人體喉部的功能性組織解剖學 23-15：人類聲帶粘膜的生長與發育

概要

1.新生兒在與成人相同的部位已經有未成熟的斑點狀黃斑。它們由密集的細胞群組成，包括聲帶星狀細胞，而細胞外基質成分稀疏。新生斑黃疣中的聲帶星狀細胞已經開始合成細胞外基質。

2.在嬰兒期，在斑點狀黃斑中合成的細胞外基質延伸到聲帶粘膜的固有層，以開始形成人聲帶粘膜的三維細胞外基質結構。

3.在兒童期，含有聲帶星狀細胞的斑塊狀黃斑繼續合成大小的細胞外基質，如膠原蛋白，網狀和彈性纖維以及透明質酸（糖胺聚糖），這對於人類聲帶粘膜的粘彈性是必不可少的組織。

4.人類的聲帶生長發育，其層狀結構在青春期成熟。

5.含有聲帶星狀細胞的人類黃斑病毒參與人聲帶粘膜粘彈性所必需的細胞外基質的代謝，被認為是人聲帶粘膜生長和發育的重要結構。

15.1簡介

在成人中，人類聲帶具有由上皮，固有層（淺層，中層和深層）和發聲肌組成的分層結構。表層被稱為Reinke空間。由固有層的中間層和深層組成的結構稱為聲帶（圖15.1）。聲帶韌帶在前部和後部黃斑之間延伸（圖15.1）。層狀結構的粘膜部分作為振動組織的能力是基於細胞外基質分布的差異;它對聲帶振動和發聲至關重要。

人類聲帶生長和發展，其分層結構在青春期成熟。出生時，在成人聲帶中看到的分層結構不存在。新生兒聲帶粘膜的固有層是由基質和稀疏纖維組成的鬆散結構，並且沒有找到與聲帶相對應的結構（圖15.2）。地面物質豐富，糖蛋白（纖連蛋白）存在於新生兒聲帶粘膜的固有層中。新生兒聲帶固有層不僅缺乏聲帶韌帶和分層結構，還缺乏成人細胞外基質的特徵性複合體。新生兒聲帶粘膜的粘彈性在形態學上不足以發聲。

新生兒在聲帶的相同部位（雙側聲帶粘膜的膜部分的前端和後端）有成人黃斑（圖15.2）。新生斑點黃斑由密集的細胞群（包括聲帶星狀細胞）形成，而細胞外基質成分，尤其是纖維成分，是稀疏的。新生斑的形態特徵與成人的形態特徵並不完全相同，並且它們是不成熟的。新生斑黃斑中的聲帶星狀細胞也是不成熟的，但其中一些已經開始合成細胞外基質，如膠原纖維，網狀纖維，彈性纖維和糖胺聚糖，這些對於椎板的粘彈性是必不可少的。人類新生兒聲帶粘膜固有層。

新生兒聲帶中的斑點狀黃斑已準備好開始作為振動組織的人聲帶粘膜的生長和發育。新生兒聲帶粘膜不適合發聲，但是在獲得人聲帶粘膜作為振動組織的粘彈性特性的過程中。

圖. 15.1 人類成人黃斑和聲帶褶皺粘膜

15.2人類嬰兒聲帶粘膜中的細胞和細胞外基質

在嬰兒聲帶粘膜中沒有發現對應於聲帶韌帶的結構（圖15.2和15.3）。

在嬰兒期，許多網狀纖維（III型膠原）和膠原纖維從前，後黃斑區域延伸到聲帶粘膜的固有層中間，其中糖蛋白（纖連蛋白）豐富（圖15.3）。與新生兒相比，嬰兒聲帶粘膜的整個固有層中網狀和膠原纖維的數量增加。網狀和膠原纖維大致平行於聲帶邊緣（圖15.4）。膠原纖維由許多直徑約50nm的膠原纖維組成。它們的結構在形態上幾乎是成熟的。網狀纖維（III型膠原）由單位原纖維構成，直徑約40nm，交叉帶周期約67nm（圖15.5）。它們細長的網狀纖維原纖維不形成束（圖15.5）。

彈性纖維可見於低密度嬰兒聲帶粘膜的固有層（圖15.6），由豐富的微纖維和稀疏的網狀無定形物質組成。彈性纖維是未成熟的，但在膠原蛋白和網狀纖維出現後固有層中的量隨時間增加。

纖連蛋白是一種糖蛋白，可作為膠原取向沉積的模板。它充當膠原纖維之間的纖維間穩定因子和彈性組織形成的骨架，並且還參與蛋白多糖的聚集。

在嬰兒前部和後部黃斑中合成的網狀和膠原纖維延伸到聲帶的膜部分的中間，其中纖連蛋白（糖蛋白）是豐富的。 固有層中的纖連蛋白似乎指導網狀和膠原纖維的定向沉積。 在嬰兒聲帶粘膜的固有層中誘導網狀和膠原纖維形成並伴隨生長。 隨著纖維成分的增加，聲帶粘膜的固有層中的纖連蛋白隨著時間的推移而降低。 纖連蛋白還充當膠原纖維之間的纖維間穩定因子，並參與彈性纖維和糖胺聚糖的聚集，並且充當人嬰兒聲帶粘膜中彈性組織形成的骨架。

圖. 15.2 人類新生兒，嬰兒和兒童黃斑病和人類聲帶粘膜的生長發育。 TC甲狀軟骨，ACT前連合肌腱，AMF前黃斑黃斑，PMF後黃斑，VP杓狀軟骨發聲過程，聲帶粘膜固有層

圖. 15.3 從6個月大的女孩（原始×12.5）的聲帶的橫截面。 （a）蘇木精和伊紅染色，（b）Elastica van Gieson染色，（c）銀染色。 在嬰兒聲帶粘膜中沒有發現對應於聲帶韌帶的結構

圖. 15.3 (續)

圖. 15.4 嬰兒聲帶固有層的橫切面（6個月大的女孩，銀色斑點）。 網狀（染成黑色）和膠原蛋白（染成紅色）纖維大致平行於聲帶邊緣

圖. 15.5 嬰兒聲帶粘膜（醋酸鈾醯和檸檬酸鉛染料）固有層中網狀纖維的透射電子顯微照片。網狀纖維是直徑約40nm的單位原纖維，並且具有周期為約67nm的交叉帶

嬰兒聲帶粘膜的固有層在pH 2.5時用阿爾新藍染成淡藍色，用阿爾新藍染色的物質（pH 2.5）用透明質酸酶消化（圖15.7）。透明質酸（透明質酸）已出現在嬰兒聲帶粘膜的固有層中（圖15.7）。

成纖維細胞在嬰兒聲帶粘膜的固有層中稀疏（圖15.8）。成纖維細胞的密度約為嬰兒黃斑中的包括星形星狀細胞在內的細胞的六分之一[10]（圖15.9）。許多成纖維細胞是紡錘形的。細胞核 - 細胞質比率大，細胞質占細胞核周圍的小區域。粗糙的內質網和高爾基體沒有很好地發育，並且沿著細胞質的外圍存在很少的囊泡，表明成纖維細胞是靜止的並且產生很少的細胞外基質。

圖. 15.6 嬰兒聲帶固有層的橫切面（6個月大的女孩，Elastica van Gieson染色）。 膠原蛋白（染成紅色）和彈性（染成黑色）纖維大致平行於聲帶邊緣

圖. 15.7 嬰兒聲帶固有層的橫切面（6個月大的女孩，阿爾新藍染色，pH 2.5）。 透明質酸（糖胺聚糖）出現在嬰兒聲帶粘膜的固有層中

圖. 15.8 嬰兒聲帶粘膜固有層中的成纖維細胞（蘇木精和伊紅染色）

15.3人類嬰兒聲帶摺疊的黃斑

嬰兒聲帶粘膜的斑塊狀黃斑也是密集的細胞團，包括聲帶星狀細胞（圖15.10）。 包括嬰兒黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞密度約為成年斑痣的三倍，約為新生斑痣的三分之二[10]（圖15.9）。

嬰兒斑塊狀黃斑由聲帶星狀細胞（圖15.10），膠原纖維（圖15.11和15.12），網狀纖維（圖15.12），彈性纖維（圖15.11）和研磨物質組成。 細胞成分比纖維成分更豐富。 然而，與新生斑黃疣的纖維成分相比，纖維成分增加。 存在比彈性纖維更多的網狀和膠原纖維。

嬰兒黃斑中的許多聲帶星狀細胞是星狀的，具有細胞質過程，並且具有小的細胞核 - 細胞質比率。聲帶狀星狀細胞顯示細胞質染色，周期性酸 - 席夫染色（圖15.13），I型膠原和III型膠原。開發了粗面內質網和細胞質中的高爾基體。新發布的無定形材料存在於細胞表面。可以看到膠原蛋白，網狀和彈性纖維靠近聲帶星狀細胞。

聲帶褶皺粘膜的嬰兒膜部分用pH 2.5的阿爾新藍染成淡藍色;特別是，黃斑黃斑被強烈染色（圖15.14）。用Alcian Blue（pH 2.5）染色的材料被透明質酸酶消化。嬰兒黃斑中的聲帶星狀細胞周圍產生大量透明質酸。包括嬰兒黃斑中的聲帶星狀細胞的大多數細胞用CD44（細胞表面透明質酸受體）免疫組織化學染色（圖15.15）。嬰兒黃斑黃斑中CD44陽性細胞的百分比年齡較大，並且用CD44免疫組織化學染色的聲帶星狀細胞的87.2±3.0％（圖15.16）。然而，CD44陽性成纖維細胞在聲帶粘膜的嬰兒固有層中變得稀疏（1.9±2.0％）。 CD44的表達和透明質酸的分布與成年黃斑中的相同。聲帶星狀細胞和CD44合作開始在嬰兒期維持人類黃斑中的透明質酸中起重要作用。

圖. 15.9 黃斑黃斑和人聲帶粘膜的固有層中的細胞密度。N.S。 不重要

圖. 15.10 嬰兒聲帶的黃斑（6個月大的女孩，蘇木精和伊紅染色）

圖. 15.11 嬰兒聲帶的黃斑（6個月大的女孩，Elastica van Gieson染色）。 與新生斑點狀黃斑相比，膠原蛋白（染成紅色）和彈性（染色黑色）纖維增加

圖. 15.12 嬰兒聲帶的黃斑（6個月大的女孩，銀色斑點）。 與新生斑點黃斑相比，膠原蛋白（染成紅色）和網狀（染色黑色）纖維增加

圖. 15.13 嬰兒聲帶的黃斑（6個月大的女孩，高碘酸 - 希夫染色）

圖. 15.14 人類嬰兒黃斑（6個月大的女孩，阿爾新藍染色，pH 2.5）。 大量的糖胺聚糖透明質酸（透明質酸）（淡藍色染色材料）位於黃斑黃斑細胞周圍，人類嬰兒黃斑中的透明質酸濃度很高

在嬰兒期，黃斑中的透明質酸（透明質酸）濃度變高，並且黃斑中的大部分細胞都具有跨膜受體（細胞表面透明質酸受體），表明斑黃疣是透明質酸基質，這是必需的。 幹細胞生態位。

圖. 15.15 通過免疫組織化學染色顯示人類黃斑黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞質CD44

圖. 15.16 人聲帶粘膜N.S黃斑及固有層CD44陽性細胞百分率不顯著

在嬰兒期，黃斑中的許多細胞變成星狀，並不斷合成細胞外基質，尤其是網狀和膠原纖維。固有層中的糖蛋白（纖連蛋白）似乎決定了在黃斑中合成的網狀和膠原纖維的沉積方向。許多網狀和膠原纖維從斑塊狀黃斑延伸到聲帶粘膜的固有層中部。纖維狀膠原蛋白，例如網狀和膠原纖維，用作穩定支架並具有無數潛在空間。細胞外間隙空間由其他細胞外基質（例如彈性纖維和包括透明質酸的糖胺聚糖）佔據的微小腔室或隔室組成。

在嬰兒時期，在斑塊狀黃斑中合成的細胞外基質出現在前部和後部黃斑之間的聲帶粘膜的膜部分的固有層中，每個在不同的時間，從而開始形成三維細胞外聲帶褶皺粘膜的基質結構，具有振動結構的粘彈性。

人類兒童聲帶摺疊粘膜中的15.5細胞和細胞外基質

聲帶韌帶和分層結構不存在於兒童聲帶粘膜的固有層中。

在兒童聲帶粘膜的固有層中有膠原蛋白，網狀和彈性纖維（圖15.17和15.18）。這些纖維大致平行於聲帶邊緣。彈性纖維由微纖維和無定形物質組成（圖15.19）。前者豐富，後者形狀稀疏，呈網狀。

整個兒童聲帶粘膜的基質物質用pH 2.5的阿爾新藍染成淡藍色（圖15.20）。 用阿爾新藍（pH 2.5）在粘膜固有層中染色的材料被透明 - 尿嘧啶酶消化。 透明質酸存在於兒童聲帶粘膜的固有層中的成纖維細胞周圍。 然而，CD44陽性成纖維細胞在兒童聲帶粘膜的固有層中稀疏（圖15.16）。 這些發現與成人相同。

圖. 15.17 兒童聲帶固有層的橫切面（9歲男孩，銀色斑點）。 網狀（染成黑色）和膠原（染成紅色）纖維大致平行於聲帶邊緣

圖. 15.18 兒童聲帶固有層的橫切面（9歲男孩，Elastica van Gieson染色）。 膠原蛋白（染成紅色）和彈性（染成黑色）纖維大致平行於聲帶邊緣

圖. 15.19 兒童聲帶粘膜固有層中膠原和彈性纖維的透射電子顯微照片（單寧酸染色）

成纖維細胞在兒童聲帶粘膜的固有層中稀疏。 成纖維細胞的密度約為包括兒童黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞的四分之一（圖15.9）。 成纖維細胞呈橢圓形或紡錘形，沒有細胞質過程，也沒有脂滴（圖15.21）。 細胞核 - 細胞質比率高，粗糙的內質網和高爾基體顯著不良。 沿著成纖維細胞的表面，可以看到很少的囊泡。 兒童聲帶粘膜固有層中的成纖維細胞是靜止的並且產生很少的細胞外基質。

圖. 15.20 兒童聲帶固有層的橫切面（9歲男孩，阿爾新藍染色）。透明質酸（糖胺聚糖）存在於兒童聲帶粘膜的固有層中

15.6人類兒童聲帶摺疊的黃斑

斑點狀黃斑位於雙側兒童聲帶粘膜的前端和後端。它們的大小約為1×1×1毫米，由密集的成年人組成。它們有兩種類型：膜有界（圖15.25b）和非膜有界。前者各自被單位膜包圍。維生素A儲存在細胞質中（圖15.26）。兒童聲帶星狀細胞核呈橢圓形。細胞核 - 細胞質比率相對較小，並且細胞內細胞器，例如粗面內質網，不是很發達。細胞質中存在十納米厚的細絲（中間細絲）（圖15.27）。線粒體很小而且很少。遊離核糖體存在於細胞質中。沒有發現基底層。沿著兒童聲帶星狀細胞的細胞質的外圍存在囊泡。新發布的無定形材料存在於細胞表面（圖15.28）。可以看到膠原蛋白，網狀和彈性纖維靠近聲帶星狀細胞（圖15.25）。這些纖維的合成以與成年黃斑中相同的方式發生。電子顯微鏡研究表明，兒童黃斑中的聲帶星狀細胞繼續不斷地合成膠原蛋白，網狀和彈性纖維。

圖. 15.21 兒童聲帶粘膜固有層中成纖維細胞的透射電子顯微照片（單寧酸染色）

圖. 15.22 兒童聲帶的黃斑（9歲男孩，蘇木精和伊紅染色）

圖. 15.23 兒童聲帶的黃斑（9歲男孩，Elastica van Gieson染色）。 與嬰兒黃斑病毒相比，膠原蛋白（染成紅色）和彈性（染成黑色）纖維的數量更多

圖. 15.24 兒童聲帶的黃斑（9歲男孩，銀纖維與嬰兒黃斑相比有所增加）

圖. 15.25 （a）兒童聲帶粘膜（鞣酸染色）的黃斑中的聲帶星狀細胞的透射電子顯微照片。 （b）兒童聲帶星狀細胞中的脂滴（a區域B）

圖. 15.26 兒童黃斑中的聲帶星狀細胞中的維生素A（氯化金法，無復染。原始×1000）。 聲帶星狀細胞的細胞質含有許多細顆粒

圖. 15.27 人類兒童黃斑中細胞的細胞質中的微絲（中間絲）的透射電子顯微照片（乙酸鈾醯和檸檬酸鉛染色）

圖. 15.28 兒童黃斑中聲帶星狀細胞合成膠原和彈性纖維（透射電子顯微鏡，單寧酸染色）

聲帶狀星狀細胞顯示細胞質染色，周期性酸 - 席夫（PAS）染色，I型膠原和III型膠原。

透明質酸存在於固有層中，特別是存在於兒童聲帶粘膜的斑塊狀黃斑中（圖15.29）。兒童黃斑中的大多數聲帶星狀細胞（94.7±1.9％）用CD44染色（圖15.16和15.30）。兒童黃斑中的幾乎所有聲帶星狀細胞均顯示CD44表達，並且緊鄰聲帶星狀細胞存在大量透明質酸。另一方面，CD44陽性成纖維細胞在兒童聲帶粘膜的固有層中稀疏（5.6±3.0％）（圖15.16）。這些發現與成人相同。斑塊狀黃斑和CD44中的聲帶星狀細胞合作繼續在人類兒童聲帶粘膜中的透明質酸代謝中起作用。

在童年時期，黃斑中的透明質酸（透明質酸）濃度仍然很高，並且黃斑中的大部分細胞都具有跨膜受體（細胞表面透明質酸受體），就像成年人一樣，表明黃斑是一種透明質酸基質，是幹細胞生態位所必需的。

圖. 15.29 人類兒童黃斑黃斑（9歲男孩，阿爾新藍染色，pH 2.5）。 大量的糖胺聚糖透明質酸（透明質酸）（淡藍色染色材料）位於黃斑黃斑中的聲帶星狀細胞周圍，人類兒童黃斑中的透明質酸濃度很高

圖. 15.30 CD44在人類兒童（9歲男孩）黃斑上的聲帶星狀細胞的細胞質中，通過免疫組織化學染色顯示

15.8人聲帶粘膜和聲帶摺疊振動的生長和發展

在哺乳動物中，只有人類可以說話，只有人類成人聲帶有聲帶韌帶，Reinke空間和分層結構。為什麼只有人類成年人才有這種特徵性的聲帶結構？新生兒聲帶粘膜為何以及如何生長，發育和成熟？啟動和繼續人類聲帶粘膜生長的因素有哪些？

張力是影響成纖維細胞合成膠原纖維的最重要因素。與發聲相關的聲帶上的彎曲應力在前部和後部黃斑區域中是最大的。我們假設出生後由發聲（聲帶振動）引起的張力刺激前部和後部斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞，以加速細胞外基質的產生並形成聲帶韌帶，Reinke空間和分層結構。

自出生以來一直保持不發聲（非振動）的人類成人聲帶粘膜是發育不全和不成熟的，並且沒有聲帶韌帶，Reinke空間或分層結構。斑塊狀黃斑是萎縮性的，聲帶狀星形細胞顯示活性降低。該結果支持這樣的假設：出生後由發聲（聲帶振動）引起的張力刺激前部和後部斑點狀體中的聲帶星狀細胞，以加速細胞外基質的產生並形成聲帶韌帶，人類的聲帶Reinke空間和特徵性的分層結構。

出生後的聲帶振動（發聲）是人聲帶粘膜生長發育的重要因素之一。參見第16章「人類聲帶粘膜的機械調節（細胞力學轉導）」。

15.9人類聲帶粘膜的生長和發育

新生兒已經有未成熟的斑塊狀黃斑，其由密集的細胞群組成，包括與成人相同位點的聲帶星狀細胞。它們的細胞成分明顯豐富，細胞外基質成分稀少。新生斑黃斑中的聲帶星狀細胞已經開始合成細胞外基質。

在嬰兒期，在斑塊狀黃斑中合成的細胞外基質延伸到聲帶粘膜，以開始形成人聲帶粘膜的三維細胞外基質結構。

兒童黃斑中的聲帶星狀細胞繼續合成由膠原蛋白，網狀和彈性纖維，糖蛋白和透明質酸（糖胺聚糖）組成的細胞外基質，其對於作為振動組織的人聲帶粘膜的粘彈性是必需的。新生兒，嬰兒和兒童的斑塊狀黃斑與人類聲帶粘膜的生長和發育有關。

位於聲帶膜質部分兩端的人類黃斑參與細胞外基質的代謝，所述細胞外基質對於人聲帶粘膜的固有層的粘彈性特性是必需的。人類新生兒，嬰兒和兒童黃斑病最有可能負責形成人聲帶粘膜的特徵性分層結構。青春期前的人類黃斑也被認為是人類聲帶粘膜生長和發育的重要結構。

參考：Functional Histoanatomy of the Human Larynx

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