肝
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肝为人体最大的消化腺,也是最大的腺体,它不仅分泌胆汁参与消化活动,而且有营养物质代谢、贮存糖原、解毒、吞噬防御等重要机能,在胚胎期还有造血功能。
肝的重量约占体重的1/50~1/40,小儿肝相对比成人的大。据统计,成年男性肝为1230~1500克,女性肝为1100~1300克。
肝的位置和形态
人的肝脏位于腹腔,大部分在腹腔的右上部,小部分在左上部,是人体最大的实质性腺体器官,一般重约1200~1600g,约占成人体重的1/50,男性的比女性的略重,胎儿和新生儿的肝脏相对较大,可达体重的1/20。正常肝脏外观呈红褐色,质软而脆。肝脏形态呈一不规则楔形,右侧钝厚而左侧偏窄,一般左右径(长)约25cm,前后径(宽)约15cm,上下径(厚)约6cm。上面突起浑圆,与膈肌接触,下面较扁平,与胃、十二指肠、胆囊和结肠相邻。肝上界与膈肌的位置一致,约在右侧第五肋间,肝脏有一定的活动度,可随体位的改变和呼吸而上下移动;肝下界一般不超过肋弓,正常情况下在肋缘下摸不到,有时在剑突下可触及,但一般不超过3cm,而小儿多可在肋缘下触及。
主要位于右季肋区和腹上部,大部为肋弓所覆蔽。小部分位于左季肋区。
肝的上界与膈穹窿一致,其最高点右侧相当右锁骨中线与第5肋的交点。
肝质软而脆,呈红褐色。受到暴力打击时容易破裂引起大出血。肝上面膨隆(图:肝的上面),对向膈,被镰状韧带分为左、右两叶,右叶大而厚,左叶小而薄。肝的下面(图:肝的下面)朝向左下方,邻接腹腔一些重要脏器,故又叫脏面,脏面的中央有一横裂叫肝门,为肝管、肝动脉、门静脉、淋巴管和神经出入肝的门户。
肝下面中间的横沟是肝门,肝管、肝动脉、门静脉、神经、淋巴管等由此出入。肝门的右前方有胆囊。肝的表面包有一层浆膜,通常称为被膜,被膜的疏松结缔组织深入肝的实质,将整个肝脏分隔成50万-100万个结构基本相同的肝小叶。(图:肝的结构)
肝小叶是肝的基本结构和功能单位。肝小叶呈六角柱状。在肝小叶中央贯穿着一条小静脉称为中央静脉,肝细胞以中央静脉为中心,向四周呈放射状排列成一行行的肝细胞索(肝细胞板\肝板),肝细胞索之间的空隙是肝血窦,窦壁有枯否氏细胞,能否噬异物。肝血窦互相吻合,并与中央静脉相通。相邻两条肝细胞索之间的间隙形成的小管道称毛细胆管(胆小管)。门静脉、肝动脉分别带着从消化道吸收来的各种营养物质和含氧动脉血同肝管一起由肝门入肝并分支伴行在肝小叶之间,分别称为小叶间静脉、小叶间动脉、小叶间胆管,它们所在的这个区域称汇管区。通过肝动脉流入肝脏的动脉血以及通过门静脉流入肝脏的静脉血,分别经小叶间动脉和小叶间静脉流入肝血窦,在此与肝细胞进行物质交换,然后汇入中央静脉,最后汇集成肝静脉入下腔静脉。
胆小管汇集成稍大的管道,再逐级汇集成更大的管道,最后形成左、右肝管经肝门出肝。肝细胞分泌的胆汁进入胆小管,经各级胆管和肝管流出。门静脉和肝动脉入肝后反复分支,最终与肝血窦相连接,在此与肝细胞进行物质代谢。
肝血窦中的血液经中央静脉及各级静脉,最后由肝静脉出肝,汇入下腔静脉。
胆汁从肝管出肝后并不立即直接流入十二指肠,而是首先贮存于胆囊内,间断性地排放入十二指肠。胆汁流入十二指肠前在肝外流经的管道总称为肝外胆道系统,包括肝管、肝总管、胆囊管、胆囊和胆总管(图:胆囊系统模式图)。
肝细胞不断分泌的胆汁,入毛细胆管,经小叶间胆管流到左右肝管,再经肝总管入胆总管,最后经十二指肠乳头开口流入十二指肠;或由肝总管转经胆囊管入胆囊贮存。在食物消化时,胆囊收缩,将胆汁则排入十二指肠以助食物的消化和吸收。
[肝脏的主要生理功能]
肝脏是人体的重要器官,有很多功能。有人把肝脏比作体内的化工厂,是有一定道理的,肝内进行的生物化学反应达500种以上,其主要生理功能主要体现在以下几个方面:
1、代谢功能:①糖代谢。饮食中的淀粉和糖类消化变成葡萄糖经肠道吸收后,肝脏就能将它合成肝糖元并贮存于肝脏,当机体需要时,肝细胞又能把肝糖元分解为葡萄糖供给机体利用,当血液中血糖浓度变化时,肝脏具有调节作用。②蛋白质代谢。肝脏是人体白蛋白唯一的合成器官。除白蛋白以外的球蛋白、酶蛋白以及血浆蛋白质的生成、维持和调节都需要肝脏参与。氨基酸代谢如脱氨基反应,尿素合成及氨的处理均在肝脏内进行。③脂肪代谢。中性脂肪的合成和释放、脂肪酸分解、酮体生成与氧化、胆固醇与磷脂的合成,脂蛋白合成和运输均在肝内进行。④维生素代谢。许多维生素如A、B、C、D和K的合成与储存均与肝脏密切相关。肝脏明显受损时会出现维生素代谢异常。⑤激素代谢。肝脏参与激素的灭活。当肝功能长期损害时可出现性激素失调,往往有性欲减退,腋毛、阴毛稀少或脱落。男性阳痿,睾丸萎缩,乳房发育;女性月经不调,还可出现肝掌及蜘蛛痣等。
蛋白质、脂肪和糖类的分解与合成以及它们之间的相互转变等,主要是在肝内实现的,由于三大营养物质在分解时能放出大量的能量,因此,肝也是产热器官。
2、解毒作用:肝脏可以将进入体内或在体内代谢过程中所产生的有毒物质,通过氧化和结合的方式,将有毒物质变为无毒或毒性较小的物质。如体内蛋白质水解为氨基酸,氨基酸分解产生的氨,经肝作用转变成无毒性的尿素由尿排出体外。内源性或外源性的有毒物质,大多经肝细胞的作用使其毒性消失、减弱或结合,转化为可溶性的物质以利于排出。肝脏还可将氨基酸代谢产生的大量有毒的氨经肝细胞内的线粒体和内质网上有关酶的作用,形成无毒的尿素,经肾脏排出体外。肝脏是人体内主要的解毒器官,它可保护机体免受损害。外来的或体内代谢产生的有毒物质都要经过肝脏处理,使毒物成为比较无毒的或溶解度大的物质,随胆汁或尿液排出体外。
3、吞噬作用:肝血窦,窦壁上的星状细胞具有吞噬细菌、异物和衰老红血球的作用。故有防御功能。肝血窦的星形细胞是吞噬系统的重要组成部分。经过肠道吸收的微生物、异物等有害物质,多被星形细胞吞噬消化而清除。
4、合成制造和贮存功能:肝脏在胚胎第8~12周为主要造血器管,至成人时由骨髓取代,造血功能停止。肝病时可引起血液的异常变化,如红细胞实质的改变和数量的减少,可造成溶血及各种贫血。血小板的减少可造成出血,严重时可危及人的生命。但是在某些病理情况下,肝脏仍有可能恢复其造血功能,如慢性失血所致的小红细胞。危重肝病在严重贫血与溶血的同时,可出现棘细胞(齿轮细胞)。肝炎时嗜酸细胞增多,此时肝脏释放出大量嗜酸细胞趋化因子以吞噬抗原-抗体复合物,这是一种保护性机制。以上情况均说明肝脏存在造血功能,而且在某些病理情况下其造血功能恢复。在胚胎时期,肝能制造红细胞,出生后渐被骨髓造血功能所代替,但血液中很多成分如纤维蛋白元、凝血酶元、肝素、白蛋白、胆固醇等仍然由肝脏制造。肝脏内还可以贮存许多重要的物质,如多种维生素(维生素A、D、K、B2、B12、叶酸和烟酸等)、肝糖元、脂类、铁等。肝脏进行的生物化学反应达500种以上,从消化道吸收来的营养物质经门静脉入肝脏,由肝细胞合成机体内的多种物质,如血浆蛋白质,即白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原、球蛋白、脂蛋白及糖元等,糖元贮存于肝细胞内,其分解物质(葡萄糖等)则释放入血。肝细胞也参与维生素的代谢,如贮存维生素A、B、D、K等。肝细胞还合成胆固醇、胆盐等物质。星形细胞 (Kupffer)有贮铁的功能。
5、分泌和排泄功能:肝细胞不断地生成胆汁酸和分泌胆汁。胆汁在消化过程中可促进脂肪在小肠内的消化和吸收。如果没有胆汁,食入的脂肪约有40%从粪便中丢失,而且还伴有脂溶性维生素的吸收不良。同时还可以将血红蛋白的代谢产物(胆色素)以及进入体内的细菌,随胆汁排入肠道。
肝脏病包括肝炎、肝硬化、肝癌等。最常见的病毒性肝炎,有甲、乙、丙、丁、戊五型。
无论是肝炎、肝硬化,还是肝癌,其肝实质细胞均受到程度不同的破坏,使肝组织发生变性、坏死,代之以任维组织增生。
肝脏病人的食品,要有利于保护肝脏。蛋白质、碳水化合物和富含维生素B、C的食品有保护肝脏的功用。蛋白质可以帮助已操作的肝细胞恢复和促进肝细胞再生。患者可多吃瘦肉、牛奶、鸡蛋、鱼等。高碳水化合物的食物能保持肝细胞糖元含量,用于肝细胞的构成和增生,但也不可过多,以免影响消化酶的分泌。此外,肝脏病人要限制脂肪食品。因为:一、脂肪进入肝内不易运出,在肝内堆积,会形成脂肪肝;二、肝脏病人胆汁分泌少,食入的脂肪不易消化。尤其是急性期的肝炎病人,每天食脂肪在50克以下较适合。肝脏病人要大量补充维生素A、K、B2和C。
有腹水发生的肝脏病人,应食无盐或少盐食品,以半流质或软质食品为主。
参考资料:
肝脏的组织学特点是什么?
肝脏的表面有一薄层致密的结缔组织构成的被膜,被膜深入肝内形成网状支架,将肝实质分隔成许多具有相似形态和相同功能的基本单位——肝小叶。人类肝脏约有150万个肝小叶。肝小叶呈多角棱柱体,约1mm×2mm大小,小叶的中轴贯穿一条静脉,为中央静脉。肝细胞以中央静脉为中心呈放射状排列,形成肝细胞索。肝细胞索相互吻合成网,网眼间有窦状隙和血窦。肝细胞间的管状间隙形成毛细胆管。因此可以说,肝小叶是由肝细胞、毛细胆管、血窦和相当于毛细淋巴管的窦间隙所组成。
当肝细胞广泛变性和坏死,纤维组织弥漫性增生,并有再生小结节形成,正常肝小叶结构和血管解剖破坏,就会成为肝硬化。
关于肝脏结构和功能单位有哪几种学说?
有三种不同的学说,分别从不同的角度研究肝脏的结构与功能,即经典肝小叶、门管小叶与肝腺泡学说。
(1)经典肝小叶:肝小叶的主体形态一般呈六角形棱柱体,长约2mm,宽0.7mm,肝细胞以中央静脉为中心呈放射状向四周排列,称为肝细胞索。肝细胞索的细胞呈一行或双行排列,并相互连接,肝细胞索之间为窦状隙。肝小叶之间以结构组织分隔,并有肝门管的分支分布其间,成人肝脏大约有100万个肝小叶。
(2)门管小叶:1906年Mall根据胆管和血管都是从门管区发出分支进入肝实质,因此认为肝小叶应以排泄导管为中轴,即以门管区为中轴的小叶结构,即门管小叶,它一般为三角形,柱状体,其长轴与肝小叶一致,中心为胆管及伴行的血管,周围以三个中央静脉的连线为界。门管小叶的概念着重强调肝细胞分泌的胆汁,从门管小叶的周边向中央汇集,导入胆管,以肝的外分泌功能为主。
(3)肝腺泡学说:1954年由Rappaport及其同仁们提出,这种学说所指的肝基本功能单位体积较小,一般呈卵圆形,它是从门管区的小叶间动脉、小叶间静脉、小叶间胆管各发出的一支终管道为中轴,两端以中央静脉为界。一般若按经典肝小叶的横断面为视野,一个经典肝小叶可包含六个肝腺泡。肝腺泡学说有利于说明肝细胞的结构功能,对解释肝脏病理变化和再生过程的现象有意义。
肝脏最小的结构单位是什么?
目前肝腺泡被认为是肝脏的最小结构单位,也是最小的功能单位。肝腺泡大致为卵圆形,是以汇管终末分支为轴的一个实质团块,三四个单腺泡组成集合腺泡,三四个集合腺泡组成腺泡团块。至少有4个腺泡团块集合在一起才能被肉眼辨认。这很像不同粗细的树干分支,小分支和附着一串串大小不等的葡萄样终末支。肝腺泡有3个代谢区。1区是指最接近门脉终末支中轴肝细胞,此区血液成分近动脉性,氧分压高,细胞代谢比较活跃,抗病能力强,再生出现早。2区是1区和3区的过渡区。3区是距门脉终末支最远的边缘部分,即肝静脉终末支周围区,其肝窦内血氧分压最低,细胞营养条件差,细胞的再生能力与抵抗力较弱。
肝脏的血液供应与腹腔内其他器官有什么不同?
肝脏的血液供应十分丰富,这和它担负着重要的生理功能是分不开的。据研究,肝脏的血液供应1/4来自肝动脉,主要供给肝脏所需要的氧气,另3/4来自门静脉,后者收集胃肠道和脾脏的血液以供给肝脏营养。
肝脏有双重血液供应,这是与腹腔内其他器官不同的。肝动脉是肝脏的营养血管,内含丰富的氧和营养物质,供给肝脏的物质代谢,其血流量约占肝全部血流量的20%~30%,压力较门静脉高30~40倍。门静脉是肝的机能血管,其血量占肝血供的70%~80%,压力较低,其血液富含来自消化道及胰腺的营养物质,当流经窦状隙时,即被肝细胞吸收,再经肝细胞加工,一部分排入血液供机体利用,其余暂时贮存在肝细胞内,以备需要时利用。
这两条血管均被包绕在结缔组织鞘内,经肝门(或称第一肝门)进入肝脏,以后就像树枝分叉样分布于腺泡内。由肝腺泡边缘肝小静脉(即中央静脉)汇合成较大的肝静脉分支,最后汇合成的肝静脉主干,进入下腔静脉,称第二肝门。肝的后面肝短静脉有至少3~4条,多至 7~8条小静脉注入下腔静脉,称第三肝门。
门静脉系统在机能上和结构上有什么特点?
门静脉系统由肠系膜上静脉和脾静脉汇合而成,与腔静脉系统相比,在机能和结构上具有以下特点:①门静脉是肝的机能血管,收集了消化道、脾、胰、胆囊的血液,携带丰富的营养物质输送入肝脏,除作为肝本身的代谢能原外,还合成新的物质,供给全身组织的需要。 ②其起止端均为毛细血管,起始于胃、肠、胰、脾的毛细血管网,终端为肝血窦状隙。且门静脉主干及较大的属支均无瓣膜结构。③门静脉与腔静脉之间存在较多的交通支,在门静脉高压时,为了使淤滞在门静脉系统的血液回流,这些交通支大量开放,而建立侧支循环,其主要侧支循环有:①食道下段与胃底静脉的曲张;②脐静脉的重新开放;③门静脉系的痔静脉与腔静脉系中、下痔静脉吻合,形成痔核。
肝脏有2条输入血管和1条输出血管,其名称是什么?
输入血管即肝固有动脉和肝门静脉,输出血管是肝静脉。肝固有动脉和肝门静脉经肝门入肝之后即反复分支,分别成为小叶间动脉和小叶间静脉。小叶间动脉和小叶间静脉均分支进入肝小叶汇入血窦,动脉血和静脉血在血窦内混合,与肝细胞进行物质交换即汇入中央静脉,中央静脉再注入小叶下静脉,最后汇成肝静脉,经肝后面出肝,直接注入下腔静脉。
肝
肝是人体最大的腺,它产生的胆汁经胆管输入十二指肠,参与脂类物质的消化,故通常将肝列为消化腺。但肝的结构和功能与其他消化腺有很大不同,例如:肝细胞的排列分布特殊,不形成类似胰腺和唾液腺的腺泡;肝内有丰富的血窦,肝动脉血以及由胃肠、胰、脾的静脉汇合而成的门静脉血均输入肝血窦内;肝细胞既产生胆汁排入胆管,又合成多种蛋白质和脂类物质直接分泌入血;由胃肠吸收的物质除脂质外全部经门静脉输入肝内,在肝细胞内进行合成、分解、转化、贮存。因此,肝又是进行物质代谢的重要器官。此外,肝内还有大量巨噬细胞,它能清除从胃肠进入机体的微生物等有害物。
肝表面覆以致密结缔组织被膜,并富含弹性纤维,被膜表面大部有浆膜覆盖。肝门处的结缔组织随门静脉、肝动脉和肝管的分支伸入肝实质,将实质分隔成许多肝小叶。
(一)肝小叶
肝小叶(hepatic lobule)是肝的基本结构单位,呈多角棱柱体,长约2nm,宽约1mm ,成人肝约有50万~100万个肝小叶(图13-9)。小叶之间以少量结缔组织分隔,有的动物(如猪)的肝小叶分界明显,而人的肝小叶间结缔组织很少,相邻肝小叶常连成一片,分界不清(图13-10)。肝小叶中央有一条沿其长轴走行的中央静脉(central vein),中央静脉周围是大致呈放射状排列的肝细胞和肝血窦。
图13-9 肝小叶模式图
图13-10 肝小叶横切图
正常肝内的结缔组织仅占肝体积的4%左右,主要分布在肝小叶之间,肝小叶则占肝体积96%。肝细胞是构成肝小叶的主要成分,约占肝小叶体积的75%。肝细胞以中央静脉为中心单行排列成板状,称为肝板(hepatic plate)。肝板凹凸不平,大致呈放射状,相邻肝板吻合连接,形成迷路样结构。肝板之羊为肝血窦,血窦经肝板上的孔互相通连,形成网状管道(图13-11)。在切片中,肝板的断面呈索状,称肝索(hepatic cord)(图13-12)。肝细胞相邻面的质膜局部凹陷,形成微细的小管,称胆小管,胆小管在肝板内也相互连接成网(图13-11)。
图13-11 肝板、肝血窦与胆小管关系模式图
图13-12 肝索与肝血窦
1.肝细胞 肝细胞(hepatocyte)体积较大,直径20~30μm,呈多面体形。肝细胞有三种不同的功能面:血窦面、细胞连接面和胆小管面。血窦面和胆小管面有发达的微绒毛,使细胞表面积增大。相邻肝细胞之间的连接面有紧密连接、桥粒和缝隙连接等结构(图13-13)。
图13-13 肝细胞、肝血窦、窦周隙及胆小管的关系图解
图13-14 大鼠肝细胞电镜像 ×16100
N细胞核,RER粗面内质网,M线粒体,G高尔基复合体,Ly溶酶体,BC胆小管
(上海医科大学电镜室供图)
肝细胞核大而圆,居中央,常染色质丰富丰色浅,核膜清楚,核仁1至数个。部分肝细胞(约25%)有双核,有的肝细胞的核体积较大,为多倍体核。肝细胞核DNA含量分析,正常成体肝细胞以四倍体核占多数,约占肝细胞总数的70%左右,还有少量八倍体肝细胞。一般认为,双核肝细胞和多倍体肝细胞的功能比较活跃。肝细胞是一种高度分化并具有多种功能的细胞,胞质内各种细胞器丰富而发达,并含有糖原,脂滴等内涵物(图13-14)。细胞器和内涵物的含量与分布常因细胞的功能状况或饮食变化而变动。在HE染色切片中,肝细胞质呈嗜酸性,并含有散在的嗜碱性物质,它是由粗面内质网组成的结构。
线粒体:每个肝细胞约有2000个左右,遍布于胞质内,为肝细胞的功能活动不断提供能量。
粗面内质网(RER):成群分布于胞质内,是肝细胞合成多种蛋白质的基地。血浆中的白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原、脂蛋白、补体蛋白以及许多载体蛋白等都是在RER的核糖体上合成。然后经内质网池转移到高尔基复合体,组装形成运输小泡或直接经胞质的基质,从血窦面排出。
滑面内质网(SER):广泛分布于胞质内,SER膜上有多种酶系分布,如氧化还原酶、水解酶、转移酶、合成酶等。肝细胞摄取的各种有机物可在SER进行连续的合成、分解、结合和转化等反应,故肝细胞SER有多种功能,如胆汁合成和胆红素、脂类与激素的代谢以及生物转化等。胆汁中的重要成分胆酸,是在SER的酶作用下由胆固醇转变而成。肝细胞从血液中摄取的脂肪酸,是在SER的酶作用下由胆固醇转变而成。肝细胞从血液中摄取的胆红素,在SER上的葡萄糖酸转移酶的作用下转变为水溶性的结合胆红素,经胆汁排出。肝细胞摄取的脂肪酸,在SER上再度酯化为甘油三脂,并与蛋白质结合形成极低密度脂蛋白(VLDL)。多种激素尤其是类固醇激素的灭活,也是在SER上进行的。机体代谢过程中产生的某些有毒产物或从肠道吸收入肝的有害物质(药物、腐败产物等),经SER的酶氧化、还原、水解、结合等生物转化作用,使其毒性减弱或水溶性增强而易于排泄。若经常服用某些药物(如巴比妥等),可促使肝细胞的SER增生,酶活性增强,机体对这些药物的耐受性也增强。
高尔基复合体:每个肝细胞约有50个。高尔基复合体参与肝细胞的分泌活动,RER合成的蛋白质转移到高尔基复合体进行加工或贮存,然后经运输小泡由血窦面排出。肝细胞近胆小管处的高尔基复合体尤为发达,与胆小管面质膜的更新及胆汁的排泌有关。
溶酶体:数量和大小不一。肝细胞吞饮的物质、退化的细胞或细胞内过剩物质常与溶酶体融合,被水解酶消化分解,或滞留在溶酶体内。溶酶体的这种作用,对肝细胞结构的不断更新和细胞正常功能的维持十分重要。
过氧化物酶体(微体):为圆形小体,大不不一,人肝细胞微体呈均质状结构,有的动物(鼠)肝细胞微体有致密核芯。微体内主要含过氧化氢酶和过氧化物酶,它们可将细胞代谢产生的过氧化氢还原为水,以消除过氧化氢对细胞的毒性作用。微体内还有黄嘌呤氧氧化酶等,它们能将核酸的代谢产物嘌呤氧化为尿酸,由尿中排出。鼠肝细胞微体内的核芯含尿酸氧化酶,人肝细胞微体内无核芯,也不含尿酸氧化酶。
内涵物:肝细胞内有糖原、脂滴、色素等内涵物,它们的含量因机体的生理和病理状况的不同而异。进食后糖原增多,饥饿时糖原减少。正常肝细胞内脂滴少,肝病时脂滴多。肝细胞胞质的色素有胆红素、含铁血黄素、脂褐素等,它们也可以贮存在溶酶体内,脂褐素的含量随机体年龄的增长而增多。
2.肝血窦 肝血窦(hepatic sinusoid)位于肝板之间,互相吻合成网状管道。血窦腔大而不规则,血液从肝小叶的周边经血窦流向中央,汇入中央静脉。血窦壁由内皮细胞组成,窦腔内有定居于肝内的巨噬细胞和大颗粒淋巴细胞。
内皮细胞:内皮细胞是构成肝血窦壁的主要成分,细胞扁而薄,含核的部分凸向窦腔。扁薄的胞质有许多大小不等的窗孔,小者直径0.1μm,大者直径达1~2μm,小窗孔常聚集成群,形成筛样结构,孔上无隔膜(图13-15)。胞质内细胞器较少,但吞饮小泡较多。内皮外无基膜,伏见散在的网状纤维(图13-13)。内皮细胞间常有0.1~0.5 μm宽的间隙。因此肝血窦通透性大,血浆中除乳糜微粒外,其他大分子物质均可自由通过,肝细胞产生的脂蛋白等也可通过血窦壁进入血窦,这有利于肝细胞摄取血浆物质和排泌其分泌产物。
图13-15 豚鼠肝冷冻蚀刻复型电镜像示血窦内皮细胞孔(↑)
En内皮细胞,KC枯否细胞
(河北医学院王仲涛教授供图)
肝巨噬细胞:又称枯否细胞(Kupffer cell),是定居在肝内的巨噬细胞。细胞形态不规则,有许多板状或丝状伪足,细胞表面有许多皱褶和微绒毛,并有较厚的糖衣。细胞常以其伪足附于内皮细胞上或穿过内皮细胞窗孔或细胞间隙伸入窦周隙内(图13-16)。胞质内溶酶体甚多,并常见吞噬体和残余体。肝巨噬细胞来自血液单核细胞,是体内固定型巨噬细胞中最大的细胞群体。肝巨噬细胞具有变形运动和活跃的吞饮与吞噬能力,构成机体一道重要防线,尤其在吞噬清除从胃肠进入门静脉的细菌、病毒和异物方面起关键作用。肝巨噬细胞还可监视、抑制和杀伤体内的肿瘤细胞,尤其是肝癌细胞,并能吞噬和清除衰老、破碎的红细胞和血小板等。此外,肝巨噬细胞还有处理和传递抗原、诱导T细胞增殖及参与调节机体免疫应答等作用。
图13-16 肝巨噬细胞(KC)电镜像
上图 大鼠肝 ×24000(上海医科大学电镜室供图)
Lu血窦腔,H肝细胞,PS窦周隙,↑内皮细胞孔
下图 足月胎儿冷冻割断扫描电镜像
(河北医学院吴淑兰教授供图)
大颗粒淋巴细胞:肝内的大颗粒淋巴细胞(large granular lymphocyte,,简称LGL),是近10年来被确认的,最初称为pit细胞,并被误认为是一种内分泌细胞,以后的研究证实它是一种对肿瘤细胞等有自然杀伤作用的大颗粒淋巴细胞。LGL一般较牢固地附着在内皮细胞或枯否细胞表面,在门静脉高压灌注时,LGL可游离下来。细胞近圆形,表面有短小突起,细胞核较大,一侧有齿状凹陷,偏居于细胞一侧,核膜下染色质致密。在核凹陷处胞质内有高尔基复合体和中心体,一侧胞质内有少量线粒体及一些圆形或椭圆形的膜包颗粒,直径0.3~0.6μm,颗粒具溶酶体性质(图13-13),LGL具有NK细胞活性和表面标志,它对肿瘤细胞和病毒感染的肝细胞有直接杀伤作用。因此认为,LGL也是构成肝防御屏障的重要组成部分。
3.窦周隙和贮脂细胞 血窦内皮细胞与肝细胞之间有宽约0.4μm的狭小间隙,称窦周隙(perisinusoidal space)或Disse隙(图13-13,13-16)。血窦内的血浆成分经内皮细胞窗孔进入窦周隙,故窦周隙内充满血浆,肝细胞血窦面的微绒毛伸入窦周隙,浸于血浆之中。肝小叶的窦周隙也是互相通连网状通道。它是肝细胞与血液之间进行物质交换的场所。扫描电镜观察,有的肝细胞相邻面之间有贯通的细胞间通道,并与窦周隙相通,表面也有许多微绒毛,使肝细胞有更广大的表面与血浆进行物质交换(图13-13)
窦周隙内有散在的网状纤维,起支持血窦内皮的作用;还有一种散在的细胞称贮脂细胞(fat-storing cell)或称Ito细胞,细胞形态不规则,有突起,附于内皮细胞外表面及肝细胞表面。细胞周围常见网状纤维(图13-13)。HE染色切片中不易辨认贮脂细胞,用氯化金浸染或免疫细胞化学可显示。电镜下,贮脂细胞的结构特征是胞质内含有许多大小不一的脂滴,粗面内质网和高尔基复合体也较发达(图13-17)。实验证明,贮脂细胞的脂滴内含有维生素A,当给动物以大量维生素A后,贮脂细胞数及其脂滴显著增多,细胞体积增大,脂滴内贮有维生素A。贮脂细胞还有产生胶原的功能,在肝纤维化病变中,贮脂细胞增多,结构类似于成纤维细胞,并产生大量网状纤维。故认为贮脂细胞是一种特殊的成纤维细胞,它在肝正常微环境中,细胞内形成脂滴,以摄取和贮存维生素A功能为主,而合成胶原功能表达受抑制;在病理状况下,贮脂细胞增多并转化为成纤维细胞,合成胶原的功能增强,与肝纤维增生性病变的发生有关。
图13-17 人肝贮脂细胞电镜像 ×16000
N贮脂细胞核,L脂滴
(上海医科大学电镜室供图)
4.胆小管 胆小管(bile canaliculi)是相邻两个肝细胞之间局部胞凹陷形成的微细管道,直径0.5~1.0μm,用银染法或ATP酶组化染色法可清楚显示。它们在肝板内连接成网格状管道(图13-18),电镜下观察,胆小管腔面有肝细胞形成的微绒毛突入腔内,胆小管周围的肝细胞膜形成紧密连接、桥粒等连接复合体封闭胆小管(图13-13,13-19,13-20)。正常情况下,肝细胞分泌的胆汁排入胆小管,胆汁不会从胆小管溢出至窦周隙;当肝细胞发生变性、坏死或胆道堵塞内压增大时,胆小管的正常结构被破坏,胆汁则溢入窦周隙,进而进入血窦,出现黄疸。
图13-18 兔肝硝酸银浸染示胆小管 ×320
CV 中央静脉
(二)肝门管区
从肝门进出的门静脉、肝动脉和肝管,在肝内反复分支,伴行于小叶间结缔组织内(图13-9)。在肝切片中,肝小叶周围的角缘处,可见较多的结缔组织,其中含有上述三种伴行管道的断面,称为门管区(portal area)。每个肝小叶的周围一般有3~4个门管区,门管区内主要有小叶间静脉、小叶间动脉和小叶间胆管,此外还有淋巴管和神经纤维(图13-21)。
图13-19 大鼠肝电镜像示胆小管 ×30000
BC胆小管,HC肝细胞,↑紧密连接,()桥粒,
※高尔基复合体
(上海医科大学电镜室供图)
图13-20 大鼠肝冷冻割断扫描电镜像示胆小管
(河北医学院应国华教授供图)
图13-21 肝门管区
小叶间静脉:是门静脉的分支,管腔较大而不规则,壁薄,内皮外仅有少量散在的平滑肌。
小叶间动脉:是肝动脉的分支,管径较细,腔较小,管壁相对较厚,内皮外有几层环行平滑肌。
小叶间胆管:是肝管的分支,管壁由单层立方或低柱状上皮构成。
(三)肝内血液循环
进入肝的血管有门静脉和肝动脉,故肝的血供丰富。门静脉是肝的功能血管,将从胃肠吸收的物质输入肝内。门静脉在肝门处分为左右两支,分别进入肝左、右叶,继而在肝小叶间反复分支,形成小叶间静脉。小叶间静脉分出小支,称终末门微静脉(terminal portal venule),行于相邻两个肝小叶之间。终末门微静脉的分支与血窦相连,将门静脉血输入肝小叶内。肝动脉血富含氧,是肝的营养血管。肝动脉的分支与门静脉的分支伴行,依次分为小叶间动脉和终末肝微动脉(terminal hepatic arteriole),最后也通入血窦。小叶间动脉还分出小支,供应被膜、间质和胆管。因此,肝血窦内含有门静脉和肝动脉的混合血液。肝血窦的血液,从小叶周边流向中央,汇入中央静脉。中央静脉的内皮外无平滑肌,仅有少量结缔组织。若干中央静脉汇合成小叶下静脉,它单独行于小叶间结缔组织内,管径较大,壁较厚。小叶下静脉进而汇合成2~3支肝静,出肝后入下腔静脉。
(四)肝内胆汁排出途径
胆小管内的胆汁从肝小叶的中央流向周边。胆小管于小叶边缘处汇集成若干短小的管道,称闰管或Hering管。闰管较细,上皮由立方细胞组成,细胞着色浅,胞质内的细胞器较少。闰管与小叶间胆管相连,小叶间胆管向肝门方向汇集,最后形成左、右肝管出肝。
(五)肝的淋巴和神经
肝产生大量淋巴,胸导管内的淋巴有25%~50%来自肝。肝淋巴管分布于被膜内和小叶间管道周围。肝小叶内无淋巴管。肝的淋巴主要来自窦周隙的血浆。窦周隙的血浆从小叶中央流向周边,在小叶边缘沿血管周围间隙流至小叶间结缔组织内,继而被吸收入淋巴管,形成淋巴,故肝淋巴富含蛋白质。当肝细胞坏死或胆道阻塞时, 胆汁溢入窦周隙,肝淋巴也含胆汁成分。
交感和副交感神经纤维随血管入肝并分支,在门管区的血管周形成神经丛,神经末梢穿入管壁内终止于平滑肌细胞,调节血管的舒缩及肝内血流量。在某些动物还发现部分肾上腺素能神经纤维穿入肝小叶,行于窦周隙内,其终末附于肝细胞和贮脂细胞上,可能参与调节这些细胞的功能活动。此外,肝内也有感觉神经末梢,主要分布在被膜和小叶间结缔组织内,司痛觉。
(六)门管小叶和肝腺泡
以中央静脉为中心的肝小叶称为经典肝小叶(classic lobule),它作为肝的基本结构单位至今仍习惯应用。此外,还有门管小叶和肝腺泡两种肝结构单位的概念(图13-22)。
图13-22 肝小叶、门管小叶与肝腺泡的关系图解
1.门管小叶 有人认为肝结构单位也应与一般外分泌腺一样以导管为中心,门管小叶(portal lobule)是以门管区内的胆管为中心的三角形柱状体,三个角缘处为相邻肝小叶的中央静脉(图13-22)。门管小叶内的胆汁从周边流向中央,汇入小叶中央的胆管(即前述的小叶间胆管)。故门管小叶的概念是强调肝的外分泌性质。
2.肝腺泡 肝腺泡(hepatic acinus)是肝结构单位的一种较新的概念。肝细胞是行使肝功能的主要成分。肝细胞的代谢活动与肝内血循环关系密切。肝腺泡是应用肝血管灌注法,根据肝细胞与肝内微循环血流的关系而建立的。肝腺泡的体积较小,立体形态似橄榄,平面呈卵圆形。它以门管区血管发出的终末门微静脉和终末肝微动脉及胆管分支为中轴,两端以邻近的两个中央静脉为界(图13-22)。故一个肝腺泡是由相邻两个肝小叶各1/6部分组成的,其体积约为肝小叶的1/3。每个肝腺泡接受一个终末血管(门静脉系和肝动脉系)的血供,因而它是以微循环为基础的肝最小结构单位。
肝腺泡内的血流从中轴单向性地流向两端的中央静脉,根据血流方向及肝细胞获得血供的先后优劣的微环境差异,将肝腺泡分为三个带(图13-22):①近中轴血管的部分为Ⅰ带,肝细胞优先获得富于氧和营养成分的血供,细胞代谢活跃,再生能力强;②Ⅰ带的外侧为Ⅱ带,肝细胞营养条件次于Ⅰ带;③近中央静脉的腺泡两端部分为Ⅲ带,肝细胞营养条件较差,细胞再生能力也较弱,易受药物和有毒物质的损害。不良、酒精中毒、药物中毒或病毒性肝炎时,常首先起Ⅲ带肝细胞变性坏死。肝腺泡概念与肝的病理变化有关,故有一定实际意义。
(七)肝细胞的异质性
近些年通过肝细胞超微结构形态计量和生物化学的深入研究,证明肝小叶内的肝细胞有结构和功能的梯度差异。这种差异主要取决于肝小叶内血流动力以及氧和营养供应的差别,即肝细胞所处的微环境的差异。自肝腺泡的概念被肯定后,肝细胞异质性问题也渐被证实并受到重视。如大鼠肝腺泡Ⅰ带肝细胞的线粒体总体积比Ⅲ带的大,Ⅲ带肝细胞的滑面内质网总面积较Ⅰ带大,Ⅰ带肝细胞的吞饮活动较Ⅲ带的强等。各带肝细胞还表现一定生化功能的异质性,如物质的摄取、合成和代谢以及生物转化和胆汗分泌等方面。肝细胞从血窦摄取物质一般是从肝腺泡Ⅰ带至Ⅲ带递减。Ⅰ带肝细胞以糖原合成和葡萄糖产生为主,Ⅲ带肝细胞则以葡萄糖的利用为主。巴比妥诱导后的细胞色素P450反应主要在Ⅲ带肝细胞,Ⅲ带肝细胞中的葡萄糖醛酸转移酶活性也较Ⅰ带高5倍,而硫化结合反应的酶活性则Ⅰ带肝细胞较明显。Ⅰ带和Ⅱ带肝细胞主要参与胆酸的转运和分泌胆盐依赖性胆汁;Ⅲ带肝细胞则主要分泌不依赖胆盐的胆汗,胆盐的转运作用较弱。Ⅰ带和Ⅱ带肝细胞分泌的胆汁量较Ⅲ带的多。
除肝细胞的异质外,肝腺泡内的其他成分也表现一定的差异。如肝腺泡Ⅰ带的血窦窄而弯曲,表面积与腔容积之比较大,内皮细胞的窗孔也较大,故便于物质交换;Ⅲ带的血窦较直而宽,内皮细胞的窗孔小,血流易入中央静脉。肝腺泡Ⅰ带内的枯否细胞体积较大,数量较多,占肝内枯否细胞总数的43%,常首先摄进入肝血窦中的内源性或外源性异物;肝腺泡Ⅱ带和Ⅲ带内的枯否细胞数较少。肝腺泡Ⅰ带的贮脂细胞较多,细胞内含脂滴多;Ⅲ带的贮脂细胞较少,含脂滴也少。
(八)肝的再生
正常成体的肝细胞是一种长寿命细胞,极少见分裂相。但在肝受损害后,尤其在肝部分切除后,残余肝细胞迅速出现快速活跃的分裂增殖,并呈现明显的规律性。如大鼠肝被切除3/4后15~18小时,即以四倍体肝细胞为主启动增殖周期,术后24小时出现S期和G2期高峰,术后36小时出现分裂高峰。术后2天内大多数肝细胞均至少分裂一次,此后肝细胞继续分裂增殖,直至术后5~7天肝恢复正常体积,肝细胞分裂也停止。肝病患者施行大部或部分肝切除后也有再生能力,但因病变情况而异,一般可在半年内恢复正常肝体积,肝具有如此强大的再生潜能,其机理虽已有许多研究,但迄今还不完全清楚。目前已知,肝再生受肝内外诸多因子的调控,包括肝细胞增殖刺激因子、肝细胞增殖抑制因子和激素类辅助因子三大类。肝细胞增殖刺激因子有数种,如表皮生长因子(EGF)、转化生长因子α(TGFα,肝大部切除后不久由新生肝细胞产生)、肝刺激物质(HSS,由再生肝产生)、肝细胞生长因子(HGF,由肺、肾、血小板等及受损害的肝产生)等。肝细胞增殖抑制因子也有几种,如转化生长因子β(TGFβ,由血小板和肝血窦内皮细胞等产生)、肝抑素(hepatic chalone),由正常肝细胞产生)等。激素类辅助因子,如胰岛素、高血糖素、生长激素等。在肝受损害或部分切除后,肝外和(或)肝内产生这些因子的量发生变化。它们通过肝细胞相应的受体作用于肝细胞,使肝细胞膜结构和代谢活动发生变化,启动和促进或抑制肝细胞的增殖。尽管上述因子的作用机理及其相互关系还不完全清楚,但它们协同调节和控制肝再生过程的事实已基本肯定。