108 年 國立臺灣大學解剖學暨細胞生物學研究所《組織學》

此題主要在比較兩種常見的結締組織：疏鬆結締組織與緻密結締組織在結構上的差異。

核心觀念： 結締組織的分類主要依據其細胞外基質（特別是纖維成分的組成與排列方式）來區分。

比較項目與差異：

1. 纖維成分的比例與排列：

   • 疏鬆結締組織 (Loose connective tissue)： 纖維成分（膠原纖維、彈性纖維、網狀纖維）相對較少，且排列較為疏鬆、不規則，纖維之間有較大的間隙。
   • 緻密結締組織 (Dense connective tissue)： 纖維成分（主要是膠原纖維）比例非常高，且排列緊密、規則。

2. 細胞外基質的組成：

   • 疏鬆結締組織： 除了纖維，還有較多的基質膠 (ground substance)，細胞種類也較多樣（如纖維母細胞、巨噬細胞、漿細胞、肥大細胞等）。
   • 緻密結締組織： 基質膠的比例相對較少，纖維是主要的組成成分，細胞種類相對較少，主要是纖維母細胞 (fibroblast)。

3. 機械強度與彈性：

   • 疏鬆結締組織： 機械強度較弱，但具有較好的彈性與延展性，能提供支撐、包圍器官、輸送營養物質、抵抗感染等功能。常見於器官的被膜、黏膜下層、皮膚的真皮淺層等。
   • 緻密結締組織： 機械強度非常高，能承受強大的拉力，但彈性較差。依據纖維的排列方式又可細分為：
     • 緻密規則結締組織 (Dense regular connective tissue)： 纖維平行排列，如肌腱 (tendon) 和韌帶 (ligament)，能承受單一方向的強大拉力。
     • 緻密不規則結締組織 (Dense irregular connective tissue)： 纖維交織成網狀，排列不規則，能承受來自多個方向的拉力，如皮膚的真皮深層、器官的被膜等。

總結：

此題要求描述結締組織中的三種主要纖維成分，並進行比較。

核心觀念： 結締組織的細胞外基質包含纖維蛋白，主要有三種類型，它們在結構、組成和功能上各有不同。

三種纖維的描述與比較：

1. 膠原纖維 (Collagen fibers)：

   • 結構與外觀： 最常見的纖維，由膠原蛋白 (collagen) 聚合而成。在組織切片中呈現無分支的長條狀，通常成束排列，顏色呈粉紅色（使用 H&E 染色）。
   • 組成： 主要由 I 型膠原蛋白組成（其他類型膠原蛋白也存在於特定組織）。
   • 機械強度： 非常強韌，具有極高的抗張強度 (tensile strength)，是結締組織主要的結構支撐成分。
   • 彈性： 幾乎沒有彈性。
   • 功能： 提供結構支撐，抵抗拉力。
   • 分佈： 廣泛分佈於身體各處結締組織，如肌腱、韌帶、皮膚、骨骼、軟骨等。

2. 彈性纖維 (Elastic fibers)：

   • 結構與外觀： 比膠原纖維細，呈分支狀，排列較為疏鬆，網絡狀。在特殊染色（如 Verhoeff's elastic stain）下呈藍黑色。
   • 組成： 主要由彈性蛋白 (elastin) 和微纖絲 (microfibrils) 組成。
   • 機械強度： 抗張強度較弱。
   • 彈性： 具有高度彈性，可以伸展並恢復原狀，如同橡皮筋。
   • 功能： 提供彈性，使組織能夠在伸展後恢復，對於需要伸縮的器官（如血管、肺、皮膚）至關重要。
   • 分佈： 存在於血管壁、肺泡、皮膚、韌帶、氣管等。

3. 網狀纖維 (Reticular fibers)：

   • 結構與外觀： 最細的纖維，由 III 型膠原蛋白組成。呈細微的分支網狀結構，形成一個支持網絡。通常需要銀染色 (silver stain) 才能清楚觀察到。
   • 組成： 主要由 III 型膠原蛋白組成，並有少量的醣蛋白 (glycoproteins) 和纖維連接蛋白 (fibronectin)。
   • 機械強度： 抗張強度較弱。
   • 彈性： 沒有彈性。
   • 功能： 形成一個柔軟的支撐網絡，支撐脆弱的器官（如淋巴器官、造血器官），並與細胞結合，提供支持。

此題考查結締組織中細胞外基質（ECM）的組成，特別是膠狀基質（ground substance）的成分。

核心觀念： 細胞外基質是結締組織的重要組成部分，它包含纖維成分和非纖維成分。非纖維成分中最主要的部分就是膠狀基質，它填充在纖維和細胞之間，並承載許多重要的生化功能。

膠狀基質 (Ground substance) 的組成物質：

膠狀基質是一種無定形的、水合的膠狀物質，主要由三類大分子組成：

1. 結構醣蛋白 (Structural glycoproteins)：

   • 功能： 這些蛋白質扮演著「細胞外基質的黏合劑」角色，將細胞與 ECM 的其他成分（纖維、蛋白聚醣）連結起來。
   • 例子：
     • 層黏連蛋白 (Laminin)： 主要存在於基底膜 (basement membrane) 中，連接上皮細胞與 ECM。
     • 纖維連接蛋白 (Fibronectin)： 存在於 ECM 中，連接細胞（通過整合素）與膠原蛋白、纖維連接蛋白自身等。
     • 帖連蛋白 (Tenascin)： 參與細胞黏附、遷移和增殖。

2. 蛋白聚醣 (Proteoglycans)：

   • 結構： 蛋白聚醣是膠狀基質的另一大類主要成分。它是由一個核心蛋白質 (core protein) 和結合在其上的長鏈多醣（稱為醣胺聚醣，GAGs）所組成。
   • 醣胺聚醣 (Glycosaminoglycans, GAGs)： GAGs 是長鏈、重複的二醣單位（通常是 uronic acid 和 hexosamine）組成的線性多醣。由於 GAGs 帶有大量的負電荷（來自硫酸根和羧基），它們能吸引並結合大量的水分子，形成水合的凝膠狀結構，這也是膠狀基質的「膠狀」特徵的來源。
   • GAGs 的種類：

此題要求描述並比較兩種主要的脂肪組織：白色脂肪組織 (White adipose tissue, WAT) 和棕色脂肪組織 (Brown adipose tissue, BAT)。

核心觀念： 脂肪組織是特化的結締組織，主要功能是儲存能量，但也參與代謝調節、產熱、分泌激素等。根據其細胞形態、功能和分佈，可分為白色和棕色脂肪組織。

兩種脂肪組織的描述與比較：

1. 白色脂肪組織 (White adipose tissue, WAT)：

   • 細胞形態：
     • 脂肪細胞 (Adipocyte)： 體積大，細胞核和細胞質被擠壓到細胞周邊，形成一個薄層。細胞質內幾乎被一個巨大的脂滴 (unilocular lipid droplet) 所佔據，佔細胞體積的 80-90%。
   • 功能：
     • 能量儲存： 主要功能是儲存能量，以三酸甘油酯 (triglycerides) 的形式儲存。
     • 絕緣： 皮下白色脂肪有助於保暖。
     • 緩衝保護： 包圍並保護器官。
     • 內分泌功能： 分泌多種激素和細胞因子，如瘦素 (leptin)、脂聯素 (adiponectin) 等，參與調節食慾、代謝和胰島素敏感性。
   • 產熱能力： 產熱能力低。
   • 細胞結構特點： 每個脂肪細胞只有一個大的脂滴。
   • 分佈： 廣泛分佈於全身，構成皮下脂肪、器官周圍脂肪、腹腔脂肪等。
   • 顏色： 呈現白色或淡黃色，因為脂滴中的類胡蘿蔔素 (carotenoids) 含量較少。

2. 棕色脂肪組織 (Brown adipose tissue, BAT)：

   • 細胞形態：
     • 脂肪細胞 (Adipocyte)： 體積相對較小，細胞核通常位於中央，細胞質內有多個小的脂滴 (multilocular lipid droplets)，並含有大量的粒線體 (mitochondria)。
   • 功能：
     • 產熱 (Thermogenesis)： 主要功能是產熱，特別是在寒冷環境或新生兒時期，通過氧化脂肪來產生熱量，維持體溫。
     • 能量消耗： 相較於白色脂肪，棕色脂肪消耗能量。
   • 產熱能力： 產熱能力高，這主要歸功於其豐富的粒線體，其中含有解偶聯蛋白 1 (Uncoupling protein 1, UCP1)。UCP1 能夠使粒線體內膜的質子梯度洩漏，將氧化磷酸化產生的能量轉化為熱能而非 ATP。

此題包含兩個部分：首先描述上皮組織的普遍特性，其次描述上皮細胞間以及與周圍結構的連結方式。

第一部分：上皮組織的特性 (Characteristics of Epithelial Tissue)

上皮組織覆蓋身體的表面、襯裡體腔和管道，並形成腺體。其主要特性包括：

1. 緊密排列 (Closely packed)： 上皮細胞排列非常緊密，細胞間隙非常小。
2. 極性 (Polarity)： 上皮細胞通常具有極性，意即其頂端 (apical surface) 和基底面 (basal surface) 在形態和功能上有所區別。
   • 頂端面 (Apical surface)： 暴露於體腔、外界或管道內腔。可能具有微絨毛 (microvilli) 以增加吸收表面積，或纖毛 (cilia) 以移動物質。
   • 基底面 (Basal surface)： 附著在基底膜 (basement membrane) 上，這是上皮與下方結締組織的分界。
3. 基底膜 (Basement membrane)： 上皮細胞下方有一層非細胞結構，由基底膜構成，它提供結構支撐，並在物質交換中起篩選作用。基底膜通常由兩層組成：基板 (basal lamina) 和網狀板 (reticular lamina)。
4. 無血管性 (Avascular)： 大多數上皮組織沒有直接的血管供應。它們的營養物質和氧氣通過擴散從下方的結締組織獲取。
5. 再生能力強 (High regenerative capacity)： 由於經常暴露於磨損和損傷，上皮組織具有很強的細胞更新和再生能力。
6. 附著性 (Attachment)： 上皮組織通過細胞間連結和與基底膜的附著來維持其結構完整性。

第二部分：上皮細胞間的連結 (Cell Junctions)

上皮細胞之間通過多種細胞連結 (cell junctions) 互相連接，這些連結對於維持上皮的結構完整性、防止物質滲漏、以及細胞間訊號傳遞至關重要。主要的細胞連結類型包括：

1. 緊密連結 (Tight junctions / Zonula occludens)：
   • 位置： 位於頂端面，最靠近頂端。
   • 結構： 由跨膜蛋白質（如 occludins 和 claudins）形成的一系列蛋白質網，將相鄰細胞的質膜緊密地「縫合」在一起，形成一道封閉的屏障。
   • 功能：
     • 封閉屏障： 防止細胞間隙中的物質（如液體、離子）隨意滲漏，維持上皮的極性和內在環境。例如，腸道上皮的緊密連結阻止內容物滲漏到組織間。

此題要求描述並比較人體的三種肌肉組織：骨骼肌 (Skeletal muscle)、心肌 (Cardiac muscle) 和平滑肌 (Smooth muscle) 的異同。

核心觀念： 肌肉組織是負責產生運動的特化組織，其細胞（肌細胞或肌纖維）具有收縮能力。這三種肌肉組織在結構、功能、控制方式和分佈上都有顯著差異。

三種肌肉組織的描述與比較：

此題要求詳細描述中樞神經系統 (Central Nervous System, CNS) 和周邊神經系統 (Peripheral Nervous System, PNS) 的異同。

核心觀念： 神經系統是身體的調節和控制系統，分為中樞神經系統和周邊神經系統。兩者在解剖學、組織學、細胞組成和功能上都有明顯區別。

定義與組成：

• 中樞神經系統 (CNS)： 包括腦 (brain) 和脊髓 (spinal cord)。
• 周邊神經系統 (PNS)： 包括腦神經 (cranial nerves)、脊神經 (spinal nerves) 及其分支，以及神經節 (ganglia)。

異同比較：

相同點：

1. 基本單位： 都包含神經元 (neurons) 作為傳遞神經衝動的基本單元，以及神經膠質細胞 (glial cells) 作為支持細胞。
2. 傳遞訊息： 兩者都通過電化學信號（神經衝動）來傳遞訊息。
3. 電氣活動： 神經元都具有興奮性，能夠產生和傳導動作電位。