人體喉部的功能性組織解剖學 23-16:人類聲帶粘膜的機械調控
概要
1.出生後聲帶振動(發聲)引起的機械轉導是人類聲帶粘膜作為振動組織生長發育的重要因素之一。
2.層狀結構完成後由聲帶振動(發聲)引起的機械轉導是維持細胞外基質和人成體聲帶粘膜作為振動組織的分層結構的重要因素之一。
3.自出生以來一直保持不發聲的人聲帶粘膜是發育不全和不成熟的,斑塊狀黃斑是發育不良的,並且包括斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞顯示活性降低。
4.最新研究支持這樣一個假設,即出生後發聲(聲帶振動)引起的張力刺激包括前後黃斑中的聲帶星狀細胞在內的細胞加速細胞外基質的產生並形成聲帶韌帶,Reinke空間和特徵分層結構。
5.聲帶振動似乎影響人體黃斑中的細胞形態和結構,例如細胞骨架結構和組織。這支持了聲帶振動調節人類黃斑中細胞行為的假設。除化學因素外,機械因素也似乎調節細胞,包括聲帶星狀細胞的行為。
16.1簡介
人類成人聲帶具有帶有聲帶韌帶的分層結構。分層結構對於振動是必不可少的,並且是發聲所必需的。該結構作為振動組織的能力是基於細胞外基質分布的差異。另一方面,在人類新生兒聲帶中,整個固有層表現為均勻結構,沒有聲帶韌帶。人類聲帶的分層結構在青春期成熟。
位於人聲帶粘膜兩端的人體黃斑最有可能參與聲帶粘膜中細胞外基質的代謝,並形成人聲帶粘膜的特徵性分層結構。 黃斑也被認為是人聲帶粘膜生長,發育和衰老的重要結構。在2001年發現了位於人聲帶粘膜兩端的人類黃斑中具有星形外觀的間質細胞。細胞具有脂滴並儲存維生素A。它們還與聲帶中的成纖維細胞具有許多形態差異,並且不斷合成細胞外基質,其對於作為振動組織的人聲帶粘膜的粘彈性是必需的。最新研究表明,斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞形成一個獨立的細胞類別,應被視為一類新的細胞,並參與人類聲帶粘膜中細胞外基質的代謝。
作為最新研究的結果,越來越多的證據表明人類斑塊狀黃斑中包括聲帶星狀細胞的細胞是人類聲帶粘膜中的成體多能幹細胞,組織幹細胞或祖細胞以及人類的斑點。 黃斑是幹細胞生態位的候選者,它是一種微環境,培育包括聲帶星狀細胞在內的幹細胞庫。
目前的科學研究結果表明,拉伸應變的大小和頻率對於確定幹細胞將經歷的機械誘導分化的類型特別重要。包括聲帶星狀細胞的細胞存在於黃斑中,黃斑是一種微環境,其中聲帶振動期間拉伸應變的幅度和頻率最大。人體黃斑中細胞的功能和命運受各種微環境因素的調節。除化學因子外,機械因子還調節細胞的行為,包括人類黃斑中的聲帶星狀細胞。
我們假設出生後由發聲(聲帶振動)引起的張力刺激細胞,包括前部和後部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。如果我們的假設是事實,那麼在發聲的成人聲帶粘膜和自出生以來一直未發聲的粘膜之間應該檢測到一些形態差異。
我們還假設在分層結構完成後,由發聲(聲帶振動)引起的張力刺激細胞,包括前部和後部黃斑中的聲帶星狀細胞,以加速細胞外基質的產生並維持人類成人的分層結構。聲帶褶皺粘膜作為振動組織。如果我們的假設是正確的,那麼應該在已經發聲的成人聲帶粘膜和長時間未聲育的成人聲帶粘膜之間檢測到一些形態差異。
16.2人類成人聲帶褶皺自出生以來一直未加冕
16.2.1自出生以來未成人的人類成人聲音褶皺的宏觀發現
在成人中,可以在聲帶的膜部分的每個末端處觀察到前部和後部斑點狀黃斑。它們形成明顯的粘膜凸起,它們通過粘膜可見為黃白色腫塊。
另一方面,人類成人聲帶的前部和後部黃斑,自出生以來一直保持不發聲,不會形成明顯的粘膜凸起(圖16.1)。聲帶的膜部分是凹的和萎縮的(圖16.1)。
16.2.2人類成人聲帶粘膜粘膜固有層的光和電子顯微鏡檢查結果自出生以來未被禁用
在這些情況下,聲帶的膜部分是凹的(圖16.2)。 上皮和固有層的厚度範圍為約0.6至0.67mm,並且它們比正常人成人聲帶粘膜的厚度薄。 聲帶粘膜是萎縮性的(圖16.2,16.3和16.4)。 聲帶肌顯示廢用性肌肉萎縮(圖16.5)。
圖. 16.1 右腦成人聲帶的宏觀發現,由於腦癱,自出生以來一直未發聲。 (a)17歲男性,(b)28歲女性。 沒有觀察到通常影響聲帶組織的疾病。 雙側聲帶是可移動的並且未檢測到聲帶癱瘓。 前部和後部斑點狀黃斑不會形成明顯的粘膜凸起。 聲帶的膜部分是凹的
圖. 16.2 (a)自出生以來未成人的成人聲帶的橫切面(24歲男性,Elastica van Gieson染色)。 (b)a區域B.
聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構,聲帶粘膜沒有聲帶韌帶,Reinke空間或分層結構(圖16.3和16.4)。在組織學上,自出生以來未成癮的成人聲帶粘膜是發育不全和不成熟的,而不是萎縮性的。
膠原纖維在某些情況下是緻密的(圖16.3a),在其他情況下是稀疏的(圖16.3b)。彈性纖維(圖16.3)和網狀纖維(圖16.4)稀疏。聲帶褶皺粘膜在pH 2.5下用阿爾新藍微弱染色(圖16.6)。在聲帶粘膜的固有層中幾乎沒有透明質酸。在某些情況下,在聲帶粘膜固有層的深部檢測到脂肪組織(圖16.7)。
電子顯微鏡顯示聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構。
圖. 16.3 人類成人聲帶粘膜的固有層的橫切面自出生以來未經窒息(Elastica van Gieson染色)。 (a)24歲男性。聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構,膠原纖維(染成紅色)是緻密的,彈性纖維(染成黑色)稀疏。在聲帶粘膜的固有層的深部觀察到脂肪組織。 (b)17歲男性。聲帶粘膜的固有層呈均勻結構,兩種膠原纖維染成紅色,黑色的彈性纖維稀疏
有大量的膠原纖維,彈性纖維或網狀纖維很少(圖16.8)。聲帶粘膜固有層中的成纖維細胞是紡錘形或橢圓形,沒有細胞質過程(圖16.8)。成纖維細胞核是橢圓形的。細胞核細胞質比例大,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,並且看到很少新釋放的無定形材料。
圖. 16.4 人類成人聲帶粘膜固有層的橫切面自出生以來未經窒息(24歲男性,銀色上皮染色)。 聲帶粘膜的固有層表現為單形結構。 染成紅色的膠原纖維是緻密的,染成黑色的網狀纖維是稀疏的
圖. 16.5 自出生以來(24歲男性,蘇木精和伊紅染色),人類成人聲帶的甲狀腺肌萎縮肌肉萎縮未經窒息。 觀察自出生以來未成人的人類成人聲帶粘膜粘膜的萎縮性肌纖維的隨機分布
16.2.3 黃斑的光和電子顯微鏡檢查結果
斑塊狀黃斑存在於雙側聲帶的前端和後端。 斑塊狀黃斑的大小為0.8-1×0.6-0.7mm,小於正常聲帶的大小。 黃斑是萎縮的。
圖. 16.6 人類成人聲帶的橫切面從出生時就不發聲(24歲男性,阿爾新藍染色,pH 2.5)。 (a)聲帶粘膜的前黃斑。 (b)聲帶粘膜的固有層。黃斑和聲帶粘膜的固有層中幾乎沒有透明質酸
黃斑由包括聲帶星狀細胞(圖16.9),膠原纖維(圖16.10和16.11),網狀纖維(圖16.11),彈性纖維(圖16.10)和基質的細胞組成。然而,斑點狀黃斑具有比正常人類聲帶更少的纖維成分。在斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白質。斑點狀黃色在pH2.5時用阿爾新藍輕微染成淡藍色(圖16.12)。用pH值為2.5的阿爾新藍染色的黃斑中的材料用透明質酸酶消化。較少的透明質酸位於斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍。聲帶星狀細胞顯示細胞質染色,周期性酸 - 希夫(PAS)。
電子顯微鏡檢查顯示,聲帶粘膜的斑塊狀黃色由膠原纖維,網狀纖維,彈性纖維,基質和包括聲帶星狀細胞在內的細胞組成(圖16.13)。然而,斑點狀黃斑比正常人類聲帶具有更少的纖維蛋白質。
圖. 16.7 人類成人聲帶粘膜固有層中的脂肪組織自出生以來未經窒息(24歲男性,蘇木精和伊紅染色)。 正常人聲帶粘膜中沒有脂肪組織。 在其他哺乳動物中,猴子和馬在聲帶粘膜的中間層中具有脂肪組織
圖. 16.8 自出生以來未成人的成人聲帶粘膜固有層的透射電子顯微照片(24歲男性,單寧酸染色)
圖. 16.9 自出生以來未成人的成人聲帶粘膜的黃斑(24歲男性,蘇木素和伊紅染色)
圖. 16.10 人類成人聲帶粘膜的黃斑黃斑自出生以來一直未發聲(24歲男性,Elastica van Gieson染色)。在黃斑病區的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白,膠原纖維(染成紅色)和彈性纖維(染成黑色)
許多聲帶星狀細胞分布在斑塊狀黃斑中。聲帶狀星狀細胞是不規則的星狀細胞,具有細胞質過程,然而,它們不是細長的,而是短而縮小的。沒有發現基底層。脂質液滴存在於細胞質中(圖16.13),但它們的數量很少。細胞核 - 細胞質比例相對較小,但有一些細胞內細胞器,如粗面內質網和高爾基體。
星狀細胞的細胞核被切割。細胞質中的一些成分和一些聲帶狀星狀細胞已經退化。在細胞質中可見糖原顆粒(糖原顆粒)的累積。在單寧酸染色的材料中,糖原顆粒是電子緻密的並且直徑約為15-30nm(圖16.13b)。在用乙酸雙氧鈾和檸檬酸鉛染色的材料中,糖原顆粒的集合被視為細胞質內的透明染色區域(糖原湖)(圖16.14)。細胞質中的微絲很少。在某些情況下,在細胞質中可見大量空泡變性(圖16.14和16.15)。
圖. 16.11 人類成人聲帶粘膜的黃斑自出生以來一直未發聲(24歲男性,銀色染色)。 較少的纖維蛋白,膠原纖維(染成紅色)和網狀纖維(染成黑色),在斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍產生
圖. 16.12 人類成人聲帶粘膜的黃斑自出生以來未發聲(24歲男性,阿爾新藍染色,pH2.5)。 較少的透明質酸,輕微染成淺藍色,位於斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍
在聲帶星狀細胞的細胞質外圍沒有那麼多的囊泡(圖16.16)。 來自囊泡的新釋放的無定形物質存在於聲帶星狀細胞的表面上,但不如正常的那樣多。
成年聲帶粘膜的斑塊狀星形細胞在出生後未發聲的成人聲帶粘膜細胞的形態學上降低了它們的活性水平。
圖. 16.13 (a)自出生以來未成人的成人聲帶的黃斑的透射電子顯微照片(17歲男性,單寧酸染色)。 (b)a區域B。
圖. 16.14 自出生以來未成人的成人聲帶黃斑的透射電子顯微照片(28歲女性,乙酸鈾醯和檸檬酸鉛染色)
16.3.2人類兒童聲帶粘膜粘膜固有層的光和電子顯微鏡檢查結果自出生以來未發聲
聲帶的膜部略微凹陷(圖16.18)。
聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構,聲帶粘膜沒有聲帶韌帶,Reinke空間或分層結構(圖16.19)。 膠原蛋白,彈性纖維和網狀纖維稀疏(圖16.19和16.20)。 聲帶褶皺粘膜在pH 2.5下用阿爾新藍微弱染色(圖16.21)。 在聲帶粘膜的固有層中幾乎沒有透明質酸。 組織學上,自出生以來未發現的兒童聲帶粘膜是發育不全和不成熟的。
圖. 16.15 自出生以來未成人的成人聲帶黃斑的透射電子顯微照片(28歲女性,單寧酸染色)
圖. 16.16 人類成人聲帶黃斑前人工染色星形細胞合成纖維蛋白(28歲女性,透射電子顯微鏡,單寧酸染色)
16.3.1自出生以來人類兒童聲音褶皺的宏觀發現
聲帶的膜部分略微凹陷和萎縮(圖16.17)。
圖. 16.17 由於腦癱,自出生以來一直未發聲的左人類兒童聲帶的宏觀發現。 (a)12歲男性,(b)7歲女性。 沒有觀察到通常影響聲帶組織的疾病。 雙側聲帶是可移動的並且未檢測到聲帶癱瘓。 聲帶的膜部分略微凹陷
圖. 16.18 兒童聲帶的橫切面
圖. 16.19 人類兒童聲帶粘膜的固有層的橫切部分自出生以來未經窒息(12歲男性,Elastica van Gieson染色)。 聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構。 膠原纖維(染成紅色)和彈性纖維(染成黑色)很稀疏
圖. 16.20 人類兒童聲帶粘膜固有層的橫切部分自出生以來未經窒息(12歲男性,銀色染色)。膠原纖維(染成紅色)和網狀纖維(染成黑色)稀疏
自出生以來,兒童聲帶粘膜的固有層中成纖維細胞稀疏。自出生以來未發聲的兒童聲帶黏膜固有層中成纖維細胞的細胞密度與正常情況相同(圖16.22)。
電子顯微鏡顯示,自出生以來未發聲的聲帶粘膜固有層表現為單形結構。有一些膠原蛋白,彈性和網狀纖維。自出生以來未發聲的聲帶粘膜固有層中的成纖維細胞是紡錘形或橢圓形,沒有細胞質過程(圖16.23)。成纖維細胞的細胞核是橢圓形的。細胞核 - 細胞質比率大且細胞內細胞器發育不良,例如粗面內質網和高爾基體。沿著成纖維細胞的表面,可以看到很少的囊泡,並且在成纖維細胞的細胞表面上看到很少新釋放的無定形物質。自出生以來未發聲的聲帶粘膜固有層中的成纖維細胞是靜止的,並且不顯示形態變化。
16.3.3人類兒童聲帶摺疊粘膜的黃斑的光和電子顯微鏡檢查結果自出生以來未被禁用
斑塊狀黃斑存在於雙側聲帶的前端和後端。前斑黃斑的大小為1.0×0.9-1.0mm,並且與正常兒童聲帶的大小相同。後黃斑黃斑的大小為0.8-0.7×0.6-0.5mm,並且小於前黃斑黃斑。後黃斑黃斑的大小也小於正常兒童發聲的大小。
圖. 16.21 自出生以來人類兒童聲帶固有層的橫切面(12歲男性,阿爾新藍染色,pH 2.5)。 在聲帶粘膜的固有層中存在透明質酸,染成淺藍色
圖. 16.22 兒童聲帶粘膜的細胞密度,自出生以來一直保持不發聲。 NS:不顯著
圖. 16.23 人類兒童聲帶粘膜固有層的透射電子顯微照片,自出生以來未發聲(12歲男性,醋酸鈾醯和檸檬酸鉛染色)
自出生以來未發聲的兒童聲帶粘膜的斑塊狀黃斑由密集的細胞群組成,包括聲帶星狀細胞(圖16.24)。自出生以來,未發芽的斑塊狀細胞中的細胞密度約為固有層的3.5倍(圖16.22)。然而,自出生以來未發聲的兒童聲帶粘膜的斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞密度低於正常細胞密度(圖16.22)。聲帶星狀細胞顯示細胞質染色,周期性酸 - 希夫(PAS)。
黃斑黃斑由膠原纖維,網狀纖維,彈性纖維,基質和包括聲帶星狀細胞的細胞組成(圖16.25和16.26)。然而,黃斑比正常人類兒童聲帶的纖維成分少。在斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白質。斑點狀黃色在pH2.5下用阿辛藍略微染成淺藍色(圖16.27)。在pH 2.5下用阿爾新藍染色的黃斑黃斑中的物質被透明質酸酶消化。較少的透明質酸位於斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍,而不是正常的兒童黃斑。
圖. 16.24 自出生以來人類兒童聲帶粘膜的黃斑(12歲男性,蘇木素和伊紅染色)
圖. 16.25 自出生以來人類兒童聲帶粘膜的黃斑(12歲男性,Elastica van Gieson染色)。 在黃斑病區的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白,膠原纖維(染成紅色)和彈性纖維(染成黑色)
圖. 16.26 人類兒童聲帶褶皺的黃斑,自出生以來一直未經窒息(12歲男性,銀色染色)。 較少的纖維蛋白,膠原纖維(染成紅色)和網狀纖維(染成黑色),在斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍產生
圖. 16.27 自出生以來人類兒童聲帶粘膜的黃斑(12歲男性,阿爾新藍染色,pH 2.5)。透明質酸,淺藍色染色,位於斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍
電子顯微鏡顯示,自出生以來未發聲的兒童聲帶粘膜的斑塊狀黃斑由膠原纖維,網狀纖維,彈性纖維,基質和包括聲帶星狀細胞在內的細胞組成(圖16.28)。斑點狀黃斑比正常人類兒童聲帶具有更少的纖維蛋白質。許多聲帶星狀細胞分布在斑塊狀黃斑中。聲帶星狀細胞是不規則的星狀細胞並具有細胞質過程。沒有發現基底層。脂質滴存在於細胞質中,但是它們的數量很少。細胞核 - 細胞質比率相對較小,但存在少量細胞內細胞器,例如粗面內質網和高爾基體。星狀細胞的細胞核被切割。細胞質中的一些組分和一些聲帶狀星狀細胞是退化的。在細胞質中可見糖原顆粒(糖原顆粒)的累積(圖16.28)。在單寧酸染色的材料中,糖原顆粒是電子緻密的並且直徑約為15-30nm。在用乙酸雙氧鈾和檸檬酸鉛染色的材料中,糖原顆粒的集合被視為細胞質內的透明染色區域(糖原湖)(圖16.29)。細胞質中的微絲很少。
圖. 16.28 自出生以來未發聲的兒童聲帶粘膜黃斑黃斑的透射電子顯微照片(12歲男性,單寧酸染色)
圖. 16.29 (a)自出生以來未育化的兒童聲帶粘膜的黃斑黃斑中的聲帶星狀細胞的透射電子顯微照片(12歲男性,醋酸鈾醯和檸檬酸鉛染色)。 (b)a區域B。
圖. 16.30 自出生以來未發聲的兒童聲帶粘膜的黃斑中的聲帶星狀細胞的透射電子顯微照片(7歲女性,醋酸鈾醯和檸檬酸鉛染色)。細胞核具有細胞核,核內容物具有人類成人聲帶摺疊粘膜的同質外觀十年未被Un
一些聲帶星狀細胞的細胞核被克隆,核內容物具有均勻的外觀(圖16.30)。沒有染色質塊或核仁可辨別(細胞核均質化)。
在聲帶星狀細胞的細胞質外圍沒有那麼多的囊泡(圖16.29b)。來自囊泡的新釋放的無定形物質存在於聲帶星狀細胞的表面上,但不如正常的那樣多。
自出生以來未發聲的兒童聲帶粘膜的斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞似乎在形態上降低了它們的活性水平。
16.4人類成人聲帶褶皺十年未發聲
16.4.1人類成人聲音褶皺的宏觀發現在十年內未加冕
在成人中,可以在聲帶的膜部分的每個末端處觀察到前部和後部斑點狀黃斑。它們形成明顯的粘膜凸起,它們通過粘膜可見為黃白色腫塊。
另一方面,人類成人聲帶的前後黃斑,在聲帶分層結構完成後已經11年和2個月不發聲,沒有形成明顯的粘膜凸起(圖16.31)。聲帶的膜部分是凹的和萎縮的(圖16.31)。
16.4.2 固有層的光和電子顯微鏡檢查結果
聲帶粘膜的上皮和固有層的厚度約為0.4mm,並且比正常人成人聲帶粘膜的厚度薄(圖16.32)。聲帶粘膜凹陷且萎縮。聲帶肌顯示廢用性肌肉萎縮。
聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構,聲帶粘膜沒有聲帶韌帶,Reinke空間或分層結構。組織學上,聲帶粘膜是萎縮性的。膠原纖維在聲帶粘膜中是緻密的(圖16.33和16.34)。彈性纖維和網狀纖維在聲帶粘膜中稀疏(圖16.33和16.34)。聲帶褶皺粘膜在pH 2.5下用阿爾新藍微弱染色。在聲帶粘膜的固有層中幾乎沒有透明質酸(圖16.35)。
電子顯微鏡檢查顯示,聲帶粘膜固有層呈均勻結構。
有許多膠原纖維(圖16.36),並有一些彈性和網狀纖維。聲帶粘膜中的固有層中的成纖維細胞是紡錘形或橢圓形,沒有細胞質過程(圖16.36)。成纖維細胞核是橢圓形的。成纖維細胞的特徵性發現是細胞核 - 細胞質比率相對較小,粗面內質網和高爾基體明顯(圖16.37)。沿著成纖維細胞的表面可以看到許多囊泡,並且在成纖維細胞的細胞表面上看到新釋放的無定形物質(圖16.37b)。
圖. 16.31 左聲道成人聲帶的宏觀發現在聲帶分層結構完成後11年和2個月未完成(64歲男性)
圖. 16.32 人聲成人聲帶的橫切面在聲帶分層結構完成後未發聲11年和2個月(64歲男性,Elastica van Gieson染色)。 (b)a區域B.
圖. 16.33 人類成人聲帶粘膜固有層的橫切面未經過十多年(64歲男性,Elastica van Gieson染色)。 膠原纖維(染成紅色)是緻密的,並且聲帶褶皺粘膜中的彈性纖維(染成黑色)稀疏
圖. 16.34 人類成人聲帶粘膜固有層的橫切面未經過十多年(64歲男性,銀色染色)。 十年來未發聲的成年人聲帶皺襞粘膜中膠原纖維染色緻密,網狀纖維染色黑色稀疏。
圖. 16.35 人類成人聲帶粘膜固有層的橫切面未經過十多年(64歲男性,阿爾新藍染色,pH 2.5)。 在聲帶粘膜的固有層中幾乎沒有透明質酸
16.4.3黃斑黃斑的光和電子顯微鏡檢查結果
黃斑的大小為1.5×0.5毫米。 它是萎縮的並且小於正常人類成人聲帶的萎縮(圖16.32b)。 黃斑黃斑由膠原纖維,網狀纖維,彈性纖維,基質和聲帶星狀細胞組成(圖16.38,16.39和16.40)。
圖. 16.36 人類成人聲帶黏膜固有層的透射電子顯微照片,未發聲超過十年(64歲男性,醋酸鈾醯和檸檬酸鉛染色)
然而,黃斑具有比正常人類成人聲帶更少的纖維成分。在黃斑黃斑中的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白(圖16.39和16.40)。黃斑稍微染成淡藍色,在pH 2.5下為阿爾新藍(圖16.41)。用pH值為2.5的阿爾新藍染色黃斑黃斑的材料用透明質酸酶消化。較少的透明質酸位於黃斑黃斑中的聲帶星狀細胞周圍。聲帶星狀細胞顯示細胞質染色,周期性酸 - 希夫(PAS)。
電子顯微鏡顯示聲帶粘膜的黃斑黃斑由膠原纖維,網狀纖維,彈性纖維,基質和聲帶星狀細胞組成(圖16.42a)。斑點狀黃斑比正常人類聲帶具有更少的纖維蛋白質。許多聲帶星狀細胞分布在斑塊狀黃斑中。它們是不規則的星狀形狀並具有細胞質過程。聲帶狀星狀細胞的細胞核被切割。沒有發現基底層。脂質液滴存在於細胞質中。細胞核 - 細胞質比例相對較小,但細胞內細胞器很少,如粗面內質網和高爾基體。細胞質中的微絲很少。聲帶星狀細胞的細胞質中的一些成分已經退化。在細胞質中觀察到糖原顆粒(糖原顆粒)的累積(圖16.42a)。在聲帶星狀細胞的細胞質外圍幾乎沒有囊泡(圖16.42b)。來自囊泡的新釋放的無定形物質存在於聲帶星狀細胞的表面上,但不如正常細胞那樣多(圖16.42b)。
圖. 16.37 (a)成人聲帶粘膜的固有層中的成纖維細胞的透射電子顯微照片,其未經過十年(64歲男性,醋酸鈾醯和檸檬酸鉛染色)。 (b)a區域B.
圖. 16.38 人類成人聲帶粘膜的黃斑十多年(64歲男性,蘇木精和伊紅染色)
圖. 16.39 人類成人聲帶粘膜的黃斑(Macula flava)未發現超過十年(64歲男性,Elastica van Gieson染色)。 在黃斑病區的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白,膠原纖維(染成紅色)和彈性纖維(染成黑色)
如上所述,黃斑中的聲帶星狀細胞似乎在形態上降低了它們的活性水平。 另一方面,固有層中的成纖維細胞似乎在形態上增加了它們的活性水平。 這種現象在聲帶粘膜十多年不發聲的原因是模稜兩可的。 而不是黃斑黃斑中的失活的聲帶星狀細胞,固有層中的成纖維細胞可以參與細胞外基質的代謝和聲帶粘膜中的纖維發生。
圖. 16.40 人類成人聲帶粘膜的黃斑(Macula flava)未發現超過十年(64歲男性,銀色染色)。 在黃斑病區的聲帶星狀細胞周圍產生較少的纖維蛋白,膠原纖維(染成紅色)和網狀纖維(染成黑色)
圖. 16.41 人類成人聲帶粘膜的黃斑(Macula flava)未發現超過十年(64歲男性,阿爾新藍染色,pH 2.5)。 較少的透明質酸,輕微染成淺藍色,位於斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞周圍
圖. 16.42 (a)十多年未發聲的聲帶粘膜的黃斑的透射電子顯微照片(單寧酸染色)。 (b)a區域B。細胞內細胞器很少,並且在聲帶星狀細胞的細胞質周圍很少有囊泡
16.5人類黃斑細胞的細胞骨架(細胞的機械感受器)自出生以來未被窒息
普遍接受的是,拉伸和壓縮應變對細胞形態和結構具有直接影響,包括細胞骨架結構和組織的變化。細胞骨架起著細胞機械感受器的作用。我們以前的研究支持這樣一個假設,即出生後發聲(聲帶振動)引起的張力刺激包括前部和後部黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞,以加速細胞外基質的產生並形成聲帶韌帶,Reinke空間和特徵分層結構。由發聲引起的張力似乎調節細胞的行為,包括人類聲帶的斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞。
圖. 16.43 (a)自出生以來未發聲的人聲帶粘膜的黃斑的透射電子顯微照片(28歲女性,乙酸鈾醯和檸檬酸鉛染色),(b)a區域B,(c)區域C ,(d)a區域D.中間絲在細胞質的某些部分中消失
電子顯微鏡顯示,許多聲帶星狀細胞分布於出生後未發聲的斑塊狀黃斑中。它們是星狀的,具有細胞質過程(圖16.43)。脂質滴存在於細胞質中。細胞核 - 細胞質比率相對較小,但聲帶星狀細胞的中間細絲在細胞質的某些部分消失。
自出生以來未發聲的斑痣星形細胞中間細絲(細胞的機械感受器)數量較少,與聲帶星狀細胞相比,其特徵蛋白(波形蛋白,結蛋白,膠質纖維酸性蛋白)的表達也減少。正常聲帶中的細胞(圖16.44)。
16.6聲音摺疊粘膜音韻和未音韻(非振動)自出生或未音韻十年以來的比較
萎縮是細胞大小和功能的減少。臨床上,它通常被認為是器官大小和功能的減少。因此,聲帶萎縮可以定義為聲帶的大小和功能的減小。聲帶萎縮也可以定義為層狀結構的每個部分的尺寸和聲帶功能的減小。臨床上,萎縮性聲帶的膜部分變得凹陷並被認為是聲門無力。
日本人二十多歲時聲帶粘膜的上皮和固有層的平均厚度在中間約為1.08mm,在前四分之一點處為1.05mm,在後四分之一點處為1.02mm。平均日本黃斑的大小約為1.5×1.5×1mm。自出生以來一直保持不發聲的聲帶粘膜表現出聲帶粘膜和黃斑中固有層大小的減少,也就是說,聲帶粘膜似乎處於萎縮狀態。
圖. 16.44 通過針對波形蛋白,結蛋白和膠質原纖維酸性蛋白(GFAP)的免疫反應性染色的聲帶星狀細胞區域。正常:正常聲帶粘膜中斑塊狀黃斑中的聲帶狀星狀細胞,未聲帶:聲帶粘膜中的斑塊狀黃斑中的聲帶狀星狀細胞,自出生以來一直未被發聲
發育不全是器官或組織的不完全發育或發育不良。成人聲帶粘膜出生以來最突出的組織學特徵是它們不僅萎縮,而且缺乏聲帶韌帶,Reinke的空間和分層結構。因此,自出生以來未發聲的聲帶粘膜實際上是發育不全和不成熟的,而不是萎縮性的。
未發聲的聲帶粘膜的固有層表現為均勻的結構,主要由膠原纖維組成。在聲帶粘膜的固有層中幾乎沒有透明質酸。透明質酸或透明質酸(糖胺聚糖和細胞外基質之一)有助於組織粘度,並且是維持最佳組織特性的重要分子。它還在人聲帶粘膜的粘彈性中起重要作用。透明質酸還有助於最佳組織硬度,這對基頻控制很重要。因此,粘彈性不足以防止自出生以來未成人的成人聲帶粘膜的振動,並且該結構不適合于振動或發聲。
自出生以來未發聲的聲帶粘膜的內固有的深部檢測到脂肪組織。正常人聲帶粘膜中沒有脂肪組織。在其他哺乳動物中,猴子和馬在聲帶粘膜的中間層中具有脂肪組織。
自出生以來未成人的人類成人和兒童聲帶粘膜中的斑塊狀黃斑的成分與正常發聲的黃斑黃斑中的成分相同。然而,自出生以來未發聲的斑痣黃斑比正常人類聲帶粘膜的纖維和基質成分更少。
關於細胞質,在出生後未發聲的聲帶星狀細胞的細胞質中可見糖原顆粒的積累。代謝活動與糖原沉積物之間存在反比關係,糖原傾向於在萎縮細胞和活性較低的細胞中積累。聲帶星狀細胞在細胞質中顯示空泡變性,並且在細胞質的外圍沒有那麼多的囊泡。來自囊泡的新釋放的無定形物質存在於聲帶星狀細胞的表面上,但不如正常的那些那麼多。自出生以來未發聲的斑痣黃斑中的聲帶星狀細胞似乎具有降低的活性水平。
關於細胞核,它是crenedated或cleaved,核內容是同質的,並且在出生後未發聲的斑痣黃斑中的一些聲帶星狀細胞中沒有染色質塊或核 - (核的均質化)是可辨別的。已知兩種形式的染色質發生在間期細胞核中。一種是異染色質,另一種是常染色質。代謝活躍的細胞具有較淺的染色核,異染色質質量較少且較小。常染色質在RNA和DNA合成中具有活性,但異染色質作為複製和轉錄的模板顯示很少或沒有活性。自出生以來未聲化的人聲帶中的聲帶星狀細胞中的細胞核的均質化表明這些細胞不具有代謝活性。
16.7透明質酸和CD44在未聲帶人聲帶粘膜中的表達和分布
透明質酸在固有層中是豐富的,特別是在斑點狀黃斑,兒童和成人正常的聲帶粘膜中。
包括自出生以來未發聲的人聲帶粘膜的斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞密度在兒童中較低,在成人中高於正常受試者(圖16.45a)。自出生以來未聲波化的人聲帶粘膜的斑塊狀黃斑中兒童和成人之間的細胞密度差異小於正常聲帶粘膜的細胞密度。
自出生以來未發聲的人聲帶粘膜斑塊中CD44陽性細胞的百分比在兒童(1.2±0.9%)和成人(6.4±4.8%)中遠低於正常受試者(圖16.45a)。 。
自出生以來未發聲的人聲帶粘膜固有層中成纖維細胞的密度在兒童中是相同的,在成人中比在正常受試者中更高(圖16.45b)。
未經充足的人聲帶粘膜的固有層中CD44陽性成纖維細胞的百分比極低。兒童(3.7±4.1%)和成人(6.2±3.3%)的情況相同,與正常人的情況形成對比(圖16.45b)。
斑痣中的兩種細胞和自出生以來未發聲的聲帶粘膜中的固有層中的成纖維細胞表達很少的CD44。在兒童中(在聲帶發育階段),透明質酸水平降低,成人聲帶粘膜中的透明質酸也很少。
已知CD44參與多種細胞功能,包括細胞與細胞聚集,細胞周圍基質的保留,基質與細胞和細胞與基質信號傳導,受體介導的內化和透明質酸的降解以及細胞遷移。然而,細胞如何調節CD44的使用仍然是一個謎。
CD44是具有廣泛細胞質結構域的跨膜受體的事實自動表明CD44可以將細胞 - 基質相互作用傳遞到細胞中(外向內信號傳導)並且可以響應細胞內信號(內向外信號傳導)改變基質。 細胞膜定位受體啟動細胞內信號級聯反應。 細胞骨架張力的局部濃度是機械信號傳導的主要介質。 由未膦化狀態引起的細胞骨架組織的破壞可以將CD44分散在膜中,進而改變CD44結合或以其他方式組織細胞外透明質酸或啟動細胞內信號級聯的能力。 細胞內信號級聯的減少和它們之間的串擾可能最終改變細胞行為,包括聲帶星狀細胞行為,在人類聲帶中,自出生以來未發聲。
圖. 16.45 細胞密度和CD44陽性細胞在黃斑(a)和固有層(b)正常和未充血的聲帶粘膜中的百分比。 NS沒有意義
圖. 16.45 (續)
16.8人體聲帶摺疊粘膜中的機械轉導
膠原纖維形成抵抗拉力的結構。細胞通過在基質上施加張力來幫助組織它們分泌的膠原原纖維。已顯示膠原纖維對齊它們的取向以承受與聲帶振蕩相關的縱嚮應力。由膠原和彈性纖維組成的聲帶在前黃斑和後黃斑之間延伸。
由發聲引起的張力似乎調節細胞的行為,包括在人聲帶的斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞(機械調節)。令人感興趣的是,通過細胞 - 基質接觸從斑塊中的細胞外部的聲帶振動引起的機械力是否影響最終改變許多細胞行為的細胞內信號級聯。
「機械轉導」是活組織感知機械應力和通過組織重塑作出反應的能力的術語。細胞機械轉導是細胞將機械刺激轉化為生物力學反應的機制。最近,機械轉導已經擴展到包括壓力感,其轉化為生化信號以及它產生的生物反應序列。機械應力越來越被認為是控制生物功能的主要和必要因素之一,最終影響細胞,組織和器官的功能。
有人提出,由光電(聲帶振動)引起的機械應力是控制生物功能並最終影響聲帶粘膜中細胞功能的主要和必要因素之一。
與發聲(聲帶振動)相關的聲帶上的彎曲應力在位於聲帶粘膜兩端的斑塊狀黃斑區域中最大。然而,機械轉導在振動聲帶粘膜中的作用仍不清楚。
16.9中間絲在聲帶星狀細胞中的作用
中間長絲具有約8-12nm的直徑,這使得它們在微管和微絲之間具有中等尺寸。它們充當支架以支持整個細胞骨架框架並發揮結構作用。它們也被認為具有承載作用,因為它們通常存在於受到機械應力的細胞區域。
中間絲分布在聲帶星狀細胞的細胞質中。聲帶狀星狀細胞存在於斑塊狀黃斑中,其受到機械應力,即聲帶振動。因此,聲帶星形細胞的中間細絲可具有承受張力的作用。
自出生以來未發聲的人類黃斑中的聲帶星狀細胞的中間絲在細胞質的某些部分消失,並且它們的特徵蛋白的表達也減少。聲帶振動對細胞形態和結構有影響,包括細胞骨架結構和組織。因此,這些物理變化可以轉化為細胞核信號傳導和細胞核中轉錄活性的變化,從而引起細胞分化,增殖和遷移的改變,包括斑塊狀黃斑中的聲帶星狀細胞。
16.10人類聲帶星狀細胞的機械調節
越來越多的證據表明,包括人類黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞是人類聲帶粘膜中的組織幹細胞或祖細胞。位於聲帶粘膜兩端的人類黃斑可以是幹細胞生態位的候選者,其是培養幹細胞庫的微環境。
顯而易見的是,拉伸和壓縮應變可以對細胞形態和結構具有直接影響,包括細胞膜,形狀和體積的變化以及細胞骨架結構和組織。這些物理變化可以轉化為細胞核信號傳導和細胞核中轉錄活性的變化,從而引起細胞分化,增殖和遷移的改變。
幹細胞的功能和命運受各種微環境因素的調節。 除化學因子外,機械因子還可以調節幹細胞的存活,組織,遷移,增殖和分化。 幹細胞可能是響應機械負荷而對組織進行表型確定的主要參與者之一。
包括人體黃斑中的聲帶星狀細胞的細胞可以感測機械力,並且這些組織特異性機械力(聲帶振動)可以促進細胞向位於聲帶組織內的細胞表型的分化。 然而,關於力如何影響生物信號傳導知之甚少。 建議多種機械和化學因素的組合可能涉及更複雜的信號傳導機制,並且需要進一步研究評估每種因素的相對重要性。
參考:Functional Histoanatomy of the Human Larynx
ENT庫
※14 痔瘡門診治療的優點和對比
※醫學科學技術進展「第6期」
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