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顯微發(fā)現(xiàn),揭秘淺筋膜中的肥大細胞

發(fā)布時間:2024-05-24 瀏覽量:1897




淺筋膜是皮下組織中間的致密膠原結締組織層,將淺脂肪組織(SAT)與深脂肪組織(DAT)分開。

近年來,淺筋膜在多種調節(jié)和調控功能中的參與得到了證實,這得益于其豐富的血管網絡和龐大的神經結構網絡,為這層纖維組織提供供給。

Scarpa筋膜的血管網絡分支良好,空間分布均勻,包括動脈、靜脈、毛細血管及淋巴血管,其中免疫反應性淋巴結構的百分比(IR%)為31.2 ± 14.1%。

此外,該組織中充滿了圍繞血管和脂肪細胞的神經纖維束,甚至滲透到結締組織內部,自主神經支配的比例接近34%,強調了淺筋膜在體溫調節(jié)、外部感知和疼痛調控中的重要作用


此外,在皮下組織的不同功能中,必須考慮其與炎癥性瞬時細胞共同參與早期炎癥階段、組織愈合和再生過程的作用。

組織修復和更新是一種復雜的生物反應,涉及免疫細胞,這些細胞與結締組織細胞及多種體液因子共同完成止血、炎癥和增殖的連續(xù)階段,以恢復受損組織并促進組織愈合。

在這些過程中,肥大細胞作為炎癥和免疫調節(jié)的介質發(fā)揮著重要作用。根據其成熟的微環(huán)境,它們在功能和表型上是異質的;其激活可以誘導從顆粒中釋放預先形成的介質,并合成新的介質、細胞因子和趨化因子。


因此,本研究的目的是分析腹壁淺筋膜中肥大細胞的存在;早期證據僅描述成纖維細胞作為表層筋膜的細胞群體,但所有最新發(fā)現(xiàn)使我們相信這一纖維層比以前想象的更為復雜。迄今為止,沒有明確證據表明該結構中存在肥大細胞;本研究旨在首次展示它們在人體表層筋膜各層中的存在、定位和密度。



解剖結果  













圖1.腹部的表淺筋膜(SF)層,使用Safranin-O(B,C)和Toluidine Blue(E,F(xiàn))染色。(A)為甲醛固定的腹部樣本的所有層次的蘇木精和伊紅染色,從皮膚(D:真皮)到表淺筋膜(SF)。(B,C)為Safranin-O染色,箭頭指示肥大細胞。圖中所示的SF是從超表淺脂肪組織(SAT)和深層脂肪組織(DAT)中分離出來的(D)。(E,F(xiàn))為表淺筋膜平面切片的Toluidine Blue染色,箭頭指示肥大細胞。D:真皮;RC:表淺皮膚拉直束;SAT:超表淺脂肪組織;SF:表淺筋膜;DAT:深層脂肪組織;c:膠原纖維;v:血管。(C,F(xiàn))使用油浸100倍物鏡獲得。比例尺:(A)1.5毫米;(B-E)100微米;(C-F)10微米。

圖2.肥大細胞在表淺筋膜層的定位——Toluidine Blue染色。肥大細胞明顯分布在供應表淺筋膜的血管附近(A-C),在膠原纖維之間(D-F),以及靠近S100陽性神經元結構的位置(G-I)。在圖C中,血管的平滑肌細胞對α-sma抗體呈陽性;在圖F中,膠原蛋白I的免疫反應呈陽性。在一些血管的腔內,可以看到一些紅細胞(B,C)。箭頭指示肥大細胞;v:血管。(B,C,E,F(xiàn))和插圖使用油浸100倍物鏡獲得。比例尺:(A)50微米;(D,G)25微米;(B,C,E,F(xiàn),H,I)10微米;插圖:5微米。

圖3.(A–C)圖像分析過程的示意圖。(A)使用Toluidine Blue染色的組織切片的顯微鏡圖像(主要放大倍數 ×40)。底部顯示灰度直方圖,以及用于區(qū)分細胞的閾值。(B)染色細胞輪廓的二值圖像(C)。通過選擇在二值圖像(B)中尺寸大于800像素且圓形形狀因子大于0.80的圖像,可以提取肥大細胞輪廓[13]。估計的密度顯示在插圖中,所有分析圖像的平均密度在右上角注明。(D)在樣本中表淺筋膜(SF)內的結締組織區(qū)域、靠近神經纖維或在脂肪細胞區(qū)域/靠近血管的肥大細胞分布相對百分比(%均值 ± %標準偏差)。單向ANOVA測試顯示,結締組織區(qū)域與另外兩個區(qū)域(靠近神經纖維以及血管和脂肪細胞間)之間的肥大細胞分布存在非常顯著差異(*** p值 < 0.001),而后兩者顯示相似的密度(沒有統(tǒng)計學顯著差異,p值 > 0.05)。

圖4. 靠近血管的肥大細胞(A,C)和表淺筋膜(SF)中的結締組織(B,D)。圖(A,B)使用Safranin-O染色;圖(C,D)使用Toluidine Blue染色。圖像使用油浸100倍物鏡獲得。標記 * 表示肥大細胞;c 表示膠原;v 表示血管。血管的腔內清晰可見一些紅細胞。比例尺:10 μm。

圖5. 用1% 甲苯胺藍染色的 SF 半薄切片。肥大細胞 (*) 在結締組織 (A,C) 和靠近血管 (B,D) 的地方很明顯。在肥大細胞(*)的細胞質中,顆粒是顯而易見的。在膠原纖維(c)之間可以看到一些彈性纖維(e),血管(v)在管腔中有紅細胞和脂肪細胞(a)。圖像是使用油浸式100×物鏡獲得的。比例尺:10 μm。

圖6. 肥大細胞的TEM圖像。(A,C,D)詳細顯示了肥大細胞,具有大的細胞核和明顯的細胞質顆粒。肥大細胞位于膠原纖維 (co) 縱向 (A) 或橫向 (C,D) 排列,并靠近神經(面板 (A) 和面板 (B) 的插入處——ax:神經的無髓鞘軸突)。A:脂肪細胞;F:成纖維細胞。比例尺:(A,C)4μm;(B-D) 2 微米。






討論與總結













人類筋膜中首次發(fā)現(xiàn)肥大細胞是在下肢的深筋膜中 ,以及在人體筋膜外層中,使用透射電子顯微鏡進行觀察。

此外,最近的研究強調了肥大細胞在大鼠的淺筋膜中的存在,這些細胞與筋膜脂肪母細胞和成熟脂肪細胞密切相關:來自肥大細胞的眾多含肝素的顆粒分布在筋膜前脂肪細胞周圍,指示肥大細胞可能作為內源性生理因子來啟動筋膜脂肪生成

然而,這項研究構成了首個關于人類淺筋膜中活性肥大細胞存在的組織學調查,它們普遍分布,尤其是在組織的膠原纖維之間(約51%)。


肥大細胞是源自髓系的免疫細胞,分布在全身的結締組織中,通常集中在血管附近,在某些組織的腺體中,部分細胞在組織中隨機分散。它們含有大量的分泌性細胞質顆粒,在適當激活時,經歷去顆粒化過程,快速釋放顆粒內容物到周圍環(huán)境中。

肥大細胞的作用與它們釋放的顆粒成分的生物學作用密切相關。顆粒中含有的某些物質可能包括組胺(具有擴血管作用)、肝素(具有抗凝作用)、血清素、多巴胺和溶酶體酶,還可能有蛋白酶、蛋白聚糖、細胞因子和生長因子(如TNF、VEGF、TGFβ、神經生長因子、IL-6)。


SF中存在活性肥大細胞,分布在整個組織中,但最重要的是,在致密結締組織本身中,神經纖維和血管/脂肪細胞區(qū)域存在非常顯著的統(tǒng)計學差異(p<0.001),這有助于假設SF參與調節(jié)和愈合過程。事實上,如果肥大細胞的作用最初被認為只與過敏現(xiàn)象和對IgE介導的抗原的病理反應有關,那么現(xiàn)在可以清楚地證明肥大細胞在組織愈合過程中起著重要作用。


Kennelly和合著者已經證明了肥大細胞在皮膚傷口愈合的早期炎癥階段的重要作用,解釋了它們在影響皮膚組織增殖和重塑中的作用,以及它們在人類和動物模型中作為手術干預后腸道愈合調節(jié)劑的作用。

在心臟上皮中也發(fā)現(xiàn)了一些肥大細胞,它們不僅刺激腎上腺髓質素作為強效血管舒張降壓肽的合成和儲存,還刺激粘附分子的表達,從而增強缺血性心臟組織中的中性粒細胞遷移,有利于組織再生。


一些作者證明,肥大細胞根據傷口愈合的不同階段具有不同的作用,調節(jié)顆粒的含量和分泌。在最初的組織損傷后,它們釋放蛋白酶來分解細胞外基質;然后,它們可以通過分泌前列腺素和類胰蛋白酶來調節(jié)組織再生,因此,在4-7天后,它們可以產生VEGF、組胺和其他因子,刺激血管生成和傷口收縮。

因此,肥大細胞介質的過?;虿蛔憧赡軐е埋:鄹泶窈驮錾择:?,或導致傷口延遲閉合和急性炎癥向慢性炎癥的轉變。

必須考慮到,區(qū)域之間的差異可能是由于特定區(qū)域的肥大細胞作用造成的:例如,一些作者在人類回盲部區(qū)域的肌肉涂層中發(fā)現(xiàn)了肥大細胞的豐富性,特別是在內環(huán)肌層(密度等于72.83/mm2),這可能對調節(jié)其運動很重要。

大多數已發(fā)表的數據支持肥大細胞在皮膚和結締組織中的促纖維化作用,但最近的研究表明,肥大細胞通過分泌以旁分泌方式起作用的介質或通過縫隙連接與成纖維細胞直接交流,對成纖維細胞的活性起著調節(jié)作用。我們發(fā)現(xiàn)肥大細胞與筋膜成纖維細胞直接接觸,這為SF參與調節(jié)和調節(jié)功能提供了可能性,從而支持了這一證據。

最近證明了SF在傷口愈合和皮膚修復中的積極作用。Correa-Gallegos和合著者表明,皮膚疤痕起源于SF:特別是筋膜成纖維細胞在受傷后上升到皮膚表面,并將細胞和基質成分(包括血管、巨噬細胞和外周神經)預組裝在一起,形成愈合傷口所需的臨時基質。這些新發(fā)現(xiàn)證明了SF動員其組織組合的能力,為糖尿病和纖維疾病的傷口修復開辟了新的前景。其他研究已經證明,SF的機械性能在糖尿病患者中會發(fā)生有害的改變:SF會變得更厚、更僵硬,力分布會發(fā)生變化,微循環(huán)也會隨之改變,并通過脊髓和皮膚的局部反射引發(fā)激活。


同樣,對淺筋膜的研究越多,就越發(fā)現(xiàn)它具有多種功能。第一個有證據表明的作用是保證皮膚和肌肉/深筋膜之間的自主性。但SF也致力于為神經和血管創(chuàng)造一種彈性容器。此外,它顯示出豐富的血管化和淋巴叢,對重建手術和由淋巴轉運改變(如淋巴水腫)或循環(huán)問題引起的臨床表現(xiàn)的疼痛管理具有重要意義。

最后,由于為組織提供了豐富的薄神經支配,SF具有明確的感覺作用,約34%的自主神經纖維,這可能受到壓力條件或溫度突然變化的影響。

所有這些證據都突顯了SF的復雜而迷人的作用,在臨床實踐中應該考慮SF,以便更好地理解一些筋膜功能障礙,并進行更有針對性的臨床實踐。

文獻來源:Fede C, Petrelli L, Pirri C, Tiengo C, De Caro R, Stecco C. Detection of Mast Cells in Human Superficial Fascia. Int J Mol Sci. 2023 Jul 18;24(14):11599. doi: 10.3390/ijms241411599. PMID: 37511360; PMCID: PMC10380524.



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