绝经后绵羊会阴体有组织学微结构及体外力学性质:比较延迟雌激素替代疗法(Estrogen Replacement Therapy, ERT)干预与未干预组

《International Urogynecology Journal》:Histological Microstructure and In Vitro Mechanical Properties of Postmenopausal Ewe Perineal Body With and Without Estrogen Replacement Therapy

【字体: 时间:2026年06月10日 来源:International Urogynecology Journal 1.8

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  目的:评估接受与未接受延迟雌激素替代疗法(Estrogen Replacement Therapy, ERT)的绝经后绵羊会阴体(perineal body)的区域变异性、力学性质及组织学组成,为盆底(pelvic floor)建模及理解绝经后组织变化提供数据

  
目的:评估接受与未接受延迟雌激素替代疗法(Estrogen Replacement Therapy, ERT)的绝经后绵羊会阴体(perineal body)的区域变异性、力学性质及组织学组成,为盆底(pelvic floor)建模及理解绝经后组织变化提供数据。方法:取直肠与阴道间会阴中心腱(fibromuscular layer of the central tendon)纤维肌层进行研究。分析8只接受ERT(卵巢切除后第180天开始,持续100天,POST?ERT组)绝经后绵羊的24份标本,及7只未接受ERT(POST组)绝经后绵羊的21份标本,均于卵巢切除后第280天取材。通过单轴拉伸试验(uniaxial tensile tests)测定小变形区杨氏模量(Young's modulus, E0)与大变形区杨氏模量(E1)、极限应力(ultimate stress)及极限应变(ultimate strain)。组织学立体学(histological stereology)定量三个区域(R1–R3)胶原(collagen)、弹性蛋白(elastin)、平滑肌(smooth muscle)、骨骼肌(skeletal muscle)及脂肪组织(adipose tissue)的体积分数(volume fraction)。组间与区域间比较采用非参数统计。结果:两组间力学参数无显著差异(POST?ERT/POST组:E0:28/25 kPa;E1:0.38/0.33 MPa;极限应力:0.23/0.23 MPa;极限应变:0.94/0.90)。ERT组胶原含量较高(33% vs. 23%,p<0.001),弹性蛋白含量亦较高(6% vs. 5%,p<0.01)。区域差异极小,仅中线与外侧区域间脂肪、平滑肌分数及极限应力有轻微变异。结论:尽管长期雌激素缺乏,会阴体能维持力学完整性。ERT后的结构改变(胶原与弹性蛋白增加)提示适应性重塑(adaptive remodeling),但在研究时间窗内未转化为可测定的生物力学增强。结果为盆腔器官脱垂(pelvic organ prolapse, POP)的有限元模型(finite element modeling)提供了参数。
研究背景与意义
会阴体(perineal body, PB)是位于后联合与肛门括约肌之间的纤维肌性结构,构成会阴肌群的中枢附着点并支撑盆底(pelvic floor, PF)下部。分娩时PB易受撕裂与过度牵拉,其中心附着点损伤可导致盆腔器官脱垂(pelvic organ prolapse, POP)。然而PB常被排除在盆底有限元模型(finite element model, FEM)之外,主要限制是缺乏其真实力学参数。既往少数人体及动物(绵羊)研究显示PB具区域异质性,但绝经后长期雌激素缺乏及延迟雌激素替代疗法(Estrogen Replacement Therapy, ERT)对PB微观结构与力学性质的影响尚不明确。绵羊骨盆解剖、阴道尺寸及盆内结缔组织与人类近似,且可自发发生妊娠相关POP,是盆底研究的理想大型动物模型。本研究拟明确绝经后绵羊PB的区域力学与组织学变异,及延迟ERT对其影响,为POP的FEM提供输入参数,并验证绵羊模型模拟人类绝经后变化的适用性。论文发表于《International Urogynecology Journal》。
主要关键技术方法
研究人员选用15只成年母羊,行双侧卵巢切除术(ovariectomy)模拟绝经:其中8只组成POST?ERT组,于卵巢切除后第180天皮下植入17β?雌二醇(17β?estradiol, E2)缓释硅胶管,持续给药100天至第280天处死;7只组成POST组,不给予ERT,同样于第280天处死。处死后切取直肠与阴道间会阴区纤维肌层,沿中线(R2)及左右矢状面距中线5 mm处(R1、R3)分为三区。力学测试:取各区域标本即刻进行单轴拉伸试验(uniaxial tensile test),经20次预调(preconditioning)后加载至断裂,据应力–应变曲线用最小二乘法求小变形区杨氏模量(Young's modulus, E0,0–18%应变)和大变形区杨氏模量(E1,20–150%应变),记录极限应力(ultimate stress)与极限应变(ultimate strain)。组织学定量:邻位标本经甲醛固定、石蜡包埋,作垂直均匀随机(Vertical Uniform Random, VUR)切片,分别行Verhoeff苏木精–绿色三色染色(平/骨骼肌)、地衣红(orcein)染色(弹性蛋白、脂肪细胞)及天狼星红(picrosirius red)偏振光染色(胶原),基于Cavalieri原理的无偏立体学(unbiased stereology)点格交点计数法测算各组分体积分数(volume fraction)。统计学:Shapiro–Wilk检验确认非正态分布后,区域差异用Friedman ANOVA加Wilcoxon配对检验,组间差异用Mann–Whitney U检验。
研究结果
区域变异性(Regional Variability—力学)
POST?ERT组中线区(R2)极限应力(0.30 MPa)高于矢状区R1(0.17 MPa, p=0.01);POST组R2极限应力(0.31 MPa)高于R3(0.21 MPa, p=0.04)。其余E0、E1、极限应变均无区域差异(p>0.05),提示PB力学总体均质。
区域变异性(Regional Variability—组织学)
POST?ERT组中线R2脂肪体积分数(4%)低于矢状R3(8%, p=0.03);POST组R2脂肪分数(3%)低于R1(18%, p=0.02)。POST?ERT组R2平滑肌分数(23%)高于R3(7%, p=0.03)。其余组分无区域差异,支持绝经后PB结构趋于均匀。
组间差异(Group Differences—力学)
POST?ERT组与POST组各力学参数(E0中位数≈0.03 MPa vs. 0.03 MPa;E1中位数≈0.38 MPa vs. 0.33 MPa;极限应力中位数≈0.23 MPa vs. 0.23 MPa;极限应变中位数≈0.94 vs. 0.90)均无统计学差异(p>0.05),表明延迟ERT未显著改善PB刚度或抗断裂能力。
组间差异(Group Differences—组织学)
ERT组胶原体积分数显著高于未治疗组(33%[30–37%] vs. 23%[17–27%], p<0.001),弹性蛋白体积分数亦显著升高(6%[5–7%] vs. 5%[4–6%], p<0.01)。平滑肌、骨骼肌、脂肪及残存组织体积分数两组间无差异(p>0.05),说明延迟ERT诱导胶原与弹性蛋白合成增加但未改变其他组分占比。
讨论与结论总结
研究人员指出,卵巢切除后280天绵羊PB仍保持力学完整性,小变形杨氏模量E0、大变形杨氏模量E1、极限应力与极限应变均与早期绝经(150天)相比下降,证实绝经后PB随时间延展变得更柔顺(compliant)。延迟ERT(卵巢切除后180天始,持续100天)使胶原增加约44%、弹性蛋白增加约20%,但该结构重塑未在单轴拉伸中体现为力学增强——可能源于ERT起始过晚、疗程偏短,或未捕捉到胶原纤维取向、卷曲(crimp)、交联、弹性蛋白完整性及水合状态等微结构质量参数。POST组力学参数与已发表绝经后人体PB数据高度接近,POST组与ERT组多数组织学组分(除骨骼肌偏低、脂肪偏高)亦近似人体绝经后PB,验证了绵羊模型模拟人类绝经后盆底组织变化的转化价值。PB中线极限应力较高与其为产伤好发部位相符,强调应将PB纳入盆底FEM。研究局限含样本量偏小、未校正多重比较、ERT方案较保守,未来需探究更早启动与更长疗程ERT的效果。
结论译文:本研究表明,即使经历280天雌激素剥夺,绵羊会阴体仍保持均一的力学强度。延迟雌激素替代疗法(ERT)可使胶原与弹性蛋白含量轻度升高,但未显著改变力学刚度或断裂抗力。这些结果提示迟发的ERT恢复会阴体机械功能的能力有限,强调了临床中早期或延长干预的重要性。绝经后绵羊与人体会阴体组织的高度相似性,支持将绵羊用作盆底力学研究的有效实验模型。本文报道的定量力学与组织学数据,可作为有限元模型输入参数,用于研究绝经后女性盆腔器官脱垂(POP)及会阴修复。
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