豬胎盤顯微結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

彭 璇，張居作，薛立群

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，湖南長沙410128）

胎盤是哺乳動物妊娠期的臨時器官，是母胎間進(jìn)行物質(zhì)交換的重要場所，胎盤形態(tài)異常嚴(yán)重影響其正常功能的發(fā)揮，導(dǎo)致胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、產(chǎn)前損失和產(chǎn)后活力低下等[1]。Guttmacher[2]呼吁建立“人類胎盤計劃”，以期能夠?qū)崟r動態(tài)的掌握人類胎盤的結(jié)構(gòu)和功能，對于從胎兒期預(yù)防人類疾病具有重要意義。豬是多胎動物，窩產(chǎn)仔數(shù)與胎盤性狀密切相關(guān)[3]。20世紀(jì)80年代，F(xiàn)riess[4,5]利用灌注固定方法對不同妊娠期的豬胎盤顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)上皮絨毛膜胎盤是組織層次最為完整的胎盤。目前，國內(nèi)外學(xué)者對豬胎盤形態(tài)學(xué)研究已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，但仍留下了諸多疑點(diǎn)。我國是養(yǎng)豬大國，隨著養(yǎng)豬業(yè)集約化、現(xiàn)代化發(fā)展，胎兒產(chǎn)前丟失給生產(chǎn)造成了巨大損失，胎盤形態(tài)學(xué)和形成機(jī)制等相關(guān)研究引起了廣大學(xué)者的興趣。掌握豬胎盤顯微結(jié)構(gòu)，分析探討結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，對改善胎盤功能性指標(biāo)和提高母豬繁殖效率具有重要的指導(dǎo)性意義。

1 豬的胎盤屏障

Burton等根據(jù)胎盤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和母胎界面的連接方式將哺乳動物的胎盤大致分為4類，豬胎盤屬于非蛻膜彌散型上皮絨毛膜胎盤[6]，絨毛膜血管內(nèi)皮、絨毛膜間充質(zhì)、絨毛膜上皮（滋養(yǎng)層）、子宮內(nèi)膜上皮、子宮內(nèi)膜結(jié)締組織和母體血管內(nèi)皮6層組織共同形成胎盤屏障[7]，阻止大部分微生物和毒物等從母體進(jìn)入胎兒，同時也是維系母胎間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、氣體交換與血液循環(huán)的唯一部位[8]。在妊娠過程中，胎兒和母體血液循環(huán)各自獨(dú)立，血管間隔著各種結(jié)締組織交錯逆流排列并與胎盤面垂直[9]，其毛細(xì)血管網(wǎng)分別位于子宮內(nèi)膜和絨毛膜的外側(cè)[10]。因此，上皮絨毛膜胎盤較血絨毛膜胎盤（母體胎盤缺失，母體血液直接接觸滋養(yǎng)層細(xì)胞）擴(kuò)散距離較寬，胎盤屏障的厚度和血管密度將會很大程度上影響物質(zhì)的交換效率[11]。

2 豬胎盤顯微形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)

豬胎盤絨毛膜可以人為的分為三個區(qū)域：占據(jù)了胎囊中央大部分區(qū)域的胎盤區(qū)、鄰近的副胎盤區(qū)和無血管形成的末端區(qū)。絨毛均勻地分布在胎盤區(qū)和副胎盤區(qū)，與子宮上皮平行緊靠，嵌合于子宮內(nèi)膜，凹陷形成腺窩[4]。

2.1 妊娠早期

豬的胚胎附植發(fā)生在妊娠12～20天，胎兒滋養(yǎng)層細(xì)胞與子宮粘膜上皮細(xì)胞此時開始發(fā)生接觸，建立母體與胎兒之間的聯(lián)系[12]。附植完成后滋養(yǎng)層向尿囊絨毛膜和羊膜絨毛膜分化，胎盤血管增生；子宮內(nèi)膜重構(gòu)，和相應(yīng)的絨毛膜上皮相互平行交錯排列并彼此融合，形成初期的絨毛膜上皮/子宮內(nèi)膜上皮雙細(xì)胞層結(jié)構(gòu)（圖1）。絨毛膜不同部位的上皮細(xì)胞存在不同的形態(tài)，皺褶基部的上皮細(xì)胞呈平均高度為40μm的圓柱狀，側(cè)邊和頂部的細(xì)胞高度減少，最小高度為20μm；但子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞高度變化并不明顯，平均高度維持在20μm左右。

此時子宮內(nèi)膜和胎兒胎盤的聯(lián)系并不緊密，羊膜和尿囊膜在實(shí)驗(yàn)過程中極易脫落。這一階段在子宮腺口上方開始出現(xiàn)明顯外緣增厚的白色圓盤狀物，其橫截面呈現(xiàn)圓頂狀構(gòu)造，即早期的絨毛暈[4]（圖2），絨毛暈的發(fā)育會使絨毛膜和子宮內(nèi)膜的聯(lián)系變得緊密，也有利于絨毛膜吸收腺體分泌的物質(zhì)通過血管進(jìn)入胎兒循環(huán)系統(tǒng)[5]。

圖1 絨毛膜上皮/子宮內(nèi)膜

圖2 絨毛暈,30d[4]

2.2 妊娠中期

豬胎盤在妊娠40天發(fā)育接近完整。為滿足胚胎的快速增長，大多數(shù)品種的豬需要通過絨毛膜與子宮內(nèi)膜接觸面積的增大或血管密度的增加來克服有限子宮容量的缺陷，保證對胚胎的營養(yǎng)供給[13]。因此，子宮內(nèi)膜重構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展，皺褶延伸復(fù)雜化，絨毛膜嵌入凹陷處，與子宮內(nèi)膜皺褶相互吻合，兩者間隙距離減小，雙細(xì)胞層嵌合更為緊密[4]。Hasselager[14]認(rèn)為母胎界面接觸面積的增加可以人為地分為在三個層次：（1）肉眼觀察結(jié)構(gòu)：覆以胎膜的子宮粘膜褶皺；（2）光學(xué)顯微結(jié)構(gòu)：覆以絨毛膜上皮細(xì)胞的子宮上皮細(xì)胞層褶皺；（3）超微結(jié)構(gòu)：母胎雙方形成指狀突起的胎盤微絨毛。Vallt[15]也通過測量雙細(xì)胞層褶皺的寬度，證實(shí)了同窩胎兒之間，胎兒大小與褶皺的平均寬度呈正相關(guān)性，證明子宮內(nèi)膜與絨毛膜相互作用的界面的增大有利于促進(jìn)胎兒的發(fā)育。

胎兒發(fā)育引起胎囊擴(kuò)張、子宮容量增加，此時子宮內(nèi)膜細(xì)胞高度緩慢減少，但仍然維持高圓柱狀，基質(zhì)中包括更為豐富的血管和腺體，鄰近上皮細(xì)胞層的血管增生。絨毛膜側(cè)部和頂部的上皮細(xì)胞高度進(jìn)一步縮?。?5μm），基部的上皮細(xì)胞高度變化不明顯（35μm）。毛細(xì)血管凹陷到絨毛中，被絨毛膜上皮所包圍，與上皮細(xì)胞融合成單獨(dú)的一層[4]。Tanaka[16]推測側(cè)面和頂部細(xì)胞層的薄化是氣體交換的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，而基底部細(xì)胞通過血液傳輸?shù)男问絹磉\(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)，則可能是由于受到子宮上皮細(xì)胞間通道系統(tǒng)的促進(jìn)而導(dǎo)致的。Amin等[17]研究發(fā)現(xiàn)豬的胎盤屏障較其他種屬哺乳動物更薄，擴(kuò)散距離更短，這一特點(diǎn)有利于雙方逐漸形成嵌合的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物質(zhì)交換。

與此同時，大量的子宮腺也在活躍地分泌有明確營養(yǎng)功能的蛋白質(zhì)，逐漸成熟的絨毛暈則在子宮腺開口處為組織吸收營養(yǎng)[6]。其內(nèi)層上皮細(xì)胞呈高圓柱形，平均高度為45μm，頂部出現(xiàn)較長的微絨毛，相鄰細(xì)胞通過發(fā)達(dá)的緊密連接和粘著小帶排列在一起，部分絨毛暈相互融合形成較大的不規(guī)則絨毛暈。根據(jù)Roberts的實(shí)驗(yàn)，子宮運(yùn)鐵蛋白在整個子宮腺分泌物中占據(jù)了重要的部分（10%～15%）[5]。因此，絨毛暈?zāi)芘c子宮腺一起調(diào)控母胎間鐵的運(yùn)輸，這對胎兒的發(fā)育和成長顯得尤為重要。

2.3 妊娠后期

妊娠后期，雙細(xì)胞層進(jìn)一步發(fā)育，褶皺不斷彎轉(zhuǎn)延展，形成不同層次和等級的絨毛和微絨毛。絨毛膜和子宮內(nèi)膜接觸面積達(dá)到最大，嵌合非常緊密。子宮內(nèi)膜下基質(zhì)中的血管和腺體進(jìn)一步增多，母胎毛細(xì)血管網(wǎng)平行排列、相互接近，距離達(dá)到最小[4]。覆蓋在毛細(xì)血管上的上皮細(xì)胞高度進(jìn)一步縮小，滋養(yǎng)層幾乎完全被胎兒血管所分離，在妊娠結(jié)束的時刻，有效胎盤屏障的寬度將減少至2μm甚至更少[4]。以上結(jié)構(gòu)變化是妊娠胎盤發(fā)育與物質(zhì)交換功能增強(qiáng)的重要特征。

此時，成熟絨毛暈的內(nèi)表面會形成大量的褶皺，使內(nèi)表面的面積顯著增加。接壤細(xì)胞的交錯也會變得更加明顯，并在相鄰的細(xì)胞底側(cè)部形成一個相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)[5]。絨毛暈在發(fā)育過程中表現(xiàn)出許多典型的形態(tài)學(xué)參數(shù)，如長微絨毛、發(fā)達(dá)的頂部管狀系統(tǒng)和無數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)頂部的有衣小泡，部分絨毛暈腔內(nèi)還可觀察到一定的分泌物，這些特征都是與其吸收功能相一致的[18]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，母豬在妊娠期間胎盤顯微結(jié)構(gòu)不斷變化，并與其物質(zhì)交換功能的增強(qiáng)相一致，主要表現(xiàn)在以下四個方面：（1）絨毛膜上皮/子宮上皮雙細(xì)胞層形成彎曲延展的皺褶，并隨著妊娠的進(jìn)行逐漸復(fù)雜化，部分區(qū)域可觀察到初級、次級分支絨毛結(jié)構(gòu)。（2）絨毛膜脊的滋養(yǎng)層細(xì)胞和子宮上皮細(xì)胞形態(tài)逐漸發(fā)生薄化，其厚度通常小于2μm，大大減少了胎盤屏障的厚度和兩者間物質(zhì)交換的距離。（3）胎兒胎盤和母體胎盤基質(zhì)中的血管密度均隨著妊娠發(fā)展而增加，使物質(zhì)交換效率在有限子宮容量內(nèi)得到提高。（4）絨毛暈作為吸收子宮腺體分泌物的結(jié)構(gòu)，其數(shù)量的不斷增加可以推論出子宮內(nèi)膜分泌功能也在不斷加強(qiáng)。

目前，國內(nèi)外學(xué)者在豬胎盤顯微形態(tài)學(xué)方面的研究取得了一些進(jìn)展，但其生理形成和病理改變的深層機(jī)制仍不明確。在深入了解胎盤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，如何控制形態(tài)學(xué)的相關(guān)指標(biāo)來改善胎盤功能，從而防治母胎疾病和提高母豬繁殖效率，將是今后關(guān)于豬胎盤研究的主要方向。

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