豚鼠耳蜗盖膜下面的显微结构
 

豚鼠耳蜗盖膜下面的显微结构

孙建和  胡吟燕  杨仕明  翟所强
(解放军总医院耳鼻咽喉科研究所,北京 100853)

摘要 目的 了解豚鼠耳蜗盖膜下的微细结构特征及与听觉产生的关系。方法 用耳蜗铺片和扫描电镜技术观察了12 只豚鼠24只耳蜗的盖膜。结果 豚鼠耳蜗盖膜与Corti 器表面密切结合,整个盖膜螺旋呈带状结构覆盖整个Corti器,外缘止于hensen细胞。盖膜的下面可观察到外毛细胞静纤毛压迹,由基底圈到顶圈,逐渐由“W”型渐变为“V”型及不规则的簇状。内毛细胞静纤毛压迹,由基底圈到顶圈由波浪状沟槽逐渐呈带状结构。盖膜下面的纤维结构在外毛细胞静纤毛压迹区域,柱细胞头上方和内沟上方粗细并不一致。结论 盖膜与Corti器密切结合,盖膜下面外毛细胞的压迹,盖膜与内毛细胞形成的带状结构和纤维的分布特点,可能在盖膜与毛细胞之间进行声音机械电转换方面起重要作用。
关键词 豚鼠,耳蜗,盖膜,耳蜗铺片,扫描电镜
Helmholtz的共振学说认为基底膜的横行纤维为共振器,并认为每一根纤维接受一种特殊的声音。但是,当声音由前庭窗传导到耳蜗后,应该是首先引起前庭膜和盖膜的振动,而后才能引起螺旋器毛细胞的兴奋,进而引起耳蜗基底膜的共振。由此可知盖膜在耳蜗感音的作用方面起着非常重要的作用。虽然已经有文献报道盖膜表面的结构特征[1],由于样品制备困难,而对盖膜下面的结构则观察较少。本文利用耳蜗铺片和扫描电镜观察技术详细地观察了盖膜下的微细结构,为耳蜗的感音机制提供新的认识。
材料和方法  取正常健康豚鼠12只,6只豚鼠的耳蜗做耳蜗铺片光学显微镜观察,6只豚鼠的耳蜗做扫描电镜标本电镜观察。
麻醉后快速断头处死,迅速取出双侧颞骨固定、脱钙。四氧化锇后固定。随后在解剖显微镜进行耳蜗铺片,制备显示盖膜和Corti器关系的耳蜗铺片标本,以备光镜观察。
用于扫描电镜观察的耳蜗,解剖耳蜗,去除前庭膜,尽可能地暴露螺旋器,而后小心谨慎地将盖膜从螺旋器上剥取,并反向翻转缠绕在耳蜗轴上,以备电镜观察。随后按照扫描电镜样品制备程序制备样品,S-4800型超高分辨率扫描电子显微镜观察并拍摄照片。
结果  耳蜗铺片结果  耳蜗铺片可以观察到盖膜与Corti器的接触关系,盖膜为一层透明的薄膜,像一条长的带子一样由耳蜗的基底圈到顶圈覆盖在整个耳蜗的Corti器上,内侧附着于蜗管的螺旋缘上,螺旋缘上的齿间细胞(interdental cells)分泌盖膜的基质,盖膜的下面与外毛细胞的静纤毛和Corti器侧缘的Hensen细胞接触(图1)。
扫描电镜结果  位于内毛细胞上面的盖膜下面有一条长带状结构称为Hensen带与内毛细胞的静纤毛直接或间接地接触。在外毛细胞下盖膜的这个区中可以观察到外毛细胞静纤毛的压迹,翻开耳蜗各圈盖膜下面均可观察到外毛细胞静纤毛压迹,这种压迹多半与静纤毛最高排的形态一致,第一圈呈“W”型,由基底圈到顶圈,逐渐由“W”型渐变为“V”型及不规则的簇状。压迹为一排圆形的小凹,将盖膜下表面表层辐射状纤维断开,只有最高排的静纤毛才与盖膜接触形成压迹,压迹排列呈串珠一样。在耳蜗的一、二圈由第一排到第三排静纤毛的压迹,在每一排压迹之间的间隔逐渐增宽。而在耳蜗的顶圈每一排压迹之间的间隔都比底圈要宽一些(图13,6)。
内毛细胞静纤毛压迹 内毛细胞下面是否有压迹一直存有分歧,本文观察到盖膜下内毛细胞相应的位置有一条较深的波浪状沟槽,呈线性结构,沟槽比外毛细胞静纤毛的压迹浅而宽,由耳蜗的基底圈到顶圈这种压迹逐渐呈带状(图45)。
讨论  盖膜是由细胞外物质组成的胶质状的结构,位于螺旋器网状板之上,盖膜在声音的感觉传导方面起着至关重要的作用。盖膜的表面结构比较容易观察,因此已有相关报道,但是由于组织标本制备过程中脱水处理造成盖膜收缩而失去原来的形貌,观察不到盖膜与Corti器的耦合关系,耳蜗铺片技术解决了这一难题。再则由于盖膜小而窄,确实不易取下,要想观察盖膜下面的结构难度很大。其相关结构尤其是超微结构就观察的很少,只有掌握合适的脱钙时间,才可以从螺旋器上取下来。由于盖膜只是一条很细很轻的胶质状粘多糖带状结构,确实不易保存进一步处理,很容易丢失。只有将其部分翻折,并固定在耳蜗的某一位置使其翻折暴露盖膜的下面以便观察,获得相应的观察结构。
人们认为整个耳蜗三排外毛细胞静纤毛最长的一排静纤毛与盖膜接触,根据观察到盖膜下的静纤毛印迹,认为盖膜与毛细胞静纤毛是接触的,我们也观察到同样的结构。只是,盖膜下静纤毛的压迹,由耳蜗的基底圈到顶圈随着静纤毛的梯度变化而变化,以前没有详细描述。再就是内毛静纤毛是否与盖膜形成接触,一直有分歧,本文观察到内毛细胞的静纤毛确实与盖膜有接触,只是不像外毛细胞的静纤毛那样形成明显的压迹,而是呈由基底圈到顶圈由沟槽状样逐渐形成带状,到顶圈实际只能观察到一条非常浅的带。
以前的观察多伴注意了静纤毛与盖膜的接触即外毛细胞静纤毛的压迹和内毛细胞与盖膜形成的带状接触,但是,对于盖膜下面的纤维注意较少,本文观察到盖膜下面的纤维结构,盖膜下的纤维由盖膜的外缘到柱细胞和柱细胞到盖膜内毛细胞静纤毛带状压迹之间也就是内、外毛细胞压迹之间,柱细胞顶部的盖膜的纤维与内毛细胞顶部盖膜带状结构到螺旋缘之间的纤维的粗细都不一样。这种纤维的分布特点,可能与盖膜在声音调谐方面所起的作用有一定的关系。盖膜与毛细胞静纤毛之间的耦合状况,使内淋巴微流相应的变化,从而调制内毛细胞所受到的刺激,使声音向听觉中枢传导,从而产生听觉。


图1. 盖膜为一层透明的薄膜,由螺旋缘到Hensen细胞覆盖整个Corti器(A,B)。

 

 

图2.扫描电镜显示盖膜的下面  1.豚鼠耳蜗第一圈盖膜由螺旋缘翻折显示是盖膜的下表面,箭头指示观察和照像的部位。2.盖膜下表面三排外毛细胞静纤毛压迹。3.盖膜下表面Hensen带和三排外毛细胞静纤毛压迹。4. 盖膜下表面Hensen带与第一排外毛细胞静纤毛压迹之间的纤维。5. 盖膜下表面Hensen带高倍。6. 盖膜下表面第一、二排外毛细胞静纤毛压迹之间的纤维。。




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