胭脂鱼血细胞发生及饥饿对血液指标和造血的影响

摘要

2006年3月～2008年12月,应用组织学、细胞化学、电镜技术、荧光标记技术、发育生物学、细胞生物学、生态形态学等研究手段和方法,研究了胭脂鱼外周血细胞的类型、各类血细胞的显微及亚显微结构和细胞化学特征、各类血细胞系的发生场所和形态发生规律,及人工急性贫血和饥饿对血液学指标和造血器官与造血机能的影响。对结果进行了统计、分析,得出了一些有意义的科学结论。
　　 研究一、胭脂鱼外周血细胞的显微、亚显微结构与细胞化学光镜下,胭脂鱼外周血中可区分出红细胞、单核细胞、淋巴细胞、粒细胞和血栓细胞。依据染色、细胞核形态、颗粒形态和数量将粒细胞分为三种类型。Ⅲ型粒细胞可能是已经脱颗粒的嗜碱性粒细胞。外周血中嗜碱性颗粒细胞少见除其主要在组织中执行功能的因素外,主要是制片过程中引起了颗粒的大量脱落,而在细胞中看不到应有的颗粒影响了对嗜碱性颗粒细胞的正确识别造成的。“核影”是正在解体的细胞最终完全溃解形成的浅紫红色和粉色斑点。
　　 透射电镜下,多数红细胞无细胞器,仅少数红细胞两端可见有少量线粒体。颗粒粒细胞有Ⅰ和Ⅱ两种类型,分别属于显微结构中的Ⅰ型和Ⅲ型粒细胞。Ⅰ型颗粒细胞中有层状结构的颗粒、杆状或亚铃形内容物均一的颗粒,Ⅱ型颗粒细胞有电子密度多变的大型泡状颗粒。单核细胞和淋巴细胞中均存在溶酶体样颗粒。单核细胞表面有伪足样突起,靠近细胞质边缘有一些较大的空泡,有的空泡位于突起的伪足内。淋巴细胞胞核大,胞质向外伸出许多细长的伪足样突起,有的胞突内可见空泡。血栓细胞核质比大,细胞周缘较整齐,无胞突,胞质中有大量大小不一的管或泡。
　　 细胞化学染色显示,除红细胞外,所有白细胞PAS反应阳性。Ⅰ型和Ⅲ型粒细胞阳性最强,Ⅱ型粒细胞和单核细胞相当,淋巴细胞和血栓细胞阳性较弱。部分红细胞有少量的酸性磷酸酶,幼稚红细胞其含量比成熟红细胞稍多；所有白细胞都含有酸性磷酸酶,Ⅰ型和Ⅱ型粒细胞含量多,Ⅲ型粒细胞含量很少,单核细胞酸性磷酸酶含量较多。除红细胞外,所有类型的白细胞非特异性酯酶染色均有阳性反应,其中粒细胞和单核细胞均强阳性,淋巴细胞和血栓细胞部分细胞阳性。碱性磷酸酶、过氧化物酶、SBB染色显示外周血细胞中不含相关酶类和脂类。酸性磷酸酶的广泛分布或许可以在一定程度上弥补过氧化物酶的缺乏。
　　 用DiI-C18孵育2min后观察到了标记的血栓细胞,而其他细胞均未见被标记。血栓细胞被激活后出现脂筏聚结现象。选择性标记结果表明,可能存在脂质含量不同的两个血栓细胞亚群。
　　 研究二、胭脂鱼血细胞的形态发生胭脂鱼的血细胞发生可以分为红细胞系、粒细胞系、单核细胞系、淋巴细胞系及其他血细胞,这些细胞均源自造血干细胞,经过原细胞、幼稚细胞再发育为成熟细胞。
　　 红细胞系的发育要经历四个大阶段,七个小阶段。期间红细胞经历了“两大两小”发育过程,这一变化充分显示出结构与功能的一致性。双叶(核)红细胞中的双叶(核)形态是红细胞衰老走向程序性调亡的表现。
　　 粒细胞系的发育经历五个时期。Ⅰ型早幼粒细胞靠近核膜平坦处有一浅染的核旁区,该区域酸性磷酸酶强阳性反应,在PAS染色的标本上,此处呈阴性反应,Giemsa染色的标本上此处未显示有颗粒。辅以外周血细胞的显微、超微结构来分析,造血组织中观察到的Ⅰ型粒细胞对虑外周血中的Ⅰ型粒细胞,应为中性粒细胞；造血组织中的Ⅱ型粒细胞对应外周血中的Ⅲ型粒细胞可能为嗜碱性粒细胞。
　　 单核细胞系的发生经历三个阶段。巨噬细胞的来源可能有两种途径,一是单核细胞转化而来,二是专门的细胞系成熟为巨噬细胞。
　　 已有关于鱼类血细胞的研究中都没有发现血栓细胞的发育过程。本研究中观察到了胭脂鱼血栓细胞的形态发育过程并进行了描述。胭脂鱼血栓细胞的发生部位在脾脏。血栓细胞的发生经历了原血栓细胞、幼血栓细胞、血栓细胞三个阶段。原血栓细胞的胞体胞核均为圆形,胞质呈浅蓝色或稍红。胞核染色质细腻类胶冻状,着色深,异染色质较多。幼血栓细胞体积较原血栓细胞小,圆形或卵圆形,胞质浅粉红色,胞核圆形至椭圆形,核内染色质更致密。原血栓细胞及幼血栓细胞的核染色质特征与血栓细胞非常相似,只是没有血栓细胞的核染色质致密。原血栓细胞的胞质是所有原血细胞中嗜碱性最弱的。与原淋巴细胞相比,原血栓细胞的胞质稍浅,胞核染色质较原淋巴细胞的细腻且呈类胶冻状,异染色质较原淋巴细胞的多。很显然。胭脂鱼血栓细胞的形成有其自身的发育过程。
　　 研究三、胭脂鱼血细胞的器官发生人工急性贫血实验表明,所有原血栓细胞均出现在脾脏中,对照组和各贫血组的脾脏中均未发现原红细胞,说明脾脏是血栓细胞的生成场所,而不是红细胞的发生器官:肝脏是胭脂鱼红细胞的发生器官之一,但与其他细胞系的发生无关。
　　 人工急性贫血引起显著的成红细胞(前体红细胞)、血栓细胞增多症。双叶(核)红细胞的数量并没有因为人工急性贫血而增加。胭脂鱼在遭遇大量失血时,首先是释放未成熟细胞,其次才是加速前体细胞的进一步分化,即释放先于分化。
　　 胭脂鱼人工急性贫血后外周血中早幼红细胞、晚幼红细胞达到最大值的时间分别是恢复至7d和14d时,而衰老红细胞的最高百分比也是出现在恢复至7d和14d时,同时脾脏中巨噬系细胞的数量也达到最高。这一现象反映了大量失血后新生成的红细胞前体的逐渐发育成熟和已有红细胞的衰老之间的微妙的关系。这些新生红细胞的成熟在时间上相对较为一致,它们步入衰老期的时间点应该也较为一致。当它们即将衰老时,将会又有一批新生红细胞相对集中地生成。这暗示可能存在红细胞发生波。一次失血越多,这种发生波的波峰越高,对机体的影响也越大,恢复时间就越长。微量失血不会引起红细胞发生波。
　　 人工急性贫血后第20d,胭脂鱼外周血HCT已基本恢复,但恢复不完全；20d内,Hb仍未恢复。7d对于胭脂鱼的急性贫血恢复来说是一个转折点,14d又是另一个转折点。
　　 研究四、饥饿对胭脂鱼血液指标及造血的影响饥饿对鱼类造血的影响未见报道。饥饿对胭脂鱼RBC、Hb、MCV、MCH和MCHC等生理指标都有显著影响,而对WBC和HCT影响不显著。
　　 饥饿5d～30d之间,外周血红细胞中含有较多数量的未成熟红细胞和较年轻的成熟红细胞,饥饿至60d时新生红细胞的能力几乎丧失。血红蛋白含量和红细胞压积的变化与红细胞数量变化趋势一致。饥饿使胭脂鱼造血过程和原有红细胞的衰老过程减缓,从而降低能量的代谢:当饥饿对鱼体生存产生胁迫时,作为能量节省机制,保存现有红细胞和停止红细胞生成可能是饥饿耐受鱼的常用对策。
　　 除胆固醇和谷草转氨酶外,其余各项生化指标均受到饥饿的显著性影响。
　　 持续饥饿使肾脏、头肾、脾脏、肝脏等造血器官体积减小、内部结构排列疏松、细胞萎缩、造血区解体。随着饥饿时间的延长,造血器官中成熟和趋向衰老的血细胞数量明显增多,各种原始和幼稚血细胞减少,造血机能下降,最后失去造血机能。

目录

文摘

英文文摘

中英文缩略词对照表

第1章 前言

1.1 血细胞的结构

1.1.1 外周血细胞的显微结构

1.1.2 外周血细胞的超微结构

1.1.3 外周血细胞的细胞化学特征

1.2 血细胞的形态发生

1.3 血细胞的器官发生

1.4 饥饿对鱼类血液指标的影响

1.4.1 饥饿对血液生理指标的影响

1.4.2 饥饿对血液生化指标的影响

1.5 本文的研究目的和意义

1.6 参考文献

第2章 胭脂鱼外周血细胞的显微、亚显微结构与细胞化学

2.1 实验用鱼

2.2 实验方法

2.2.1 显微结构

2.2.2 亚显微结构

2.2.3 细胞化学特征

2.2.4 血栓细胞的选择性标记

2.3 结果

2.3.1 胭脂鱼外周血细胞的显微结构

2.3.2 胭脂鱼外周血细胞的超微结构

2.3.3 细胞化学特征

2.3.4 选择性标记血栓细胞

2.4 讨论

2.4.1 红细胞的分裂

2.4.2 粒细胞的类型

2.4.3 血栓细胞的形态、结构与功能

2.4.4 细胞化学特征

2.5 参考文献

第3章 胭脂鱼血细胞的形态发生

3.1 材料与方法

3.1.1 实验用鱼

3.1.2 实验方法

3.1.3 数据处理

3.2 结果

3.2.1 红细胞系

3.2.2 粒细胞系

3.2.3 单核细胞系

3.2.4 淋巴细胞系

3.2.5 血栓细胞系

3.2.6 其他

3.3 讨论

3.3.1 红细胞系的发育

3.3.2 粒细胞系发育

3.3.3 单核巨噬细胞系发育

3.3.4 淋巴细胞系发育

3.3.5 血栓细胞系发育

3.3.6 造血干(祖)细胞与网状细胞

3.3.7 嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞与肥大细胞

3.4 参考文献

第4章 胭脂鱼血细胞的器官发生

4.1 实验用鱼及预处理

4.2 实验方法

4.3 结果

4.3.1 实验鱼检查

4.3.2 外周血

4.3.3 肾脏

4.3.4 脾脏

4.3.5 肝脏

4.4 讨论

4.4.1 肾脏

4.4.2 脾脏

4.4.3 外周血

4.4.4 关于红细胞发生波的假设

4.5 参考文献

第5章 饥饿对胭脂鱼血液指标及造血的影响

5.1 实验材料

5.2 实验方法

5.2.1 分组

5.2.2 血样制备

5.2.3 红细胞参数与生理指标的测定

5.2.4 血液生化指标测定

5.2.5 对造血器官的影响

5.2.6 数据分析

5.3 结果

5.3.1 饥饿对血液生理指标的影响

5.3.2 饥饿对血液生化指标的影响

5.3.3 饥饿对不同发育阶段红细胞数量和成熟红细胞形态的影响

5.3.4 饥饿对造血器官及造血的影响

5.4 讨论

5.4.1 饥饿对胭脂鱼红细胞参数的影响

5.4.2 饥饿与血糖

5.4.3 饥饿对造血的影响

5.4.4 采血方法、麻醉剂和抗凝剂等对血液学测定的影响

5.5 参考文献

总结

致谢

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