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筋膜透明質(zhì)酸與肥胖的病理生理學(xué)

發(fā)布時間:2024-05-24 瀏覽量:1878




在過去的半個世紀(jì)里,全球肥胖率已上升到流行病的程度,世界衛(wèi)生組織的最新數(shù)據(jù)顯示,這種疾病影響了世界13%的人口。全球肥胖趨勢的上升與心臟代謝紊亂(如2型糖尿病和高血壓)以及廣泛的骨科疾病的患病率增加有關(guān)。


越來越多的證據(jù)表明,人類筋膜的組織學(xué)和生物分子變化導(dǎo)致了與肥胖和代謝綜合征相關(guān)的幾種肌筋膜和其他結(jié)締組織疾病,包括粘連性囊炎、Dupuytren's攣縮、晶體誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎、足底筋膜炎、足底筋膜破裂、足底纖維瘤病、足底黃瘤和趾端病。

肥胖是肌筋膜疾病的一個關(guān)鍵流行病學(xué)風(fēng)險(xiǎn)因素。一項(xiàng)對51項(xiàng)研究的系統(tǒng)綜述發(fā)現(xiàn),與足底筋膜炎相關(guān)的唯一重要預(yù)測因素是體重指數(shù)(BMI)>27 kg/m2。即使在娛樂性和競技性跑步者等活躍人群中,在分析的11個風(fēng)險(xiǎn)因素中,發(fā)現(xiàn)BMI和體重增加是筋膜炎的主要風(fēng)險(xiǎn)因素。在近期發(fā)病且無并發(fā)癥的2型糖尿病受試者中,與對照組相比,足底筋膜厚度增加,并與肥胖和BMI值顯著相關(guān),這表明肥胖糖尿病患者具有重要的臨床意義。足底筋膜厚度也被證明是組織糖基化的可靠替代指標(biāo),也是微血管病的重要預(yù)測指標(biāo),微血管病是幾種肥胖相關(guān)并發(fā)癥的重要指標(biāo)。已在肌筋膜觸發(fā)點(diǎn)環(huán)境中證明的細(xì)胞因子和其他炎癥分子通常也在肥胖患者的骨骼肌中過表達(dá)。高脂肪飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠表現(xiàn)出升高的自發(fā)神經(jīng)傳遞,這有助于肌筋膜觸發(fā)點(diǎn)的發(fā)展。



透明質(zhì)酸與肥胖













透明質(zhì)酸(HA)失調(diào)與多種臨床病癥的病理生理學(xué)有關(guān),包括癌癥、糖尿病、自身免疫性疾病和血管疾病。類似地,透明質(zhì)酸介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)在肥胖的各種組織中被破壞。在與肥胖相關(guān)的代謝合并癥中,如非酒精性肝脂肪變性和胰島素抵抗,透明質(zhì)酸循環(huán)水平升高已被證明具有診斷價(jià)值。




透明質(zhì)酸與包括受體在內(nèi)的細(xì)胞表面蛋白結(jié)合,對脂肪組織產(chǎn)生廣泛的生物作用。越來越多的證據(jù)表明,透明質(zhì)酸及其受體參與了肥胖相關(guān)的脂肪細(xì)胞增生、肥大和脂肪組織代謝。透明質(zhì)酸合成酶-1在肥胖患者的脂肪組織中的表達(dá)增強(qiáng)。




有人認(rèn)為,脂肪細(xì)胞肥大會導(dǎo)致脂肪組織炎癥。肥胖相關(guān)體重增加期間的脂肪組織肥大通過改變局部氧氣供應(yīng)嚴(yán)重破壞細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)態(tài),進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞應(yīng)激事件和炎癥。透明質(zhì)酸在體內(nèi)脂肪生成中的潛在作用已在高脂肪飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中得到證實(shí)。透明質(zhì)酸水平在這些小鼠中增加,通過CD44依賴性機(jī)制介導(dǎo)胰島素抵抗。研究發(fā)現(xiàn),外源性透明質(zhì)酸酶治療可劑量依賴性地減少脂肪量和脂肪細(xì)胞大小,抑制腹部、肌肉和肝臟脂質(zhì)積聚,從而提高胰島素敏感性。


肥胖的炎癥環(huán)境是幾種相關(guān)并發(fā)癥的病理生理學(xué)基礎(chǔ),包括筋膜炎和腱病的發(fā)展。在肥胖相關(guān)慢性炎癥表型發(fā)展過程中釋放的一系列促炎介質(zhì),如細(xì)胞因子、脂肪因子(如瘦素)、脂質(zhì)運(yùn)載蛋白-1、血清淀粉樣蛋白A-3和脂聯(lián)素,通過改變細(xì)胞外基質(zhì)、毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和葡萄糖攝取機(jī)制來促進(jìn)胰島素抵抗。由于膠原增厚、彈性纖維斷裂和糖胺聚糖(尤其是透明質(zhì)酸)的變化,由此產(chǎn)生的高血糖導(dǎo)致筋膜中的硬度、滑動和力傳遞分布發(fā)生變化,并在細(xì)胞和分子水平上產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng),包括細(xì)胞增殖、分化、生長和遷移的變化。

此外,炎癥增加了活性氧,活性氧降解膠原、層粘連蛋白和透明質(zhì)酸,并且該過程產(chǎn)生的透明質(zhì)酸片段維持炎癥循環(huán)(白細(xì)胞的募集和各種炎癥介質(zhì)的釋放,如活性氧、細(xì)胞因子、趨化因子和破壞性酶)。相反,高分子量透明質(zhì)酸是炎癥過程的有效屏障,可防止自由基(超氧化物陰離子、羥基自由基和次氯酸鹽)的氧化損傷。



透明質(zhì)酸性質(zhì)變化在肌筋膜疾病

中的病因意義













筋膜細(xì)胞外基質(zhì)的纖維和糖胺聚糖成分可能受到各種物理、機(jī)械、激素和藥理學(xué)因素的影響。透明質(zhì)酸生理水平的改變已被證明在肌筋膜疼痛綜合征中具有重要的病因。透明質(zhì)酸物理和化學(xué)性質(zhì)的變化與細(xì)胞外基質(zhì)粘彈性、機(jī)械塑性和非線性彈性的改變有關(guān),所有這些都可能導(dǎo)致肌筋膜疾?。▓D1)。

圖1. 肥胖的病理生理機(jī)制與透明質(zhì)酸性質(zhì)變化和肌筋膜疾病發(fā)展的關(guān)系。ECM:細(xì)胞外基質(zhì);HAS1:透明質(zhì)酸合成酶1;ROS:活性氧。


盡管證據(jù)相互矛盾,但有人認(rèn)為體溫和肥胖標(biāo)志物之間存在著強(qiáng)烈的聯(lián)系。隨著溫度的升高,觀察到透明質(zhì)酸基水凝膠的硬化和弱化。鑒于pH值與粘度直接相關(guān),透明質(zhì)酸的生物力學(xué)特性可能會因肥胖患者乳酸積累增加而導(dǎo)致的組織酸度而改變。




研究表明,透明質(zhì)酸降解發(fā)生在pH<4和pH>11時。透明質(zhì)酸功能的改變可能是由于范德華和疏水力對其濃度、聚電解質(zhì)性質(zhì)和聚集特性的影響。透明質(zhì)酸具有非牛頓特性,在較高濃度下會變得更粘稠。肌筋膜疾病可能源于筋膜的流體動力學(xué)特征改變和非典型粘彈性。肥胖與身體活動能力下降有關(guān),這已被證明會在沒有足夠的透明質(zhì)酸循環(huán)的情況下提高透明質(zhì)酸的濃度,增加透明質(zhì)酸粘度,并限制結(jié)締組織和肌肉層的潤滑和滑動,從而增加總筋膜厚度、硬度和疼痛感。任何負(fù)載條件都會降低透明質(zhì)酸的粘度;然而,休息條件允許透明質(zhì)酸恢復(fù)到更粘稠的狀態(tài)。


當(dāng)透明質(zhì)酸從潤滑功能變?yōu)檎澈瞎δ軙r,筋膜內(nèi)的力線分布發(fā)生變化,這一過程被稱為筋膜致密化。隨著結(jié)締組織及其細(xì)胞外基質(zhì)的增厚和致密,筋膜組織的滑動能力降低或消除。慢性致密化改變了纖維層的滑動,局部和遠(yuǎn)程影響膠原纖維沉積。雖然筋膜致密化和纖維化描述了導(dǎo)致肌筋膜疼痛綜合征的筋膜改變,但區(qū)分這兩個過程很重要,因?yàn)樗鼈兙哂胁煌牟±砗椭委熞饬x。

致密化表明,由于透明質(zhì)酸超聚集和水結(jié)合能力降低,松質(zhì)結(jié)締組織可能容易發(fā)生可逆性改變,導(dǎo)致筋膜的機(jī)械特性改變,但不是其整體結(jié)構(gòu)。

纖維化是指作為修復(fù)或反應(yīng)的一部分,纖維結(jié)締組織的過度沉積導(dǎo)致的一般組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的難以逆轉(zhuǎn)的改變。深筋膜內(nèi)發(fā)現(xiàn)的松散結(jié)締組織可通過飲食、運(yùn)動和過度使用綜合征改變,導(dǎo)致筋膜致密化,而創(chuàng)傷、手術(shù)和糖尿病可改變深筋膜的纖維層,導(dǎo)致筋膜纖維化。慢性非特異性頸部疼痛可能反映筋膜致密化,而Dupuytren's病和嗜酸性粒細(xì)胞性筋膜炎是典型的纖維化疾病,兩種病理的治療方法不同。

研究表明,機(jī)械敏感性信號傳導(dǎo)是肥胖誘導(dǎo)的結(jié)締組織纖維化的基礎(chǔ)。筋膜組織包含各種類型的機(jī)械感受器,以及在疼痛感知和調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用的巨大自由神經(jīng)末梢網(wǎng)絡(luò)。筋膜中的肌成纖維細(xì)胞是一種特殊的成纖維細(xì)胞,具有調(diào)節(jié)組織基底張力的收縮特性,在一些病理性纖維攣縮中也具有重要的病因,如影響手的手掌和指筋膜的Dupuytren病。





結(jié)論













肥胖是肌筋膜疾病的主要危險(xiǎn)因素,肌筋膜疾病是全球身體殘疾的主要原因。

隨著肥胖患病率的不斷上升,預(yù)計(jì)肌筋膜疾病的負(fù)擔(dān)將加重。闡明筋膜結(jié)締組織基質(zhì)的各種成分在肥胖中的病因意義,可能有助于開發(fā)治療肥胖相關(guān)肌筋膜疾病的新方法。

特別是,了解筋膜透明質(zhì)酸的病理生理學(xué)重要性可能會提供有價(jià)值的治療見解。透明質(zhì)酸是結(jié)締組織細(xì)胞外基質(zhì)的主要多糖,它提供機(jī)械穩(wěn)定性,并起到蓄水池和潤滑劑的作用,允許在筋膜亞層之間以及筋膜和相鄰結(jié)構(gòu)之間滑動。它還通過各種細(xì)胞機(jī)制和相互作用作為細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)因子。


透明質(zhì)酸的物理和化學(xué)性質(zhì)的改變與細(xì)胞外基質(zhì)粘彈性和其他機(jī)械性質(zhì)和生物功能的改變有關(guān),并已被證明是肥胖患者肌筋膜疾病發(fā)展的關(guān)鍵因素。了解這種病理生理學(xué)聯(lián)系為透明質(zhì)酸的潛在治療開發(fā)鋪平了道路。



文獻(xiàn)來源:Ugwoke CK, Cvetko E, Umek N. Pathophysiological and Therapeutic Roles of Fascial Hyaluronan in Obesity-Related Myofascial Disease. Int J Mol Sci. 2022 Oct 6;23(19):11843. doi: 10.3390/ijms231911843. PMID: 36233143; PMCID: PMC9569978.





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