关键词： 房室结；超微结构；细胞连接

【摘要】目的探讨房室结不同层面与细胞传导有关的细胞超微形态及连接方式有无差异。方法用家兔含房室结组织块半薄及超薄切片,光镜及透射电镜观察。结果光镜下家兔房室结由三层细胞组成,上层细胞细长,排列不整齐;中层细胞短小,排列紊乱;下层细胞粗长,排列整齐。透射电镜下,下层细胞线粒体和肌丝丰富,可见不完整的肌节,相邻细胞间有片状润盘样结构及缝隙连接,靠近心室肌的下层细胞甚至可见较完整的肌节;中层细胞线粒体和肌丝均较少,无肌节,细胞间特化的连接复合体及润盘样结构罕见,其中可见圆形细胞,其核较大,胞桨肌丝极少,胞内空泡样结构较多;上层细胞的线粒体和肌丝较下层细胞少,肌丝排列紊乱,肌节少见,细胞间特化连接复合体较少,偶见润盘样结构。结论家兔房室结不同层面细胞超微形态及其连接方式有明显差异。下层细胞束可能传导较快,上层细胞可能传导较慢,中层细胞可能传导最慢。

Observation on ultrastructural differences between three cellular layers of atrioventricular node in rabbits

HUANG Congxin,SHEN Hui,JIANG Tao.

Depatment of Cardiology,the First Affiliated Hospital of Hubei Medical University,Wuhan 430060 JIANG Tao,Department of Electron Microscope,Wuhan First Municipal Hospital,Wuhan 430022

【Abstract】The ultra-structures and the connection patterns of the conduction relevant cells in different layers of the rabbit atrioventricular node were investigated.Methods The structures of rabbit atrioventricular node tissue were observed by semi-thin and ultra-thin sections under light microscope.The cells forming the superficial layer were slender and longer and irregularly arranged.The cells froming the middle layer were oval and shorter,assuming intricately interwoven arrangement.The cells forming the deep layer were broader and longer and arraned in parallel.Observed under electron microscope,the cells at the deep layer contained abundant mitochondria,myofibrils and incomplete myomeres.Intercalated discs and gap junctions could be seen between neighboring cells.Even more integrated myomeres could be seen in the cells of the deep layer closing to ventricular myocardium.These structures were rarely found in the middle layer.where round cells with larger nuclei,less cytoplasm,scarce myofibrils,but with more intra-cellular vacuoles could be seen.The contents of mitochondria and myofibrils in the cells of the superficial layer were less than those in the deep layer.In the superficial layer,myofibrils were irregularly arranged,and less sarcomeres,inter-cellular specialized connections and intercalated discs could beseen.Conclusion There were marked differences in cellular ultra-stuctures and connection patterns between diferent layers of rabbit atrioventricular node tissue.The conduction velocity might be quicker in the deep layer,slower in the superficial layer,and the slowest in the middle layer.

【Key words】Atrioventricular nodeUltrastructureCellular connection

冲动在房室结内的传导存在纵向分离,房室结双径(DAVNP)电生理现象在一些个体中也是客观存在的,但DAVNP是否有解剖形态学基础却一直悬而未决,虽然已有一些研究在人及某些动物的房室结观察到形态不同的细胞束^［1-2］,但迄今缺少与这些细胞束传导速度及细胞电生理特征密切相关的超微形态及细胞连接方式的研究报道。为此,本研究用家兔房室结半薄及超薄切片标本,观察其各层面细胞超微形态及细胞连接方式的异同,探讨不同细胞束传导差异的可能性。

材料与方法

新西兰大耳白家兔4只,体重2.0～2.5 kg,雌雄不拘,3%戊巴妥钠麻醉后开胸,立即切取心脏处死动物,每例心脏取Koch三角0.2×0.3 cm²组织块5～6块,另取心房肌和心室肌0.1×0.2cm²组织块各2～3块作对照,上述组织块均立即用2.5%戊二醛液固定,磷酸缓冲液冲洗,1%锇酸固定1h系列脱水后,Epok 812浸透、包埋、聚合,LKB-V型超薄切片机切成0.5～1.0 μ半薄切片标本,1% 氢氧化钠脱树脂后,苏木精染色液染色。光学显微镜下Koch三角组织块观察房室结位置,选用房室结纵向且与房间隔右侧平面平行(即纵向平行面)的组织块作房室结半薄切片观察,心房肌及心室肌组织块均选用与肌纤维纵向平行标本作半薄切片观察。标本组织块修块后用LKB-V型超薄切片机切成100A°的超薄切片标本,日立H-300型透射电子显微镜下观察房室结、心房肌和心室肌超微结构。

结果

1.半薄切片标本光镜观察

在纵向平行面上,房室结下方被一层完整的纤维组织与心室肌分隔,房室结上方靠近Todaro腱附近,纤维组织不完整,房室结细胞和心房肌呈交织连接。在此平面上,可观察到房室结是由形态结构不同的上层、中层和下层细胞束组成的,房室结下层细胞束较厚,细胞粗大,呈长条形,染色着色较深,平行整齐排列;房室结中层细胞短小,呈椭圆形或不规则形,排列紊乱,呈交织排列,染色着色浅,中央部位可见一些圆形细胞团,其核较大,着色最浅;房室结上层细胞细长,排列较紊乱,染色着色较浅。

2.超薄切片标本透射电镜观察

心房和心室肌细胞超微结构特征:心室肌细胞粗长,胞浆内线粒体和肌丝极为丰富,粗、细肌丝清晰,排列整齐规则,构成完整的肌节,横管及纵管系统结构完整,细胞端-端及边-边之间特化的连接复合体多见,润盘多,缝隙连接多见。心房肌细胞较心室肌细胞细小,余与心室肌细胞相似。

房室结3层细胞束超微结构特征:细胞超微结构特征是细胞呈长条形,胞浆内线粒体及肌丝均较丰富,但肌丝排列不整齐,可见不规则、不整齐的肌节结构,相连细胞间有特化的连接复合体,可见片状的润盘样结构。最靠近纤维组织和心室肌的下层细胞线粒体及肌丝均丰富,肌节多见,甚至可见较完整的肌节结构,相连细胞之间润盘样结构多见,缝隙连接也较多(图1)。中层细胞超微结构特征是细胞多呈椭圆形,胞浆内线粒体较少,仅有少量肌丝束,肌丝排列杂乱,无肌节,无T管系统,相连细胞之间特化的连接复合体及润盘样结构罕见^［1］,其中央部位细胞接近圆形,核较大,胞浆内线粒体及肌丝极少,且肌丝排列杂乱无章,胞浆内可见较多的空泡样结构,相连细胞之间无特化的连接复合体及润盘样结构。(图2,3)上层细胞超微结构特征是细胞细长,呈杆状或条索状,胞浆内线粒体及肌丝含量均较多,但肌丝排列紊乱,肌节样结构少见且不规则,相连细胞之间特化的连接复合体较少,可见少量片状润盘样结构,缝隙连接少见(图4)。

图1家兔房室结下层细胞透射电镜照片

细胞呈长条形,胞浆内线粒体及肌丝较丰富,可见不很完整的肌节,细胞端-端及边-边间有数处片状的润盘样结构,并可见缝隙连接(×7 500)

图2家兔中层房室结细胞透射电镜照片

细胞为椭圆形或不规则形,胞浆内线粒体及肌丝均较少,肌丝排列杂乱,未见肌节,细胞之间无特化的连接复合体(×15 000)

图3家兔房室结中层细胞透射电镜照片

细胞及胞核均接近圆形,胞浆内线粒体及肌丝极少,肌丝排列杂乱,胞浆内可见较多的空泡样结构,细胞间无特化连接复合体(×20 000)

图4家兔房室结上层细胞透射电镜照片

细胞胞浆内线粒体及肌丝较多,但肌丝排列紊乱,未见肌节,细胞间也未见润盘样结构(×15 000)

讨论

近年来,陆续有些形态学研究报道在人、犬等种属的房室交界区存在着一些细胞形态及排列不同的细胞束团^［1-2］。我们在家兔房室结纵向平行面半薄切片标本上也观察到家兔房室结是由上、中、下3层细胞形态及排列不同的细胞束组成的。

房室结细胞的传导功能与其形态结构有着密切关系^［3-5］,房室结细胞的传导功能与下列细胞结构特征相关。(1)房室结细胞直径:房室结细胞直径的大小与其传导速度正相关,细胞直径大则传导速度快,反之,细胞直径小则传导速度慢,如细胞直径较大的心室肌细胞较直径小的心房肌细胞传导快。(2)房室结细胞超微结构特征与普通心肌细胞的相似程度:普通心肌细胞特别是心室<