哺乳动物垂体前叶是机体内分泌腺的主要腺体。Green和Harris[1]最早提出了垂体前叶体液调节理论,即下丘脑产生的释放和抑制激素在正中隆起处释放,经过门脉系统的血流到达垂体前叶调节垂体前叶的分泌。这一理论成为当代神经内分泌学的基础。
然而很早以前便有人认为垂体前叶的腺细胞也受到神经的直接调节。早在1817年Bock[2]就描述了来自颈上神经节的细的神经纤维沿颈内动脉分支到达垂体。而后许多作者分别报道了犬、猫、兔、大鼠等动物的垂体前叶中均有神经纤维,并认为这些神经纤维来源于颈上神经节[1,2]。由于当时的研究手段主要是嗜银染色方法,因此,随后的作者在仔细研究了早期作者的结果后,认为早期的作者是误把嗜银的网状纤维当成了神经纤维,但同时他们也肯定在垂体前叶中的确存在着交感神经纤维[1,3]。前苏联学派多认为这些交感神经纤维对前叶腺细胞的分泌功能有影响[4];而其他一些作者则认为前叶中的交感纤维与前叶分泌活动无关,仅对前叶血管运动是有作用的[1,3]。到了70年代,
cameron和Foster[5]发现兔垂体结节部有苏木精染色阳性的神经纤维,并在电镜下发现它们可与结节部细胞接触。Westlund[6,7]随后发现大鼠垂体前叶存在着5-HT和Somato-
stain免疫阳性神经纤维,并发现垂体前叶中的Somatostain阳性神经纤维可与生长激素和促甲状腺激素细胞发生接触[6,7]。但这些发现却没有引起人们的重视。
我们近来在人、猴、犬、大鼠等多种哺乳动物垂体前叶内发现了若干种的肽能神经纤维[2,8],其中以SP-和CGRP-免疫阳性神经纤维数量为最多[2,8~10]。除此之外,猴垂体前叶中还有少量的galanin免疫阳性神经纤维[8]。免疫双标显示垂体前叶中的这些
sP-、CGRP-免疫阳性神经纤维可与前叶中多种腺细胞发生接触[8],并在随后的电镜研究中发现犬的垂体前叶中SP-和CGRP-免疫阳性神经纤维可较多地与促肾上腺皮质激素和生长激素细胞形成典型的突触[8,11]。而在大鼠垂体前叶中,SP-免疫阳性神经纤维可和催乳素、促肾上腺皮质激素、促甲伏腺素、生长激素等多种腺细胞形成突触,但却更多地和催乳素细胞形成突触[12]。同时在切除大鼠肾上腺改变大鼠机体的内分泌状态几天以后,垂体前叶中的CGRP-免疫阳性神经纤维和GAP-43(growth associated protein)
免疫阳性神经纤维均有显著的增加[13,14]。据此鞠躬[8,11,13]等提出了哺乳动物垂体前叶的神经-体液的双重调节假说,对传统的垂体前叶的体液调节学说作了重要的补充。许多作者都注意到SP-、CGRP-免疫阳性神经纤维在垂体前叶内的分布是呈区域性的[2,8],但却没有仔细描述SP-、CGRP-免疫阳性纤维在哺乳动物前叶的分布特征。本实验利用连续切片和免疫组织化学技术,对大鼠垂体前叶内的SP-免疫阳性神经纤维分布特征作了详细的研究。本研究除了可以揭示SP-免疫阳性神经纤维在垂体前叶中分布的内在特征以外,其结果还可以对于研究大鼠垂体前叶神经纤维起源,尤其是逆行追踪剂在垂体前叶内的注射或埋入位置有重要的指导作用。
图1 垂体的近冠状切面的切法示意图
表示冻台--- 表示切面取切方向
fig.1 Diagram of near-coronal sectioning of pituitary gland.
Frozenstage --- direction of sectioning
材料和方法
SD成年雄性大鼠6只,体重约250g,1%戊巴比妥钠2ml腹腔麻醉后,主动脉灌注生理盐水150ml。然后用4℃,4%多聚甲醛PB液400ml持续灌注固定1.5h后,取材。浸入20%蔗糖液中,4℃过夜。经恒冷箱做连续切片(厚20μm),垂体分别采用近冠状(以垂体的脑干面为底边的一种切片方式,如图1示)和矢状方向切片,将切片置于1∶5000的抗-SP兔血清(新西兰Watpa公司)中,于室温下放置24h后,经ABC法,用葡萄糖氧化酶-DAB-硫酸镍铵法呈色。对照实验用兔抗-Oxytoxin抗体在1∶5 000稀释度下替代SP抗代进行免疫染色以及用10mol/L合成的P-物质(cambridge research biochemical)吸收SP-抗体进行免疫染色。替代实验及吸收实验结果:大鼠垂体前叶未见阳性结果。
结 果
1.根据近冠状和矢状连续的免疫染色的结果可见,SP-免疫阳性神经纤维在垂体前叶的分布是不均匀的,呈簇状(图2,3)。SP-免疫阳性神经纤维簇的形成,多是由走在垂体表面的SP-免疫阳性神经纤维束(图4)在垂体前叶某处进入前叶后,分成许多终末支而形成的(图5)。这些垂体周围的SP-免疫阳性神经纤维束大多走行在垂体前叶腺体和软脑膜之间(图4),呈吻-尾方向走行。主要走行在垂体前叶的腹侧缘和后缘上(矢状切面)。
前叶吻侧1/3段有较多的SP-免疫阳性神经纤维束位于垂体前叶血管旁,而神经纤维终末较少(图6)。在垂体前叶内部,SP-免疫阳性神经纤维及其终末则多位于腺细胞旁,较少位于血管旁(图5,7)。前叶吻侧端实质血管旁的SP-免疫阳性神经纤维自成一体与腺体实质内的神经纤维未见有什么联系。大鼠垂体前叶中的SP-免疫阳性神经纤维簇在前叶腺实质中的分布位置是较恒定的。
2.在矢状切面上,SP-免疫阳性神经纤维呈簇状分布(图2)。自垂体的左侧端向中线的连续切片上可见,分布在前叶翼端的矢状切面切片上的SP-免疫阳性神经纤维较少(图
2A,B,C,D)。而在随后的矢状切面的切片上,SP-免疫阳性神经纤维在垂体前叶中逐渐增多,并多集中在垂体前叶的中间部(图2E,F,G,H,I)。这些位于前叶中间部的神经纤维又可分为背侧群和腹侧群(图2G,H)。背侧群的神经纤维靠近垂体裂,形成它的神经纤维束多从垂体前叶的背后缘进入前叶再分支形成;腹侧群则位于前叶腹侧,腹侧群中靠近后缘的神经纤维群则由走在后缘和腹侧缘尾侧的SP-免疫阳性神经纤维束进入前叶后形成,而靠吻侧的神经纤维群则主要由腹侧缘的神经纤维束进入前叶而形成。在正中切面附近的切片上,垂体前叶的最吻侧出现了较多的SP-免疫阳性神经纤维(图2I,J,K),它们多是位于血管旁的神经纤维以及神经纤维束。
3.在近冠状切面上,SP-免疫阳性神经纤维同样是呈簇状分布的(图3)。在连续切片的模式图上,垂体前叶两翼中部可见明显的SP-免疫阳性神经纤维团块(图3E,F,G),而且图-3-I,J上可明显见到垂体前叶两翼内侧靠近垂体后叶处有一大群的SP-免疫阳性神经纤维,沿着垂体裂呈一弧行分布,但两侧神经纤维群在垂体中线处没有连接。
此外,在垂体前叶近冠状切面的吻侧2/3段的切片上,前叶中间狭窄部位有较多SP-免疫阳性神经纤维(图3E,C,D,E,F,G);而在尾侧1/3段的切片上,相应部位的SP-免疫阳性神经纤维却较少(图3H,I,J)。
图2 SP-免疫阳性神经纤维在大鼠垂体前叶矢状切面上的分布模式图。A~L是由垂体
左侧向正中线的连续切片。 *示垂体裂 **示中间叶和后叶***示垂体柄
fig.2 Camera Lucida drawing of the distribution of SP-immunoreactive nerve fibers in the
anterior pituitary in sagittal sections. A to L are the serial sections of pituitary from the
left side to the middle.*:pituitary gland;**:posterior pituitary+intermedia pituitary;
***:pituitary stem
图3 SP-免疫阳性神经纤维在垂体前叶近冠状切片上的分布示意图。A~J是由垂体
的吻侧向尾侧的连续切片。* 示垂体裂 ** 示中间叶和后叶
fig.3 Camera Lucida drawing of the distribution of SP-immunoreactive nerve fibers in the
anterior pituitary in near-frontal sections. A to J are the serial sctions of pituitary from
the rostal end to the caudal end. * pituitary cleft; **:posterior+intermedia pituitary
4.SP-免疫阳性神经纤维在大鼠垂体前叶中存在着数量多少和分布位置上的差异。
前叶中SP-免疫阳性神经纤维的分布在近冠状切面上也不完全是左右对称的。但在近冠状切面上,位于前叶两翼内侧,靠近后叶,沿垂体裂呈弧形走行的SP-免疫阳性神经纤维群在所有的大鼠中均存在(图3I,J)。这是大鼠前叶SP-免疫阳性神经纤维的特定分布位置。此外在垂体前叶两翼中间的一团SP-免疫阳性神经纤维群在多数大鼠中是存在的(图3E,F,G),但有的大鼠中两翼中的纤维却很少。同样在矢状切面上,垂体前叶的腹侧和<
