卵巢表面覆蓋一層單層扁平或立方的表面上皮,上皮下方為薄層致密結締組織構成的白膜。卵巢的外周部分稱皮質,中央為髓質。皮質較厚,含有不同發(fā)育階段的卵泡以及黃體和退變的閉鎖卵泡等,卵泡間的結締組織富有網狀纖維和梭形基質細胞。髓質由疏松結締組織構成,與皮質無明顯分界,含有許多血管和淋巴管等。近卵巢門處有少量平滑肌束及門細胞(圖17-1)。
圖17-1 卵巢
新生兒兩側卵巢有70萬~200萬個原始卵泡,青春期約有4萬個,至40~50歲時僅剩幾百個。在胎兒及兒童期可偶見少量卵泡生長,但都不能發(fā)育成熟。從青春期至絕經期30~40年生育時期,卵巢在垂體周期性分泌的促性腺激素的影響下,每隔28天左右有1個卵泡發(fā)育成熟并排出1個卵細胞,左右卵巢交替排卵。一生中約排卵400余個,其余卵泡均于不同年齡先后退化為閉鎖卵泡。
卵泡由卵母細胞(oocyte)和卵泡細胞(follicular cell)組成。卵泡發(fā)育是個連續(xù)的生長過程,其結構發(fā)生一系列變化,一般可分為原始卵泡、初級卵泡、次級卵泡和成熟卵泡四個階段。初級卵泡和次級卵泡又合稱為生長卵泡。
1.原始卵泡 原始卵泡(primordial follicle)位于皮質淺部,體積小,數量多(圖17-2)。卵泡中央有一個初級卵母細胞(primary oocyte),周圍為單層扁平的卵泡細胞(又稱顆粒細胞)。初級卵母細胞圓形,較大,直徑約40μm ,核大而圓,染色質細疏,著色淺,核仁大而明顯,胞質嗜酸性。電鏡下觀察,胞質內除含有一般細胞器外,核周處有層狀排列的滑面內質網(稱環(huán)層板),并可見內質網與核膜相連,這可能與核和胞質間物質傳遞有關。初級卵母細胞是在胚胎時期由卵原細胞分裂分化液組成,隨即進入第一次成熟分裂,并長期停滯于分裂前期(12~50年不等),直至排卵前才完成第一次成熟分裂。卵泡細胞較小,扁平形,細胞與外周結締組織之間有薄層基膜。卵泡細胞具有支持和營養(yǎng)卵母細胞的作用,卵泡細胞與卵母細胞之間有許多縫隙連接。
2.初級卵泡 初級卵泡(primary follicle)由原始卵泡發(fā)育形成。此時期的初級卵母細胞體積增大,卵泡細胞由單層扁平變?yōu)榱⒎叫位蛑鶢,隨之細胞增殖成多層(5~6層)。在排列緊密的卵泡細胞間開始出現考爾-愛克斯諾小體(call-Exner body),其數量隨卵泡的生長而增多(圖17-2)。小體為圓形囊泡,腔面是一層基膜,周圍緊密排列的卵泡細胞,腔內含有卵泡細胞分泌的物質,參與卵泡液的形成。卵巢顆粒細胞腫瘤與考爾-愛克斯諾小體的分化有關,在初級卵泡早期,卵母細胞和卵泡細胞之間出現一層含糖蛋白的嗜酸性膜,稱為透明帶(zona pellucida),它是卵泡細胞和初級卵母細胞共同分泌形成的。電鏡下可見初級卵母細胞的微絨毛和卵泡細胞的突起伸入透明帶(圖17-3,17-4),卵泡細胞的長突起可穿越透明帶與卵母細胞膜接觸。在卵泡細胞與卵母細胞之間或卵泡細胞之間有許多縫隙連接。這些結構有利于卵泡細胞將營養(yǎng)物質輸送給卵母細胞以及細胞間離子、激素和小分子物質的交換,溝通信息,協(xié)調功能。此外,在受精過程中,透明帶對精子與卵細胞間的相互識別和特異性結合具有重要意義。隨著初級卵泡的體積增大,卵泡漸向卵巢皮質深部移動。卵泡周的結締組織梭形細胞逐漸密集形成卵泡膜,它與卵泡細胞之間隔以基膜。
圖17-2 人卵巢HE ×160
A原始卵泡(↑) B初級卵泡 ↑示透明帶
C次級卵泡 ↑示考爾- 愛克斯諾小體,左上角為該小體的高倍像
圖17-3 初級卵泡超微結構模式圖
圖17-4 大鼠卵泡電鏡像 ×10500PO初級卵母細胞,
Z透明帶,FC卵泡細胞(白求恩醫(yī)科大學尹昕、朱秀雄教授供圖)
3.次級卵泡 初級卵繼續(xù)生長成為次級卵泡(secondary follicle),卵泡體積更大,卵泡細胞增至6~12層,細胞間出現一些不規(guī)則的腔隙,并逐漸合并成一個半月形的腔,稱為卵泡腔(follicullar antrum),腔內充滿卵泡液(圖17-2)。卵泡液是由卵泡細胞分泌和卵泡膜血管滲出液組成,卵泡液除含有一般營養(yǎng)成分外,還有卵泡分泌的類固醇激素和多種生物活性物質,對卵泡的發(fā)育成熟有重要影響。隨著卵泡液的增多及卵泡腔擴大,卵母細胞居于卵泡的一側,并與其周圍的顆粒細胞一起突向卵泡腔,形成卵丘(cumulus oophorus)。此時初級卵母細胞直徑可達125~150/μm。緊貼透明帶的一層柱狀卵泡細胞呈放射狀排列,稱放射冠(corona radiata)。分布在卵泡腔周邊的卵泡細胞較小,構成卵泡壁,稱為顆粒層(stratum granulosum)。在卵泡生長過程中,卵泡膜分化為內、外兩層。內膜層(theca interna)含有較多的多邊形或梭形的膜細胞(theca cell)及豐富的毛細血管,膜細胞具有分泌類固醇激素的結構特征。外膜層(theca externa)主要由結締組織構成,膠原纖維較多,并含有平滑肌纖維。具有卵泡腔的次級卵泡和成熟卵泡又稱為囊狀卵泡。
4.成熟卵泡 成熟卵泡(mature follicle)是卵泡發(fā)育的最后階段。卵泡體積很大,直徑可達20mm,并向卵巢表面突出(圖17-1,17-5)。成熟卵泡的卵泡腔很大,顆粒層甚薄,顆粒細胞也不再增殖。此時的初級卵母細胞又恢復成熟分裂,在排卵前36~48小時完成第一次成熟分裂。產生1個次級卵母細胞(secondary oocyte)和1個很小的第一極體(first polar body)。第一極體位于次級卵母細胞和透明帶之間的卵周間隙(perivitelline space)內。次級卵母細胞隨即進入第二次成熟分裂,停止于分裂中期。人每個月經周期,可有若干個原始卵泡生長發(fā)育,通常只有1個卵泡發(fā)育成熟并排卵。
圖17-5 貓卵巢內的近成熟卵泡 HE×160
傳統(tǒng)認為,人原始卵泡發(fā)育至成熟排卵是在1個月經周期的增生期內完成(約10~15天)。近些年對某些動物和人卵泡生長發(fā)育的研究揭示,卵泡生長速度較慢,1個原始卵泡發(fā)育至成熟排卵,并非在1個月經周期內完成,而是跨幾個周期才能完成。在1個周期內,卵巢雖然有若干不同發(fā)育狀況的卵泡,但其中只有1個卵泡發(fā)育至一定大小時才可在垂體促性腺激素的作用下,于月經周期增生期內迅速生長成熟并排卵。Gougen觀察手術切除的人卵巢,研究卵泡生長至排卵所需的時間,觀察卵泡膜內層細胞的m.payment-defi.com/Article/分化,并結合顆粒細胞數量的增長,將有膜細胞的卵泡生長分為8個等級,且以體外培養(yǎng)顆粒細胞分裂周期的時間為參數,計算卵泡生長每個等級所需的時間。分級情況如下(圖17-6):初級卵泡進入第m.payment-defi.com一級是在黃體期開始時,約經25天在第2個月經周期的卵泡期轉入第2級,此時卵泡腔出現;約經20天黃體期末轉入第3級,此時期的顆粒細胞分裂增殖較明顯;又經15天,于第3個月經周期,轉入第4級;再經10天,在黃體期末轉入第5級;此后相繼轉入第6,7,8級,其間各相隔5天,此階段的健康卵泡數很少。健康的7級和8級卵泡僅見于第4個月經周期的卵泡期中期和晚期。
從初級卵泡后期至成熟排卵約需85天(圖17-6)。從小囊狀卵泡發(fā)育至排卵約需2個月。
圖17-6 人卵泡生長過程中卵泡膜分化與顆粒細胞數的增長
卵泡發(fā)育過程中還有內分泌功能,主要分泌雌激素。雌激素是顆粒細胞和膜細胞在FSH和LH的作用下協(xié)同合成的。膜細胞合成的雄激素透過基膜進入顆粒細胞,在芳香化酶系的作用下雄激素轉變?yōu)榇萍に兀@是雌激素合成的主要方式,稱此為“兩細胞學說”(圖17-7)。合成的雌激素小部分進入卵泡腔,大部分釋放入血,調節(jié)子宮內膜等靶細胞的生長分化。
圖17-7 顆粒細胞與膜細胞協(xié)同合成雌激素示意圖
成熟卵泡破裂,卵母細胞自卵巢排出的過程稱為排卵(ovulation)。排卵時間約在月經周期的第14天。在排卵前,垂體釋放LH量驟增,使卵泡發(fā)生一系列變化。卵泡液增多,突向卵巢表面的卵泡壁、白膜和表面上皮均變薄,局部缺血,形成圓形透明的卵泡小斑(follicular stigma)(圖17-8)。排卵時,卵丘與卵泡壁分離,小斑處的結締組織被膠原酶和透明質酸酶解聚,LH促進顆粒細胞合成的前列腺素使卵泡膜外層的平滑肌收縮,導致小斑破裂。卵母細胞及其外周的透明帶和放射冠細胞隨卵泡液從卵巢排出,經腹膜腔進入輸卵管。卵排出后若在24小時內不受精,次級卵母細胞即退化;若與精子相遇受精,次級卵母細胞即完成第二次成熟分裂,形成1個成熟的卵細胞(ovum)和1個第二極體(secondary polar body)。卵母細胞經過兩次成熟分裂,卵細胞的染色體減半,從二倍體細胞(46,XX)變?yōu)閱伪扼w細胞(23,X)。
圖17-8 成熟卵泡排卵模式圖
成熟卵泡排卵后,殘留在卵巢內的卵泡壁塌陷,卵泡膜內的血管和結締組織伸入顆粒層。在LH的作用下。卵泡壁的細胞體積增大,分化為一個體積很大并富含血管的內分泌細胞團,新鮮時呈黃色,稱為黃體(corpus luteum)(圖17-1)。顆粒細胞分化為粒黃體細胞(granular lutein cell),膜細胞分化為膜黃體細胞(theca lutein cell)。粒黃體細胞較大,呈多角形,染色較淺,數量多;膜黃體細胞較小,圓形或多角形,染色較深,數量少,分布于黃體的周邊部(圖17-9)。這兩種細胞具有分泌類固醇激素細胞的結構特征,細胞內有豐富的滑面內質網和管狀嵴的線粒體,還有脂滴和黃色脂色素。黃體的主要功能是分泌孕激素和一些雌激素,前者由粒黃體細胞分泌,后者主要由兩種細胞協(xié)同分泌。
圖17-9 人卵巢黃體細胞 HE×400
G粒黃體細胞 T膜黃體細胞V血管
黃體的發(fā)育因卵細胞是否受精而差別甚大。卵細胞若未受精,黃體僅維持2周,稱月經黃體(corpus luteum of menstruation),黃體細胞迅速變小和退化,漸被結締組織取代,稱為白體(corpus albicans)。卵細胞若受精,黃體在胎盤分泌的人絨毛膜促性腺激素(HCG)的作用下繼續(xù)發(fā)育增大,直徑可達4~5cm ,稱妊娠黃體(corpus luteum of pregnancy)。妊娠黃體可保持6個月,以后也退化為白體。妊娠黃體的粒黃體細胞還分泌松弛素(relaxin),它可使妊娠子宮平滑肌松弛,以維持妊娠。
卵巢的絕大部分卵泡不能發(fā)育成熟,它們在卵泡發(fā)育的各階段逐漸退化,退化的卵泡稱為閉鎖卵泡(atresic follicle)(圖17-1,17-5)。卵泡閉鎖時形態(tài)結構的變化與卵母的大小相關。原始卵泡退化時,卵泡細胞首先出現核固縮,細胞形態(tài)不規(guī)則。卵泡細胞變小且分散,兩種細胞隨后均自溶消失。初級卵泡和早期次級卵泡的退化與原始卵泡相似,但退化的卵泡內可見殘留的透明帶,卵泡腔內常見中性粒細胞和巨噬細胞。晚期次級卵泡的閉鎖變化較特殊,卵泡塌陷,卵泡膜的血管和結締組織伸入顆粒層及卵丘,膜細胞一度增大,形成多邊形上皮樣細胞,胞質中充滿脂滴,形似黃體細胞,并被結締組織和血管分隔成分散的細胞團索,稱為間質腺(interstitial gland)。成人卵巢間質腺細胞數量少,且散在分布于基質中;貓及嚙齒動物卵巢的間質腺較多,有分泌雌激素的功能。
門細胞(hilus cell)位于卵巢門近系膜處,則一些較大的上皮樣細胞,細胞結構與睪丸間質細胞類似,胞質內富含膽固醇和脂色素等。妊娠期和絕經期的門細胞較明顯,有分泌雄激素的功能。倘若門細胞增生或發(fā)生腫瘤時,患者常伴有男性化癥狀。