人胎盤超微結構研究進展

孫曉燕

(成都市婦女兒童中心醫院，四川 成都　610091)

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人胎盤超微結構研究進展

孫曉燕

(成都市婦女兒童中心醫院，四川 成都610091)

摘要胎盤是胎兒和母體進行物質交換的重要結構。在妊娠的任何階段，胎盤的形態功能的變化都不同程度地影響胎兒，本文將生理和各種病理妊娠的胎盤超微結構進行綜述。

關鍵詞：胎盤；超微結構；絨毛

胎盤(Placenta)是由叢密絨毛膜和底蛻膜緊密結合而構成的一個圓盤狀結構，前者為胎盤的子體部，后者為胎盤的母體部。胎盤是胎兒和母體進行物質交換的重要結構，同時還具有重要的內分泌和屏障功能。胎盤作為聯系母體與胎兒的器官在妊娠過程中發揮重要作用。在妊娠的任何階段，胎盤的形態功能的變化都不同程度地影響胎兒。關于胎盤的超微結構研究已有較多報道[1-3]。

超微結構(Ultrastructure)又稱為亞顯微結構。指在普通光學顯微鏡下觀察不能分辨清楚，但在電子顯微鏡下能觀測到的細胞內各種微細結構，如各種細胞器。細胞器是細胞的功能單位，其內含有生物氧化磷酸化有關的三羧酸循環、電子傳遞和營養物質的合成及分解代謝等所需要的酶類，也是細胞內生物氧化磷酸化和新陳代謝的重要場所。核糖體是細胞內蛋白質合成的場所，內質網的存在大大增加了細胞內膜的表面積，為多種酶，特別是多酶體系提供了大面積的結合位點，參與蛋白質的合成與轉運、蛋白質的加工、脂類代謝、糖類代謝和解毒作用。線粒體是細胞呼吸代謝和能源供應站，與細胞的生命活動有非常密切的關系，同時對各種損傷因素也極為敏感，受損的線粒體將減少甚至不能合成細胞維持正常功能所需的ATP，使細胞代謝功能受到影響。所以其結構、功能的正常對維持細胞正常生理功能十分重要。對于胎盤細胞更是如此，尤其是合體滋養細胞。合體滋養細胞微絨毛的主要功能之一是增加細胞與外界物質交換的面積。而微絨毛數量的減少不利于胎兒從母血中攝取營養物及排出體內的代謝物，繼而影響胎兒的正常生長。現將生理和各種病理妊娠的胎盤超微結構總結如下。

1胎盤的形態結構、血液循環、生理功能

1.1胎盤的形態結構

胎盤呈圓盤狀，中央略厚，邊緣略薄。足月胎兒的胎盤直徑約15～20 cm，平均厚約2.5 cm。胎盤的胎兒面光滑，表面覆蓋羊膜，臍帶附著于中央或偏中央，少數附著于邊緣。透過羊膜可見臍血管的分支由臍帶附著處向四周呈輻射狀走行。胎盤的母體面粗糙，是剝離后的底蛻膜，可見由不規則的淺溝分隔成的15～30胎盤小葉。在胎盤的垂直斷面上可見，胎盤由三層結構構成：胎兒面為絨毛膜板，母體面為滋養層殼和蛻膜構成的基板，中層為絨毛和絨毛間隙，間隙中流動著母體血液。

1.2胎盤的血液循環和胎盤膜

胎盤內由母體和子體兩套血液循環通路：母體血循環通路起自子宮動脈的分支，經螺旋動脈、絨毛間隙的血池最終匯入子宮靜脈；胎兒血循環通路起自臍動脈，經絨毛內毛細血管最終匯入臍靜脈。在胎盤小葉內，絨毛毛細血管流動著胎兒的血液，絨毛間隙中流動著母體的血液，兩種血液之間只隔了一層很薄的結構，這就是胎盤膜(Placental membrane)。胎兒血液和母體血液之間可以通過這層胎盤膜進行物質交換。胎盤膜是一選擇性透過膜，營養物質、代謝廢物、抗體蛋白等可以定向通過，有些大分子物質、特別是有害物質、細菌、血細胞等一般不能通過。因此，胎盤膜又稱胎盤屏障(Placantal barrier)。胎盤膜由絨毛內毛細血管內皮及基膜、滋養層上皮及基膜和兩基膜之間的少量結締組織構成。其中，合體滋養層較厚，胞質嗜堿性，內含比較豐富的游離核糖體、粗面內質網、滑面內質網，高爾基復合體也比較發達，還含有比較多的溶酶體、吞噬體和吞飲小泡，說明合體滋養層細胞代謝旺盛并有著活躍的合成和轉運功能。細胞滋養層細胞含有比較豐富的游離核糖體和線粒體，其他細胞器均不發達。

1.3胎盤的生理功能

胎盤具有物質交換、防衛屏障和內分泌等重要生理功能。

1.3.1物質交換和防衛屏障功能

妊娠期間，胎兒生長發育所需要的氧氣、營養物質都來自母體，胎兒代謝所產生的CO2等廢物也通過母體排出。這一攝取和排出的過程必須通過胎盤的物質交換作用才能實現。隨著胎齡的增長，胎盤膜逐漸變薄，物質交換的功能也越來越強，至妊娠末期，胎盤膜只由合體滋養層、毛細血管內皮和兩者之間的基膜構成，厚度不到20 μm。多數細菌和其他致病微生物不能通過胎盤膜，所以胎盤是胎兒的一道重要的防衛屏障。但是，有些細菌和病毒可以通過胎盤屏障而感染胎兒。例如風疹病毒就可感染胚胎而引起胎兒發育畸形，梅毒螺旋體可破壞胎膜而侵害胎兒，引起胎兒先天性梅毒。

1.3.2內分泌功能

胎盤是胎兒和母體共有的一個內分泌器官，可分泌多種激素，這對妊娠的正常進行和胎兒的生長發育有著不可替代的重要作用。人絨毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin，HCG)是合體滋養層合成和分泌的一種糖蛋白類激素，妊娠初期，其作用類似黃體生成素，可促進孕婦卵巢黃體的繼續存在，以維持妊娠的正常進行。另外，HCG還可能有抑制母體對胎兒及胎盤免疫排斥的作用。人胎盤催乳素(Human placental lactogen，HPL)是一種蛋白類激素，由合體滋養層合成和分泌，一方面作用于母體，促進其乳腺的生長發育，另一方面作用于胎兒，促進胎兒的代謝和生長發育。人胎盤孕激素(Human placental progesterone，HPP)和人胎盤雌激素(Human placental estrogen，HPE)是由合體滋養層合成和分泌的兩種類固醇激素，于妊娠第四個月開始分泌，以后逐漸增多并逐漸代替了母體卵巢孕激素和雌激素的功能。

2正常胎盤超微結構

絨毛各層結構清晰，合體滋養層細胞位于絨毛淺層，具有多核，核的異染色質粗大，胞質內有較發達的滑面內質網，并有較多的游離核糖體和粗面內質網，線粒體小而少，細胞表面有很多細而長的微絨毛，細胞滋養層細胞位于絨毛深層，胞質內可見核糖體、高爾基復合體、 粗面內質網及較豐富的線粒體等，整個細胞位于基膜上。在與合體滋養層細胞連接處有橋粒連接。絨毛中心的基質內可見豐富的毛細血管。

3妊娠期高血壓胎盤超微結構

妊娠期高血壓疾病是妊娠期特有的疾病，以妊娠20周后高血壓、蛋白尿、水腫為特征并伴全身多臟器的損害，發病率我國為 9.4%～10.4%，國外報道為 7%～12%，嚴重影響母嬰健康，是孕產婦和圍產兒病率及死亡率的主要原因之一，對妊娠期高血壓疾病的病因及發病機制的研究一直是婦產科領域的重要研究課題。正常足月胎盤中約88%的合體滋養細胞表面有發育良好的微絨毛覆蓋，微絨毛的形態和數量都與細胞代謝活動強度有著相應的關系。王素梅等研究觀察到子癇前期時胎盤絨毛組織發生了一系列病理學改變，其胎盤絨毛合體細胞結節增多、細胞滋養細胞增生、絨毛基底膜增厚和纖維素樣壞死的發生率顯著高于正常組，而具有血管合體細胞膜的絨毛明顯低于正常組。正常妊娠時隨著妊娠進展，游離絨毛表面積逐漸增大，血管合體細胞膜明顯增多，為母-兒間氣血交換提供了形態學基礎，以滿足胎兒生長發育的需要。研究還發現，輕度子癇前期時胎盤超微結構與正常者無明顯差別，僅內質網有輕度擴張及線粒體豐富、嵴規則，是細胞活躍的表現，說明此時病情較輕，尚可維持胎盤絨毛的正常功能，其超微結構不發生器質性變化，當病情發展到重度子癇前期時微絨毛短小、凌亂、稀少、頂端呈球狀膨大，部分微絨毛脫落，并伴有線粒體腫脹、粗面內質網擴張、基底膜彎曲、增厚、細胞滋養細胞增生、合體細胞結節形成增多，同時這些病理變化而導致血管合體細胞膜明顯減少，使胎盤不能維持正常的功能，導致胎兒缺血缺氧，這與國內外有關報道相符[4,5]。此外，胎盤絨毛纖維素樣壞死可能與子癇前期的免疫機制有關。同時病變的嚴重程度與病程長短及病情嚴重程度有密切關系，病情越重，病程越長，細胞損傷程度越重[6,7]。以上這些變化將影響胎盤蛋白質的合成，造成胎兒營養物質吸收與運輸障礙，進而影響其生長發育，這些研究說明胎盤絨毛病理結構的變化可能是重度子癇前期的發病機制之一。

4妊娠期糖尿病胎盤超微結構

妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus，GDM)是指妊娠后才發生的或發現的糖尿病，以血糖升高為特征。GDM是一種嚴重危害母兒健康的妊娠合并癥。糖尿病可以導致廣泛的血管病變，使小血管內皮細胞增生及管腔變窄，血壓升高，增加患妊娠期高血壓疾病的機會，由于葡萄糖的異常代謝，引起血液、尿液中的葡萄糖含量增加，易發生上行性泌尿系感染。血糖升高時，高血糖持續經胎盤進入胎兒體內，刺激胎兒迅速生長，巨大兒發生率高，巨大兒使剖宮產的幾率增加。高血糖刺激胎兒的胰島β細胞增生、肥大，胰島素分泌增多，導致高胰島素血癥，新生兒出生后，來自母親的糖元中斷，若不及時補充糖，可致新生兒低血糖，低血糖對新生兒腦細胞可造成不可逆的損傷；高胰島素及高血糖使胎兒代謝率增加，刺激胎兒骨髓外造血而引起新生兒紅細胞增多癥；出生后大量紅細胞破壞導致高膽紅素血癥；高胰島素血癥拮抗糖皮質激素促進胎兒2型細胞表面活性物質合成和釋放，使胎兒肺成熟延遲，增加胎兒窘迫和新生兒窒息的危險，嚴重者發生缺氧缺血性腦病。血糖升高使孕婦容易發生妊高征、剖宮產率升高、胎兒窘迫、早產、巨大兒、新生兒窒息、新生兒低血糖等多種并發癥[8]，同時增加GDM孕婦將來患2型糖尿病的幾率。研究表明，與正常妊娠組相比，GDM組胎盤合體滋養細胞微絨毛的超微結構出現較明顯的改變。在合體滋養層，游離面的微絨毛短小、稀疏，并伴有線粒體腫脹，粗面內質網擴張，基底膜彎曲、增厚，上述形態改變也不同程度地出現于其它病理性妊娠的胎盤。這說明，GDM引起的胎盤形態改變并無特異性。在缺氧情況下，細胞表面微絨毛可喪失，代之以水泡形成，隨缺氧繼續，細胞表面變得光滑，甚至出現細胞膜破裂及細胞器溶解。研究發現GDM患者胎盤超微結構變化顯著，上述超微結構變化與缺氧時胎盤變化相一致，反映了GDM時缺氧的存在。線粒體是細胞主要的能源供應站，受損的線粒體將減少甚至不能合成細胞維持正常功能所需的ATP，由此引起的質膜離子泵功能障礙，將導致細胞外液流入胞質內并引起細胞水腫或壞死，因此線粒體腫脹是細胞衰老和缺氧最常見的病理改變。研究觀察到GDM組線粒體形態的改變，證明胎盤由于缺氧、老化而影響細胞能量合成。而粗面內質網擴張、變性等結構特點改變表明細胞損傷程度嚴重。以上這些變化將影響胎盤蛋白質的合成，造成胎兒營養物質吸收與運輸障礙，進而影響其生長發育。這些發現說明GDM時胎兒缺氧明顯，所以孕期應增加氧的供給，注意休息，左側臥位增加胎盤血供，在胎兒成熟后應盡早終止妊娠，以防止嚴重缺氧的發生。

5妊娠期肝內膽汁淤積癥胎盤超微結構

妊娠期肝內膽汁淤積癥(Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)是妊娠期特有的并發癥，病因不明，對母嬰均具有危害性，對胎兒影響更大，是胎兒生長受限(Fetal growth restriction，FGR)等不良妊娠結局的相關危險因素[9,10]。胎盤是妊娠期間功能獨特的器官，通過分泌細胞因子、生長因子等物質發揮多種功能，有利于胚胎及胎兒的生長發育。ICP是妊娠中晚期出現的妊娠并發癥，以膽汁淤積為特征。膽汁酸是一種去垢劑，有濃度及時間依賴性細胞毒作用，可導致具有膜脂類雙層結構的細胞膜流動性降低、硬度增加。近年研究表明[11,12]，疏水性膽酸對體外培養的肝細胞、腸粘膜上皮細胞等均有濃度和時間依賴性細胞毒作用，可促進乳酸脫氫酶(Lactic dehydrogenase，LDH)釋放、IL-8合成、細胞凋亡和細胞壞死。ICP時由于肝細胞對膽汁酸的攝入、轉運和排泄障礙，孕婦血清中初級膽汁酸增加，使胎兒膽汁酸通過滋養層細胞向母體的轉運受阻，而母體血中高濃度膽汁酸可以通過胎盤進入胎兒體內，胎兒血液和羊水中膽汁酸濃度升高。近年來的動物實驗研究[13]進一步證明了膽汁酸的毒性作用，認為 ICP時胎鼠猝死是因為胎鼠心肌細胞功能受膽酸影響，與高濃度牛磺膽酸鹽的毒性作用相關，且與濃度呈劑量相關性。肖建平等電鏡觀察ICP胎盤絨毛超微結構發現，胎盤合體滋養細胞表面微絨毛排列紊亂、數目減少、斷裂或囊泡樣變性、粗面內質網擴張、線粒體腫脹或空化、嵴斷裂、核不規則、染色質異常分布。間質內毛細血管內皮細胞增生。在合并FGR時上述病理改變更明顯，合體滋養細胞微絨毛可缺失，絨毛間質毛細血管明顯減少，并出現大量膠原纖維。可能與高濃度膽汁酸長期刺激致間質內毛細血管內皮細胞破壞、成纖維細胞產生纖維性修復有關。

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Review of placental ultrastructure

Sun Xiao-yan

(Woman & Children’s Center Hospital of Chengdu, Sichuan Chengdu 610091)

作者簡介：孫曉燕，女，住院醫師，主要從事婦產科臨床診療，Email：187153723@qq.com。

(收稿日期：2016-5-14)