发布时间:2025-05-30 浏览量:2648
#1
雄激素和结缔组织
筋膜与性激素
性激素——主要是雌激素、孕激素和雄激素,新证据强调其对结缔组织的显著影响。研究证实性激素直接调控筋膜的组成与力学特性。
雄激素对结缔组织的潜在影响
睾酮作为主要的男性性激素,在肌肉质量和骨密度方面起着关键作用。尽管睾酮对人体筋膜的直接影响尚未得到研究,但其对结缔组织重塑和ECM生成的作用已得到充分证实。相反,睾酮缺乏(常见于老年男性)与肌肉骨骼疾病(包括肌肉减少症和骨关节炎)的发病率增加相关。
生理水平的睾酮通过增强一氧化氮(NO)的产生,从而减弱心脏成纤维细胞的促纤维化活性。睾酮还通过转化生长因子-β(TGF-β)和血管紧张素II(Ang II)途径抑制Akt和Smad2/3的磷酸化,减少成纤维细胞的活化、迁移和胶原蛋白生成,可能对心力衰竭有益 。在皮肤成纤维细胞中,雄激素抑制胶原沉积并调节炎症,影响愈合过程中的ECM组成。
睾酮的作用由雄激素受体(AR)介导,既可直接作用,也可通过其更有效的代谢物二氢睾酮(DHT)——由5α-还原酶产生——来介导。DHT对AR的亲和力高2至3倍,它通过调节胶原蛋白、蛋白聚糖、基质金属蛋白酶(MMPs)及其组织抑制剂(TIMPs)来影响ECM重塑,这些成分对于组织稳态和修复至关重要。然而,在病理条件下,例如前列腺纤维化和硬纤维瘤型纤维瘤病中,DHT可通过AR依赖性机制促进纤维化反应。
筋膜和激素的两性差异
此外,多位学者已证明雄性和雌性软骨细胞对睾酮表现出不同的反应性。雌性表现出更高的芳香化酶活性,有利于转化为雌二醇;
而在雄性中,DHT介导了生长板软骨细胞中性别特异性的膜效应。这些发现强调了理解结缔组织稳态中基于性别差异的必要性。
激素波动,尤其是在女性中,会影响肌肉骨骼健康。例如,月经周期中筋膜僵硬度和胶原组成的差异可能会影响受伤风险和康复结果。激素疗法,包括激素替代疗法和口服避孕药,可能为调节筋膜特性和缓解相关症状提供治疗途径。
与女性相比,男性通常表现出更大的筋膜厚度和组织僵硬度,这可能是由于较高的基础睾酮水平和增加的雄激素受体活性所致。结缔组织特性的这种性别二态性可能具有生物力学意义。
例如,男性可能通过筋膜拥有更强的力量传递能力,但弹性可能降低,这可能影响其对某些肌肉骨骼损伤或疼痛综合征的易感性。此外,与年龄相关的雄激素水平下降(即男性更年期)与肌肉萎缩和关节退变风险增加相关,表明睾酮在结缔组织稳态中具有保护性和维持作用。这一点得到了细胞外基质(ECM)随年龄变化证据的支持。
雄激素水平的下降可能加剧ECM重塑,促进肌肉减少症和关节退变。另一方面,女性体内的睾酮,尽管浓度低于男性,但也参与ECM的调节。例如,研究表明,给予睾酮可诱导年轻女性的肌纤维肥大并改善毛细血管化,尤其影响II型肌纤维。此外,睾酮抑制人子宫内膜基质细胞中基质金属蛋白酶-1(MMP-1)的产生,表明其在减少胶原降解方面起作用。
综上所述,这些发现强调了睾酮在男性和女性健康中的重要性,特别是在结缔组织完整性和肌肉骨骼功能方面。理解睾酮的细致作用可以为旨在解决肌肉骨骼疾病和结缔组织随年龄变化问题的治疗策略提供信息。
#2
实验过程
筋膜与性激素
本研究检测了雄激素受体(AR)在人类深筋膜中的表达,并研究了二氢睾酮(DHT)对筋膜成纤维细胞胶原蛋白生成的影响。
采集自四名成年供体(两男两女)的阔筋膜和胸腰筋膜样本。通过免疫组织化学和免疫细胞化学评估了AR的表达。筋膜成纤维细胞在体外用反映生理水平的DHT浓度处理24小时:0.4 ng/ml(女性水平)、4 ng/mL(男性平均水平)和10 ng/ml(男性高剂量)。使用天狼星红染色(Picrosirius Red staining)定量胶原蛋白总含量,并通过免疫细胞化学和图像分析评估I型和II型胶原蛋白,并与未处理的对照组进行比较。
图1. 阴性对照(A)显示省略一抗的效果,(B-D)分别为男性(B)和女性(C、D)人体阔筋膜石蜡切片中的雄激素受体阳性表达。细胞核经苏木素复染。比例尺:50微米。
图2. 男性(A、C)与女性(B、D)人体胸腰筋膜石蜡切片中的雄激素受体阳性表达。细胞核经苏木素复染。比例尺:50微米。
图3. 大腿阔筋膜(A-C)与胸腰筋膜(D-F)分离成纤维细胞中的雄激素受体表达。插图区域显示高倍放大图像,(A,B,D,E)为明场图像。比例尺:A、B、D、E为50微米;C、F及插图为10微米。
图4. 筋膜成纤维细胞经双氢睾酮(DHT)处理24小时后的天狼星红染色:对照组(A)、0.4 ng/mL(B)、4 ng/mL(C)及10 ng/mL(D)。比例尺:10微米。
图5. 抗胶原蛋白I/III抗体阳性率随双氢睾酮(DHT)剂量(ng/mL)的变化趋势。* p < 0.05(统计学显著),** p < 0.01(高度统计学显著),均相对于未激素处理的对照组。
图6. 经双氢睾酮(DHT)处理的筋膜成纤维细胞中胶原蛋白I(A-D)及胶原蛋白III(E-H)表达:0.4 ng/mL (B,F)、4 ng/mL (C,G) 或 10 ng/mL (D,H)处理组;对照组(A,E):未与DHT共孵育的细胞。比例尺:50微米。
在所有样本中均检测到AR表达。低剂量DHT(0.4 ng/mL)与对照组相比(I型胶原:2.09 ± 0.91%;II型胶原:10.46 ± 0.53%),显著增加了I型胶原(4.80 ± 1.75%)并减少了II型胶原(3.32 ± 0.46%)(p< 0.05)。更高剂量的DHT在胶原蛋白亚型表达上引起较小或无显著变化(例如,10 ng/mL:I型胶原 2.03 ± 0.81%,II型胶原 8.49 ± 1.85%)。
#3
讨 论
筋膜与性激素
本研究为雄激素在人类筋膜中的作用提供了新的见解,首次证明了雄激素受体(AR)在来自胸腰筋膜和阔筋膜的成纤维细胞中均有表达。这表明筋膜是一种对激素有反应的组织,能够响应雄激素信号调节细胞外基质的重塑,正如我们先前关于女性激素效应(特别是雌激素和松弛素)的研究所记载的那样。
在我们之前的研究中,筋膜成纤维细胞根据月经周期阶段和雌激素水平,在胶原组成和原纤维蛋白生成方面表现出显著变化,突显了女性筋膜的动态特性及其对激素波动的敏感性。具体而言,排卵期或妊娠期的雌激素峰值会减少I型胶原,同时增加II型胶原和原纤维蛋白,促进形成更具弹性的基质;而绝经期的雌激素水平则促进形成更具纤维化的筋膜组织。
本研究首次证明人类深筋膜也对雄性激素敏感。有趣的是,我们既未观察到基于组织解剖来源(阔筋膜 vs. 胸腰筋膜)的差异,也未观察到基于供体性别的差异,无论是在雄激素受体表达方面,还是在细胞对激素处理的反应方面。所有DHT浓度均在女性和男性来源的成纤维细胞中进行了测试,以分析跨性别的剂量依赖性反应。两组细胞,无论来自哪个筋膜区域,均表达该受体,并以可比较的、剂量依赖性的方式对二氢睾酮(DHT)作出反应。
我们的体外实验揭示了DHT处理后胶原合成的剂量依赖性调节。在低(女性当量)DHT浓度下,我们观察到基质向更纤维化的方向转变,其特征是I型胶原增加(4.80 ± 1.75%)和II型胶原减少(3.32 ± 0.46%)。在男性当量浓度(4 ng/mL 和 10 ng/mL)下,观察到总胶原含量整体减少,从对照组的14.06%分别降至11.02%和9.77%。然而,通过免疫组织化学测定的I型胶原和II型胶原的具体水平,在男性当量浓度下显得不那么敏感,与对照组相比没有显著变化,除了10 ng/mL下的II型胶原(8.49 ± 1.85% vs. 对照组的10.46 ± 0.53%)。这些发现与之前在血管和皮肤成纤维细胞中的报道一致,即睾酮和DHT通过AR介导的信号通路下调促纤维化基因和基质金属蛋白酶(MMPs),从而减轻纤维化反应。
在较低的女性当量雄激素浓度下观察到的独特反应(即I型胶原生成增强),可能反映了一种性别差异。在女性中,DHT可能促进ECM硬化,可能增加整个月经周期中受伤的易感性。相比之下,男性范围的雄激素水平似乎通过维持胶原合成与降解之间的平衡来支持ECM稳态,从而防止过度硬化。
示意图:筋膜在女性(促纤维化效应)和男性(ECM生产的内稳态)中对雄激素的不同反应。
有趣的是,老年男性的睾酮缺乏与肌肉减少症、韧带松弛和关节不稳定的发生率增加有关,这支持了雄激素在结缔组织维持中具有保护作用的假说。
在绝经后女性中,雌激素和雄激素水平降低与筋膜组织僵硬度增加相关,这可能导致了该人群中慢性疼痛综合征(如肌筋膜疼痛)的高患病率。
在双性筋膜中鉴定出雄激素反应性具有潜在的临床意义,例如,雄激素作为筋膜重塑、运动损伤或手术恢复中的调节剂的作用。再生医学的最新研究表明,补充睾酮可能通过促进腱细胞增殖和ECM组织来增强肌腱和韧带的愈合。
并且,雄激素疗法在增加年轻女性的肌肉形态(导致I型肌纤维肥大和毛细血管化改善)方面显示出有益效果,在性腺功能减退男性、性别多样化人群以及接受性别肯定激素治疗的女性中也是如此。
此外,抑制雄激素向雌激素转化的芳香化酶抑制剂,在乳腺癌患者中与肌肉骨骼副作用相关。同样,以超生理雄激素水平为特征的同化类固醇滥用,可能会扰乱ECM稳态,并导致结缔组织脆弱和损伤。
这些发现突显了雄激素在调节筋膜组织特性方面复杂的、剂量依赖性的作用,并通过考虑整个生命周期的激素稳定性,可能有助于解释肌肉骨骼健康方面基于性别的差异。
与女性在月经周期、怀孕和更年期期间经历显著的性激素水平波动不同,男性通常在成年期维持更稳定的雄激素水平,并在衰老过程中逐渐下降。女性群体中这些持续的激素波动具有更强的临床相关性,导致筋膜张力响应周期性激素变化而发生周期性调节。
#4
总 结
筋膜与性激素
本研究首次提供了证据,证明人类筋膜成纤维细胞表达雄激素受体,并且对二氢睾酮的刺激敏感。暴露于二氢睾酮会诱导胶原蛋白生成的剂量依赖性变化:低(女性当量)浓度诱导基质向纤维化方向转变,而较高(男性当量)浓度对胶原成分的影响较小。
这些发现突显了雄激素在调节筋膜组织结构中的一个新作用,并可能有助于解释结缔组织特性、损伤风险和肌肉骨骼健康方面与性别相关的差异。认识到筋膜对激素的反应性,可能有助于未来在康复、损伤预防和肌筋膜疼痛障碍的治疗中发展个性化方法。
References
参考文献
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