一项研究表明,更年期可能通过降低雌二醇(17beta-estradiol)和黄体酮(progesterone)水平,加速软骨老化、退化和细胞外基质的解体,从而增加骨关节炎的风险。这项研究由杰西卡·弗里伯恩撰写,并由Jill Seladi-Schulman博士进行了事实核查。
骨关节炎是一种影响关节活动并引发疼痛的疾病。专家们对更年期与骨关节炎风险之间的关系非常感兴趣。最近发表在《自然衰老》杂志上的一项研究使用了小鼠模型和人体细胞来探讨这一关系。
研究人员发现,化学诱导更年期的小鼠失去了17beta-estradiol和progesterone,这导致了软骨退化。相反,用17beta-estradiol和progesterone治疗可以防止软骨退化,并改善了人类软骨细胞的状态。
更年期后骨关节炎风险为何增加?
根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据,50岁以上的女性患骨关节炎的风险更高,这一年龄段正是更年期发生的时间。该研究的作者希望了解更年期如何影响关节功能。他们指出,膝关节骨关节炎在绝经后女性中的发病率是男性的两倍,但相关研究仍然不足。
这项研究使用了雌性小鼠作为实验对象。研究人员通过化学方法诱导小鼠进入更年期,并检查血液样本以观察性激素水平的变化。结果显示,小鼠在更年期后17beta-estradiol和progesterone水平下降,而促卵泡激素(FSH)增加。此外,更年期小鼠体重也有所增加。
研究人员进一步观察这些激素变化对关节组织的影响。在膝关节中,他们发现更年期组的软骨退化加剧,同时滑膜炎(synovitis)也更为严重,滑膜是关节的重要组成部分。由于两组都观察到了滑膜的变化,研究人员推测更年期可能会使这些变化更加恶化。
当检查小鼠的骨骼时,他们发现更年期小鼠胫骨的某些区域(如干骺端)的骨密度较低。然而,在小鼠胫骨末端的观察结果在两组之间相似。研究人员认为,这可能意味着只有某些亚软骨骨区域更容易受到更年期的影响。
雌二醇和黄体酮治疗可能改善软骨健康
研究作者能够在更年期过渡的不同阶段检查软骨样本。他们确定了样本中增加和减少的各种蛋白质,并发现细胞信号传导的变化发生在软骨细胞外基质变化之前。
他们还观察到某些类型的胶原蛋白减少,而另一种常见于患病软骨的胶原蛋白增加。这些和其他发现表明,更年期增加了胶原蛋白降解的可能性。
接下来,研究人员想看看在诱导更年期后给小鼠注射17beta-estradiol和progesterone的效果。一些小鼠接受了17beta-estradiol,另一些接受了progesterone,还有一些接受了两者联合治疗。这些结果与接受药物达沙替尼和未接受干预的小鼠进行了比较。小鼠在不规则周期的中途(即围绝经期中期)至更年期开始时接受了这些干预措施。
他们发现,接受17beta-estradiol或17beta-estradiol和progesterone联合治疗的小鼠,其软骨完整性得到改善,步态恢复到更年期前的参数。然而,所有治疗均未影响亚软骨骨或滑膜。
研究人员还收集了来自60岁以上女性全膝置换术后的软骨细胞(chondrocyte)。他们观察了不同水平的性激素对软骨细胞的影响。结果表明,progesterone可以减缓更年期软骨细胞的老化,而17beta-estradiol和progesterone联合使用对软骨细胞健康最有益。接受17beta-estradiol和progesterone治疗的样本中,软骨形成标志物增加。
研究作者Fabrisia Ambrosio博士解释说:“我们的研究填补了我们对更年期如何影响软骨健康以及为什么绝经后女性比同龄男性面临更高的骨关节炎风险和严重程度的理解空白。为了探讨这种差异,我们使用了模拟人类更年期激素变化的小鼠模型。我们发现,更年期后失去两种关键性激素——17beta-estradiol和progesterone,显著增加了软骨老化的脆弱性。”
未来研究以确认人类中的发现
由于这项研究主要是在小鼠身上进行的,因此其发现是否适用于人类仍需进一步验证。此外,由于更年期是通过化学方法诱导的,可能存在其他系统性变化,研究人员并未对其进行检查。研究人员也没有检查疼痛行为,这是骨关节炎的一个重要组成部分。
凯西亚·盖瑟博士(Kecia Gaither),一位在妇产科和胎儿医学方面双认证的医生,评论道:“虽然小鼠模型研究具有启发性,但并不能完全复制人体。这些发现为潜在的治疗方法提供了思考,但仍需更多研究。”
研究作者还承认,小鼠的体重和更年期状态之间可能存在相互作用。此外,关于量化骨质流失的结果可能存在混淆,因为所用的小鼠类型在大约6至8个月大时都会经历骨质流失。
此外,当研究17beta-estradiol和progesterone干预时,研究人员只给予这些激素直到更年期开始,这可能影响了结果。一些仅接受17beta-estradiol或仅接受progesterone的小鼠出现了肠道肿瘤和增生。因此,未来的研究还需要关注激素使用的不良反应。
除了步态变化外,各组小鼠的活动情况相似。步态变化与之前研究创伤后骨关节炎小鼠的结果不同。
研究人员假设,他们收集的组织样本来自所有超过60岁的女性,因此认为这些女性是绝经后的。
最后,这项研究集中在膝关节骨关节炎上,未来研究应考虑其他关节。
未来研究可以确认这些机制,并验证其是否与本研究的数据一致。Ambrosio补充说:“基于这项研究的见解,未来的研究旨在开发针对骨关节炎以及其他与更年期相关的肌肉骨骼疾病(如背痛)的靶向治疗。通过探索这些更广泛的影响,我们希望推进综合治疗,以应对老龄化过程中的多方面肌肉骨骼健康问题。”
激素替代疗法能否治疗骨关节炎?
这项研究为进一步研究更有效的骨关节炎治疗方法铺平了道路。Ambrosio表示:“这些发现为我们理解骨关节炎的潜在机制提供了宝贵的见解,并为弥合实验室发现与现实世界解决方案之间的差距奠定了基础。”她还指出,“了解为什么绝经后女性更容易患骨关节炎是设计有效干预措施的关键一步。我们的发现为最终减缓、减轻甚至预防这种致残性疾病的发生奠定了基础,从而改善数百万人的生活质量。”
在使用激素替代疗法时应谨慎,并需要更多的研究。Fiona Watt博士(Imperial College London的风湿病学顾问和高级研究员)评论道:“研究表明,激素替代疗法减少了衰老标志物,并促进了软骨生成标志物,显示出再生潜力。我认为这是完全可以设想的,但在人类中尚未得到证实。这些结果应该增加内分泌学、女性健康和骨关节炎领域的研究活动,以更好地理解这些关系,并开展转化性的人类研究。”
Watt博士还提到:“是否应在绝经后人群中使用激素替代疗法来预防或治疗骨关节炎是一个问题。这超出了现有许可证的范围。目前缺乏支持这一做法的人类证据,需要在有骨关节炎风险或已患有骨关节炎的人群中进行充分的随机对照临床试验,以更好地了解激素替代疗法或其他类似药物的有效性。”
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