甲状旁腺(parathyroid gland)
从两栖为到哺乳类所有脊椎动物均有甲状旁腺,结构基本相同。
甲状旁腺数目在2~8个之间。人通常有4个甲状旁腺,一般仅为上、下两对,分别来源于第四对和第三对咽囊。
甲状旁腺是黄褐色扁椭圆形小体,约6×4×2mm大小,每个重40~60mg,女性甲状旁腺一般比男性的大。
甲状旁腺位于甲状腺侧叶后面,或与甲状腺完全分离并贴附在其表面,或埋入甲状腺实质内。
人甲状旁腺数量和位置有相当差异:2~5%的个体,甲状旁腺多于4个,但少于4个的情况很少见。
少数腺体可分布在甲状旁腺正常位置以外的部位。在人类,每10个腺体中约有1个呈异位分布,它们可能降至纵隔内,或位于喉-食管沟内或食管后。
甲状腺和甲状旁腺(后面观)
一、甲状旁腺的结构
甲状旁腺表面包有薄层结缔组织被膜。被膜结缔组织伸入腺体内形成小梁和小隔,把腺总振动分隔成不规则的细胞索团。血管、神经和小淋巴管伴随小梁进入腺体内,来自小隔的血管形成毛细血管走行于细胞团索之间。在腺细胞之间有网状纤维构成网状支架,其内有丰富的毛细血管网和神经纤维。在结缔组织中还含有较多的脂肪细胞。
甲状旁腺细胞排列成团块状,或形成互相吻合的细胞索,偶尔排列成滤泡状,滤泡上皮为柱状,腔内有少量胶质。
甲状旁腺主要有主细胞和嗜酸性细胞两种细胞。
人甲状旁腺 HE ×200△主细胞 ↑嗜酸性细胞*血管
1 主细胞(chief cell)
主细胞为圆形或多边形,体积较小,直径4~8㎛,核圆形,位于细胞中央。细胞质少,浅染,呈弱嗜酸性,含有脂褐质颗粒和较多的糖原,银汉染法显示胞质内含有小的嗜银性分泌颗粒。
电镜下,主细胞具有活跃合成蛋白质的细胞超微结构特点,含有发达的高尔基复合体,丰富的粗面内质网及分泌颗粒。高尔基复合体位于核旁及周围胞质中。通常由2~5层扁平状池及小的囊泡组成,囊泡内常含有细小的微粒状物质。粗面内质网呈长条状,常平行排列。游离或多聚核糖体散在在整个胞质内。线粒体在细胞内分布不均,溶酶体、脂褐质颗粒及脂滴主要见于周围胞质中,溶酶体还可位于或靠近高尔基区。
在大鼠、小鼠及犬等哺乳类动物甲状旁腺主细胞中,可区分出两种有膜包被的分泌颗粒:
一种为小的分泌颗粒,直径100~200nm,数量多,常分布在周围胞质及高尔基区的邻近部位,颗粒内含类似高尔基复合体囊泡中的微粒状物质,是前分泌颗粒或发育中的分泌颗粒。
另一种是大的圆形或卵圆形贮存分泌颗粒,直径300~700nm,数量少,颗粒中央有由细小微粒构成的致密芯,芯与界膜之间有一宽窄不定的晕环。此种分泌颗粒属成熟的分泌颗粒,颗粒芯中含有甲状旁腺激素。
后一种分泌颗粒磊可分Ⅰ、Ⅱ型两种:
Ⅰ型分泌颗粒致密、芯大,直径超过颗粒直径的⅔,颗粒芯中除微粒外,还含有细小的泡状结构;
Ⅱ型分泌颗粒致密芯较小,直径小于颗粒直径的⅔,芯与前者相似。
Ⅰ型和Ⅱ型颗粒有时分布在邻近高尔基区或周围胞质中,这些颗粒特别是邻近高尔基区的颗粒,常被很多小泡围绕。在正常情况下,Ⅰ型颗粒经水解可转变为Ⅱ型颗粒。
还有一类主细胞,含有一个小的高尔基复合体和少量粗面内质网,几乎看不到分泌颗粒,但含有丰富的糖原和脂褐质颗粒。是不活跃或静止的细胞。
猴甲状旁腺示主细胞 ×3300 Cap毛细血管
2 嗜酸性细胞(oxyphilic cell)
人10岁的甲状旁腺内开始出现嗜酸性细胞,此后数量随年龄增长而增加。
嗜酸性细胞数量少,常在主细胞索间呈单个或成群分布。
细胞比主细胞大,多边形,直径约10㎛,有一个小而深染的细胞核,胞质内充满嗜酸性颗粒。
电镜下,嗜酸性颗粒为显著而密集的线粒体,高尔基复合体 内质网不发达,无分泌颗粒,糖原颗粒较多,散在于线粒体之间。
这种细胞在正常情况下不是重要的分泌细胞,但在甲状旁腺增生或腺瘤中,嗜酸性细胞有时能活跃进行甲状旁腺素的合成与分泌。
队主细胞和嗜酸性细胞外,甲状旁腺内还可见其他类型的细胞:
一种称过渡型细胞,介于主细胞和嗜酸性细胞之间,胞质内有细小颗粒,弱嗜酸性,细胞核比主细胞核小,染色较深。
另一种称水样透明细胞(water-clear cell),一种大而多边形细胞,有明显的淡染胞质。这种细胞在正常甲状旁腺中数量很少,但有一甲状旁腺增生时可能占一定比例。
甲状旁腺的血供丰富,主要来自甲状腺下动脉,部分来自甲状腺上动脉。甲状旁腺内有交感神经纤维分布,但未发现神经纤维支配腺细胞分泌现象,甲状旁腺结构随年龄增长成有一定变化,如嗜酸性细胞逐渐增多,至青春期后数量甚多。结缔组织和脂肪组织逐渐增多,老年时脂肪组织占腺组织50~70%。
甲状旁腺 1主细胞2嗜酸性细胞3 脂肪细胞
猴甲状旁腺嗜酸性细胞 ×5200
二、甲状旁腺素(parathyoid hormone,PTH)
甲状旁腺激素是由主细胞合成的多肽激素,由84个氨基酸组成,相对分子质量9500。
PTH与降钙素、维生素D共同调节体内的钙、磷代谢。
(一)PTH生物合成与分泌
主细胞首先在核糖体具忝115个氨基酸构成的前PTH原,然后运送至粗面内质网,由内质网膜上的特异性蛋白水解酶将N-端的前肽片段(25肽)裂解,形成90个氨基酸的PTH原;PTH原再转移至高尔基复合体内,在此经酶切除N-端的6个氨基酸,最终形成含有84个氨基酸的PTH,再经加工包装,逐渐形成分泌颗粒。分泌颗粒借助微丝微管系统运至细胞膜处,以胞吐方式将PTH分泌出去。PTH N-端1~34的肽段可表现PTH的全部生物活性,中段和C-端部分无生物活性。PTH在细胞内或释放入血后,进一步裂解成更小的片段。因此在血循环中,除PTH和极少量的PTH原及前PTH原外,还可检测出两个具免疫活性的PTH片段。其一为具有N-端生物活性部分的片段,相对分子质量3000~4000;另一个为不具生物活性的C-端片段,相对分子质量6000~7000,此片段的免疫活性约占周围血中PTH的80%,可能是决定种属特异性的部分。
(二)PTH的分泌调节

血浆Ca2+浓度既是PTH生物合成的主要调节因素,也是PTH分泌的主要调节因素。血Ca2+浓度降低可刺激PTH合成与分泌,反之则抑制。细胞外液Ca2+浓度对甲状旁腺细胞分泌PTH的调节作用是通过腺细胞膜上的腺苷酸环化酶调节作用是通过腺细胞膜上的腺苷酸环化酶和细胞内的cAMP为中介环节实现的。
PTH的分泌还受其他一些因素的影响,如高血磷可使血钙降低而刺激PTH分泌。血镁浓度很高或很低时,可抑制PTH分泌。另外,生长抑素能抑制PTH的分泌。
(三)PTH的生理功能
PTH是调节 血Ca2+的最重要激素,通过对骨、肾和肠三个靶器官中钙运转过程的调节,使血钙升高,在降钙素、维生素D协调作用下,维持血钙恒定。
1 对骨的作用
PTH动员骨钙、磷释放入血的效应分两个时相:
①快速反应时相:在PTH作用后几分钟内即可发生,PTH能迅速引起骨细胞性溶骨作用,使骨细胞膜通透性提高,细胞膜上的钙泵活动增强,将钙离子转运到细胞外液中,这是PTH快速动员骨钙入血的主要机制。
②延缓反应时相:在PTH作用12~14小时后出现,几天甚至几周后达到高峰。这一效应是通过刺激破骨细胞系统而实现的。
一方面PTH能促进破骨细胞生成,使破骨细胞增加;
另一方面,PTH能增强破骨细胞的溶骨活动,破骨细胞皱褶缘表面积扩大,细胞内溶酶体活性增强,细胞分泌酸性物质增多,加快了骨盐的溶解过程,钙、磷大量入血,使血钙浓度长时间增高。如果PTH持续作用,则继发地刺激成骨细胞增加,成骨活动增强。
PTH作用后期,增强了骨吸收和骨生成两个过程。PTH和CT分泌之间有一种交互关系。
2 对肾的作用
PTH能增高α-羟化酶活性,促进25(OH)2D3(25羟维生素D)转化为具有 更强活性的1,25(OH)2D3(1,25-双羟维生素D),1,25(OH)2D3能显著地提高肠道对钙的吸收。
PTH能影响肾脏对钙、磷等无机离子的重吸收和排泄。
肾小管上皮细胞具有PTH受体,PTH能抑制肾近端小管对磷的重吸收,增加肾对磷的排泄,使血磷下降。
PTH能增强肾远端小管重吸收,进一步升高血钙。
甲状旁腺和甲状腺在调节钙代谢中的作用
3 对肠道的作用
PTH能间接地促进肠道对钙的吸收,是通过控制肾产生1,25(OH)2D3而参与这一作用的。这种维生素D的代谢产物增强了消化道对钙的吸收。1,25(OH)2D3进入小肠黏膜上皮细胞内,与胞质受体结合后进入细胞核,促进转录过程,生成一种与钙有很高亲和力的钙结合蛋白(calcium-binding protein),参与钙的运转而促进钙吸收。同时,PTH促进磷的吸收。
PTH对其他组织还有不同的生物效应,如对胃肠道平滑肌,气管、子宫和输卵管平滑肌均有舒张作用。一些离体实验表明,PTH能诱发大鼠肾上腺皮质细胞生成皮质甾醇和刺激胸腺淋巴细胞的有丝分裂。
甲状旁腺激素相关蛋白(parathyroid hormone-related protein,PTHrP)是从恶性体液性高钙血症患者癌组织中分离出来的一种在化学结构上类似PTH的肽,因其具有 PTH N-末端相同的标记,故名PTHrP。
PTHrP基因位于人体第12条染色体短臂上。由于人体第11、12条染色体短臂被认为是来自复制的过程,也提示PTHrP基因与PTH基因相关。
许多正常组织如上皮、乳腺、胰岛、泌尿生殖道平滑肌及胎儿甲状旁腺增能产生PTHrP。
PTHrP的N-端13个氨基酸中,有8个与PTH相同。PTHrP与PTH在结构和功能上存在某些差异。
小结:
甲状旁腺(parathyroid gland)有上下两对,分别位于甲状腺左、右两叶的背面。单个腺体呈扁椭圆形,腺表面包有薄层结缔组织被膜,实质内腺细
胞排列成索团状,其间有丰富的有孔毛细血管、散
在的脂肪细胞以及少量结缔组织。腺细胞分主细
胞和嗜酸性细胞两种。
1. 主细胞(chief cell) 数量最多,呈多边形,
核圆,居中,HE 染色细胞质着色浅。主细胞分泌甲
状旁腺激素(parathyroid hormone),主要作用于骨细
胞和破骨细胞,使骨盐溶解,并能促进肠及肾小管
吸收 Ca2+,从而使血钙升高。在甲状旁腺激素和降
钙素的共同调节下,机体维持血钙的稳定。
2. 嗜酸性细胞(oxyphil cell) 从青春期开始,
甲状旁腺内出现嗜酸性细胞,并随年龄增长而增
多。细胞单个或成群存在于主细胞之间。嗜酸性细胞比主细胞大,核较小,染色深,细胞质呈强嗜酸
性染色;电镜下,其细胞质含丰富的线粒体。此细胞的功能不明。