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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:2103




淺筋膜是皮下組織中間的致密膠原結(jié)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(diào)節(jié)和調(diào)控功能中的參與得到了證實,這得益于其豐富的血管網(wǎng)絡(luò)和龐大的神經(jīng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),為這層纖維組織提供供給。

Scarpa筋膜的血管網(wǎng)絡(luò)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(yīng)性淋巴結(jié)構(gòu)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(jīng)纖維束,甚至滲透到結(jié)締組織內(nèi)部,自主神經(jīng)支配的比例接近34%,強調(diào)了淺筋膜在體溫調(diào)節(jié)、外部感知和疼痛調(diào)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(fù)和更新是一種復(fù)雜的生物反應(yīng),涉及免疫細胞,這些細胞與結(jié)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(fù)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(diào)節(jié)的介質(zhì)發(fā)揮著重要作用。根據(jù)其成熟的微環(huán)境,它們在功能和表型上是異質(zhì)的;其激活可以誘導(dǎo)從顆粒中釋放預(yù)先形成的介質(zhì),并合成新的介質(zhì)、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(jù)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(fù)雜。迄今為止,沒有明確證據(jù)表明該結(jié)構(gòu)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(jié)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(yīng)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(jīng)元結(jié)構(gòu)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(yīng)呈陽性。在一些血管的腔內(nèi),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(shù) ×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(nèi)的結(jié)締組織區(qū)域、靠近神經(jīng)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(jié)締組織區(qū)域與另外兩個區(qū)域(靠近神經(jīng)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(xué)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(jié)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(nèi)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(jié)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(zhì)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(zhì)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(jīng)(面板 (A) 和面板 (B) 的插入處——ax:神經(jīng)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(jié)













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(diào)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(guān):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(nèi)源性生理因子來啟動筋膜脂肪生成。

然而,這項研究構(gòu)成了首個關(guān)于人類淺筋膜中活性肥大細胞存在的組織學(xué)調(diào)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(jié)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(zhì)顆粒,在適當(dāng)激活時,經(jīng)歷去顆?;^程,快速釋放顆粒內(nèi)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(xué)作用密切相關(guān)。顆粒中含有的某些物質(zhì)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(jīng)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(jié)締組織本身中,神經(jīng)纖維和血管/脂肪細胞區(qū)域存在非常顯著的統(tǒng)計學(xué)差異(p<0.001),這有助于假設(shè)SF參與調(diào)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(dǎo)的抗原的病理反應(yīng)有關(guān),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(jīng)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(shù)干預(yù)后腸道愈合調(diào)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(zhì)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(jù)傷口愈合的不同階段具有不同的作用,調(diào)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(zhì);然后,它們可以通過分泌前列腺素和類胰蛋白酶來調(diào)節(jié)組織再生,因此,在4-7天后,它們可以產(chǎn)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(zhì)的過?;虿蛔憧赡軐?dǎo)致瘢痕疙瘩和增生性瘢痕,或?qū)е聜谘舆t閉合和急性炎癥向慢性炎癥的轉(zhuǎn)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(nèi)環(huán)肌層(密度等于72.83/mm2),這可能對調(diào)節(jié)其運動很重要。

大多數(shù)已發(fā)表的數(shù)據(jù)支持肥大細胞在皮膚和結(jié)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(zhì)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(diào)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(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)功能提供了可能性,從而支持了這一證據(jù)。

最近證明了SF在傷口愈合和皮膚修復(fù)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(zhì)成分(包括血管、巨噬細胞和外周神經(jīng))預(yù)組裝在一起,形成愈合傷口所需的臨時基質(zhì)。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(fù)開辟了新的前景。其他研究已經(jīng)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(jù)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(jīng)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(shù)和由淋巴轉(zhuǎn)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(jīng)支配,SF具有明確的感覺作用,約34%的自主神經(jīng)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(jù)都突顯了SF的復(fù)雜而迷人的作用,在臨床實踐中應(yīng)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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