绪论
一、人体结构学的定义及其在医学中的地位
人体结构学(human structurology)是研究正常人体形态结构及其发生发展规律的科学。它包括系统解剖学(systematic anatomy)、组织学(histology)、胚胎学(embryology)三门学科的内容。
系统解剖学是用肉眼观察的方法,按照人体的器官系统来研究正常人体各器官的形态、结构及相互位置关系的科学。
组织学是借助显微镜技术,研究正常人体的细胞、组织和器官的微细结构的科学。随着电子显微镜的问世和放射自显影等新技术的应用,促进了人体结构研究的深入发展。
胚胎学是研究人体在发生、发育过程中,形态结构变化规律的科学,即从受精卵发育为新个体的过程及其机制。
人体结构学是上述三门学科的有机融合,先从大体上认识人体形态结构,再学习器官、组织的微细结构,因而对正常人体结构从大体形态到微细结构、从器官水平到细胞水平有一个合理的认识。
人体结构学是一门重要的医学基础课,它为学习其他的医学课程,奠定正常人体形态结构知识基础,以便进一步理解人体的生理现象和病理变化,为临床疾病的诊断和防治提供依据。因此,每个医学生都必须学好人体结构学。
二、学习人体结构学的基本观点和方法
在学习人体结构学过程中,应用下面的一些观点和方法,将会更好地理解和掌握人体结构知识。
(一)进化发展的观点
人类是经过亿万年来由灵长类的古猿进化而来的,人体的形态和结构经历了由低级到高级、由简单到复杂的演化过程。即使是现代人,也在不断的演化发展,人体的细胞、组织和器官一直处于新陈代谢、不断变化的动态之中。例如,血细胞的不断更新,以及器官、组织的形态和功能随年龄增长而变化等。学习中应运用进化发展的观点,适当联系个体发生和种系发生的知识,以帮助理解人体各系统、器官的形态与功能,区分异常和变异。
(二)形态和功能相互影响的观点
人体的形态结构与功能是密切相关的。形态和结构是功能的物质基础,例如,细长的骨骼肌细胞具有能使细胞收缩变短的结构,因此,由骨骼肌细胞构成的肌肉,与人体运动功能密切相关。功能的改变又可影响该器官形态结构的发展和变化,如加强体育锻炼,可使骨骼肌细胞变粗,肌肉发达;长期卧床,可导致骨骼肌细胞变细,肌肉萎缩。一定的形态结构决定一定的功能,而功能又会影响形态结构的形成和发展。运用这一观点有助于更好的理解人体结构与功能的关系。
(三)局部与整体统一的观点
任何一个器官都是人体的一个组成部分,为了学习的方便,我们以组织、器官、系统为单位研究人体的组成及形态结构,但在学习的过程中,应注意人体是一个有机的整体,各部器官在神经体液的调节下,互相影响,彼此协调。注意器官系统在整体中的地位和作用,防止片面、孤立地认识器官与局部。例如,脊柱的整体功能体现在各个椎骨和椎间盘的形态上,若某个椎间盘损伤则可影响脊椎的运动甚至脊柱的整体形态。
(四)理论联系实际的观点
人体结构学是以研究人体形态结构为主要内容的学科,名词及形态描述较多。因此,学习时必须以每一章节的学习要点为依据,坚持理论联系实际,做到3个结合。
1.图与文结合 学习时做到文字和图形并重,两者结合,建立感性认识,帮助理解和记忆。
2.理论学习与标本观察相结合 通过对组织切片、解剖标本、模型的观察、辨认,加深理性认识,构筑立体形态,形成记忆,这是学习人体结构学最重要的方法。
3.理论知识与临床应用相结合 基础是为临床服务的,在学习过程中紧密联系临床应用和生活实际,可增强对某些重要知识的认识。
三、人体的组成和分部
人体结构和功能的基本单位是细胞。许多形态相似、功能相近的细胞,借细胞间质结合在一起,构成组织。人体的基本组织有四大类,即上皮组织、结缔组织、肌组织和神经组织。几种不同的组织构成具有一定形态和功能的器官,如心、肝等。一些功能相关的器官组合在一起,共同完成某种生理功能,构成系统。人体有九大系统,即运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、脉管系统、感觉器官、神经系统和内分泌系统。其中消化、呼吸、泌尿和生殖系统的大部分器官位于体腔内,并借一定的管道直接或间接与外界相通,故总称为内脏。
按照形态,人体可分为头、颈、躯干和四肢四大部分。躯干又分为胸、腹、背、腰、盆和会阴等部分。四肢分上肢和下肢。上肢分为肩、臂、前臂和手;下肢分为臀、大腿、小腿和足。
四、解剖学姿势、方位术语和人体的轴与面
为了准确描述人体各器官的形态结构和位置关系,通常使用统一的解剖学姿势和方位术语,初学者必须掌握这些基本知识,以利于学习、交流。
(一)解剖学姿势
解剖学姿势(anatomical position)又称标准姿势 是指身体直立,两眼平视正前方;上肢下垂于躯干两侧,掌心向前;两足并拢,足尖向前。描述任何人体结构,无论被观察的对象(活体、标本、模型或是身体某一局部)处于何种体位,均以此解剖学姿势为准。
(二)常用的方位术语
以解剖学姿势为准,规定了以下表示方位的术语,便于描述人体结构的相互位置关系。
1.上(superior)和下(inferior)按解剖学姿势,近头者为上,近足者为下。在胚胎学中,常用颅侧(cranial)代替上;用尾侧(caudal)代替下。
2.前(anterior)和后(posterior)靠近身体腹面者为前,靠近背面者为后。有时用腹侧(ventral)和背侧(dorsal)代替前和后。
3.内侧(medial)和外侧(lateral)以身体的正中矢状面为准,近者为内侧,相对远者为外侧。在上肢可以用尺侧(ulnar)和桡侧(radial)代替内侧和外侧。在下肢可用胫侧(tibial)和腓侧(fibular)代替内侧和外侧。
4.内(interior)和外(exterior)用以描述空腔器官相互关系,近内腔者为内,远离内腔者为外。5.浅(superficial)和深(deep)靠近体表的为浅,反之为深。
6.近侧(proximal)和远侧(distal)描述四肢部位间的关系,即靠近肢体根部的为近侧,而相对远离的为远侧。
(三)轴和面
轴和面是描述人体器官形态,尤其是关节运动时常用的术语(绪论图1)。
绪论图1 人体的轴和面
1.轴(axis)以解剖学姿势为准,是通过人体某部或某结构的假想线。人体有3种互相垂直的轴。
(1)矢状轴(sagittal axis):为前后方向的水平线。
(2)冠状(额状)轴(frontal axis):为左右方向的水平线。
(3)垂直轴(vertical axis):为上下方向与水平线互相垂直的线。
2.面(plane)按照轴线可将人体或器官切成不同的切面,以便从不同角度观察某些结构。
(1)矢状面(sagittal plane):是沿矢状轴将人体分为左右两部分的切面。如该切面通过人体的正中线,则叫做正中矢状面(median sigittal plane),它将人体分为左右对称的两半。
(2)冠状面或额状面(coronal plane or frontal plane):是沿冠状轴方向将人体分为前后两部的切面,与矢状面和水平面相垂直。
(3)水平面(horizontal plane):为沿水平线所做的切面,将人体分为上下两部,与矢状面和冠状面相垂直。
此外,描述器官的切面以器官本身的长轴为准,沿其长轴所做的切面叫纵切面(longitudinal section),而与长轴垂直的切面叫横切面(transverse section)。
五、组织学常用研究技术
组织学与胚胎学研究的是人体的微细结构,主要利用光学显微镜和电子显微镜进行观察研究。
光学显微镜(LM,简称光镜)下所见的结构称光镜结构,电子显微镜(EM,简称电镜)下所见的结构称电镜结构或超微结构。
光学显微镜以可见光为光源,是研究组织结构最常用的工具。光镜下观察组织结构,必须先将被观察的组织制成薄片以便光线穿过。
石蜡切片是经典而最常用的切片。其基本制作程序如下。
取材和固定:将新鲜组织切成小块,用蛋白质凝固剂(常用甲醛)固定,以保持组织的原本结构。
脱水和包埋:把固定好的组织块用酒精脱去其中的水分,再用二甲苯置换出酒精,然后将组织块置于融化的石蜡中包埋。
切片和染色:将组织蜡块用切片机切为5~10μm的薄片,贴于载玻片上,脱蜡后进行染色,以便进行观察。最常用的染色方法是苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining),简称HE染色法。苏木精染料为碱性,能使细胞核染成紫蓝色,伊红为酸性染料,能使细胞质染成红色。易于被碱性染料着色的性质称为嗜碱性,易于被酸性染料着色的性质称为嗜酸性。
封片:切片经脱水等处理后,滴加树脂,用盖玻片密封保存。
除石蜡切片外,还有涂片、铺片、磨片等切片制作技术。
除HE染色外,还有其他染色方法,均称为特殊染色。
【知识拓展】
电子显微镜技术
和一般光镜相比,电子显微镜用电子束代替了可见光,用电磁透镜代替了光学透镜,用荧光屏使肉眼不可见的电子束成像。
1.透射电子显微镜技术(transmission electron microscopy, TEM)标本须在机体死亡之后数分钟内取材,制备超薄切片(50~80nm),经重金属染色,形成黑白反差,在荧光屏上显影观察和摄片。透射电子显微镜用于观察细胞内部结构。
2.扫描电子显微镜技术(scanning electron microscopy, SEM)不需要制备切片,把被观察的组织块经固定、脱水、干燥,再于表面喷镀薄层碳与金属膜后即可观察。扫描电子显微镜主要用于观察细胞、组织及器官表面结构和立体结构。
组织化学技术
组织化学技术(histochemistry)为应用化学、物理、生物化学、免疫学或分子生物学的原理和技术,与组织学技术相结合,研究组织内某种物质(如糖类、脂类等)的存在与否,以及分布和数量。应用这种技术研究游离细胞的样品,则称细胞化学技术(cytochemistry)。常用的一般组织化学技术有过碘酸希夫反应,即PAS反应,测定细胞多糖和糖蛋白。另外,免疫组织化学技术是根据抗原与抗体特异性结合的原理,检测组织中肽和蛋白质的分布。此外放射自显影术、图像分析术、细胞培养术和组织工程术等组织化学技术近年来发展迅速,应用广泛。
思考题
一、名词解释
组织 器官 系统 内脏 解剖学姿势 正中矢状面
二、简答题
1.人体结构学中有哪些方位术语?
2.人体结构学中有哪些轴和面?
(梅盛平)