性激素促进创面愈合的相关研究和进展 创面愈合

　　皮肤创面的愈合过程十分复杂,影响因素颇多,其中性激素的作用越来越受到关注。伴随着社会老龄化的来临,老年患者延迟创面愈合的发病人数亦日益增多。而老年男性患者急性皮肤损伤的愈合速度明显慢于同年龄的女性患者,且更容易转变为慢性溃疡的研究提示,内源性性激素对创面修复主要起重要作用,在组织修复中充当重要的角色。
　　临床观察中发现,不同性别之间的愈合能力存在差别,其中女性创面愈合的能力较强[1]。若绝经后妇女接受激素替代治疗(hormone replacement therapy, HRT),创面愈合的能力将得到明显提高[2]。动物实验也观察到类似的结果,Blankenhorm等[3]研究发现,雌性鼠的愈合速度较雄性鼠快,各类数据表明,性别可能影响哺乳动物的创面愈合过程。进一步研究发现,雌激素通过炎症反应,再上皮化,血管发生,基质沉积和组织重建等环节对皮肤愈合产生影响[4]。雌激素可以通过调节细胞因子的水平增强皮肤的愈合能力,局部应用雌激素不仅加强女性也加强男性患者创面愈合能力[5]。Merlo等[6]认为长时间应用雌激素确实可以刺激细胞增殖,但对细胞迁移的影响主要发生在治疗的前几个小时内。选择性激活雌激素-β受体能在不增加转化生长因子-β(transforming growth factor,TGF-β)的前提下有效刺激创面愈合。这都说明雌激素及其受体在创面愈合中发挥作用。雄激素作为另一种重要的性激素,同样对创面愈合有一定作用。临床观察中发现,青年患者、老年男性患者及接受HRT治疗的老年女性患者,当循环系统中雄激素水平降低时,创面愈合速率加快[1]。在大鼠实验中,通过去势或阻断雄激素受体也可以加速创面愈合[7-8]。在老年女性患者,雄激素高水平可以减弱炎症反应,加速创面愈合[9]。因此,有个别学者认为,创面愈合的时间与雌激素及雄激素的水平并没有非常强的相关性[1]。本文通过对雌雄激素与创面愈合文献的回顾,希望加深人们对性激素与创面愈合相关关系的理解,深入研究创面愈合的机制,并以此促进老年性创面难愈问题的解决。
　　
　　1性激素与不同年龄生理阶段创面愈合的关系
　　
　　不同年龄阶段性激素水平明显不同。胎儿在母体内,主要受雌性激素影响,而愈合过程常常表现为无瘢痕化快速的过程[10]。青年患者当循环系统中雄激素水平降低时,创面愈合速率加快[1]。成年患者,在愈合的过程中,女性愈合的速率明显快于男性患者。老年患者由于内皮细胞和成纤维细胞在增殖、迁移等方面的变化,以及细胞外基质分泌、合成方面的缺损使组织修复能力受到损害,导致伤口愈合延迟[11]。随着年龄的增长,角质形成细胞的增殖能力减弱、细胞因子表达减少、抑制细胞因子的反应增强,这些因素均可导致上皮愈合的延迟,这可能与雌激素水平降低有关[12]。年龄相关的创面延迟愈合的研究也表明,性激素在活体炎症反应中起着重要的作用,从而影响创面愈合的进程。
　　
　　2 性激素对急性创面愈合病理进程作用的影响
　　
　　2.1 出/凝血与炎症反应阶段:创面愈合炎症阶段最明显的标志就是血小板聚集、凝血、血管通透性增加和炎症细胞(主要是淋巴细胞)迁移到创区。炎症细胞释放的蛋白激酶,具有清除微生物、降解基质的功效。炎症细胞的募集能力和蛋白水解能力因促炎因子(肿瘤坏死因子-α等)的释放而增强。雌激素在吞噬期间,能够增强中性粒细胞的活性,如果雌激素缺乏则会造成炎症细胞吞噬活性的减弱,增加感染的危险,造成伤口愈合障碍。皮肤损伤后,中性粒细胞来源的弹性蛋白酶水平升高,雌激素调节炎症反应主要通过抑制中性粒细胞的趋化性和嗜中性粘附分子的表达完成,从而阻碍了炎性细胞从血管向伤区迁移。巨噬细胞迁移抑制因子(macrophage migration inhibition factor, MIF)是一个重要的趋化因子,单核细胞、T淋巴细胞、内皮细胞和角质形成细胞等多种细胞均可产生。雌激素下调MIF表达,以调节局部的炎症反应,导致炎症减弱、基质沉积增加,加速创面愈合,这与产生MIF的细胞密切相关[13]。Routley等[14]研究发现局部或全身应用雌激素和孕激素可以减轻炎症反应并有效增加创面愈合的速率,且应用大鼠切割伤试验也证明雌激素可以调节巨噬细胞的活化来影响伤口愈合,血管再生及组织重建。另外,雌激素还限制中性粒细胞表面L-选择素的表达,也限制了局部的炎症性反应[15]。
　　雄激素作为另一种重要的性激素,在皮肤创面愈合中也起着一定的作用。研究表明,男性基因是慢性创伤愈合的一个重要风险因子[7],雄激素是皮肤修复的负性调节蛋白。全层皮肤切割创面的愈合过程中,青年雄性切除性腺鼠(即去势鼠)与同年龄的对照组相比愈合明显加快[8]。切除性腺减弱局部炎症反应,伴随创面巨噬细胞浸润和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的减少,创面白介素-6(IL-6)和TNF-α合成被抑制[16]。研究发现,睾丸素可以上调巨噬细胞表达的炎症细胞因子,通过阻断5α-还原酶模拟大鼠去势作用,证实雄激素可以通过巨噬细胞用一种直接的、细胞专一性的方式上调致炎细胞因子的表达[17]。Gilliver等[18]认为雄激素可以上调创面MIF的表达,从而加强局部炎症反应。通过对5α还原酶抑制剂MK-434和去势鼠的创面愈合对比研究,发现其创面愈合速率均增快,且程度相同,表明雄激素抑制创面愈合主要因素是5α-二氢睾(5α-dihydrotestosterone, DHT) 而不是睾丸酮[16]。急性创面愈合的所有有效的数据都表明,雄激素延缓创面的愈合和加强局部炎症反应。
　　2.2 肉芽组织形成与再上皮化阶段:上皮损伤后,为恢复机体的连续性和完整性,组织增殖能力加强,主要包括:上皮再生成、血管生成、肉芽产生以及伤口挛缩。研究发现,雌激素对角质形成细胞具有促有丝分裂的能力,可增加创面的再上皮化速率[12]。随着年龄的增长,角质形成细胞的增殖能力减弱、细胞因子表达减少、抑制细胞因子的反应增强,这些因素均可导致上皮愈合的延迟,这可能与性激素水平降低有关[12]。在老年男女,局部应用雌激素可明显增加局部胶原的沉积和抑制纤维连接蛋白的降解,Kanda等[19]研究发现雌激素增强创面角质形成细胞表达粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)及成纤维细胞表达碱性成纤维细胞生长因子(bFGF) 和转化生长因子-β1(TGF-β1),从而增强创面的再上皮化及肉芽组织的形成。雌激素调节单核细胞和巨噬细胞表达的血小板源性生长因子受体(platelet-derived growth factor,PDGF)[20],PDGF对成纤维细胞的促有丝分裂和趋化性起作用,能刺激血管的形成,并通过成纤维细胞增强伤口的挛缩[21]。Filipe等[22]研究发现雌激素可加强损伤的血管内皮细胞再生,通过对内皮细胞的作用直接影响血管的形成。Morales等[23]研究发现离体情况下,17β-雌二醇能通过层粘连蛋白、Ⅰ/Ⅳ型胶原、纤连蛋白影响人血管内皮细胞的粘附。在单层内皮细胞融合的创伤模型中,雌二醇处理的细胞迁移速度是对照组的3倍,同时在基底膜形成后,它能促进血管内皮细胞形成血管芽状结构[24]。因此,雌激素加速创面愈合的机制包括调节细胞因子对基质生成的影响,以及对伤口挛缩、血管形成的影响等多方面。Gilliver等[25]认为DHT抑制皮肤创面的收缩,并且认为阻断DHT可以明显增加切割伤创面的再上皮化,这与抑制β-连接蛋白的表达有关。DHT还能抑制搔刮伤创面角质形成细胞的迁移,但不能抑制成纤维细胞的增殖和迁移,表明DHT对创面愈合的抑制作用主要是对再上皮化的抑制。在临床上,一些强有力的证据都证实雄激素对表皮修复有害,健康老年男性血中睾丸酮浓度的升高与切割创伤延迟愈合有关[8]。在患有静脉曲张性溃疡的老年男性,其循环血中DHT水平明显升高(与健康的同年龄的控制组相比)[5]。
　　2.3 组织重建阶段:在新生的表皮下面,肉芽组织由丰富的纤维支架、成纤维细胞、新生血管和大量的Ⅰ/Ⅲ型胶原组成。新合成的细胞外基质最终替代受伤的组织,并形成瘢痕样组织。年龄因素与成纤维细胞的增殖能力及DNA的合成有密切的关系。创伤愈合的塑形阶段,纤连蛋白逐渐被Ⅰ型胶原束所替代形成成熟的瘢痕。在塑形阶段,雌激素通过成纤维细胞调节蛋白激酶的产生,影响胶原降解。Stevenson等[26]研究发现雌激素可以增加成纤维细胞的DNA合成,来显著影响创面愈合的进程,加速创面愈合。在培养的鼠成纤维细胞中,17β-雌二醇能降低前胶原酶和凝胶酶前体的产生,但增加成纤维细胞金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of meta-lloproteinase,TIMP)的水平[26]。Kassira等[27]认为雌激素水平的降低导致金属基质蛋白酶-13(Matrix metalloproteinase-13,MMP-13)的活化,使创面愈合时胶原沉积减少。卵巢切除术后,胶原合成及胶原沉积均减少,似乎暗示我们,雌激素在基质降解与合成的平衡中起作用[2]。TGF-β1的水平增加可能也是雌激素影响瘢痕形成的重要因素。Ruffy等[28]在离体研究发现,特莫昔芬延迟细胞的增殖并减少血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) 和bFGF的表达,从而抑制创面的愈合且导致瘢痕形成的增加。Calleja-Agius等[29]认为绝经后妇女胶原的减少与雌激素的不足密切相关,在体研究也发现,局部应用雌激素能明显增加老年患者伤后7～80天胶原沉积的数量。绝经妇女如果从未接受HRT的治疗,在伤后7～84天基质胶原减少;相反,治疗组的绝经妇女则在伤后3个月仍与未绝经妇女相类似[2]。Stevenson等[30]研究发现17β-雌二醇能够明显增加离体成纤维细胞机械损伤后的增殖和迁移能力,但不改变可溶性胶原的含量;应用17β-雌二醇可增加TGF-β的含量,但机械损伤的成纤维细胞的TGF-β分泌则减少。Gilliver等[31]认为雄激素可以干扰用于损伤皮肤重建的结构蛋白的聚集,且证明雄激素影响胶原的沉积及转归[32]。Makrantonaki等[33]研究发现8周龄的去势鼠术后6天创面Ⅰ型胶原和纤维连接蛋白的沉积明显比对照组多,并且认为胶原沉积的增加是由于雄激素诱发信号的丢失,从而导致创面关键性胶原溶解酶 MMP-1、MMP-2、MMP-9及 MMP-13的减少,去势鼠用羟脯氨酸定量试验测得其胶原含量增加[8]。同时,瘢痕和正常创面皮肤相比,瘢痕疙瘩中AR水平和雄激素结合容量增加[5]。这些表明雄激素在损伤皮肤胶原沉积及组织改建时起重要作用。
　　
　　3性激素对慢性创面愈合病理进程作用的影响
　　
　　压迫性溃疡和静脉性溃疡是最常见的慢性创面,Margolis等[34]认为HRT可能对预防这类疾病有益。Howgate等[35]研究发现,老年患者延迟创面愈合可能与循环系统中雌激素水平降低有关,雌激素促进创面愈合的作用可被芳香醇抑制剂所阻断。临床研究也发现,绝经后的乳腺癌患者接受芳香醇抑制剂治疗可能增加创面延迟愈合的风险。Ashworth等[36]研究发现,静脉性溃疡以过度炎症反应和促炎症细胞因子的增多为特征,雌激素可以通过抑制炎症反应来加速创面愈合。雌激素受体通过刺激或抑制靶基因的转录来调节创面愈合的速率。局部和全身应用雌激素可加快人类创面的愈合,尤其在老年女性,可以通过减轻局部炎症反应来加速慢性创面愈合的进程[5]。Routley等[37]研究发现,巨噬细胞作为炎症反应和创面愈合的重要细胞,可以通过经典途径或替代途径来激活。绝经后性激素水平的降低,导致巨噬细胞通过经典途径激活,且导致炎症反应的增强,创伤愈合延迟,而雌激素可通过替代途径激活巨噬细胞,促进创面愈合、血管形成及重塑。男性基因是慢性创伤愈合的一个重要风险因子[7],雄激素是皮肤修复的负性调节蛋白。事实上,尽管老年男性循环系统中雄激素水平随年龄增加而逐渐降低,但始终保持一定的浓度,这可用来解释为什么老年男性慢性溃疡的发病率明显高于女性患者[5]。以上说明了性激素在慢性溃疡中的作用。
　　
　　4小结
　　
　　最初,研究主要集中在雌性激素加快皮肤创面的愈合过程和凸现加快愈合速率的作用,以图发现激素替代疗法对绝经后妇女的潜在有益的效果。在创伤修复的早期,性激素主要凸现雌激素样作用,即加速创面愈合和减轻局部炎症反应,其作用又可以被芳香酶抑制剂和ER阻断剂所阻断。在抗衰老方面,脱氢表雄酮(雌、雄激素的前体)在对抗年龄引起的创面愈合延迟及紫外线引起皮肤损伤方面有着重要的作用;另一方面,雄激素已被证实对急慢性创伤皮肤修复有抑制作用,延缓修复进程和增大炎症。而且,DHT与睾丸酮相比具有更有力的内生性抑制作用。关于雌、雄激素在创面愈合中的相互作用,及其随年龄增长两者对比变化对于创面愈合及机体重要病理生理功能的影响,并以此促进老年性创面难愈问题的解决有待于我们进一步的研究。
　　
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　　[收稿日期]2009-09-04 [修回日期]2009-12-30
　　编辑/李阳利