大鼠睾丸摘除后胰岛变化的实验研究

大鼠睾丸摘除后胰岛变化的实验研究 V o l. 9. N o. 1 中 国 组 织 化 学 与 细 胞 化 学 杂 志第 9 卷第 1 期 M a r. 2000 2000 年 3 月 CH INESE JO URNAL O F H ISTOCHEM ISTRY A ND CY TOCHEM ISTRY 大鼠睾丸摘除后胰岛变化的实验研究 蔡秋云张艳 熊希凯 ()同济医科大学解剖学教研室, 武汉 430030 摘要 雄性健康大白鼠 14 只, 2 只为正常对照, 12 只摘除双侧睾丸, 在电镜下观察: 大鼠胰岛数目显著减少。胰岛 Β细 胞的 颗粒数目也减少, ,颗粒的致密核心皱缩、变小呈乾枯状态。线粒体畸形变;内质网数目减少。细胞与毛呈分叉状ΒΒ Β 细血管之间亮区没有 颗粒。 动物体重显著增加。Β 关键词 睾丸摘除 胰岛 超微结构 大鼠 EXPER IM ENTAL STUD IES O F THE PA NCREA T IC ISL ET CHA NGE A FTER TESTECTOM Y , , C a i Q iu yu n Zh an g Y an X io n g X ik a i (), , 430030 D ep a rtm en t of A n a tom y T on g j i M ed ica l U n iv e rs ity W u h a n C h in a 14 adu lt m a le ra t s w e re d iv ided in to 2 g ro up s: 2 w e re in no rm a l co n t ro l g ro up , 12 h ad b ila te ra l te stec . : tom yT h e re su lt s show ed th a t th e re w e re u lt ra st ru c tu ra l ch an ge sth e n um b e r o f p an c rea t ic isle t w a s 14 , . m a rk ed ly dec rea sed in day s af te r te stec tom yso w e re th e Β g ran u lle s o f p an c rea t ie Β ce llsT h e den se . . g ran u lle s b ecam e sm a ll an d d ry in Βg ran u lle sM ito cho n d r ia w e re in ab no rm a lity an d d ive rgen t fo rmT h e . n um b e r o f en dop la sm ic re t icu lum w a s dec rea sedΒ g ran u le s w e re ab sen t in th e sp ace b e tw een b loo d . 14 .cap illa r ie s an d Β ce llsT h e ra t o b v io u sly ga in ed w e igh t day s af te r te stec tom y Key W ord s T e stec tom y; P an c rea t ic isle t; U lt ra st ru c tu ra l; R a t 1、7、14 天的器下测量胰岛大小。取其中摘除睾丸 睾丸与胰岛之间的关系探讨, 既有基础理论也 有临床意义。 特别老年性糖尿病是否与性腺机能自 5h , 胰岛置于 215% 戊二醛溶液中, 室温下固定 4- 然后入二甲砷酸盐缓冲液洗 3 次,每次 10; 入然衰退有关? ! 本实验所观察到的胰岛 细胞及毛细 m in Β 2% 锇酸溶液固定 30, 再入二甲砷酸盐缓冲液洗血管在睾丸摘除后的超微结构变化对此问题提供了m in 3 次, 每 次 10。 第 2 次 入 2% 锇 酸 液 再 固 定实验形态学资料。m in 第 3 次入二甲砷酸盐缓冲液中 3 次, 每次30m in , 材料和方法 10。以下入各级酒精 3 次, 每次 15, 入 100%m inm in 酒精与氧化丙二醇混合液 30, 入 812 与氧 14 只, 年龄 12- 16 月, 体重 240-雄性大鼠 m in Epo n () 260。用普通饲料自然进食喂养 12- 18 个月, 取其 化丙二醇混合液 按 1?3、 1?1、 3?1 比例, 每 g 中 12 只在无菌条件下, 做双侧睾丸摘除后分别喂养 次 30, 共 3 次。入 l|I 预浸 2, 在 812m in Epo n h Epo n ( 812 室温下过夜然后入 ? , 40?、 2、 812 ? 1 天、7 天、14 天。分期用硫苯妥钠 按 011ƒ100Epo n hm l1 ) ? 60? 3。电镜标本用 超薄切片812 体重腹腔注射, 为防止血液凝固, 其中加入肝素Epo n d L KB ) (上述溶液均溶于任格氏液中,机切片, 醋酸铀及枸椽酸铅复染,011ƒ100 体重, O P TON EM ƒ10 m g 2 电镜观察拍片。先 从 左 室 灌 注稀 释 25 倍K a rno u sk y i25m l 溶液, 压力由连在血压计的三连管控制。然D ith izo n 结果 后 将 25稀 释 5 倍 2溶 液 灌m l K a rno u sk y iD ith izo n , 最后将 25 -50溶液进行清洗灌注11 正常大鼠 2 只, 胰岛数目平均为 5000- 8000 m l K rno v sk y i 3 2 个每个胰岛直径平均为 01179。 去睾丸后 1注。 胰取出后在解剖显微镜下寻找胰岛, 灌注成功mm d 的胰岛呈桔红色, 按动物分别计数, 并在显微测微动物 3 只, 胰岛数目及平均直径与正常大鼠无明显 7d 后的动物 3 只, 胰岛数目平均为 16 差别。去睾丸 膜而出的 Β颗粒; 其他斑点致密物较少。此外, 这部 3()- 35 个, 直径平均为 01135。去睾丸 14后的动 分 Β细胞内线粒体变形增多 图 5, 6。未见滑面内 mm d () 质网和糙面内质网等 图 3, 4。物 6 只, 胰岛数目平均为 13- 20 个, 胰岛平均直径 3为 0152。去睾丸动物体重增加显著, 其中去睾mm 讨论 14的动物体重平均增加 40,分别为 274-281。d g g 目前已明确胰岛素合成首先在 细胞糙面内质Β 胰岛均呈皱缩的球胆状, 有的如葡萄干状。 正常胰 , 然后进入高尔基复合体, 绝大 网生成胰岛素前体岛为丰满的椭圆形。 部分转变成胰岛素并与锌结合成复合体, 储存于脱 21细胞超微结构的特点:Β 2 离了高尔基复合体的 颗粒中。 一般认为胰岛 211 , 正常动物: 颗粒的形态变化颗粒为园 ΒΒΒΒ 细胞的细胞核变大, 糙面内质网数量增加, 高尔基 形, 它的致密体位于颗粒的中心, 电子密度高、 饱 (复合体扩张时, 标志着胰岛素合成速度大为增加; 成 图 1, 满。致密体与 颗粒膜之间的亮晕间距相等Β 2- 3, 4 )熟的颗粒加速释放。本实验去睾动物 14后则 2。 Β颗粒直径在放大四万倍条件下测量平均直径 d 1 (为 190, 偶尔可见无颗粒 细胞去睾动物 均以 nm Β与此相反, 线粒体出现大量的变形体, 其中以分支 ) 去睾 14动物为例: , 致密体多偏向颗粒为园形状、 哑铃状为主内质网数目减少, 而且糙面内质网 d Β 的核糖核蛋白颗粒减少, 高尔基氏复合体呈明显皱 一极, 很少数位于 Β颗粒的中心; 它与 Β颗粒膜间的 ,缩状态细胞核明显变小。细胞周围的毛细血管亮晕间距明显增宽,平均增宽 40。而且没有致密 ΒΒ nm 内膜的基底膜增厚,毛细血管与 细胞之间恒定的 1 Β 多数呈核心的 Β颗粒明显增加, 约占 Β颗粒的, 3 其他不规则致透明中间区未见脱膜而出的 颗粒, Β ()“空壳状”, 酷似无蛋黄的蛋壳 图 5。 , 提密的斑点状物质减少。上述超微结构异常的变化 212 线粒体。正常动物: 线粒体数量丰富, 嵴 示睾丸摘除后明显影响胰岛 细胞正常合成和排出Β的排列呈横行栅状为主, 偶有平行的, 多呈弯曲棒 颗粒, 因为内质网、高尔基氏复合体及线粒体均与 Β1 状。去睾动物: 线粒体大小不一, 形态多样其中呈 胰岛素前体、胰岛素合成、以及 颗粒的成熟和释放Β 分叉为主。 线粒体嵴以斜行排列为主, 少数线粒体 4, 5 有密切的关系。一端膨大、 空泡样变或呈哑铃状。 内质网: 正常动 关于胰岛素和睾丸的关系: 目前认为激素在各 物内质网发达, 在胞质内均可见到, 而且多为小型种不同水平上调节有机体的功能。 它们在发育过程 不规则的, 在 细胞边缘部更多。在粗面内质网面 Β中发挥重要作用, 而且赋予动物以生殖的能力, 阉 颗粒丰富。去睾动物则粗面内质网数目显著减少, 残 割睾丸可引起丙酮酸激酶的降低。因此在成熟期后,存的粗面内质网表面颗粒减少。 颗粒周围的滑面 Β有可能应用激素防止丙酮酸激酶等减少。 本实验在 内质网数目极少。 高尔基氏复合体: 正常动物高尔 去睾丸后引起胰岛 细胞及毛细血管的上述系列超Β 基氏复合体发达, 多位于核和毛细血管附近由小泡、 微结构的变化, 也从形态学上反映了这个侧面。 胰分泌颗粒和平行排列的滑面内质网组成。 泡状的滑 岛素属于多肽类激素, 它的受体水平及其组织对其 1 面内质网由小的双层薄片组成。去睾动物: 高尔基 反应性改变, 一般并不随年龄衰老而改变其特定的 氏复合体不发达、 呈皱缩状态, 特别是泡状滑面内 型式。一般老年人血浆睾酮的水平到晚年虽未降低, 质网池界面模糊, 它的四周的 颗粒的致密体电子 Β 但生殖能力却早已降低。 但动物去睾丸后的生殖能密度极低。 力和人类老年变化是相同的。 为什么会出现睾丸摘 31 毛细血管超微结构特点: 正常动物: 胰岛内 除后胰岛 细胞和毛细血管的上述变化有待今后探Β 毛细血管丰富, 可见各种大小血管断面, 内膜不完 讨。整, 有许多微小的窗孔, 平均直径约 45- 52? , 内 收稿 1997211 修回 1999205 皮上微小的窗孔陷凹部分基膜不完整有疏松的隔膜 1 参 考 文 献 封闭。 毛细血管与胰岛细胞之间有恒定的透明中 间区, 并可见 颗粒脱出 细胞膜而出, 或者其他不 ΒΒ1 熊希凯 1 胰岛 Β细胞与毛细血管的透射及扫描电镜研究 9, 10 () 规则斑点状致密物质 图 2。 去睾动物: 毛细 () 1 同济医科大学学报 11985; 14 5: 337 血管内膜完整, 内皮上微小窗孔不显著, 基膜增厚。2 : EC KHA RD R D a s In se lo rgan de r N ew Ze land O be se ) 未见脱( 2毛细血管与胰岛 细胞之间的透明中间区, sow ie R a ste re lek Β N ZO M O u se e in L ich t 1 期第 蔡秋云等 1 大鼠睾丸摘除后胰岛变化的实验研究 39 1982; t ro nenm ikop isch e U n te r such ung. M o no g rah ie. EXPL A NA T IO N O F F IGURES 113- 116 : 3 M ih a il N U lt ra st ruk tu re lle V e r nde rungen 1 : ? , :in den F ig. no rm a l p anc rea t ic Β ce llΒ g ranu laM , : . ×7, 500 M itcho nd r iaN nuc leu s and nuc leo lu sL ange rh an ssch en In se ln de r T aube nach ? 2 : , : Ep ip h y sek tom ie und B eh and lung m it Ep if izan. Z. F ig. no rm a l p anc rea t ic Βce llΒg ranu laL th e zo ne () 2. .1981; 95 6: 101121026 . :ana tFo r sch be tw een Β ce ll m am b ran and cap illa r ie sC M ik ro s 4 . ×10, 000P e r r io r B a r ta H : A m op hom e t r ic study o f th e sec re to ry cap illa r ie s 14 3 Β ce ll o f p anc rea t ic isle t day s af te r C e ll p ro ce ss in th e endo c r ine p anc rea s o f th e fo e ta l ra t. F ig. . : . : 1983; 229: 6512671 te st ic lec tom yM abno rm a l M ito cho nd r iaGΒ T issue R e s. . : 5 :g ranu le s is sm a ll in Β ce llsN nuc leu s and A m o rp ho lo g ica l ba sis fo r in te rce llu la r O rc i L comm un ica t io n be tw een a and B ce ll in th e endo c r ine , : . ×7, 500 nuc leo lu sPp anc rea t ic exo c r ine p a r t . . . 1975; 56: 10664 p anc rea sJc lin Inve st cap illa r is o f p anc re st ic isle t F ig. 14 day s af te r . : 6 A cadem ic Kanungo M S: B io ch em ist ry o f A ge ing. te st ic lec tom yL th e zo ne be tw een Β ce ll ×p re ss. L o ndo n. 1980; 12227 m am b ran and cap illa r is, C: cap illa r ie s la te ra l. 7 210, 000 , : . . L eo n W R o y O GH isto lo gyM cg raw H ill Boo k Co . 1977; 75827615 F ig. 14 N ew Yo rk T o ro n to Β ce ll o f p anc rea t ic isle t day s af te r 8 : .d ive rgencyfo rm o f B re in ing H N o rm a le und P a tho lo g isch e H isto lo g ie te st ic lec tom y: M : 1979; 73 Gu stav F isch e ve r lag. S tu t tga r t. N ew Yo rk. M ito cho nd r ia G. T h e den se g ranu lle s is d ry up in 9 ×10, 000. C ava lle re C: A n e lec t ro n m ic ro scop ic study o f h um an Βg ranu lls " " 6 F ig. 14 p anc rea t ic isle t s in E ndo c r ine Gu t and p anc rea sA m Β ce ll o f p anc re st ic isle t day s af te r te st ic lec tom y 1976. 61. ? E lsev ie r p ub co Inc P te st ic lec t tom yT h e den se g ranu lle s is sm a ll in Β d ive rgencyfo rm ×10 L ik e A A : T h e u lt ra st ruc tu re o f th e Sec re to ry ce lls o f g ranu lls. M : o f M ito cho n r ia. . . 1967. 16:10, 000 th e isle t s o f L ange rh an s in m anL ab Inve st 937 图 版 说 明 图 1正常胰岛 Β细胞: ?Β颗粒, M 1 线粒体, N 核及核仁 ×7500 图 2正常胰岛 细胞: ?颗粒, 1 示 细胞膜与毛细血 ΒΒL Β 管间透明区、示毛细血管侧 ×10000C 图 3睾丸摘除 14 天后胰岛 细胞: ?示 细胞, : 示线 ΒΒM 粒体变形, 示缩小的 颗粒, 核及核仁, 1 示胰G ΒN P 的外分泌部 ×7500 图 4睾丸摘除 14 天后胰岛内毛细血管: 示 细胞膜和毛 L Β 细血管间的透明区, 示毛细血管侧 ×10000C 图 5 睾丸摘除 14 天后胰岛 Β细胞: M 线粒体呈分岐状, G ()示 颗粒内干枯的致密核心颗粒 ×10000Β 图 6睾丸摘除 14 天后胰岛 Β细胞: M 1 线粒体呈分岐状, ?示 颗粒内, 小而干枯的致密颗粒 ×10000Β