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玻尿酸(透明质酸)与筋膜

发布时间:2022-07-07 浏览量:547

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在今年的315晚会上,央视揭示了数起非法行医注射玻尿酸的引发的医美事故,本该是表皮注射,却被没有资质的操作者注射进血管当中,90后的小雪不幸地中央动脉阻塞,左眼失明,大面积脑梗。那么,这备受热捧的玻尿酸究竟是什么呢?

什么是玻尿酸(HA

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玻尿酸(Hyaluronan、Hyaluronic Acid)其实是透明质酸,而英文的”Hyal-“前缀的意思是”像玻璃一样的,光亮透明的“。它是一种有双糖基本结构组成的糖胺聚糖。广泛存在于结缔组织、上皮组织和神经组织中。体重75公斤的正常人体内约含16克玻尿酸,其中约三分之一每天被分解并重新合成。HA在真皮中含量最高(约一半)。

HA的特性及用途

透明质酸具有特殊的生物活性,且拥有无毒、低免疫反应、高生物相容、生物可分解以及人体可吸收等特性,所以也可用于眼睛外科手术、关节内注射液、伤口愈合、外科手术防黏剂。实验证明,透明质酸也可以透过口服,进入人体血液、肌肉、硬骨组织堆积,排出体外的仅5%左右。另外,透明质酸也可用来进行皱纹的填补、脸部组织的调整。

HA与筋膜

我们的筋膜系统穿透并包裹所有器官、肌肉、骨骼和神经纤维,为身体提供功能结构和环境,使所有身体系统能够以综合方式运作。



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图1. HA 在筋膜 ECM 的背景下的特性。HA 的基质组织因组织类型而异,这些组织类型由胶原纤维类型机械增强,并由组织特异性细胞类型管理。
a ) HA 由 D-葡萄糖醛酸和 N-乙酰基-D-葡萄糖胺的重复二糖单元组成,结构为大量存在于细胞外基质 (ECM) 中的单个多糖链。
b ) 细胞外 HA 通过细胞受体在粘附性中起作用。HA 的机械性能由分子量、丰度和流体动力学决定。嵌入细胞膜的簇决定簇 44 (CD44) 介导粘附、迁移和细胞内信号传导。HA 介导的运动受体 (RHAMM) 可改变细胞内信号传导。
c) HA 浓度由透明质酸合酶协调,透明质酸合酶
d ) 透明质酸酶的剪切酶平衡。

HA的结构与功能
HA 的主要机械作用是维持滑液的粘度。也分布于两个表面之间需要润滑的地方,例如关节、腱鞘、肺/胸膜和心脏心包。HA 清除体内自由基的能力还在伤口愈合、排卵、受精、信号转导和肿瘤生理学中发挥重要作用。
以下几种因素会改变HA的粘度:
1.温度
2.pH值
3.HA浓度
4.分子量
HA的来源

成纤维细胞
成纤维细胞靠近胶原纤维(图1)。它们薄而苍白的染色过程包含细胞质并沿多个方向延伸,与它们合成的基质混合在一起。成纤维细胞具有许多特性,包括收缩和相互交流的能力。成纤维细胞在维持 ECM 基质的间质液中起关键作用。当成纤维细胞、间皮细胞或某些其他类型的细胞在组织培养中被铺板时,它们会在几个小时内将自己包围在透明的池或凝胶状材料涂层中,可以通过其令人印象深刻的排除细胞和其他颗粒的能力来观察,但其他情况下无法通过常规组织学技术观察到。当用透明质酸酶处理时,这种物质会减少,这表明这种基质的完整性依赖于 HA;最初,至少,它必须代表新合成的多糖转移到细胞周围空间。HA 在正常体液(如血浆和尿液)中也可检测到,并且在具有抗摩擦特性的液体(如胸膜液、滑液和腹膜液)中高度浓缩
平滑肌细胞
平滑肌细胞具有分泌细胞的典型细胞器。平滑肌细胞合成各种类型的胶原蛋白,以及蛋白聚糖和粘附糖蛋白。HA 合成能力可以在不断变化的环境中被抑制或激活,例如平滑肌细胞。例如,TGF 的增加会促进气道平滑肌细胞分泌 HA,从而导致在哮喘患者中观察到的 HA 水平异常升高。HA 的强染色在平滑肌的粘膜下层和 ECM 中也很明显。在 Hinata 进行的一项研究中,作者认为弹性纤维和 HA 在黏膜下层和平滑肌括约肌部位共存和相互作用
滑膜细胞
滑膜细胞存在于双关节结构内,特别是精细的关节内层。关节衬里分为两个功能和解剖上不同的层:内膜衬里层和下衬层。滑膜细胞是填充两层的间充质细胞,并显示出许多通常与相邻成纤维细胞相关的特征。它们独特的表面粘附分子和润滑素的产生使它们与邻近的成纤维细胞区分开来。HA是滑液的主要成分之一,也是由滑膜细胞产生的。在这里,HA 起到维持关节液粘弹性、润滑和减震的作用。HA 还支持软骨抵抗压缩。
筋膜细胞
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图2. 人体筋膜系统的特征,考虑到其三维连续性。筋膜由柔软的、含有胶原蛋白的松散而致密的纤维结缔组织组成,渗透到身体中。

( a ) 从皮肤到最深平面,我们发现表皮、真皮、浅筋膜,分为两个纤维脂肪层(浅表支持带(SRC)和深表支持带(DRC)),深筋膜,一个疏松的结缔组织层,深筋膜和骨骼肌。
( b ) 在 2020 年,Purslow 确定肌外膜的结构密切反映了腱膜筋膜的组织,松散的结缔组织介于深筋膜的两个或三个亚层之间。疏松结缔组织的主要成分是水、离子和糖胺聚糖,其中 HA 普遍存在。筋膜细胞位于覆盖四肢骨骼肌和躯干区域的较致密、深筋膜层之间的松散结缔组织界面中。




C. Stecco 的团队在 2018 年报告了 HA 研究学科迄今为止最大的突破之一 。一种新的称为筋膜细胞的细胞,以前在细胞外组织中没有被识别,被观察为单层,被阿尔新蓝显着染色。筋膜细胞不是成纤维细胞;它们被描述为位于相邻组织层之间的松散结缔组织界面中的成纤维细胞样细胞。与成纤维细胞一样,筋膜细胞对波形蛋白呈阳性,对 CD68 标记物呈阴性,表明它们起源于单核细胞 - 巨噬细胞谱系。与成纤维细胞不同,这些细胞具有明显的形态,其中央细胞核更加丰满。筋膜细胞沿筋膜层平面的独特位置也支持细胞类型的区别。图 2。C. Stecco 等人。报道了这些筋膜细胞表达透明质酸合酶2(HAS2)mRNA。基于这一发现总结,作者假设这些细胞致力于产生在结缔组织连续体中发现的富含 HA 的 ECM。
HA与筋膜疼痛
HA 对于相互滑动的两个筋膜结构是必不可少的;因此,HA 的调节可能会影响与肌筋膜疼痛有关的筋膜功能。肌筋膜疼痛综合征 (MPS) 是由肌筋膜触发点刺激引起的肌肉、感觉、运动和自主神经系统症状。胶原纤维组成、成纤维细胞或 ECM 组成的改变会导致 MPS。在 A. Stecco 等人发表的论文中,作者总结了 MPS 生物学的发展,特别是富含基质的 HA 以及 HA 改变导致粘度、粘连或松散结缔组织增加的影响。




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图3. 正常与功能失调的筋膜界面。在正常和功能失调的情况下,致密结缔组织层之间富含 HA 的界面的图示。每个深筋膜层由一层薄薄的具有正常 HA 的松散结缔组织(平均厚度 43 ± 12 μm)隔开,允许几层在相邻层上滑动。当 HA 被发现为短 HA 链时,它的小碎片变得粘着而不是润滑,并且筋膜内的力线分布变得扭曲。这被称为筋膜的致密化,以锁为代表。致密化部位周围的组织层可能是强烈机械应力的焦点

什么因素会导致肌筋膜疼痛呢?
缺乏活动
运动会刺激 HA 的产生和周转,而不动可以增加 HA 的浓度,而没有有效的 HA 回收,增加粘度,并减少结缔组织和肌肉层的润滑和滑动。HA 溶液的粘弹性与 HA 分子的弛豫时间相关,而弛豫时间又取决于 HA 浓度和分子量。不动可能会减少筋膜滑动,进而减少人的活动范围。随着时间的推移,HA 的这些改变可以改变肌肉结构和功能。
炎症
HA 现在被认为是各种炎症反应的主要调节剂。多年来,HA 越来越多地被认为是炎症、血管生成和纤维化过程的积极参与者。炎症与多种细胞类型的 HA 聚合物的积累和周转相关。还已知HA及其结合蛋白调节炎症基因的表达以及炎症细胞的募集和炎症细胞因子的释放。越来越多的证据表明细胞反应是 HA 分子量依赖性的。这是因为由多种机制产生的 HA 片段会引起与正常高分子量 HA 不同的细胞反应。在炎症等病理状态下,ECM 中短 HA 链数量的激增可能成为许多癌症的不良预后因素

总结
总之,疼痛治疗的一个重要组成部分是逆转 HA 的这些变化。当 HA 变得粘性而不是润滑时,筋膜内的力线分布就会扭曲。这被称为筋膜的致密化。疏松结缔组织及其 ECM 的增厚和致密化对应于筋膜滑动能力的降低或丧失。如果松散的结缔组织丢失或密度改变,筋膜和下面肌肉的行为就会受到损害。(图 3。影响筋膜密度的一个关键因素似乎是 HA 的状态。导致对松散结缔组织产生负面影响的饮食、运动或过度使用综合征会导致深筋膜层之间的松散结缔组织变形,从而导致筋膜致密化。由于 ECM 中 HA 的特性,理论上这种改变可以通过改变温度、pH 和机械应变(如按摩)来逆转。A.Stecco 等人还建议改变HA粘度,包括使用升高的温度和局部碱化来逆转 HA 片段的聚集。作者假设这些改变可以通过按摩、操作或物理疗法来完成,通过增加皮下组织温度导致病理链-链相互作用的分解。因此,为按摩和其他形式的身体工作提供了有效性,这些身体工作通常可以缓解肌筋膜疼痛。