人胚胎三叉神经感觉纤维及运动纤维的形态学研究
2016-05-18吐尔逊江达地汗陈胜国阿尔斯朗卡斯木穆叶沙尔吾拉木王士平古丽尼沙克力木白瑞平新疆医科大学基础医学院人体解剖学教研室乌鲁木齐800第一附属医院儿科中心乌鲁木齐8005基础医学院组织胚胎学教研室乌鲁木齐800临床医学院乌鲁木齐8005
吐尔逊江·达地汗,陈胜国,阿尔斯朗·卡斯木,穆叶沙尔·吾拉木,王士平,古丽尼沙·克力木,白瑞平,李 祥(新疆医科大学基础医学院人体解剖学教研室,乌鲁木齐 800;第一附属医院儿科中心,乌鲁木齐 8005,基础医学院组织胚胎学教研室,乌鲁木齐 800;临床医学院,乌鲁木齐 8005)
人胚胎三叉神经感觉纤维及运动纤维的形态学研究
吐尔逊江·达地汗1,陈胜国1,阿尔斯朗·卡斯木1,穆叶沙尔·吾拉木2,王士平3,古丽尼沙·克力木1,白瑞平4,李祥4
(新疆医科大学1基础医学院人体解剖学教研室,乌鲁木齐830011;2第一附属医院儿科中心,乌鲁木齐830054,3基础医学院组织胚胎学教研室,乌鲁木齐830011;4临床医学院,乌鲁木齐830054)
摘要:目的观察人胚胎三叉神经感觉纤维及运动纤维的的形态结构。方法用人胚胎新鲜标本(非疾病死亡的引产胎儿,胎龄为5~8个月)的三叉神经节及神经,取三叉神经根、节及分支进行连续切片,HE常规染色,利用光境﹑透射电镜观察三叉神经感觉纤维及运动纤维的形态结构。结果同一胚胎三叉神经内的感觉纤维和运动纤维有明显的形态学差别,运动纤维内含有的有髓纤维相对比感觉纤维的多,运动纤维及感觉纤维的部分纤维已具有成熟神经纤维的形态特征。结论胚胎时期三叉神经感觉纤维与运动纤维形态有差别,发育不同步,运动纤维比感觉纤维发育早。
关键词:人胚胎;三叉神经;感觉纤维;运动纤维
三叉神经(trigeminal nerve)为粗大的混合性脑神经,含有一般躯体感觉和特殊内脏运动2种纤维。特殊内脏运动纤维起于脑桥中段的三叉神经运动核,其轴突组成三叉神经运动根,脑桥基底部与小脑中脚移行处出脑,位于感觉根的前内侧,最后进入下颌神经,经卵圆孔出颅,随下颌神经分支分布于咀嚼肌等。一般躯体感觉纤维的胞体集中在三叉神经节内,其中中枢突集中构成了粗大的三叉神经感觉根,由脑桥基底部与小脑中脚交界处入脑,止于三叉神经诸感觉核;三叉神经节细胞的周围突组成三叉神经的3个分支,即第1支为眼神经,第2支为上颌神经,第3支为下颌神经[1]。三叉神经痛(trigeminal neuralgia,TN)是周围神经系统疾病中常见的疾病之一,患病率为182/10万[2]。由于三叉神经痛确切发病机制及病因尚不清楚,所以临床上缺乏理想的治疗方法。目前选择性三叉神经感觉根切断术是外科治疗三叉神经痛较常用的方法之一[3-7]。但术中有时可损伤运动根,表现为同侧咀嚼肌麻痹、牙齿咬合不紧,有些患者易发生颞下颌关节脱位,还有一些患者可出现张口困难、张口时下颌偏向患侧等。术中需要辨清三叉神经节内感觉支与运动支的关系。因此,三叉神经运动和感觉纤维的形态学方面的研究,对三叉神经痛的病因及治疗具有一定的理论及实践意义。目前国内外对三叉神经的形态的观察和研究已有一系列的报道[8-17]。但至今国内外尚未见人胚胎三叉神经感觉纤维及运动纤维相关研究报道。
本研究将收集胎龄6~7个月非疾病终止妊娠而引产的健康胎儿作为标本,经HE常规染色,结合光镜、电镜观察三叉神经及三叉神经感觉纤维及运动纤维的形态结构,旨在为人类三叉神经的研究提供形态学依据,为临床三叉神经痛的病理生理及治疗提供形态学依据。
1 材料与方法
1.1材料选择非疾病死亡的流产胎儿4例,性别不限,胎龄为5~8个月(胎龄根据孕妇末次月经,B超检查及标本的测量获得)。取双侧三叉神经根、节及分支,左侧用于HE染色,光镜观察;右侧用于透视电镜观察。本研究通过新疆医科大学第一附属医院医学伦理委员会学审查(伦理审批号:20130216-143)。
1.2实验方法与步骤
1.2.1标本固定在获取标本后1~4 h,用生理盐水心脏灌注冲洗后,再以10%福尔马林溶液1 000~1 500 mL灌注固定,然后将标本浸泡于新鲜配置的相同溶液中进行后固定,常温下保存。
1.2.2组织切片制备待标本完全固定后,取出双侧三叉神经根、节及分支,左侧标本放置于新鲜配置的10%福尔马林溶液中,梯度乙醇脱水,常规石蜡包埋,连续切片,片厚6μm,HE染色,中性树胶封片,光镜观察拍照,输入计算机后经Adobe Photoshop拼图处理,获得三叉神经根、节及3个分支的整体观。
1.2.3超薄切片的制备取出右侧标本,放置于新鲜配置的2.5%戊二醛溶液中72 h,移入1/15 M磷酸缓冲液(pH7.2)中漂洗3次,每次15 min,再将标本置于1%四氯化锇中后固定1 h,同法漂洗后,丙酮梯度脱水,还氧树脂浸透包埋,用LKB-2188超薄切片机切片,选1~2张切片,甲苯胺蓝染色后在低倍镜下观察定位,定位后醋酸双氧铀及硝酸铅双染色,JEM-1230透视电镜观察拍照。
2 结果
2.1人胚胎三叉神经的肉眼观完全固定后的1例标本,取胎头,打开颅盖骨,暴露端脑,摘取一侧大脑半球及间脑,在外科显微镜下确定左侧三叉神经根、节及3个分支的位置后进行实物拍照(图1)。三叉神经根及分支的位置、形态及走行与成人的相同,但其大小和粗细较成人的小。
图1 人胚胎三叉神经根、节及3个分支的位置
2.2人胚胎三叉神经运动根肉眼观标本中右侧三叉神经根、节及3个分支在外科显微镜下完整剥离,从标本的腹侧面观察可见一束发白的神经纤维,为三叉神经运动根,其从脑桥基底部与小脑中脚交界处出脑后位于感觉根前内侧,经三叉神经节,最后并入三叉神经第3支下颌神经(图2)。
2.3人胚胎三叉神经根光镜及电镜观察
2.3.1人胚胎三叉神经根HE染色光镜观察光学显微镜下,每张切片以40倍视野完整采集,输入计算机后经Adobe Photoshop拼图处理,可获得三叉神经节、根及分支位于同一平面的图像(图3a)。人胚胎三叉神经同一个神经内感觉纤维和运动纤维有明显的形态学差别,运动纤维内含有的有髓纤维较感觉纤维多,运动纤维及感觉纤维的部分纤维已具有成熟神经纤维的形态特征。在神经节内有许多大小不等、形态不一、成群分布的神经节细胞。在神经节中有一束粗大的运动纤维穿过(图3a、3b、3c),纤维的排列较整齐一致,有髓的神经纤维多,颜色浅淡,内含呈淡红色的轴索和蛋白质网,网眼中有许多小空泡(图3d)。节细胞的周围部有若干束纤维聚合所形成的感觉纤维(图3a、3c),无髓的神经纤维较多,因此施万细胞数量多,纤维内的空泡少,即髓鞘量少,颜色比较深(图3e)。
图2 人胚胎三叉神经根及3个分支的位置(腹侧面观)
图3 三叉神经HE染色图
2.3.2人胚胎三叉神经感觉纤维及运动纤维电镜观察三叉神经感觉及运动纤维由有髓纤维和无髓纤维组成,轴浆中有密集的颗粒和丝状物,髓鞘的板层多由近轴索处向外呈斜坡状排列,板层间可分支和相互交融,有的板层的两端局部膨大呈球状,板层间的间隔也相当大(图4a、图4b)。施万细胞位于神经纤维旁,其胞体较小,呈扁平形,细胞核多为梭形(图4c),占细胞体的绝大部分。与神经元细胞相比,神经胶质细胞的细胞核染色深,核内大量异染色质聚集呈簇状分布在核内和核膜下,细胞核透光度差。施万细胞包绕神经元胞突形成大量有髓和少量无髓神经纤维。一条神经纤维上相邻的施万细胞之间并非紧密相接,细胞间有小段轴突裸露,与施万细胞间隙相连,此处较狭窄的环形区域即郎飞结(图4b)。运动纤维及感觉纤维的部分纤维已具有成熟神经纤维的形态特征。
图4 三叉神经电镜观察结果
3 讨论
三叉神经痛是一种常见疾病,至今尚无一种理想的治疗方法。三叉神经半月节的选择性定位损伤及选择性切断三叉神经感觉根、保留三叉神经运动根是治疗三叉神经痛的重要手段之一。术中需要辨清半月神经节内感觉支与运动支的关系,因此研究感觉纤维与运动纤维的关系对三叉神经痛的病因和治疗具有一定的理论和实践意义。根据研究表明成人三叉神经运动根时发现运动根内含有一定数量的无髓神经纤维,间接证据表明,这些无髓神经纤维有潜在的感觉功能,这可能与三叉神经感觉根选择性切断术后感觉残留及痛觉缓解失败有关[17]。Ezure等[18]研究发现三叉神经根内轴突的面积和周长比感觉根大,轴突分布范围比感觉根广,感觉根中无粗大的纤维。神经纤维是由神经元的长突起和包在它外面的神经胶质(施万细胞)细胞组成。按神经元突起是否有髓鞘物质包裹,将神经纤维分为有髓神经纤维和无髓神经纤维两大类。在胚胎的发生过程中,神经嵴细胞分化形成的神经膜细胞又称施万细胞或鞘细胞,沿进出中枢的神经元长突起排列,参与形成周围神经系统神经纤维的髓鞘。许多神经膜细胞纵向衔接,包裹轴突,这些轴突不同程度地被包埋在由神经膜细胞表面凹陷所形成的纵沟内,包裹纤维的方式既可以陷在沟内,也可深埋在沟中而形成短的轴突系膜,包裹神经纤维而形成髓鞘的板层[19]。
本研究结果发现同一胚胎三叉神经内的运动纤维与感觉纤维有形态学区别,运动纤维髓鞘量多,纤维内的空泡多,颜色比较淡,施万细胞的数量比感觉纤维明显少。而感觉纤维的施万细胞数量多,纤维内的空泡少,即髓鞘量少,颜色比较深。周围神经从中枢或神经节发出,刚开始并无髓鞘,被施万细胞包裹后产生髓鞘,粗的有髓纤维可能由早期发育的三叉神经节细胞发出,形成了感觉根的中央部分。胚胎发育过程中,运动纤维髓鞘比感觉纤维要成熟,推断同一个三叉神经运动纤维髓鞘的发生比感觉纤维早,产生髓鞘后的神经的传导速度加快功能完善。因此,同一个三叉神经内的运动纤维内的有髓纤维的数量比感觉纤维的多,表明其发育比感觉神经早,相应的功能也会出现得早。
胚胎时期三叉神经根及分支的位置和走行与成人的相同,表明皆已具备行使生理功能的基础,但其大小和粗细较成人的小。故可认为随着胎儿及生后的发育,其神经节逐渐增大,神经也逐渐增粗,表明其功能逐渐完善。同时在胚胎时期,同一个神经内的神经纤维产生髓鞘的时间不是同步的,而是有先有后,是由无髓神经纤维逐步地发育成有髓神经纤维的。有髓纤维主要排列在三叉神经根的中央部,而薄髓和无髓纤维主要环绕在其周围部。粗、细纤维的排列并无明显的界限,且有交错分布,这与本研究结果相同。
从电镜观察结果中还可以看出,胚胎时期髓鞘较薄,施万细胞膜包裹的少而疏松,施万细胞的胞质较多,表现为泡状结构,因而纤维也细。随着发育髓鞘逐渐增厚变致密时,空泡逐渐消失,纤维则逐渐变粗,最终达到成人水平,故认为胚胎时期有髓纤维细是因髓鞘发育尚未完成所致。
综上所述,本研究发现以5~8个月胎龄人胚胎三叉神经感觉纤维及运动纤维都由有髓神经纤维和无髓神经纤维组成,运动纤维中包含有一定数量的有髓神经纤维,但所占比例较感觉纤维的多,说明5 ~8个月胎龄人胚胎三叉神经纤维具有成熟神经纤维的分布特征。有髓神经纤维髓鞘的板层有的部位膨大呈球状,可认为这是该部位髓鞘形成的开始,是因发育不均衡所致,但是朗飞结两侧的膨大不会消失,直至成年。这种结构的形成及机能意义有待进一步研究。
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(本文编辑杨晨晨)
Themorphological study of the sensory fibers and motor fibers of the human embryonic trigem inal nerve.
Tuerxunjiang Dadihan1,CHEN Shengguo1,Aersilang Kasimu1,M uyeshaer W ulamu2,WANG Shiping3,Gulnisa Kerem1,BAIRuiping4,LIXiang4
(1Department of Human Anatomy,School of Pre-clinical Medicine,Xinjiang Medical University,Urumqi830011,China;2Pediatrics Center,First Affiliated Hospital,Xinjiang Medical University,Urumqi830054,China;3Department of Histology and Embryology,School of Pre-clinical Medicine,Xinjiang Medical University,Urumqi830011,China;4School of Clinical Medicine,Xinjiang Medical University,Urumqi830054,China)
Abstract:Objective To observe themorphology and structure of the sensory fibers and motor fibers of the human embryonic trigeminal nerves.M ethods Selected specimens thatwere trigeminal ganglions and its branches of the human embryonic trigeminal nerves(Non-disease deaths induced labor fetus,gestational age 5-8 months)to observe themorphology and structure of the sensory fibers and motor fibers by HE staining under normal light and transmission electron microscopy.Results There were obvious morphological differences between sensory fibers and motor fibers in the same human embryonic trigeminal nerve,which contained moremyelinated fibers in motor fibers than sensory fibers.Some ofmotor fibers and sensory fibers already had morphological characteristics ofmature nerve fibers.Conclusion There are obviousmorphological differences between sensory fibers and motor fibers during embryos.Their development is not synchronized,and the developmentofmotor fibers are earlier than sensory fibers.
Keywords:human embryo;trigeminal nerve;sensory fibers;motor fibers
[收稿日期:2015-08-01]
通信作者:古丽尼沙·克力木,女(维吾尔族),博士,教授,研究方向:神经生物学,E-mail:gkelimu@yahoo.cn。
作者简介:吐尔逊江·达地汗(1977),男(维吾尔族),博士,研究方向:外科学。
基金项目:国家自然科学基金(31360284);新疆医科大学大学生创新性实验计划项目(CX2015008)
doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2016.03.007
中图分类号:R322
文献标识码:A
文章编号:1009-5551(2016)03-0289-05