组织学/卵泡的发育与成熟

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新生儿两侧卵巢有70万~200万个原始卵泡,青春期约有4万个,至40~50岁时仅剩几百个。在胎儿及儿童期可偶见少量卵泡生长,但都不能发育成熟。从青春期至绝经期30~40年生育时期,卵巢在垂体周期性分泌的促性腺激素的影响下,每隔28天左右有1个卵泡发育成熟并排出1个卵细胞,左右卵巢交替排卵。一生中约排卵400余个,其余卵泡均于不同年龄先后退化闭锁卵泡。

卵泡由卵母细胞(oocyte)和卵泡细胞(follicular cell)组成。卵泡发育是个连续的生长过程,其结构发生一系列变化,一般可分为原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡和成熟卵泡四个阶段。初级卵泡和次级卵泡又合称为生长卵泡。

1.原始卵泡 原始卵泡(primordial follicle)位于皮质浅部,体积小,数量多(图17-2)。卵泡中央有一个初级卵母细胞(primary oocyte),周围为单层扁平的卵泡细胞(又称颗粒细胞)。初级卵母细胞圆形,较大,直径约40μm ,核大而圆,染色质细疏,着色浅,核仁大而明显,胞质嗜酸性。电镜下观察,胞质内除含有一般细胞器外,核周处有层状排列的滑面内质网(称环层板),并可见内质网与核膜相连,这可能与核和胞质间物质传递有关。初级卵母细胞是在胚胎时期卵原细胞分裂分化液组成,随即进入第一次成熟分裂,并长期停滞于分裂前期(12~50年不等),直至排卵前才完成第一次成熟分裂。卵泡细胞较小,扁平形,细胞与外周结缔组织之间有薄层基膜。卵泡细胞具有支持和营养卵母细胞的作用,卵泡细胞与卵母细胞之间有许多缝隙连接

2.初级卵泡 初级卵泡(primary follicle)由原始卵泡发育形成。此时期的初级卵母细胞体积增大,卵泡细胞由单层扁平变为立方形或柱状,随之细胞增殖成多层(5~6层)。在排列紧密的卵泡细胞间开始出现考尔-爱克斯诺小体(call-Exner body),其数量随卵泡的生长而增多(图17-2)。小体为圆形囊泡,腔面是一层基膜,周围紧密排列的卵泡细胞,腔内含有卵泡细胞分泌的物质,参与卵泡液的形成。卵巢颗粒细胞肿瘤与考尔-爱克斯诺小体的分化有关,在初级卵泡早期,卵母细胞和卵泡细胞之间出现一层含糖蛋白的嗜酸性膜,称为透明带(zona pellucida),它是卵泡细胞和初级卵母细胞共同分泌形成的。电镜下可见初级卵母细胞的微绒毛和卵泡细胞的突起伸入透明带(图17-3,17-4),卵泡细胞的长突起可穿越透明带与卵母细胞膜接触。在卵泡细胞与卵母细胞之间或卵泡细胞之间有许多缝隙连接。这些结构有利于卵泡细胞将营养物质输送给卵母细胞以及细胞间离子、激素小分子物质的交换,沟通信息,协调功能。此外,在受精过程中,透明带对精子与卵细胞间的相互识别和特异性结合具有重要意义。随着初级卵泡的体积增大,卵泡渐向卵巢皮质深部移动。卵泡周的结缔组织梭形细胞逐渐密集形成卵泡膜,它与卵泡细胞之间隔以基膜。

人卵巢


图17-2 人卵巢HE ×160

A原始卵泡(↑) B初级卵泡 ↑示透明带

C次级卵泡 ↑示考尔- 爱克斯诺小体,左上角为该小体的高倍像

初级卵泡超微结构模式图


图17-3 初级卵泡超微结构模式图

大鼠卵泡电镜像


图17-4 大鼠卵泡电镜像 ×10500PO初级卵母细胞,

Z透明带,FC卵泡细胞(白求恩医科大学尹昕、朱秀雄教授供图)

3.次级卵泡 初级卵继续生长成为次级卵泡(secondary follicle),卵泡体积更大,卵泡细胞增至6~12层,细胞间出现一些不规则的腔隙,并逐渐合并成一个半月形的腔,称为卵泡腔(follicullar antrum),腔内充满卵泡液(图17-2)。卵泡液是由卵泡细胞分泌和卵泡膜血管渗出液组成,卵泡液除含有一般营养成分外,还有卵泡分泌的类固醇激素和多种生物活性物质,对卵泡的发育成熟有重要影响。随着卵泡液的增多及卵泡腔扩大,卵母细胞居于卵泡的一侧,并与其周围的颗粒细胞一起突向卵泡腔,形成卵丘(cumulus oophorus)。此时初级卵母细胞直径可达125~150/μm。紧贴透明带的一层柱状卵泡细胞呈放射状排列,称放射冠(corona radiata)。分布在卵泡腔周边的卵泡细胞较小,构成卵泡壁,称为颗粒层(stratum granulosum)。在卵泡生长过程中,卵泡膜分化为内、外两层。内膜层(theca interna)含有较多的多边形或梭形的膜细胞(theca cell)及丰富的毛细血管,膜细胞具有分泌类固醇激素的结构特征。外膜层(theca externa)主要由结缔组织构成,胶原纤维较多,并含有平滑肌纤维。具有卵泡腔的次级卵泡和成熟卵泡又称为囊状卵泡。

4.成熟卵泡 成熟卵泡(mature follicle)是卵泡发育的最后阶段。卵泡体积很大,直径可达20mm,并向卵巢表面突出(图17-1,17-5)。成熟卵泡的卵泡腔很大,颗粒层甚薄,颗粒细胞也不再增殖。此时的初级卵母细胞又恢复成熟分裂,在排卵前36~48小时完成第一次成熟分裂。产生1个次级卵母细胞(secondary oocyte)和1个很小的第一极体(first polar body)。第一极体位于次级卵母细胞和透明带之间的卵周间隙(perivitelline space)内。次级卵母细胞随即进入第二次成熟分裂,停止于分裂中期。人每个月经周期,可有若干个原始卵泡生长发育,通常只有1个卵泡发育成熟并排卵。

猫卵巢内的近成熟卵泡


图17-5 猫卵巢内的近成熟卵泡 HE×160

传统认为,人原始卵泡发育至成熟排卵是在1个月经周期的增生期内完成(约10~15天)。近些年对某些动物和人卵泡生长发育的研究揭示,卵泡生长速度较慢,1个原始卵泡发育至成熟排卵,并非在1个月经周期内完成,而是跨几个周期才能完成。在1个周期内,卵巢虽然有若干不同发育状况的卵泡,但其中只有1个卵泡发育至一定大小时才可在垂体促性腺激素的作用下,于月经周期增生期内迅速生长成熟并排卵。Gougen观察手术切除的人卵巢,研究卵泡生长至排卵所需的时间,观察卵泡膜内层细胞的分化,并结合颗粒细胞数量的增长,将有膜细胞的卵泡生长分为8个等级,且以体外培养颗粒细胞分裂周期的时间为参数,计算卵泡生长每个等级所需的时间。分级情况如下(图17-6):初级卵泡进入第一级是在黄体期开始时,约经25天在第2个月经周期的卵泡期转入第2级,此时卵泡腔出现;约经20天黄体期末转入第3级,此时期的颗粒细胞分裂增殖较明显;又经15天,于第3个月经周期,转入第4级;再经10天,在黄体期末转入第5级;此后相继转入第6,7,8级,其间各相隔5天,此阶段的健康卵泡数很少。健康的7级和8级卵泡仅见于第4个月经周期的卵泡期中期和晚期。

从初级卵泡后期至成熟排卵约需85天(图17-6)。从小囊状卵泡发育至排卵约需2个月。

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图17-6 人卵泡生长过程中卵泡膜分化与颗粒细胞数的增长

卵泡发育过程中还有内分泌功能,主要分泌雌激素。雌激素是颗粒细胞和膜细胞在FSHLH的作用下协同合成的。膜细胞合成的雄激素透过基膜进入颗粒细胞,在芳香化酶系的作用下雄激素转变为雌激素,这是雌激素合成的主要方式,称此为“两细胞学说”(图17-7)。合成的雌激素小部分进入卵泡腔,大部分释放入血,调节子宫内膜靶细胞的生长分化。

颗粒细胞与膜细胞协同合成雌激素示意图


图17-7 颗粒细胞与膜细胞协同合成雌激素示意图

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