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标题: 人体喉部的功能性组织解剖学 23-17: 人声带粘膜细胞和细胞外基质的老年变化 [打印本页]

作者: 大江 时间: 2018-10-9 09:00
标题: 人体喉部的功能性组织解剖学 23-17: 人声带粘膜细胞和细胞外基质的老年变化
概要

1.声带粘膜固有层的粘弹性对于结构的振动行为非常重要。它们在很大程度上取决于细胞外基质。

2.不仅胶原和网状纤维的三维结构的老年变化，而且它们的定性和定量变化也对细胞外基质的三维结构有影响。

3.此外，位于胶原蛋白和网状纤维之间的其他细胞外基质的年龄相关变化，例如弹性纤维和糖胺聚糖（蛋白多糖），影响细胞外基质的三维结构。因此，粘弹性变化和粘弹性的这种变化解释了声音老化的一个组成部分。

17.1简介

成人声带具有由上皮组成的分层结构;固有层的浅层，中层和深层;和发声肌肉。这些层可以分为三个部分：由上皮和固有层的浅层组成的覆盖层，由固有层（声带韧带）的中间层和深层组成的过渡区，以及由声带构成的主体肌肉。浅层被称为Reinke空间，具有基质，稀疏的成纤维细胞，稀疏的弹性和胶原纤维。中间层主要由弹性纤维制成，而深层主要由胶原纤维组成。这些分层结构在振动中非常重要。

人声带粘膜的固有层的粘弹性对于结构的振动行为是重要的。它是人声带粘膜的固有层（Reinke's space）的浅层，在发声过程中最明显地振动。固有层的粘弹性，特别是固有层的表面层，对于振动组织的振动行为非常重要。它们在很大程度上取决于细胞外基质。

结缔组织的支持功能和粘弹性在很大程度上取决于其细胞外基质的性质。声带粘膜的主要细胞外基质是网状纤维，胶原纤维，弹性纤维，糖蛋白和糖胺聚糖（蛋白多糖）。

不仅细胞外基质的三维结构的老年变化，而且它们的定性和定量变化也影响人类老年人声带粘膜的固有层的粘弹性。因此，粘弹性必须改变以确保正常的发声，并且这种粘弹性的变化解释了声音老化的一个组成部分。

17.2人声带粘膜粘膜固有层（Reinke's space）表层的网状和胶原纤维

网状和胶原纤维基本上是生物化学相同的，并且已发现它们具有相同纤维蛋白质胶原蛋白的不同形态形式。胶原纤维具有弹性，但对任何拉力都具有很强的抵抗力。纤维状胶原的原纤维，例如网状和胶原纤维，提供拉伸强度和弹性，并用作细胞外基质中的稳定支架。

声带固有层中主要的胶原蛋白类型是III型。 III型胶原蛋白是纤维状胶原蛋白之一，并且似乎是传统上被称为网状纤维的细长50nm纤维的主要成分。网状纤维存在于声带粘膜的固有层的浅层和中间层中。特别地，在声带边缘周围最丰富地看到网状纤维。网状纤维的这些分布表明网状纤维位于声带粘膜的振动最多的部分。网状纤维很薄并且导致更柔顺的组织。网状纤维的功能是维持可扩张器官的结构。声带粘膜中的网状纤维由细长的原纤维组成，这些原纤维不形成束而形成精细的三维网络。纤维之间的空间相对较大并且具有无数的潜在空间。这些细胞外间质空间由其他细胞外基质占据的微小腔室或隔室组成（图17.1）。糖蛋白和糖胺聚糖（蛋白多糖）位于网状纤维的空间之间，弹性纤维也穿过空间（图17.1）。网状纤维的精细三维结构有助于在振动期间保持声带粘膜的结构而不会干扰振动。参见第10章，“人类成人声带折叠粘膜中的细胞和细胞外基质”。

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图. 17.1  在较年轻的成人人类声带粘膜的固有层（Reinke's space）的浅层中的细胞外基质的图式。在年轻成人的声带粘膜中，胶原纤维在固有层的浅层中稀疏。网状纤维是胶原蛋白的几种分子种类之一，存在于声带粘膜固有层的浅层。网状纤维由直径约40nm的单位原纤维构成。纤细的原纤维是波浪状的，不会形成束。它们形成精致的三维网络。用于其他细胞外基质的网状和胶原纤维之间的空间相对较大。其他细胞外基质，如糖胺聚糖，弹性纤维和糖蛋白，分布在网状和胶原纤维之间的空间

17.3人声带粘膜粘膜固有层（Reinke's space）浅层网状和胶原纤维的年龄相关变化

图1显示了老年成人声带粘膜固有层（Reinke's space）浅层中的网状和胶原纤维以及其他细胞外基质的图 17.2。

随着声带粘膜年龄的增长，网状纤维减少，胶原纤维增加，特别是在固有层浅层（Reinke's space）的男性中（图17.3和17.4）。胶原纤维形成束并且它们的密度变高。胶原纤维直径开始不同（40-80nm），它们的轮廓变得不规则（图17.5）。存在扭曲的胶原原纤维。

随着胶原纤维的增加，胶原纤维和间隙空间可用于其他细胞外基质的空间减少（图17.6和17.7）。

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图. 17.2  人类老年人声带粘膜固有层（Reinke's space）浅层细胞外基质的图解

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图. 17.3  老年成人固有层表面层的光学显微镜检查结果（70岁女性，（a）苏木精和伊红染色，（b）Elastica van Gieson染色）

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图. 17.4  老年声带粘膜固有层表面层（85岁男性，单宁酸染色）的透射电子显微照片。胶原纤维形成束并且密度变高

17.4人声带粘膜粘膜固有层（声带韧带）中间层和深层胶原纤维的年龄相关变化

在声带粘膜的老年固有层的深层中胶原纤维的数量增加（图17.8和17.9）。由于胶原纤维密度的增加，深层趋于随着年龄变厚。有时，在声带粘膜的固有层的深层可以看到大量致密的胶原纤维和纤维组织（图17.8和17.9）。有时，胶原纤维在老化的声带粘膜的固有层的深层到表面层的所有层中都增加，因此，没有层状结构（图17.6,17.7和17.10）。

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图. 17.5  老年声带粘膜固有层（83岁男性，单宁酸染色）表面层中的胶原原纤维的透射电子显微照片。胶原纤维的直径在40到80nm之间变化，并且轮廓是不规则的

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图. 17.6  声带粘膜的横切面（85岁男性，a银色染色，b阿尔辛蓝染色）。（a）胶原纤维的数量从声带粘膜的深层到表层增加。胶原纤维中的空间很少。（b）胶原纤维和间隙空间之间的空间减少。可以检测到淡蓝色染色的小糖胺 - 甘露糖酸（透明质酸）

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图. 17.7  声带粘膜的横切面（82岁女性，银色斑点，b阿尔辛蓝染色）。（a）胶原纤维在声带粘膜的固有层中增加，但在胶原纤维之间存在空间。（b）胶原纤维和间隙空间之间存在空间。可以检测到染成浅蓝色的糖胺聚糖（透明质酸）

17.5人声带粘膜固有层中网状和胶原纤维的年龄相关变化及其生物力学特性

在人声带粘膜的老年固有层中，不仅胶原和网状纤维的三维结构的变化，而且它们的定性和定量变化也对细胞外基质的三维结构有影响。

17.5.1 固有层的浅层

（Reinke's Space）的老年声带折叠粘膜

人声带粘膜中网状纤维（III型胶原）的精细三维结构似乎有助于维持振动组织的结构和粘弹性。网状纤维和其他细胞外基质的复合物似乎对人声带粘膜的粘弹性非常重要。在老化的声带粘膜的固有层的表层中，网状纤维（III型胶原）的数量减少。因此，随着衰老，固有层表面层中网状纤维和其他细胞外基质的复合物的变化改变了人声带粘膜作为振动组织的粘弹性。

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图. 17.8  （a）老年人声带冠状切面（92岁女性，Elastica van Gieson染色）。（b）a区域B. 在深层（箭头区域）可以看到密集的胶原纤维和纤维组织的肿块。（c）：b中的C区。观察到致密的胶原纤维和纤维组织

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图. 17.9  （a）老年人声带冠状切面（97岁男性，Elastica van Gieson染色）。（b）a区域B.胶原纤维增加，并且它们在声带粘膜固有层的表层中密度高。表面层很薄。（c）a区的C。在深层（箭头区域）可以看到密集的胶原纤维和纤维组织的质量。（d）c区域D。观察到致密的胶原纤维和纤维组织

在老年声带粘膜的固有层的表层中胶原纤维的数量增加。胶原纤维形成束并且密度高，特别是在男性中。另外，在声带粘膜中可以看到大量致密的胶原纤维和纤维组织。这些三维结构不能用作细胞外基质中的柔性稳定支架，并且纤维状物质干扰声带振动。在透射电子显微镜下，胶原纤维直径不同，它们的轮廓看起来不规则。存在扭曲的胶原原纤维。这些发现表明，不仅老化的声带粘膜中发生了胶原纤维的三维结构的变化，而且还发生了定性和定量的变化。

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图. 17.9  (续)

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图. 17.10  老年人声带的横切面（78岁女性，Elastica van Gieson染色）。胶原纤维形成束，并且它们的密度在老年人局部褶皱粘膜的固有层中变高

纤维组织

随着衰老，声带粘膜固有层表层中胶原纤维和其他细胞外基质复合物的变化改变了人声带粘膜固有层的粘弹性。因此，固有层表层细胞外基质细微结构的老年变化是老化声音变化的重要原因之一。

由于胶原纤维增加，胶原纤维和其他细胞外基质（例如糖胺聚糖（蛋白多糖）和弹性纤维）的间隙空间的空间随着声带褶皱粘膜浅表层的年龄而减少。糖胺聚糖（蛋白多糖）的作用之一是给组织提供粘度。因此，由于糖胺聚糖（蛋白多糖）的减少，老化的声带粘膜具有较低的粘度。

17.5.2老年声带粘膜粘膜固有层（声带韧带）的中间层和深层

固有层的深层，特别是在雄性中，随着年龄的增长趋于变厚，与胶原纤维密度的增加有关。胶原纤维增加并形成束，并且在老年声带粘膜的固有层的深层中密度高。胶原纤维直径不同，轮廓不规则。存在扭曲的胶原原纤维。有时，可以看到大量致密的胶原纤维和纤维组织。这些肿块似乎会扰乱老年声带粘膜的振动。

17.5.3老年人成人声带粘膜中层状结构的破坏

在老化的声带粘膜中，胶原纤维的数量有时从固有层的深层到表层一直增加，因此，没有层状结构。这些声带上皮折叠粘膜不具有作为振动组织的适当粘弹性。

17.6人声带粘膜层板（Reinke's space）浅层弹性纤维的年龄相关变化

在老化时，弹性纤维沿各个方向延伸，分支，并在声带粘膜固有层的浅层形成复杂的网络（图17.11）。弹性纤维之间的空间小于年轻成人。纤维表面粗糙，纤维看起来大小不一。有时，弹性纤维形成一个肿块（图17.12）。

在扫描电子显微镜下，一些弹性纤维结合形成具有粗糙表面的薄片（图17.13）或形成肿块（图17.14）。

在透射电子显微镜下，弹性纤维由微纤维和无定形物质组成。在较年轻的成人声带粘膜的固有层的表层中沿着弹性纤维的周边存在许多微纤维。

在老化的声带粘膜中，纤维比年轻成人的纤维更大且更粗糙。无定形物质的数量增加，微纤维变得越来越少（图17.15）。老化的声带中的一些弹性纤维已经变得碎片化（图17.16）。

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图. 17.11  老年人固有层（91岁男性，Elastica van Gieson染色）的浅层显微镜检查结果

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图. 17.12  老年人固有层（78岁女性，Elastica van Gieson染色）的浅层显微镜检查结果。可以看到密集弹性纤维的肿块

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图. 17.13  老年声带粘膜（60岁女性）固有层浅层弹性纤维的扫描电子显微照片。在通过改进的氢氧化钠（NaOH）浸渍法处理后仅保留弹性纤维。一些弹性纤维结合在一起形成一个表面粗糙的薄片（箭头）

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表 17.1 显示了弹性纤维弹性蛋白酶消化研究的结果。弹性纤维经弹性蛋白酶消化（图17.17）。无定形物质对单宁酸和染色黑显示出显着的亲和力。染色在开始时从纤维周边变成网状

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图. 17.14  老年声带粘膜固有层（77岁男性，改良氢氧化钠（NaOH）浸渍法）的超表层中的弹性纤维的扫描电子显微照片。一些弹性纤维结合形成肿块（箭头）

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图. 17.15  老年声带粘膜固有层表面弹性纤维的透射电子显微照片（60岁男性，乙酸铀酰和柠檬酸铅染色，b 74岁男性，单宁酸染色）。无定形物质的量增加，并且微纤维变得更少

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图. 17.15  (续)

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图. 17.16  老年人声带黏膜固有层表面弹性纤维的透射电子显微照片（74岁男性，单宁酸染色）老年人声带中的一些弹性纤维变得支离破碎

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Table 17.1  弹性蛋白酶消化研究的结果

来自年轻成人的弹性纤维弹性蛋白在30分钟内开始通过弹性蛋白酶消化，并且在2小时内消化超过75％。老化的标本没有均匀消化。消化在2小时内开始，在4小时结束时完成超过75％ - 没有消化; +，消化不到25％; ++，25-75％消化;+++，超过75％的消化消化，并向内部发挥作用。网状染色的药水（弹性蛋白，无定形物质）增加，消化最终进行完成。
 
与年轻成人相比，老年声带固有层浅层弹性纤维中的弹性蛋白难以消化。

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图. 17.17  用弹性蛋白酶（34岁雄性，单宁酸染色）消化的弹性纤维的透射电子显微照片。弹性蛋白（无定形物质）被弹性蛋白酶消化，单宁酸（黑色）染色从弹性纤维周围变成网状

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图. 17.18  老年成人固有层（83岁男性）的中间层的光学显微镜检查结果。弹性纤维是分支的并形成复杂的网络，纤维的表面是粗糙的，并且纤维的尺寸不同

17.7人声带粘膜中层和内层中层和深层弹性纤维的年龄相关变化

固有层中间层中的弹性纤维是分支的并形成复杂的网络，纤维的表面是粗糙的，并且纤维的大小不同（图17.18）。

在小叶原骨的中间层中的弹性纤维变得不那么致密并且在雄性中变得萎缩，并且这种变化在雌性中不太明显。

17.8人声带粘膜层中弹性纤维的年龄相关变化及其生物力学特性

老年固有层表面层中的弹性纤维随着年龄的变化而发生形态变化。弹性纤维在各个方向上延伸，是分支的，并形成复杂的网络，纤维的表面是粗糙的，并且纤维的尺寸不同。有时弹性纤维结合形成具有粗糙表面或形成块的片材。这些发现表明弹性纤维不能给组织提供足够的弹性。老化声带的表层中的弹性纤维由更大量的无定形物质（弹性蛋白）组成，并且微纤维的数量更少。微纤维构成了发展弹性纤维的主要结构。因此，老年固有层的表层中的弹性纤维不再发展并且在形态上发生了变化。

弹性纤维由弹性蛋白组成。弹性蛋白酶分解弹性蛋白，与弹性蛋白和弹性纤维的代谢有关。老年固有层浅层弹性纤维中的弹性蛋白不易被弹性蛋白酶消化，与年轻成人相比，表明弹性纤维的代谢发生了变化。血清弹性蛋白酶的活性随着衰老而降低。这表明老年声带粘膜的固有层表面层中弹性纤维的周转和代谢发生得更慢。

弹性纤维的主要作用是赋予组织弹性和弹性。声带粘膜固有层表层的弹性纤维随着年龄的变化而发生形态变化，这些纤维的代谢受到干扰。因此，他们的翻身和修理变得缓慢。弹性纤维似乎失去其功能，不再给作为振动组织的人声带粘膜提供足够的弹性和弹性。对于振动最重要的组织中弹性纤维的形态和代谢变化，即老化声带的固有层的浅层，对声音的老化有部分贡献。

17.9表层土壤中与年龄有关的地面物质变化
        
人声带折叠粘膜的层压板（Reinke's Space）层

在老年声带粘膜的固有层（Reinke's空间）的浅层中发生水肿改变，尤其是在女性中（图17.19和17.20）。

随着胶原纤维的增加，胶原纤维之间的空间和其他地面物质的间隙空间，例如透明质酸（透明质酸），在声带粘膜的浅层中随着年龄而降低（图17.6和17.7）。

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图. 17.19  老年人声带的冠状切片（92岁女性，苏木精和伊红染色，b和c Elastica van Gieson染色）。声带粘膜的固有层（Reinke's space）的浅层是水肿的

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图. 17.19  (续)

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图. 17.20  （a）老年声带的横切面（71岁女性，Elastica van Gieson染色）。（a）膜状声带没有弯曲。（b）a区域B。声带粘膜的粘膜固有层变得疏松和水肿。声带韧带消失了

17.10老年声乐褶皱的卷边

在老年人中，声带卷边没有临床上明显的有机或功能性病变（图17.21）。

声带卷边的程度（图17.22）随着年龄的增长而增加，特别是在男性中（图17.23）。声带卷边在老年男性中比女性更为显著。

声带粘膜固有层厚度的减少是两种性别声带鞠躬的一个原因（图17.24）。

声带粘膜固有层表层厚度的减少是两性中声带弯曲的另一个原因（图17.25a）。

声带的弯曲不受两种性别中声带粘膜固有层的中间层（图17.25b）和深层（图17.25c）厚度减小的显著影响。

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图. 17.21  老年人声带的横切面（90岁男性，Elastica van Gieson染色）。（a）膜状声带已经弯曲。（b）a区域B。上皮变厚（棘皮症）。声带粘膜的固有层，特别是声带粘膜的浅层（Reinke's空间），变薄了。声带韧带变厚

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图. 17.22  声带卷边的程度。在全器官喉部上测量声带的弯曲程度。测量从膜状声带的前端到后端延伸的线，前后长度（l）和从最深的弓形部分到前后线的距离（b）。比率（b / l）表示声带的弯曲程度。在膜性声带的中间部分测量声带粘膜的固有层的每层的厚度。甲状腺肌肉的横截面积是在膜性声带的中点确定的

因此，不仅甲状腺肌肉的年龄相关性萎缩，而且衰老的声带粘膜，特别是浅层的固有层厚度的减少是导致卷边的原因。老年人声带的卷边是一种老年人的变化，导致声音功能失调，伴随着语音障碍，至少是声音衰老的病因之一。

17.11人类声带粘膜上皮的年龄相关变化

人类声带的游离边缘覆盖有非角化的复层鳞状上皮。基底层中的细胞是柱状或多面体，朝向表面变得越来越平坦，并且在表层中，它们是薄的鳞状细胞。上皮由七至八个上皮细胞层组成。

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图. 17.23  声带卷边程度与年龄的关系。检查了来自尸检病例的30名男性和34名女性的64个正常人喉。年龄介于70至104岁之间

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图. 17.24  声带弯曲程度与固有层厚度之间的关系

人类声带的层状鳞状上皮的老年变化是角化过度（粘膜角质层增厚，图17.26a），异常分化（上皮细胞不会逐渐变平面，图17.26b）），延长的丛膜层（分层鳞状上皮向下增厚，图17.26c），棘皮病（复层鳞状上皮厚度增加，扫描电子显微镜检查，老年人复层鳞状上皮微绒毛）声带消失了（图17.27和17.28）。

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图. 17.25  声带弯曲程度与固有层各层厚度之间的关系。（a）表面层，（b）中间层，（c）固有层的深层

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图. 17.26 d）和萎缩（分层鳞状上皮的大小和功能减少，图17.26e）。

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图. 17.26  (续)

图. 17.26  老年人在人声带的复层鳞状上皮中的变化。（a）角化过度（81岁女性），（b）异常分化（81岁女性），（c）延长丛膜层（81岁女性），（d）棘皮症（91岁） - 男性），（e）萎缩（91岁男性）

17.12人类声带粘膜上皮的年龄相关变化及其生物力学特性

人类声带的复层鳞状上皮中与年龄相关的变化不能提供作为振动组织的柔韧且牢固的结构。

声带由上呼吸道分泌物润滑。通过薄粘膜涂层润滑对于正常振动和发声是必不可少的。复层鳞状上皮的微绒毛（微脊）被认为有助于在声带表面上分布和保留微量粘液。此外，微绒毛（微脊）提供更好的接触表面，最大限度地减少滑动，就像轮胎的胎面提供牵引力一样。见第10章，“人类成人声带折叠粘膜中的细胞和细胞外基质”。

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图. 17.27  a）老年声带（83岁男性）上皮表面的扫描电子显微照片。（b）更高的放大倍数。复层鳞状上皮的微绒毛已消失

人类老年人声带的顶端细胞膜（复层鳞状上皮的表面）失去微绒毛（丛膜层）。因此，老化的声带粘膜表面干扰声带表面上微量粘液的分布和保留。因此，较少的润滑可以解释声音随着衰老而变化的原因之一。

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图. 17.28  老年人声带（83岁男性）上皮表面的扫描电子显微照片。复层鳞状上皮的微绒毛已消失

此外，喉部年龄相关的变化不仅影响分泌物的数量，而且影响分泌物的肿块和粘度[26]。喉腺的老年变化减轻了声带的润滑，从而在一定程度上引起声音老化。见第22章，“喉腺”。

17。13年龄相关的细胞外基质和老化声音的变化

声带的刚度，质量，均匀性，障碍物和分层结构以及双侧声带的对称性，声门闭合和声门下压力影响声带振动和发声。

不仅细胞外基质的三维结构而且它们的肿块和数量对作为振动组织的人声带粘膜的固有层的粘弹性有影响。

由于老年声带粘膜中细胞外基质的年龄相关变化，老年声带粘膜中发生以下老年变化：（1）刚度（弹性常数，粘性系数，粘弹性）和质量发生变化。（2）老化的声带粘膜沿其纵轴不均匀。（因此，双侧声带的生物力学特性的差异导致不对称的声带振动。）（3）由于有组织和害怕的组织的障碍干扰声带振动。（4）没有对声带振动和发声必不可少的分层结构。（5）由于声带萎缩而发生声门功能不全。此外，年龄相关的肺功能变化会影响声门下压力。

声带振动是一种物理现象。因此，年龄相关的细胞外基质变化解释了老年人的声音变化。

例如，老年男性的僵硬和薄的声带粘膜以小振幅快速振动，导致基频增加。这种现象与老年男性倾向于表现出比年轻男性更高的说话基本频率的报道是一致的。老年女性的水肿和厚的声带粘膜以大振幅缓慢振动，导致基频降低。这种现象与有报道称老年妇女的言语基本频率低于年轻女性的报道是一致的。

细胞外基质的三维结构中与年龄相关的变化及其定性和定量变化影响声带振动，导致声音的音调变化。

从一个人到另一个人发现老年声带的组织学变化的显著差异，正如在声音的老年变化中存在个体可识别的差异一样。

17.14人类声带粘膜的Reinke空间中间质细胞的年龄相关变化

成纤维细胞是产生纤维蛋白和其他细胞外基质的间质细胞之一。然而，在声带粘膜的固有层（Reinke's空间）的表层中的成纤维细胞合成很少的细胞外基质;在正常情况下，它们处于非活动状态和静止状态。

老年人Reinke's空间中成纤维细胞的密度与年轻成人相同。成纤维细胞呈纺锤形，细胞核呈椭圆形。核 - 细胞质比率大，具有粗面内质网和高尔基体（图17.29）。与年轻成人相比，老年人声带中Reinke's空间成纤维细胞中细胞内细胞器的发育程度更高。在老年人声带的Reinke空间中，成纤维细胞的细胞质中未注意到糖原颗粒。 Reinke's空间中的成纤维细胞在老年人声带中的活动性略高于年轻人。

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图. 17.29  老年人声带Reinke空间成纤维细胞的透射电子显微照片（74岁男性，单宁酸染色）

Reinke's空间中的成纤维细胞被认为在声带损伤等病理状态下被激活。细胞外基质的老年变化被认为是人类声带的病理状况之一。

17.15人类声带粘膜黄斑中包括声带折叠星状细胞的细胞的年龄相关变化

见第18章，“人类声带折叠的黄斑的老年变化。”

参考

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参考：Functional Histoanatomy of the Human Larynx.pdf

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