵状，内含200～500 nm的大型膜包密芯分泌颗粒。

在松果体的结缔组织内，也可见到少数200～500 nm的膜包密芯颗粒(图4)。

3.1 关于松果体分泌物的释放形式: 本文观察所见，猴松果体细胞突起的杵状终末，终止于血管周围结缔组织间隙内，杵状终末内含大量200～500 nm的大型膜包密芯分泌颗粒。

并且，在结缔组织间隙内也可观察到这种膜包颗粒。

迄今人们一直认为松果体分泌物的释放形式为胞吐分泌［8,9］。

如果是胞吐分泌，怎么能在松果
体细胞外观察到完整的膜包颗粒呢？我们的观察结果提示，松果体细胞分泌颗粒的外排形式可能为整体释放(whole releasing)而非胞吐分泌(exocytosis)。

整体释放或称开口分泌(openocrine)，指释放时细胞膜开口，分泌物连同颗粒膜整体排出。

膜包颗粒裂解成激素微粒，原颗粒膜由所在组织内的巨噬细胞(macrophage)吞噬处理。

这种分泌物的外排形式也见于下丘脑的某些神经内分泌细胞［10］，是否
为神经内分泌细胞分泌物释放的共同形式仍需研究。

之所以在细胞外很少能见到完整的膜包颗粒，可能与样品制备过程中溶脂性脱水剂的过度使用有关。

3.2 关于松果体分泌物的化学性质: 松果体分泌物-褪黑素，早在本世纪50年代末，已由Lerner 及其同事从牛的松果体内提取、纯化并人工合成［11］，其功能令人捉摸不定。

目前，由于将褪黑素和松果体的功能等同而论，甚至有人把Melatonin译为松果体素，使Melatonin倍受青睐。

褪黑素是松果体细胞内5-羟色胺的衍生物，为一种带有吲哚环的生物源胺。

近年研究发现，血中褪黑素浓度的变化，不能确切反映松果体的分泌和功能。

除松果体外，视网膜的某些细胞和肠嗜铬细胞(enterochromaffin cell)，能产生大量褪黑素［12］。

免疫组织化学研究
发现，松果体内存在多种生物活性物质，但真正由松果体细胞分泌的松果体激素(pinealocytin)及其化学性质尚未确定。

松果体细胞属于神经内分泌细胞，其分泌
物可能是神经多肽(neuropolypeptide)而非生物源胺(biologenic amine)。

褪黑
素可能是松果体激素生物合成过程中的必需物或中间产物。

基因重组、分子杂交及免疫细胞化学技术可能对此有所帮助。

3.3 关于松果体的毛细血管类型和分泌物的转运途径: 松果体又称松果腺，具有腺
体样结构特征。

所以人们普遍认为松果体毛细血管为窗孔型。

本文着重观察了猴松果体的毛细血管，证实为窗孔(50nm)型毛细血管。

这是否为哺乳动物的共性，仍需做大量的观察研究。

松果体分泌物是否象人们想象的那样，理所当然通过毛细血管的窗孔进入血液循环呢？从形态学上，窗孔型毛细血管反映了该类器官的合成及代谢旺盛，并非为分泌物进入血液而特设。

生理情况下，松果体细胞突起的杵状终末内的分泌颗粒，假如是整体释放入血管周围结缔组织间隙的组织液中，即使是窗孔型毛细血管，这种分泌颗粒也很难通过毛细血管壁进入血液。

我们在研究中，提出了松果体组织信息通道(tissue channel)的概念。

它的结构基础为松果体细胞间小管-血管周围结缔组织间隙-囊上皮孔。

通过组织信息通道，松果体分泌物更易进入蛛网膜下隙CSF而非血液。

在理论方面，Wurtman［3］曾指出：从目的论(teleology)出发，松果体激素应该直接被释放入CSF；因为通过CSF，松果体激素可以最快、最有效地到达它的靶器官-脑。

否则，生物在漫长的进化中，为什么仍然将松果体留在了颅内呢？松果体激素可能首先通过CSF这种信息载体而发挥作用。

【相关文献】
1.藤田尚男，藤田恒夫，共著.标准组织学各论.第三版.东京：医学书院，1994，303～377
2.Reiter RJ. Pineal gland: Interface between the photoperiodic environment and the endocrine system. Trends endocrinol. Metab, 1991, 2(1): 13
3.Wurtman RT. The pineal as a neuroendocrine transducer. In: Krieger DT and Hughes JC (ed). Neuroendocrinology. Sinauer Associates, Massachusetts, Inc. Sunderland, 1980, 102～108
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10.王保芝，傅志良，李向印.扫描电镜揭示一种新奇的神经分泌现象. 自然杂志，1990，13(5)：317
11.Lerner AB, Case JD, Takahashi Y, et al. Isolation of melatonin, the pineal gland factor that lighten melanocytes. J Amer Chem Soc, 1958, 80(12): 2587
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