人胎盤超微結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

孫曉燕

(成都市婦女兒童中心醫(yī)院，四川 成都　610091)

?

人胎盤超微結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

孫曉燕

(成都市婦女兒童中心醫(yī)院，四川 成都610091)

摘要胎盤是胎兒和母體進(jìn)行物質(zhì)交換的重要結(jié)構(gòu)。在妊娠的任何階段，胎盤的形態(tài)功能的變化都不同程度地影響胎兒，本文將生理和各種病理妊娠的胎盤超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：胎盤；超微結(jié)構(gòu)；絨毛

胎盤(Placenta)是由叢密絨毛膜和底蛻膜緊密結(jié)合而構(gòu)成的一個圓盤狀結(jié)構(gòu)，前者為胎盤的子體部，后者為胎盤的母體部。胎盤是胎兒和母體進(jìn)行物質(zhì)交換的重要結(jié)構(gòu)，同時還具有重要的內(nèi)分泌和屏障功能。胎盤作為聯(lián)系母體與胎兒的器官在妊娠過程中發(fā)揮重要作用。在妊娠的任何階段，胎盤的形態(tài)功能的變化都不同程度地影響胎兒。關(guān)于胎盤的超微結(jié)構(gòu)研究已有較多報(bào)道[1-3]。

超微結(jié)構(gòu)(Ultrastructure)又稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。指在普通光學(xué)顯微鏡下觀察不能分辨清楚，但在電子顯微鏡下能觀測到的細(xì)胞內(nèi)各種微細(xì)結(jié)構(gòu)，如各種細(xì)胞器。細(xì)胞器是細(xì)胞的功能單位，其內(nèi)含有生物氧化磷酸化有關(guān)的三羧酸循環(huán)、電子傳遞和營養(yǎng)物質(zhì)的合成及分解代謝等所需要的酶類，也是細(xì)胞內(nèi)生物氧化磷酸化和新陳代謝的重要場所。核糖體是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的存在大大增加了細(xì)胞內(nèi)膜的表面積，為多種酶，特別是多酶體系提供了大面積的結(jié)合位點(diǎn)，參與蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)、蛋白質(zhì)的加工、脂類代謝、糖類代謝和解毒作用。線粒體是細(xì)胞呼吸代謝和能源供應(yīng)站，與細(xì)胞的生命活動有非常密切的關(guān)系，同時對各種損傷因素也極為敏感，受損的線粒體將減少甚至不能合成細(xì)胞維持正常功能所需的ATP，使細(xì)胞代謝功能受到影響。所以其結(jié)構(gòu)、功能的正常對維持細(xì)胞正常生理功能十分重要。對于胎盤細(xì)胞更是如此，尤其是合體滋養(yǎng)細(xì)胞。合體滋養(yǎng)細(xì)胞微絨毛的主要功能之一是增加細(xì)胞與外界物質(zhì)交換的面積。而微絨毛數(shù)量的減少不利于胎兒從母血中攝取營養(yǎng)物及排出體內(nèi)的代謝物，繼而影響胎兒的正常生長。現(xiàn)將生理和各種病理妊娠的胎盤超微結(jié)構(gòu)總結(jié)如下。

1胎盤的形態(tài)結(jié)構(gòu)、血液循環(huán)、生理功能

1.1胎盤的形態(tài)結(jié)構(gòu)

胎盤呈圓盤狀，中央略厚，邊緣略薄。足月胎兒的胎盤直徑約15～20 cm，平均厚約2.5 cm。胎盤的胎兒面光滑，表面覆蓋羊膜，臍帶附著于中央或偏中央，少數(shù)附著于邊緣。透過羊膜可見臍血管的分支由臍帶附著處向四周呈輻射狀走行。胎盤的母體面粗糙，是剝離后的底蛻膜，可見由不規(guī)則的淺溝分隔成的15～30胎盤小葉。在胎盤的垂直斷面上可見，胎盤由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成：胎兒面為絨毛膜板，母體面為滋養(yǎng)層殼和蛻膜構(gòu)成的基板，中層為絨毛和絨毛間隙，間隙中流動著母體血液。

1.2胎盤的血液循環(huán)和胎盤膜

胎盤內(nèi)由母體和子體兩套血液循環(huán)通路：母體血循環(huán)通路起自子宮動脈的分支，經(jīng)螺旋動脈、絨毛間隙的血池最終匯入子宮靜脈；胎兒血循環(huán)通路起自臍動脈，經(jīng)絨毛內(nèi)毛細(xì)血管最終匯入臍靜脈。在胎盤小葉內(nèi)，絨毛毛細(xì)血管流動著胎兒的血液，絨毛間隙中流動著母體的血液，兩種血液之間只隔了一層很薄的結(jié)構(gòu)，這就是胎盤膜(Placental membrane)。胎兒血液和母體血液之間可以通過這層胎盤膜進(jìn)行物質(zhì)交換。胎盤膜是一選擇性透過膜，營養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢物、抗體蛋白等可以定向通過，有些大分子物質(zhì)、特別是有害物質(zhì)、細(xì)菌、血細(xì)胞等一般不能通過。因此，胎盤膜又稱胎盤屏障(Placantal barrier)。胎盤膜由絨毛內(nèi)毛細(xì)血管內(nèi)皮及基膜、滋養(yǎng)層上皮及基膜和兩基膜之間的少量結(jié)締組織構(gòu)成。其中，合體滋養(yǎng)層較厚，胞質(zhì)嗜堿性，內(nèi)含比較豐富的游離核糖體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基復(fù)合體也比較發(fā)達(dá)，還含有比較多的溶酶體、吞噬體和吞飲小泡，說明合體滋養(yǎng)層細(xì)胞代謝旺盛并有著活躍的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)功能。細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞含有比較豐富的游離核糖體和線粒體，其他細(xì)胞器均不發(fā)達(dá)。

1.3胎盤的生理功能

胎盤具有物質(zhì)交換、防衛(wèi)屏障和內(nèi)分泌等重要生理功能。

1.3.1物質(zhì)交換和防衛(wèi)屏障功能

妊娠期間，胎兒生長發(fā)育所需要的氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)都來自母體，胎兒代謝所產(chǎn)生的CO2等廢物也通過母體排出。這一攝取和排出的過程必須通過胎盤的物質(zhì)交換作用才能實(shí)現(xiàn)。隨著胎齡的增長，胎盤膜逐漸變薄，物質(zhì)交換的功能也越來越強(qiáng)，至妊娠末期，胎盤膜只由合體滋養(yǎng)層、毛細(xì)血管內(nèi)皮和兩者之間的基膜構(gòu)成，厚度不到20 μm。多數(shù)細(xì)菌和其他致病微生物不能通過胎盤膜，所以胎盤是胎兒的一道重要的防衛(wèi)屏障。但是，有些細(xì)菌和病毒可以通過胎盤屏障而感染胎兒。例如風(fēng)疹病毒就可感染胚胎而引起胎兒發(fā)育畸形，梅毒螺旋體可破壞胎膜而侵害胎兒，引起胎兒先天性梅毒。

1.3.2內(nèi)分泌功能

胎盤是胎兒和母體共有的一個內(nèi)分泌器官，可分泌多種激素，這對妊娠的正常進(jìn)行和胎兒的生長發(fā)育有著不可替代的重要作用。人絨毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin，HCG)是合體滋養(yǎng)層合成和分泌的一種糖蛋白類激素，妊娠初期，其作用類似黃體生成素，可促進(jìn)孕婦卵巢黃體的繼續(xù)存在，以維持妊娠的正常進(jìn)行。另外，HCG還可能有抑制母體對胎兒及胎盤免疫排斥的作用。人胎盤催乳素(Human placental lactogen，HPL)是一種蛋白類激素，由合體滋養(yǎng)層合成和分泌，一方面作用于母體，促進(jìn)其乳腺的生長發(fā)育，另一方面作用于胎兒，促進(jìn)胎兒的代謝和生長發(fā)育。人胎盤孕激素(Human placental progesterone，HPP)和人胎盤雌激素(Human placental estrogen，HPE)是由合體滋養(yǎng)層合成和分泌的兩種類固醇激素，于妊娠第四個月開始分泌，以后逐漸增多并逐漸代替了母體卵巢孕激素和雌激素的功能。

2正常胎盤超微結(jié)構(gòu)

絨毛各層結(jié)構(gòu)清晰，合體滋養(yǎng)層細(xì)胞位于絨毛淺層，具有多核，核的異染色質(zhì)粗大，胞質(zhì)內(nèi)有較發(fā)達(dá)的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并有較多的游離核糖體和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，線粒體小而少，細(xì)胞表面有很多細(xì)而長的微絨毛，細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞位于絨毛深層，胞質(zhì)內(nèi)可見核糖體、高爾基復(fù)合體、 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及較豐富的線粒體等，整個細(xì)胞位于基膜上。在與合體滋養(yǎng)層細(xì)胞連接處有橋粒連接。絨毛中心的基質(zhì)內(nèi)可見豐富的毛細(xì)血管。

3妊娠期高血壓胎盤超微結(jié)構(gòu)

妊娠期高血壓疾病是妊娠期特有的疾病，以妊娠20周后高血壓、蛋白尿、水腫為特征并伴全身多臟器的損害，發(fā)病率我國為 9.4%～10.4%，國外報(bào)道為 7%～12%，嚴(yán)重影響母嬰健康，是孕產(chǎn)婦和圍產(chǎn)兒病率及死亡率的主要原因之一，對妊娠期高血壓疾病的病因及發(fā)病機(jī)制的研究一直是婦產(chǎn)科領(lǐng)域的重要研究課題。正常足月胎盤中約88%的合體滋養(yǎng)細(xì)胞表面有發(fā)育良好的微絨毛覆蓋，微絨毛的形態(tài)和數(shù)量都與細(xì)胞代謝活動強(qiáng)度有著相應(yīng)的關(guān)系。王素梅等研究觀察到子癇前期時胎盤絨毛組織發(fā)生了一系列病理學(xué)改變，其胎盤絨毛合體細(xì)胞結(jié)節(jié)增多、細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞增生、絨毛基底膜增厚和纖維素樣壞死的發(fā)生率顯著高于正常組，而具有血管合體細(xì)胞膜的絨毛明顯低于正常組。正常妊娠時隨著妊娠進(jìn)展，游離絨毛表面積逐漸增大，血管合體細(xì)胞膜明顯增多，為母-兒間氣血交換提供了形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，以滿足胎兒生長發(fā)育的需要。研究還發(fā)現(xiàn)，輕度子癇前期時胎盤超微結(jié)構(gòu)與正常者無明顯差別，僅內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有輕度擴(kuò)張及線粒體豐富、嵴規(guī)則，是細(xì)胞活躍的表現(xiàn)，說明此時病情較輕，尚可維持胎盤絨毛的正常功能，其超微結(jié)構(gòu)不發(fā)生器質(zhì)性變化，當(dāng)病情發(fā)展到重度子癇前期時微絨毛短小、凌亂、稀少、頂端呈球狀膨大，部分微絨毛脫落，并伴有線粒體腫脹、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、基底膜彎曲、增厚、細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞增生、合體細(xì)胞結(jié)節(jié)形成增多，同時這些病理變化而導(dǎo)致血管合體細(xì)胞膜明顯減少，使胎盤不能維持正常的功能，導(dǎo)致胎兒缺血缺氧，這與國內(nèi)外有關(guān)報(bào)道相符[4,5]。此外，胎盤絨毛纖維素樣壞死可能與子癇前期的免疫機(jī)制有關(guān)。同時病變的嚴(yán)重程度與病程長短及病情嚴(yán)重程度有密切關(guān)系，病情越重，病程越長，細(xì)胞損傷程度越重[6,7]。以上這些變化將影響胎盤蛋白質(zhì)的合成，造成胎兒營養(yǎng)物質(zhì)吸收與運(yùn)輸障礙，進(jìn)而影響其生長發(fā)育，這些研究說明胎盤絨毛病理結(jié)構(gòu)的變化可能是重度子癇前期的發(fā)病機(jī)制之一。

4妊娠期糖尿病胎盤超微結(jié)構(gòu)

妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus，GDM)是指妊娠后才發(fā)生的或發(fā)現(xiàn)的糖尿病，以血糖升高為特征。GDM是一種嚴(yán)重危害母兒健康的妊娠合并癥。糖尿病可以導(dǎo)致廣泛的血管病變，使小血管內(nèi)皮細(xì)胞增生及管腔變窄，血壓升高，增加患妊娠期高血壓疾病的機(jī)會，由于葡萄糖的異常代謝，引起血液、尿液中的葡萄糖含量增加，易發(fā)生上行性泌尿系感染。血糖升高時，高血糖持續(xù)經(jīng)胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)，刺激胎兒迅速生長，巨大兒發(fā)生率高，巨大兒使剖宮產(chǎn)的幾率增加。高血糖刺激胎兒的胰島β細(xì)胞增生、肥大，胰島素分泌增多，導(dǎo)致高胰島素血癥，新生兒出生后，來自母親的糖元中斷，若不及時補(bǔ)充糖，可致新生兒低血糖，低血糖對新生兒腦細(xì)胞可造成不可逆的損傷；高胰島素及高血糖使胎兒代謝率增加，刺激胎兒骨髓外造血而引起新生兒紅細(xì)胞增多癥；出生后大量紅細(xì)胞破壞導(dǎo)致高膽紅素血癥；高胰島素血癥拮抗糖皮質(zhì)激素促進(jìn)胎兒2型細(xì)胞表面活性物質(zhì)合成和釋放，使胎兒肺成熟延遲，增加胎兒窘迫和新生兒窒息的危險(xiǎn)，嚴(yán)重者發(fā)生缺氧缺血性腦病。血糖升高使孕婦容易發(fā)生妊高征、剖宮產(chǎn)率升高、胎兒窘迫、早產(chǎn)、巨大兒、新生兒窒息、新生兒低血糖等多種并發(fā)癥[8]，同時增加GDM孕婦將來患2型糖尿病的幾率。研究表明，與正常妊娠組相比，GDM組胎盤合體滋養(yǎng)細(xì)胞微絨毛的超微結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較明顯的改變。在合體滋養(yǎng)層，游離面的微絨毛短小、稀疏，并伴有線粒體腫脹，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，基底膜彎曲、增厚，上述形態(tài)改變也不同程度地出現(xiàn)于其它病理性妊娠的胎盤。這說明，GDM引起的胎盤形態(tài)改變并無特異性。在缺氧情況下，細(xì)胞表面微絨毛可喪失，代之以水泡形成，隨缺氧繼續(xù)，細(xì)胞表面變得光滑，甚至出現(xiàn)細(xì)胞膜破裂及細(xì)胞器溶解。研究發(fā)現(xiàn)GDM患者胎盤超微結(jié)構(gòu)變化顯著，上述超微結(jié)構(gòu)變化與缺氧時胎盤變化相一致，反映了GDM時缺氧的存在。線粒體是細(xì)胞主要的能源供應(yīng)站，受損的線粒體將減少甚至不能合成細(xì)胞維持正常功能所需的ATP，由此引起的質(zhì)膜離子泵功能障礙，將導(dǎo)致細(xì)胞外液流入胞質(zhì)內(nèi)并引起細(xì)胞水腫或壞死，因此線粒體腫脹是細(xì)胞衰老和缺氧最常見的病理改變。研究觀察到GDM組線粒體形態(tài)的改變，證明胎盤由于缺氧、老化而影響細(xì)胞能量合成。而粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、變性等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)改變表明細(xì)胞損傷程度嚴(yán)重。以上這些變化將影響胎盤蛋白質(zhì)的合成，造成胎兒營養(yǎng)物質(zhì)吸收與運(yùn)輸障礙，進(jìn)而影響其生長發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)說明GDM時胎兒缺氧明顯，所以孕期應(yīng)增加氧的供給，注意休息，左側(cè)臥位增加胎盤血供，在胎兒成熟后應(yīng)盡早終止妊娠，以防止嚴(yán)重缺氧的發(fā)生。

5妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥胎盤超微結(jié)構(gòu)

妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥(Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)是妊娠期特有的并發(fā)癥，病因不明，對母嬰均具有危害性，對胎兒影響更大，是胎兒生長受限(Fetal growth restriction，F(xiàn)GR)等不良妊娠結(jié)局的相關(guān)危險(xiǎn)因素[9,10]。胎盤是妊娠期間功能獨(dú)特的器官，通過分泌細(xì)胞因子、生長因子等物質(zhì)發(fā)揮多種功能，有利于胚胎及胎兒的生長發(fā)育。ICP是妊娠中晚期出現(xiàn)的妊娠并發(fā)癥，以膽汁淤積為特征。膽汁酸是一種去垢劑，有濃度及時間依賴性細(xì)胞毒作用，可導(dǎo)致具有膜脂類雙層結(jié)構(gòu)的細(xì)胞膜流動性降低、硬度增加。近年研究表明[11,12]，疏水性膽酸對體外培養(yǎng)的肝細(xì)胞、腸粘膜上皮細(xì)胞等均有濃度和時間依賴性細(xì)胞毒作用，可促進(jìn)乳酸脫氫酶(Lactic dehydrogenase，LDH)釋放、IL-8合成、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死。ICP時由于肝細(xì)胞對膽汁酸的攝入、轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄障礙，孕婦血清中初級膽汁酸增加，使胎兒膽汁酸通過滋養(yǎng)層細(xì)胞向母體的轉(zhuǎn)運(yùn)受阻，而母體血中高濃度膽汁酸可以通過胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)，胎兒血液和羊水中膽汁酸濃度升高。近年來的動物實(shí)驗(yàn)研究[13]進(jìn)一步證明了膽汁酸的毒性作用，認(rèn)為 ICP時胎鼠猝死是因?yàn)樘ナ笮募〖?xì)胞功能受膽酸影響，與高濃度?；悄懰猁}的毒性作用相關(guān)，且與濃度呈劑量相關(guān)性。肖建平等電鏡觀察ICP胎盤絨毛超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，胎盤合體滋養(yǎng)細(xì)胞表面微絨毛排列紊亂、數(shù)目減少、斷裂或囊泡樣變性、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、線粒體腫脹或空化、嵴斷裂、核不規(guī)則、染色質(zhì)異常分布。間質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生。在合并FGR時上述病理改變更明顯，合體滋養(yǎng)細(xì)胞微絨毛可缺失，絨毛間質(zhì)毛細(xì)血管明顯減少，并出現(xiàn)大量膠原纖維?？赡芘c高濃度膽汁酸長期刺激致間質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞破壞、成纖維細(xì)胞產(chǎn)生纖維性修復(fù)有關(guān)。

參考文獻(xiàn)

1Marzioni D, Capparuccia L, Todros T, et al. Growth factors and their receptors: fundamental molecules for human placental development[J]. Ital J Anat Embryol, 2005, 110(2 Suppl 1): 183-187.

2沙文瓊,折瑞蓮,王自能,等. 人胎盤間質(zhì)干細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)及其吞噬功能[J]. 中國組織工程研究, 2015,19(14): 2230-2235.

3Battistelli M, Burattini S, Pomini F,et al. Ultrastructural study on human placenta from intrauterine growth retardation cases[J]. Microsc Res Tech, 2004, 65(3): 150-158.

4孟茜,劉福民. 早發(fā)型重度子癇前期胎盤超微結(jié)構(gòu)的臨床研究[J]. 中外醫(yī)療, 2014, 33(36): 5-7.

5International Association of Diabetes and Pregnancy Study Groups Consensus Panel. International association of diabetes and pregnancy study groups recommendations on the diagnosis and classification of hyperglycemia in pregnancy[J]. Diabetes Care, 2010, 33(3): 676-682.

6張展,趙小辰,馮楊,等. 重度子癇前期患者胎盤組織中Nrf2和NQO1的表達(dá)[J]. 中國婦幼保健, 2016, 31(6): 1142-1144.

7楊博萍,韓健,韓新美,等. 重度子癇前期胎盤合體滋養(yǎng)細(xì)胞微絨毛膜脫落與Rho/ROCK分子表達(dá)的關(guān)系[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2012, 37(3): 190-194.

8傅曉冬,孫興旺,王佳,等. 早產(chǎn)胎盤絨毛細(xì)胞的增殖和凋亡[J]. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志, 2007, 17(15): 1895-1897.

9Vedmedovska N, Rezeberga D, Teibe U, et al. Placental pathology in fetal growth restriction[J]. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol, 2011, 155(10): 230-235.

10Chen L, He DM, Zhang Y. The differentiation of human placenta-derived mesenchymal stem cells into dopaminergic cells in vitro[J]. Cell Mol Biol Lett, 2009, 14(3): 121-124.

11宋曄,戴建榮,侯順玉. 膽鹽輸出泵在妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥患者胎盤組織中的表達(dá)[J]. 新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2015, 32(11): 22-26.

12Danchenko E, Petermann H, Chirkin A, et al. Effect of bileacids on the proliferative activity and apoptosis of rat hepatocytes[J]. Exp Toxicol Pathol, 2001, 53(2): 227-231.

13Gorelik J, Harding S, Shevchuk AI, et al. Taurocholate induces changes in rat cardiomyocyte contraction and calcium dynamics[J]. Clin Sci (Lond), 2002, 103(2): 191-195.

Review of placental ultrastructure

Sun Xiao-yan

(Woman & Children’s Center Hospital of Chengdu, Sichuan Chengdu 610091)

作者簡介：孫曉燕，女，住院醫(yī)師，主要從事婦產(chǎn)科臨床診療，Email：187153723@qq.com。

(收稿日期：2016-5-14)