四、垂體
垂體位于蝶鞍垂體窩內,體積約0.5cm×1cm×1cm,重約0.5g.垂體由腺垂體和神經垂體兩部份組成,表面包以結締組織被膜。腺垂體來自胚胎口凹的外胚層上皮,神經垂體由間腦底部的神經外胚層向腹側突出的神經垂體芽發(fā)育而成。神經垂體分為神經部和漏斗兩部分,漏斗與下丘腦相連。腺垂體分為遠側部、中間部及結節(jié)部三部分。遠側部最大,中間部位于遠側部和神經部之間,結節(jié)部圍在漏斗周圍(圖11-9)。遠側部又稱前葉,神經部和中間部合稱后葉。
圖11-9 垂體(矢狀切面)
(一)腺垂體
1.遠側部 遠側部(pars distalis)的腺細胞排列成團索狀,少數圍成小濾泡,細胞間具有豐富的竇狀毛細血管和少量結締組織。在HE染色切片中,依據腺細胞著色的差異,可將其分為嗜色細胞和嫌色細胞兩大類。嗜色細胞(chromophil cell)又分為嗜酸性細胞和嗜堿性細胞兩種(圖11-10)。應用電鏡免疫細胞化學技術,可觀察到各種腺細胞均具有分泌蛋白類激素細胞的結構特點,而各類腺細胞胞質內顆粒的形態(tài)結構、數量及所含激素的性質存在差異,可以此區(qū)分各種分泌不同激素的細胞,并以所分泌的激素來命名。
。1)嗜酸性細胞:數量較多,呈圓形或橢圓形,直徑14~19mμ胞質內含嗜酸性顆粒,一般較嗜堿性細胞的顆粒大(圖11-10)。嗜酸性細胞分兩種:①生長激素細胞,(somatotroph,STh cell)數量較多,電鏡下見胞質內含大量電子密度高的分泌顆粒,直徑350-~400nm(圖11-11)。此細胞合成和釋放的生長激素(growth hormone ,GH;或somatotropin)能促進體內多種代謝過程,尤能刺激骺軟骨生長,使骨增長。在幼年時期,生長激素分泌不足可致垂體侏儒癥,分泌過多引起巨人癥,成人則發(fā)生肢端肥大癥。②催乳激素細胞(mammotroph,prolactin cell),男女兩性的垂體均有此種細胞,但在女性較多。在正常生理情況下,胞質內分泌顆粒的直徑小于200nm;而在妊娠和哺乳期,分泌顆粒的直徑可增大至600nm 以上,顆粒呈橢圓形或不規(guī)則形(圖11-11),細胞數量也增多并增大。此細胞分泌的催乳激素(mammotropin或prolactin)能促進乳腺發(fā)育和乳汁分泌。醫(yī)學.全在.線www.med126.com
。2)嗜堿性細胞:數量較嗜酸性細胞少,呈橢圓形或多邊形,直徑15~25μm,胞質內含嗜堿性顆粒(圖11-10)。顆粒內含糖蛋白類激素,PAS反應呈陽性,嗜堿性細胞分三種:①促甲狀腺激素細胞(thyrotroph,TSh cell),呈多角形,顆粒較小,直徑100~150nm(圖11-11),分布在胞質邊緣。此細胞分泌的促甲狀腺激素(thyrotropin或thyroid stimulating hormone,TSH)能促進甲狀腺激素的合成和釋放。②促性腺激素細胞(gonadotroph),細胞大,呈圓形或橢圓形,胞質內顆粒大小中等,直徑250~400nm(圖11-11)。該細胞分泌卵泡刺激素(follicle stimulating hormone,FSH)和黃體生成素(luteinizing hormone,LH)。應用電鏡免疫細胞化學技術,發(fā)現上述兩種激素共同存在于同一細胞的分泌顆粒內。卵泡刺激素在女性促進卵泡的發(fā)育,在男性則刺激生精小管的支持細胞合成雄激素結合蛋白,以促進精子的發(fā)生。黃體生成素在女性促進排卵和黃體形成,在男性則刺激睪丸間質細胞分泌雄激素,故又稱間質細胞刺激素(interstitial cell stimulating hormone ,ICSH)③促腎上腺皮質激素細胞(corticotroph,ACTh cell),呈多角形,胞質內的分泌顆粒大,直徑400~550nm(圖11-11)。此細胞分泌促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropin,ACTH)和促脂素(lipotropin或lipotrophic hormone,LPH)。前者促進腎上腺皮質分泌糖皮質激素,后者作用于脂肪細胞,使其產生脂肪酸。
圖11-10腺垂體遠側部及中間部
。3)嫌色細胞(chromophobe cell):細胞數量多,體積小,呈圓形或多角形,胞質少,著色淺,細胞界限不清楚(圖11-10)。電鏡下,部分嫌色細胞胞質內含少量分泌顆粒,因此認為這些細胞可能是脫顆粒的嗜色細胞,或是處于形成嗜色細胞的初期階段。其余大多數嫌色細胞具有長的分支突起(圖11-11),突起伸入腺細胞之間起支持作用。
圖11-11 大鼠腺垂體遠側部腺細胞 電鏡像×5000
S生長激素細胞,M催乳激素細胞 T促甲狀腺激素細胞,
G促性腺激素細胞 A促腎上腺皮質激素細胞,C嫌色細胞
2.中間部 人的中間部(pars intermedia)只占垂體的2%左右,是一個退化的部位,由嫌色細胞和嗜堿性細胞組成,這些細胞的功能尚不清楚。另外,還有一些由立方上皮細胞圍成的大小不等的濾泡,泡腔內含有膠質(圖11-10)。魚類和兩棲類中間部分能分泌黑素細胞刺激素(melanocyte stimulating hormone,MSH),係吲哚胺類物質,可使皮膚黑素細胞的黑素顆粒向突起內擴散,體色變黑。
3.結節(jié)部 結節(jié)部(pars teberalis)包圍著神經垂體的漏斗,在漏斗的前方較厚,后方較薄或缺如。此部含有很豐富的縱形毛細血管,腺細胞呈索狀縱向排列于血管之間,細胞較小,主要是嫌色細胞,其間有少數嗜酸性和嗜堿性細胞。此處的嗜堿性細胞分泌促性腺激素(FSH和LH)。
4.腺垂體的血管分布腺垂體主要由大腦基底動脈發(fā)出的垂體上動脈供應。垂體上動脈從結節(jié)部上端進入神經垂體的漏斗,在該處形成袢樣的竇狀毛細血管網,稱第一級毛細血管網。這些毛細血管網下行到結節(jié)部匯集形成數條垂體門微靜脈,它們下行進入遠側部,再度形成竇狀毛細血管網,稱第二級毛細血管網。垂體門微靜脈及其兩端的毛細血管網共同構成垂體門脈系統(tǒng)(hypophyseal portal system)。遠側部的毛細血管最后匯集成小靜脈注入垂體周圍的靜脈竇(圖11-12)。這是30年代確立的經典垂體血流模式“自上而下”的概念,闡明了下丘腦控制垂體功能的基本機制。此后又通過新技術的應用和研究,對垂體的血流模式提出了新見解,認為遠側部的血液可輸入神經垂體的漏斗,然后經毛細血管回流入下丘腦;也可流入神經部,再逆向流入漏斗,然后再循環(huán)到遠側部或下丘腦,構成整個垂體血流在垂體內的循環(huán)流動。
5.下丘腦與腺垂體的關系下丘腦神前區(qū)和結節(jié)區(qū)(弓狀核等)的一些神經元具有內分泌功能,稱為神經內分泌細胞,細胞的軸突伸至垂體漏斗。細胞合成的多種激素經軸突釋放入漏斗處的第一級毛細血管網內,繼而經垂體門微靜脈輸至遠側部的第二級毛細血管網。這些激素分別調節(jié)遠側部各種腺細胞的分泌活動(圖11-12)。其中對腺細胞分泌起促進作用的激素,稱釋放激素(releasing hormone,RH)。對腺細胞起抑制作用起抑制作用的激素,則稱為釋放抑制激素(release inhibiting hormone,RIH)目前已知的釋放激素有:生長激素釋放激素(GRH)、催乳激素釋放激素(PRH)、促甲狀腺激素放激素(TRH)、促性腺激素釋放激素(GnRH)、促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)及黑素細胞刺激素釋放激素(MSRH)等。釋放抑制激素有:生長激素釋放抑制激素(或稱生長抑素,SOM)、催乳激素釋放抑制激素(PIH)和黑素細胞刺激素釋放抑制激素(MSIH)等。由此可見,下丘腦通過所產生的釋放激素和釋放抑制激素,經垂體門脈系統(tǒng),調節(jié)腺垂體內各種細胞的分泌活動;因而,將此稱為下丘腦腺垂體系。反之,腺垂體產生的各種激素又可通過垂體血液環(huán)流,到達下丘腦,反饋影響其功能活動。
圖11-12 垂體的血管分布及其與下丘腦的關系
6.腺垂體的神經支配傳統(tǒng)認為,垂體前葉僅有少量自主神經纖維,支配前葉內血管的舒縮;而腺細胞的分泌活動則主要受下丘腦各種激素的調節(jié),并無神經的直接支配。近幾年來,國外學者(Friedman 和Payette)分別在大鼠、小鼠及蝙蝠垂體前葉發(fā)現5-羥色胺神經纖維;我國學者(鞠躬等)采用光鏡及電鏡免疫組織化學技術,也發(fā)現人、猴、狗、大鼠垂體前葉均有肽能神經纖維分布,纖維內含的肽類有P物質(SP)、降鈣素基因相關肽(CGRP)、甘丙肽(GAL)、生長抑素(SOM)等,并發(fā)現含SP的神經纖維與各類腺細胞直接接觸,電鏡下發(fā)現,含SP和CGRP纖維與生長激素細胞和促腎上腺皮質激素細胞形成典型的突觸(圖11-13)。
圖11-13大鼠腺垂體遠側部免疫電鏡像 ×60000
示P物質神經末梢(SP)與促腎上腺皮質細胞(A)形成突觸(↑)
(第四軍醫(yī)大學鞠躬教授供圖)
前葉內肽能神經纖維的起源還不清楚,究竟是來自下丘腦或周圍神經系統(tǒng),還是兩者兼有,尚未確定。前葉內肽能神經纖維的發(fā)現及其功能的研究,有可能修正目前對垂體前葉分泌功能調節(jié)的認識,即前葉腺細胞除接受體液調節(jié)外,還可能直接受神經的支配。
。ǘ)神經垂體及其與下丘腦的關系
神經垂體與下丘腦直接相連,因此兩者是結構和功能的統(tǒng)一體。神經垂體主要由無髓神經纖維和神經膠質細胞組成,并含有較豐富的竇狀毛細血管和少量網狀纖維。下丘腦前區(qū)的兩個神經核團稱神上核和室旁核,核團內含有大型神經內分泌細胞,其軸突經漏斗直抵神經部,是神經部無髓神經纖維的主要來源(圖11-12)。醫(yī)學 全在.線提供m.zxtf.net.cn
神上核和室旁核的大型神經內分泌細胞除具有一般神經元的結構外,胞體內還含有許多直徑為100~200nm的分泌顆粒,分泌顆粒沿細胞的軸突運輸到神經部,軸突沿途呈串珠狀膨大,膨大部(稱膨體)內可見分泌顆粒聚集(圖11-12)。光鏡下可見神經部內有大小不等的嗜酸性團塊,稱赫令體(Herring body)即為軸突內分泌顆粒大量聚集所成的結構(圖11-14)。神經部內的膠質細胞又稱垂體細胞(pituicyte),細胞的形狀和大小不一。電鏡下可見垂體細胞具有支持和營養(yǎng)神經纖維的作用。垂體細胞還可能分泌一些化學物質以調節(jié)神經纖維的活動的激素的釋放。
圖11-14 垂體神經部結構模式圖
視上核和室旁核的大型神經內分泌細胞合成抗利尿素(antidiuretic hormone,ADH)和催產素(oxytocin)。抗利尿素的主要作用是促進腎遠曲小管和集合管重吸收水,使尿量減少;抗利尿素分泌若超過生理劑量,可導致小動脈平滑肌收縮,血壓升高,故又稱加壓素形成的分泌顆粒有加壓素和催產素,分泌顆粒沿軸突運送到神經部儲存,進而釋放入竇狀毛細管內(圖11-12)。因此,下丘腦與神經垂體是一個整體,兩者之間的神經纖維構成下丘腦神經垂體束。
神經部的血管主要來自左右頸內動脈發(fā)出的垂體下動脈,血管進入神經部分支成為竇狀毛細管網。部分毛細血管血液經垂體下靜脈匯入海綿竇(圖11-12)。部分毛細血管血液逆向流入漏斗,然后從漏斗再循環(huán)到遠側部或下丘腦。
(三)下丘腦和腺垂體與其它內分泌腺的相互關系
在正常狀態(tài)下,各類激素的分泌量是相對穩(wěn)定的。內分泌腺活動的穩(wěn)定性,除受神經系統(tǒng)的調節(jié)控制外,某些內分泌腺之間的相互協(xié)調也起重要作用,其中下丘腦和腺垂體與其它幾種內分泌腺之間的相互調節(jié)尤為重要。下丘腦的各種神經內分泌細胞分泌的釋放激素或釋放抑制激素,調節(jié)腺垂體相應腺細胞的分泌活動,腺垂體分泌的各種激素又調節(jié)相應靶細胞的分泌和其它功能活動。另一方面,靶細胞的分泌物或某種物質(如血糖、血鈣等)的濃度變化,反過來又可影響腺垂體和下丘腦的分泌活動,這種調節(jié)稱為反饋。通過正、負反饋調節(jié)以維持機體內環(huán)境的相對穩(wěn)定和正常生理活動。例如,下丘腦的神經內分泌細胞分泌促甲狀腺激素釋放激素,促進腺垂體遠側部的促甲狀腺激素細胞分泌促甲狀腺激素,后者又促進甲狀腺濾泡上皮細胞合成和分泌甲狀腺激素。當血液甲狀腺激素達到一定水平時,則引起負反饋作用,抑制下丘腦或腺垂體相應激素的分泌,這樣又使甲狀腺的分泌功能和血液中的甲狀腺激素水平下降。當激素下降到一定水平時,再以正反饋調節(jié)使激素分泌增多(圖11-15)。
圖11-15 下丘腦與垂體的激素對靶器官作用示意圖