組織學(xué)中骨組織的實驗教學(xué)改革探討

尹美珍，喻格書，胡 剛，李曉勇

(湖北理工學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，湖北 黃石 435003)

組織學(xué)中骨組織的實驗教學(xué)改革探討

尹美珍，喻格書，胡 剛，李曉勇

(湖北理工學(xué)院 醫(yī)學(xué)院，湖北 黃石 435003)

為了彌補(bǔ)骨組織實驗教學(xué)中存在的不足，將體外培養(yǎng)的成骨細(xì)胞制備成活細(xì)胞爬片或固定細(xì)胞爬片應(yīng)用于實驗教學(xué)，這不僅能夠全面地驗證骨組織的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能更好地理解和消化理論知識，同時可以讓學(xué)生掌握現(xiàn)代的組織學(xué)研究方法，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

組織學(xué)；骨組織；細(xì)胞培養(yǎng)；成骨細(xì)胞；實驗教學(xué)

組織學(xué)是一門研究機(jī)體微細(xì)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)功能的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，醫(yī)學(xué)生學(xué)好這門課能為學(xué)習(xí)其他相關(guān)醫(yī)學(xué)課程打下良好基礎(chǔ)[1]。組織學(xué)也是一門實踐性很強(qiáng)的形態(tài)學(xué)課程，其實驗教學(xué)是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)。由于實驗教學(xué)直觀性強(qiáng)，是學(xué)生學(xué)習(xí)和思維的平臺，也是培養(yǎng)學(xué)生基本技能與綜合素質(zhì)的重要途徑，其作用是課堂理論教學(xué)無法替代的。為了提高實驗教學(xué)質(zhì)量，對組織學(xué)課程實驗教學(xué)我們不斷地進(jìn)行了改革，建立了顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化實驗教學(xué)平臺等[2-5]，應(yīng)用了多元化教學(xué)手段[6]。但實驗教學(xué)的標(biāo)本采用的仍然是組織切片，這就存在著明顯的不足，尤其是目前骨組織的實驗教學(xué)已不能適應(yīng)時代對醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)的要求。

1 骨組織實驗教學(xué)中存在的不足

組織學(xué)屬于微觀形態(tài)學(xué)學(xué)科，其實驗教學(xué)最基本的目的是使學(xué)生能夠更好地理解與記憶理論知識，增強(qiáng)形態(tài)意識，提高學(xué)習(xí)興趣；同時在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和思維能力，并且使學(xué)生通過顯微鏡下標(biāo)本的制備了解和掌握組織學(xué)的研究方法和技能。但是僅僅采用骨切片和骨磨片來進(jìn)行骨組織的實驗教學(xué)就會存在以下幾點不足。

1.1 細(xì)胞形態(tài)觀察不清晰

細(xì)胞是組織的重要組成成分，其形態(tài)與功能密切相關(guān)，觀察細(xì)胞形態(tài)的目的是為了更好地理解其功能。然而組織切片的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其細(xì)胞的形態(tài)在顯微鏡下往往不易辨認(rèn)。學(xué)生通過骨組織理論課的學(xué)習(xí)已知曉成骨細(xì)胞常單層排列，多呈矮柱狀，分泌活躍時其底部和側(cè)面出現(xiàn)突起，與相鄰的成骨細(xì)胞及骨細(xì)胞以突起連接[7]。但是骨切片在顯微鏡下卻無法觀察到成骨細(xì)胞的突起以及相鄰細(xì)胞的關(guān)系。

1.2 不能再現(xiàn)動態(tài)的結(jié)構(gòu)變化

顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)是靜態(tài)的，而人體的結(jié)構(gòu)往往是動態(tài)的，因而組織切片不能再現(xiàn)類似骨形成的動態(tài)結(jié)構(gòu)。骨磨片在顯微鏡下雖然可以清晰地顯示出長骨骨組織的結(jié)構(gòu)：主要由骨細(xì)胞和鈣化的細(xì)胞外基質(zhì)(以4種骨板形式存在)組成，但是不能再現(xiàn)由成骨細(xì)胞演變成骨細(xì)胞的過程，以及成骨細(xì)胞合成分泌細(xì)胞外基質(zhì)及基質(zhì)鈣化的動態(tài)過程。

1.3 不能驗證和演示重點教學(xué)內(nèi)容

骨組織是由多種細(xì)胞和鈣化的細(xì)胞外基質(zhì)組成。成骨細(xì)胞是骨組織形成的主要細(xì)胞，由于其存在的部位和數(shù)量較少，因而在骨切片和磨片上不易觀察到，且成骨細(xì)胞的動態(tài)結(jié)構(gòu)在切片中無法再現(xiàn)，因此目前的實驗教學(xué)不能驗證骨組織教學(xué)中的一些重點內(nèi)容。

1.4 骨組織切片觀察實驗的教學(xué)方法單一

實驗教學(xué)不僅是為了讓學(xué)生更好地理解和掌握理論知識，還要讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些基本的實驗方法，掌握一定的實驗操作技能，培養(yǎng)一定的科研能力。目前的實驗教學(xué)方法主要是觀察組織切片，因而在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生僅僅能夠了解或掌握組織切片或磨片的制作方法。但是組織學(xué)的教學(xué)內(nèi)容早已進(jìn)入了細(xì)胞和分子的水平，而現(xiàn)代組織學(xué)的實驗方法和技術(shù)在實驗教學(xué)中還仍未涉及，因此對骨組織實驗教學(xué)方法需進(jìn)一步研究和改進(jìn)。

目前，組織學(xué)的理論教學(xué)與實驗教學(xué)學(xué)時比例已接近 1∶1，所以實驗課是組織學(xué)整個課程教學(xué)的重要組成部分。實驗課上觀察到的形態(tài)結(jié)構(gòu)不僅能夠使抽象的理論知識具體化、形象化，強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的理解和記憶；同時，由于對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是教育的核心任務(wù)[8]，學(xué)生通過觀察和分析形態(tài)結(jié)構(gòu)，最有可能發(fā)現(xiàn)新問題，這也成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的重要途徑。另外，實驗課的特點是“實踐”，其主要目的是讓學(xué)生掌握一定的實驗方法和技能，培養(yǎng)一定的科研能力，因此通過組織學(xué)課程的實驗教學(xué)可為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和知識探索打下良好的基礎(chǔ)。

2 骨組織實驗教學(xué)的建議

細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥學(xué)的研究領(lǐng)域，成骨細(xì)胞的分離提取以及體外培養(yǎng)早已是一項成熟的技術(shù)。隨著各高校實驗室條件的改善，組織學(xué)的實驗教學(xué)應(yīng)該引入細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，將體外培養(yǎng)的成骨細(xì)胞制備成細(xì)胞爬片，用于骨組織的實驗教學(xué)，以彌補(bǔ)骨切片或磨片在實驗教學(xué)中的不足。

2.1 細(xì)胞爬片能清晰地顯示成骨細(xì)胞的形態(tài)

培養(yǎng)的成骨細(xì)胞在倒置顯微鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

觀察活細(xì)胞爬片或固定細(xì)胞爬片均可清晰地觀察到成骨細(xì)胞的形態(tài)：細(xì)胞有突起，細(xì)胞之間以突起相互連接(圖1)。雖然細(xì)胞的立體感不是特別的明顯，但可排除受到其他組織成分的影響。對成骨細(xì)胞的形態(tài)特征有很清楚的認(rèn)識后能很好地驗證理論知識：成骨細(xì)胞的底面和側(cè)面有突起，與相鄰細(xì)胞以突起相連[6]。

2.2 再現(xiàn)成骨細(xì)胞的功能以及動態(tài)結(jié)構(gòu)的變化

連續(xù)培養(yǎng)的成骨細(xì)胞在倒置顯微鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖2所示。觀察連續(xù)培養(yǎng)的成骨細(xì)胞，可清晰地看到成骨細(xì)胞形成了骨組織，以及在形成過程中呈現(xiàn)出了特征性的結(jié)構(gòu)變化。此特征性結(jié)構(gòu)變化可由一組細(xì)胞爬片在顯微鏡下的結(jié)構(gòu)顯示(圖2)：①單層細(xì)胞(圖2a)增殖并且集落樣逐漸聚集成多層(圖2b)；②在表層細(xì)胞表面有鈣化的類骨質(zhì)產(chǎn)生(圖2c)；③鈣化的類骨質(zhì)逐漸增多，形成明顯的鈣化結(jié)節(jié)(圖2d)，即體外骨組織。

由圖2a到圖2d發(fā)生了明顯的動態(tài)變化。具體變化情況如下：

1)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：由單層散在的成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殁}化結(jié)節(jié)，鈣化結(jié)節(jié)類似體內(nèi)哈弗系統(tǒng)(骨單位)的骨組織。

2)細(xì)胞的變化：由明顯可見的成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楸宦裼诠琴|(zhì)內(nèi)的體積較小的骨細(xì)胞。

3)結(jié)構(gòu)成分的變化：由成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楣墙M織，即骨基質(zhì)和骨細(xì)胞。

由以上3個變化可使學(xué)生切實且清晰地理解骨組織的組成，明確骨組織的形成，以及成骨細(xì)胞形成骨組織的功能。

圖2 連續(xù)培養(yǎng)的成骨細(xì)胞在倒置顯微鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)(100倍)

2.3 更好地達(dá)到實驗教學(xué)目的

觀察骨切片和骨磨片可以看到骨組織內(nèi)部的微細(xì)結(jié)構(gòu)，而觀察成骨細(xì)胞爬片可以清晰地看到成骨細(xì)胞的形態(tài)及其發(fā)揮功能過程中所形成的動態(tài)結(jié)構(gòu)。以上三者的結(jié)合可使骨組織的重點教學(xué)內(nèi)容在實驗課上得以全面驗證，將抽象的理論知識具體化、形象化，使學(xué)生能夠更好地理解和消化所學(xué)知識；更主要的是，組織和細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與其功能密切結(jié)合，可以促使學(xué)生在實驗觀察中進(jìn)行科學(xué)的思維，這不僅能培養(yǎng)學(xué)生獨立觀察和分析的能力，而且能引導(dǎo)學(xué)生思考從靜態(tài)到動態(tài)時相的變化，培養(yǎng)學(xué)生將形態(tài)和功能密切聯(lián)系的思維能力；同時使學(xué)生了解細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在組織學(xué)學(xué)習(xí)和研究中的應(yīng)用，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和科研能力。

[1] 尹海燕，柴繼俠，劉銅.多途徑提高組織學(xué)與胚胎學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2014,16(1):29-31.

[2] 賈書花,張旭東,王改琴,等.組織學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)體系的構(gòu)建及應(yīng)用[J].解剖學(xué)雜志,2016,39(4):515-516.

[3] 邢文英,劉莉,金輝,等.組織學(xué)數(shù)字切片的制作及應(yīng)用[J].解剖學(xué)雜志,2015,38(3):364-365.

[4] 汪全海,鐘樹志.組織學(xué)與胚胎學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)平臺的構(gòu)建[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2013,15(5):537-539.

[5] 王菊,周宗瑤,慕曉玲,等.顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在人體組織學(xué)實驗教學(xué)中應(yīng)用效果評價[J].黑龍江醫(yī)學(xué),2014,38(1):100-101.

[6] 吳敏,鐘樹志,彭彥霄,等.多元化教學(xué)手段在組織學(xué)與胚胎學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用體會[J].四川解剖學(xué)雜志,2013,21(3):56-57.

[7] 鄒仲之，李繼承.組織學(xué)與胚胎學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2013:45.

[8] 王舟.病理學(xué)實驗教學(xué)改革探索[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2006,24(24):65-66.

Discussion on Experimental Teaching Reform of Bone Tissue in Histology

YinMeizhen,YuGeshu,HuGang,LiXiaoyong

(School of Medicine,Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003)

To make up some deficiency in the experimental teaching of bone tissue,living cell slide or fixed cell slide prepared by osteoblast in vitro culture was used in experimental teaching,which can not only comprehensively verify the teaching contents of bone tissue,but also enable the students better understand and digest the theoretical knowledge.At the same time the students can master modern research methods on histology and their comprehensive quality can be improved a lot.

histology;bone tissue;cell culture;osteoblasts;experimental teaching

2017-06-04

湖北理工學(xué)院校級教學(xué)研究項目(項目編號2014C01)。

尹美珍，教授，博士，研究方向：細(xì)胞生物學(xué)。

10.3969/j.issn.2095-4565.2017.06.014

G642.0

A

2095-4565(2017)06-0060-03

(責(zé)任編輯高嵩)