第一章组织学绪论
组织学（histology）是研究机体微细结构及其相关功能的学科。组织学的研究内容包括细胞、组织、器官和系统。
第一节组织学的研究内容及意义
一、组织学的研究内容
细胞（cell）是人体结构与功能的基本单位。细胞外基质（extracellular matrix，ECM）又称细胞间质（intercellular substance），是细胞分泌到细胞外间质中的蛋白质和多糖类物质，构成细胞外微环境，可调节细胞的发育和细胞的生理活动。组织（tissue）是由形态和功能相同或相似的细胞与细胞外基质一起构成并具有一定形态结构和生理功能的细胞群体。人体组织根据结构和功能的不同，一般分为四种基本组织，即上皮组织、结缔组织、肌组织和神经组织。器官（organ）是由基本组织按照一定的方式有机地组合在一起并行使特定功能的结构。中央有较大空腔的器官，称中空性器官，如心、胃、膀胱、子宫等。中央无较大空腔的器官，称实质性器官，如肝、脾、肺、肾等。系统（system）由多个结构相似、功能相关的器官组成，可完成连续的生理活动，如运动系统、神经系统、循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统和生殖系统等。
二、组织学的研究意义
组织学是解剖学的一门分支学科，是引导医学生进人医学领域、探索人体微观世界的医学基础课。同时，组织学与生理学、病理学、内科学、妇产科学、组织工程学等学科交叉渗透并协同发展。随着现代科学技术的迅猛发展，组织学的研究水平已经从光学显微镜和电子显微镜水平深人到分子水平。现代组织学与生命科学各学科高度融合，如干细胞治疗与再生医学、精准医学与肿瘤的生物治疗、表观遗传学、细胞衰老与死亡、3D打印与组织工程等，都与组织学有着密切联系，有力地促进了医学研究前沿学科的发展。因此，医学生通过系统地学习组织学知识，掌握人体微细结构与功能的关系，才能更好地学习和理解人体生理过程和病理过程，为深人学习其他医学课程奠定坚实的基础。
第二节组织学的发展简史
1665年，英国学者罗伯特 虎克（Robert Hooke）用简易的光学显微镜观察到软木薄片标本，将细胞壁构成的小室称为“cell”，创立了“细胞”一词。1677年，荷兰科学家用高倍显微镜发现了精子、红细胞、肌细胞和神经细胞等。1801年，法国科学家Bichat首次提出了“组织”（tissue）的概念。1819年，德国科学家马耶尔（Mayer）创立了“Histology”一词，组织学作为一门独立的学科正式建立。1838年和1839年，德国学者施莱登（Schleiden）和施万（Schwann）分别发表论文，指出细胞是一切植物和动物的结构、功能和发生的基本单位，创立了细胞学说，在生命科学发展史上具有划时代的意义。
进人19世纪后，随着光学显微镜的不断改进，组织标本的固定、包埋、切片和染色等技术也有了很大进步，这些都极大地促进了组织学的发展。20世纪后，相差显微镜、偏光显微镜、暗视野显微镜等相继问世，并应用于组织学的研究。20世纪40年代，电子显微镜的出现将组织学的研究由细胞水平提升至分子水平。
20世纪以来，随着生物化学、生物物理学的发展，新的技术方法不断建立和完善，如放射自显影技术、显微分光光度技术、细胞与组织培养技术、图像分析技术、激光共聚焦扫描显微镜技术等。这些技术应用于组织学的研究，使组织学得到了蓬勃发展，形成了许多新兴交叉学科，如组织工程学、机能组织学、系统生物学等，使得组织学的研究更加广泛、深人、精细，呈现自动化、定量化和数字化的特点。
我国的组织学研究始于20世纪初。老一辈组织学家主要有马文昭（1886～1965年）、鲍鉴清（1893～1982年）、王有琪（1899～1995年）、张作干（1907～1969年）、李肇特（1913～2006年）、薛社普（1917～2017年）和成令忠（1931～2003年）等，他们对组织学的学科建设、科学研究和人才培养等做出了巨大贡献。
第三节组织学的研究方法
组织学技术种类较多，其原理涉及物理学、化学、生物化学、免疫学和分子生物学等学科的知识。下面简要介绍组织学常用的技术方法。
一、普通光学显微镜技术
普通光学显微镜（lightmicroscope，LM）简称光镜，是观察机体微细结构*常用的显微镜。光镜下所见的组织细胞结构简称光镜结构。光镜的分辨率为0.2pm。为了能在显微镜下观察到清晰的组织结构，需要将所研究的材料经过一系列特殊处理，制成标本。标本的制作可分为切片法和
非切片法两种。
（一）切片法
1.石赌切片法石赌切片（paraffinsection）
是组织学*经典、*常用的技术方法，其标本制作过程主要包括取材、固定、脱水、包埋、切片、染色和封片等连续步骤。苏木精-伊红（hematoxylin andeosin，HE）染色，是组织学中*常用的染色（图1-1）。苏木精（又称苏木素）是由苏木中提取的一种蓝色碱性染料，能使细胞核和细胞质中的核糖体等酸性物质染成蓝紫色。伊红（又称曙红）是一种酸性染料，能使细胞质和细胞外基质中的碱性蛋白成分染成淡红色。组织细胞内某一成分或结构对碱性染料产生较强亲和力的现象称嗜碱性（basophilia），对酸性染料产生较强亲和力的现象称嗜酸性（acidophilia），对酸性和碱性两种染料的亲和力都不强的现象称中性（neutrophilia）。
除HE染色外，还有多种其他染色方法。银染法（silverstaining）是以银盐溶液显示组织和细胞中可直接或间接使银离子还原为黑色银颗粒成分的染色方法，是神经组织常用的染色方法。银染色时，组织和细胞成分可直接使银离子还原为黑色银颗粒的特性称亲银性（argentaffin），组织和细胞成分需要加人还原剂才能使银离子还原为黑色银颗粒的特性称嗜银性（argyrophilia）。银染法可将组织结构染成掠黑色或棕黄色（图1-2）。细胞经重铬酸盐处理后呈现棕褐色的现象称为嗜铬性（chromaffinity）。有些结构染色后所呈现的颜色与所用染料的颜色不同，如甲苯胺蓝是一种蓝色染料，可将肥大细胞内颗粒染成紫红色，此现象称为异染性（metachromasia）。
2.冰冻切片法冰冻切片法是取材后的组织块不经固定、包埋等处理，而是应用液氮、低温制冷装置等进行冷冻，并用恒冷切片机迅速将冷冻组织切片，该方法可用于不稳定活性物质的研究及快速病理诊断。
（二）非切片法
非切片法是指不使用包埋、切片等步骤制作标本的方法。血液、痰液、精液、脑脊液、脱落细胞、分离细胞等可直接涂在载玻片上，干燥后再进行固定和染色，这种标本制作方法称涂片法（图1-3）。疏松结缔组织和肠系膜等软组织可在载玻片上撕开并展平，制成铺片，干燥后进行固定和染色，称铺片法（图1-4）。牙和骨等坚硬组织可直图1-3人血涂片（瑞特染色，高倍）接磨成薄片进行染色观察，称磨片法（图1-5）。
二、特殊光学显微镜技术
（二）倒置显微镜技术
当普通光学显微镜技术不能满足组织学研究的需要时，可使用特殊光学显微镜技术。常用的特殊光学显微镜技术包括以下几种。
（一）荧光显微镜技术
荧光显微镜（fluorescencemicroscope）用于观察被荧光素标记或含自发光物质的细胞和组织，一般采用高压汞灯和弧光灯作为光源，激发生物样本中的荧光物质，产生各种荧光。该技术可检测荧光标记物质在组织细胞中的分布，对特定物质进行定性、定位和定量的观察（图1-6），具有特异性强、灵敏性高的特点。
倒置显微镜（inverted microscope）的光源和聚光器在显微镜载物台的上方，而物镜安装在载物台下方。倒置显微镜的特点是增大了载物台放置样本的高度，可直接观察体外培养的活细胞，并对细胞的生长情况进行拍摄（图1-7）。
（三）相差显微镜技术
相差显微镜（phase contrastmicroscope）是通过改变光的相位，使相差变为振幅差，将活细胞内不同结构对光的不同折射转换为明暗差，从而观察活细胞微细结构。
（四）激光扫描共聚焦显微镜技术
激光扫描共聚焦显微镜（laserscanning confocal microscope，LSCM或CSLM）是20世纪80年代初研制成功的一种高光敏度与高分辨率的显微镜，利用激光作为荧光的激发光并通过扫描装置对标本进行连续扫描，通过空间共轭光阑（针孔）阻挡离焦平面光线而成像的一种显微镜。激光扫描共聚焦显微镜可对较厚的组织切片进行连续精确的断层扫描，获得标本各层面的精细图像，经计算机合成处理后形成完整的三维图像，也可动态观察体外培养的活细胞，对细胞内分子或离子进行标记后，还可检测各种物质的表达及其动态变化（图1-8）。激光扫描共聚焦显微镜突破了普通显微镜不能对组织或细胞内部进行定位检测的局限，能够对细胞内部进行非侵人式光学断层扫描成像，是开展亚细胞水平结构和功能研究的有力工具。
三、电子显微镜技术
电子显微镜（electron microscope，EM）简称电镜，以电子束代替可见光，以电磁透镜代替光学透镜，*后将物像投射到荧光屏上进行观察。电镜下观察到的组织细胞结构称超微结构（ultrastructure）或电镜结构。
（一）透射电镜技术
透射电镜（transmission electron microscope，TEM）主要用于观察组织细胞内部的平面超微结构（图1-9）。透射电镜样本制备过程主要包括戊二醛和锇酸固定、脱水、环氧树脂包埋、超薄切片机切片和电子染色等。透射电镜技术制备的样本厚度为50～80nm，称为超薄切片，电子束投射到超薄切片时，可因组织构成成分的密度图1-8激光扫描共聚焦显微镜图（小鼠爾264.7不同而发生相应的电子散射，电子束投射到密度细胞，高倍）（贵州中医药大学刘霞提供）大、吸附重金属多的结构时，电子被散射较多，投射到荧光屏上的电子少而呈暗像，称高电子密度（electron dense）；反之呈浅灰色，称低电子密度（electron lucent）透射电镜的分辨率可达0.2nm。
（二）扫描电镜技术
扫描电镜（scanningelectronmicroscope，SEM）的工作原理是用极细的电子束在样本表面扫描，用特制的探测器收集产生的二次电子，形成电信号运送到显像管，在荧光屏上形成极富立体感的图像，主要用于观察组织和细胞的表面形态和立体结构（图1-10）。扫描电镜分辨率为2nm。
四、组织化学和细胞化学技术
组织化学（histochemistry）和细胞化学（cytochemistry）是基于化学反应原理，使组织或细胞内待测物质形成有色沉淀的检测方法，可利用光镜或电镜对沉淀物进行定性、定位和定量的研究。
（一）一般组织细胞化学技术
一般组织细胞化学技术的原理是在切片上加人能与组织细胞中某种待测物质发生化学反应的试剂，其*终产物为有色沉淀物或重金属沉淀，可用显微镜观察。常见待检物质如下：
1.糖类过碘酸希夫反应（periodicacid Schiffreaction，PAS反应）常用来显示细胞、组织内的多糖或蛋白聚糖，其基本原理是糖类可被过碘酸氧化形成二醛基，后者与无色亚硫酸品红结合，反应产物为紫红色沉淀（图1-11）。
2.脂类脂类包括脂肪和类脂。为防止有机溶剂将脂类溶解，常采用冰冻切片。油红O脂溶性染料可将脂类染成红色（图1-12）。苏丹类脂溶性染料可将脂类染成橙黄色等。锇酸则具有固定兼染色的作用，脂类呈黑色，组织和细胞成分易被锇酸染色形成电镜下可见的高电子密度微细颗粒的特性称嗜锇性（osmiophilia）。
3.酶类已知细胞内包括氧化还原酶系、水解酶系、合
展开
