广州市派康运动医学有限公司

广州市派康运动医学有限公司

EN
 

筋膜透明质酸与肥胖的病理生理学

发布时间:2024-05-24 浏览量:1643




在过去的半个世纪里,全球肥胖率已上升到流行病的程度,世界卫生组织的最新数据显示,这种疾病影响了世界13%的人口。全球肥胖趋势的上升与心脏代谢紊乱(如2型糖尿病和高血压)以及广泛的骨科疾病的患病率增加有关。


越来越多的证据表明,人类筋膜的组织学和生物分子变化导致了与肥胖和代谢综合征相关的几种肌筋膜和其他结缔组织疾病,包括粘连性囊炎、Dupuytren's挛缩、晶体诱导性关节炎、足底筋膜炎、足底筋膜破裂、足底纤维瘤病、足底黄瘤和趾端病。

肥胖是肌筋膜疾病的一个关键流行病学风险因素。一项对51项研究的系统综述发现,与足底筋膜炎相关的唯一重要预测因素是体重指数(BMI)>27 kg/m2。即使在娱乐性和竞技性跑步者等活跃人群中,在分析的11个风险因素中,发现BMI和体重增加是筋膜炎的主要风险因素。在近期发病且无并发症的2型糖尿病受试者中,与对照组相比,足底筋膜厚度增加,并与肥胖和BMI值显著相关,这表明肥胖糖尿病患者具有重要的临床意义。足底筋膜厚度也被证明是组织糖基化的可靠替代指标,也是微血管病的重要预测指标,微血管病是几种肥胖相关并发症的重要指标。已在肌筋膜触发点环境中证明的细胞因子和其他炎症分子通常也在肥胖患者的骨骼肌中过表达。高脂肪饮食诱导的肥胖小鼠表现出升高的自发神经传递,这有助于肌筋膜触发点的发展。



透明质酸与肥胖













透明质酸(HA)失调与多种临床病症的病理生理学有关,包括癌症、糖尿病、自身免疫性疾病和血管疾病。类似地,透明质酸介导的信号传导在肥胖的各种组织中被破坏。在与肥胖相关的代谢合并症中,如非酒精性肝脂肪变性和胰岛素抵抗,透明质酸循环水平升高已被证明具有诊断价值。




透明质酸与包括受体在内的细胞表面蛋白结合,对脂肪组织产生广泛的生物作用。越来越多的证据表明,透明质酸及其受体参与了肥胖相关的脂肪细胞增生、肥大和脂肪组织代谢。透明质酸合成酶-1在肥胖患者的脂肪组织中的表达增强。




有人认为,脂肪细胞肥大会导致脂肪组织炎症肥胖相关体重增加期间的脂肪组织肥大通过改变局部氧气供应严重破坏细胞外基质稳态,进而引发细胞应激事件和炎症。透明质酸在体内脂肪生成中的潜在作用已在高脂肪饮食诱导的肥胖小鼠模型中得到证实。透明质酸水平在这些小鼠中增加,通过CD44依赖性机制介导胰岛素抵抗。研究发现,外源性透明质酸酶治疗可剂量依赖性地减少脂肪量和脂肪细胞大小,抑制腹部、肌肉和肝脏脂质积聚,从而提高胰岛素敏感性。


肥胖的炎症环境是几种相关并发症的病理生理学基础,包括筋膜炎和腱病的发展。在肥胖相关慢性炎症表型发展过程中释放的一系列促炎介质,如细胞因子、脂肪因子(如瘦素)、脂质运载蛋白-1、血清淀粉样蛋白A-3和脂联素,通过改变细胞外基质、毛细血管网络结构和葡萄糖摄取机制来促进胰岛素抵抗。由于胶原增厚、弹性纤维断裂和糖胺聚糖(尤其是透明质酸)的变化,由此产生的高血糖导致筋膜中的硬度、滑动和力传递分布发生变化,并在细胞和分子水平上产生级联效应,包括细胞增殖、分化、生长和迁移的变化。

此外,炎症增加了活性氧,活性氧降解胶原、层粘连蛋白和透明质酸,并且该过程产生的透明质酸片段维持炎症循环(白细胞的募集和各种炎症介质的释放,如活性氧、细胞因子、趋化因子和破坏性酶)。相反,高分子量透明质酸是炎症过程的有效屏障,可防止自由基(超氧化物阴离子、羟基自由基和次氯酸盐)的氧化损伤。



透明质酸性质变化在肌筋膜疾病

中的病因意义













筋膜细胞外基质的纤维和糖胺聚糖成分可能受到各种物理、机械、激素和药理学因素的影响。透明质酸生理水平的改变已被证明在肌筋膜疼痛综合征中具有重要的病因。透明质酸物理和化学性质的变化与细胞外基质粘弹性、机械塑性和非线性弹性的改变有关,所有这些都可能导致肌筋膜疾病(图1)。

图1. 肥胖的病理生理机制与透明质酸性质变化和肌筋膜疾病发展的关系。ECM:细胞外基质;HAS1:透明质酸合成酶1;ROS:活性氧。


尽管证据相互矛盾,但有人认为体温和肥胖标志物之间存在着强烈的联系。随着温度的升高,观察到透明质酸基水凝胶的硬化和弱化。鉴于pH值与粘度直接相关,透明质酸的生物力学特性可能会因肥胖患者乳酸积累增加而导致的组织酸度而改变。




研究表明,透明质酸降解发生在pH<4和pH>11时。透明质酸功能的改变可能是由于范德华和疏水力对其浓度、聚电解质性质和聚集特性的影响。透明质酸具有非牛顿特性,在较高浓度下会变得更粘稠。肌筋膜疾病可能源于筋膜的流体动力学特征改变和非典型粘弹性。肥胖与身体活动能力下降有关,这已被证明会在没有足够的透明质酸循环的情况下提高透明质酸的浓度,增加透明质酸粘度,并限制结缔组织和肌肉层的润滑和滑动,从而增加总筋膜厚度、硬度和疼痛感。任何负载条件都会降低透明质酸的粘度;然而,休息条件允许透明质酸恢复到更粘稠的状态。


当透明质酸从润滑功能变为粘合功能时,筋膜内的力线分布发生变化,这一过程被称为筋膜致密化随着结缔组织及其细胞外基质的增厚和致密,筋膜组织的滑动能力降低或消除。慢性致密化改变了纤维层的滑动,局部和远程影响胶原纤维沉积。虽然筋膜致密化和纤维化描述了导致肌筋膜疼痛综合征的筋膜改变,但区分这两个过程很重要,因为它们具有不同的病理和治疗意义。

致密化表明,由于透明质酸超聚集和水结合能力降低,松质结缔组织可能容易发生可逆性改变,导致筋膜的机械特性改变,但不是其整体结构。

纤维化是指作为修复或反应的一部分,纤维结缔组织的过度沉积导致的一般组织结构和机械性能的难以逆转的改变。深筋膜内发现的松散结缔组织可通过饮食、运动和过度使用综合征改变,导致筋膜致密化,而创伤、手术和糖尿病可改变深筋膜的纤维层,导致筋膜纤维化。慢性非特异性颈部疼痛可能反映筋膜致密化,而Dupuytren's病和嗜酸性粒细胞性筋膜炎是典型的纤维化疾病,两种病理的治疗方法不同。

研究表明,机械敏感性信号传导是肥胖诱导的结缔组织纤维化的基础。筋膜组织包含各种类型的机械感受器,以及在疼痛感知和调节中发挥重要作用的巨大自由神经末梢网络。筋膜中的肌成纤维细胞是一种特殊的成纤维细胞,具有调节组织基底张力的收缩特性,在一些病理性纤维挛缩中也具有重要的病因,如影响手的手掌和指筋膜的Dupuytren病。





结论













肥胖是肌筋膜疾病的主要危险因素,肌筋膜疾病是全球身体残疾的主要原因。

随着肥胖患病率的不断上升,预计肌筋膜疾病的负担将加重。阐明筋膜结缔组织基质的各种成分在肥胖中的病因意义,可能有助于开发治疗肥胖相关肌筋膜疾病的新方法。

特别是,了解筋膜透明质酸的病理生理学重要性可能会提供有价值的治疗见解。透明质酸是结缔组织细胞外基质的主要多糖,它提供机械稳定性,并起到蓄水池和润滑剂的作用,允许在筋膜亚层之间以及筋膜和相邻结构之间滑动。它还通过各种细胞机制和相互作用作为细胞外基质稳态调节因子。


透明质酸的物理和化学性质的改变与细胞外基质粘弹性和其他机械性质和生物功能的改变有关,并已被证明是肥胖患者肌筋膜疾病发展的关键因素。了解这种病理生理学联系为透明质酸的潜在治疗开发铺平了道路。



文献来源: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.





新闻推荐

news room