胃腸道(包括膽囊及肝外膽道)的植物性神經分布有二個來源:①外源性神經(extrinsic nerve),指神經來自胃腸道以外的其它部位。②內源性神經(intrinsic nerve),指神經來自胃腸及膽道壁內的神經叢。要應用免疫細胞化學技術對消化道內源性神經進行研究,必須先了解消化管壁內神經叢的結構。
內源性神經系指消化道的壁內神經叢。在胃腸道的壁內神經叢包括兩個主要的神經叢:肌間神經叢(Auerbach叢)和粘膜下叢(Meissner叢)。有的作者建議將粘膜下叢分為:最近腸粘膜肌面的Meissner叢,最近環(huán)肌內表面的稱Henel叢,F(xiàn)較普遍采取的Furnes 和Cozxtf.net.cn/rencai/sta 的建議,將壁內神經叢分為粘膜叢、粘膜下叢、肌深叢、肌間神經叢和漿膜下叢(圖13-1)。神經節(jié) 主要位于肌間神經叢和粘膜下叢。神經叢由神經節(jié) 和節(jié) 間連接來組成,節(jié) 間連接束連接散在分布、形狀不規(guī)則的神經節(jié) ,組成圖案樣的網狀結構。這些神經叢自食管下端的平滑肌部起,一直延伸到肛門的括約肌部,并與膽囊及肝外膽道的壁內神經叢相互連接,形成一個局部的神經系統(tǒng)。因此,早在19世界初期,Langley就建議將胃腸道這個局部的神經系統(tǒng)命名為腸道神經系統(tǒng)(enteric nervous sys-tem),并建議作為植物性神經系統(tǒng)中的,與交感和副交感神經系統(tǒng)并列的第三個部分。隨著近代組織學技術的發(fā)展,大量實驗資料證明,腸道神經系統(tǒng)的獨特性,組織連接的復雜性和神經細胞類型的多樣性,確實不同于其它兩部分植物神經系統(tǒng)。
圖13-1 腸道神經叢分布模式圖
(一)神經叢的模式
在胃腸道及膽道的分層鋪片,用鍍銀、甲基藍、乙酰膽堿脂酶(Ache )和菸堿腺嘌呤雙核苷酸黃遞酶(Nicotinamide adenine dinucleotidediaphorase , NADH)染色法,可以見到壁內神經叢的全貌。由于胃腸道各段神經節(jié) 的大小、形態(tài)不同,節(jié) 間連接束的粗細和長短的不同,神經叢的模式因胃腸道的不同部位、動物的種屬不同而異。甚至在同一腸段,如結腸近腹膜附著方向,神經叢的分布遠離腹膜附著的方向密集。胃小彎部神經叢的分布密集,神經節(jié) 較大,而胃大亦部神經的分布極少或無,胃腸道的粘膜下叢的神經節(jié) 小,分布較較稀疏,與膽道的神經叢相似。
(二)神經元的數(shù)目和大小
胃腸道各段的神經細胞密度(每平方厘米胃腸道壁所含的神經細胞數(shù))也有不同,雖因染色方法和腸道擴張度的不同,各家報告數(shù)字略有不同。一般神經細胞的密度似與胃腸道肌層厚度有關。肌層愈厚,神經細胞密度愈高。在哺乳類動物,結腸的神經細胞密度較小腸高。動物愈大,神經節(jié) 分布愈稀疏,單位面積內的神經細胞也愈低。在出生后的發(fā)育過程中,肌間神經叢內的神經細胞逐漸增加。新生大鼠小腸神經細胞總數(shù)為420000,至成年時增為1850000。而在小腸的單位面積內的神經元數(shù),在新生小鼠為64345個/cm2,在成年僅為9405個/cm2。換而言之,神經細胞數(shù)的增長遠遠落后于腸道肌層的發(fā)育。至于出生后神經叢內新生神經細胞的來源,是通過神經細胞的分裂或其它細胞的分化還是一個有待探索的問題。
與其它植物性神經節(jié) 相比,壁內神經叢內神經細胞大小的變異較為明顯。肌間神經叢內神經細胞大小的變異較粘膜下叢更為明顯,如在大鼠盲腸的神經叢內,神經細胞的表面積為100~200μm2。小腸肌間神經叢內的小神經細胞明顯多于大神經細胞,而在胃腸道其它各段,則以大神經細胞居多。神經細胞大小的變異是否代表不同功能的神經細胞亞群,尚不清楚。
(三)神經細胞的類型
依形態(tài)學分類:Dogiel建議將腸道神經元分為三種類型:
1、I型具有許多短的、不規(guī)則的樹突和一根細而長的軸突。
2、II型有一個短而局限于節(jié) 內軸突和許多長的延伸到神經節(jié) 外的樹突。
3、III型具有中等長短的樹突,終止于同一或鄰近的神經節(jié) 。
Dogiel認為I型屬運動神經元,II型屬感覺神經元。腸道神經節(jié) 內存在dogiel I型和II型細胞,還存在其它的中間型細胞,如在貓的粘膜下神經叢中,單極和雙極的神經細胞占83%,多極的神經細胞占17%。這說明腸道神經細胞形態(tài)的多樣性。然而對于其形態(tài)與功能的相關性,是否I型與II型分別代表感覺及運動神經元,多數(shù)學者持懷疑態(tài)度。
依所含化學物質分類:可分為含乙酰膽堿神經細胞、含胺神經細胞、含嘌呤核苷酸神經細胞和含多肽神經細胞。免疫細胞化學技術是顯示含多肽神經細胞的有力工具,F(xiàn)已知在消化管壁內神經叢內含有血管活性腸肽、生長抑素、物質P和腦啡肽等多肽。用雙重免疫染色法可證明一種以上的多肽共存于神經細胞內。
用消化道切片結合免疫細胞化學染色固然能顯示壁內神經叢的神經細胞及zxtf.net.cn/shouyi/纖維。但由于壁內神經叢為扁平的網狀結構,欲窺其全貌,則以消化道全層鋪片技術進行免疫細胞化學染色效果最佳。消化道全層鋪片在英文文獻中通常稱為whole mount stretch preparation,即整裝撕片。即根據(jù)消化管壁內神經叢的結構特點,分縱層肌、環(huán)層肌、粘膜下層等分層撕開鋪片,以暴露不同的壁內神經叢。以腸道為例,簡述消化道的分層鋪片技術。
動物麻醉后,用Zamboin’s液行主動脈灌注固定,剖腹取任何一段腸管放入上述固定液中4℃下3h,然后移至4%多聚甲醛液固定3h,再移至20%蔗糖4℃過夜,于次日行全層鋪片。選擇一大小適宜的吸管或玻棒穿入腸管,使其被動擴張,然后用鐘表鑷在腸系膜附著處沿腸管縱軸劃痕,用鑷尖沿劃痕輕輕剝離分離縱肌層,將剝離的縱肌層放在載玻片上(漿膜面向下)。在解剖顯微鏡下,用鑷尖輕挑去附于神經叢上的環(huán)層肌,即得縱、環(huán)肌之間的肌間神經叢。再將腸管的粘膜面向外翻套在吸管或玻棒上,用鑷子或手術刀反復刮去表面的上皮層,即可獲固有層表面的粘膜叢,重刮時刮去表面的粘膜層,即可暴露粘膜下層的粘膜下神經叢。
撕片放入0.1mmol/L的PBS溶液中,等待進行免疫染色。其步驟與切片染色同,只是由于撕片較厚,為增強抗體的穿透性,常于染色前在系列酒精中反復脫水后,再進行免疫染色。一般撕片進行免疫染色地漂浮法為佳,可增加壁內神經叢與抗血清的接觸。如撕片數(shù)量少,為節(jié) 約抗血清也可用載片法,此時載玻片上需涂抹一層粘附劑如鉻礬明膠或多聚賴氨酸,以免撕片在染色過程中脫落。