骨關節病：半月板切除對關節軟骨的影響

如前所述較早，關節半月板發揮正常的關節功能具有重要作用。Menisci是增加股骨和脛骨關節表面一致性的結構，增加橫向穩定性並改善關節液的分佈，以及與關節軟骨交換營養。全部或部分半月板切除術導致脛骨關節面負荷方向的改變，導致關節軟骨退化。

研究半月板切除對關節的生物力學的影響以及動物（通常是狗和羊）中關節軟骨和軟骨下骨的退行性過程的誘導已經進行了大量的研究。最初，研究人員製造了膝關節內側半月板的外翻，但後來發現外側半月板的外翻導致了骨關節炎的更快發展。

S. Little和共同作者（1997）在膝關節的幾個部位研究了關節軟骨和軟骨下骨的變化。典型的組織學發現說明手術後6個月關節軟骨誘導的變化是軟骨崩解，蛋白聚醣濃度降低，軟骨細胞數量減少。在軟骨下骨改變的軟骨區域中，在鈣化軟骨區發現毛細血管萌發，外側“波狀邊界”移位並且軟骨下骨的海綿狀物質增厚。

該研究P. Ghosh等人（1998）已經表明，9個月後在骨重塑subhondralnoi的羊表示跡象橫向半月板切除術，並增加其礦物質密度是繼發於關節軟骨的變性。在經歷一個異常高的機械負荷由於除去外側半月板（外側股骨髁和脛骨外側板）的區域被發現增加硫酸皮膚素蛋白聚醣的合成在軟骨而內側板還發現增加的蛋白聚醣相同物種的合成。結果發現，硫酸皮膚素蛋白聚醣主要由核心蛋白聚醣表示。濃度最高的關節軟骨的中間區和深水區發現。

同時具有增加由於去除了外側半月板的硫酸皮膚素蛋白聚醣在軟骨的區域，承載高負荷的合成，顯示的聚集蛋白聚醣的分解代謝的增加，通過釋放其片段的成從軟骨外植體的培養基，以及MMP和軟骨聚集蛋白聚醣的高活性所證明的。由於抗炎活性是最小的，作者建議的酶的來源是在該模型中骨關節炎的軟骨細胞。

儘管仍有許多懸而未決的問題中所描述的研究揭示了生物力學因素在骨關節炎的發病機制可能發揮的作用。清楚的是，軟骨細胞能夠“感覺”與其周圍環境的機械性能，反應以能夠負重，從而防止對軟骨損傷在其合成VCR變化。在年輕動物中，適度鍛煉刺激富含VGM的聚蛋白多醣酸合成。此肥厚（或自適應）軟骨細胞響應階段可能持續數年，提供機械負載對關節軟骨一個穩定的水平。但是，這種平衡通過增大負載的強度或持續時間，或者改變接頭的正常生物力學損傷或手術後，或減少軟骨細胞的能力，以提高VCR的合成響應於增加的負載（在老化時），內分泌因素的影響意味著在細胞顯著變化和矩陣電平：proteglikanov II型和膠原的抑制合成，核心蛋白聚醣合成刺激和膠原I，III，和X型。隨著生物合成的變化增加ECM的分解代謝以及MMP和軟骨聚集蛋白聚醣的水平。目前還不知道機械負載如何促進周圍軟骨細胞的再吸收可以VCR，這一過程是由前列腺素介導的，細胞因子（如IL-IP或TNF-α，游離氧自由基）。有必要提及滑膜炎在骨關節炎中的作用，作為上述介質的最可能的來源可以充當分解代謝sinovitsity巨噬細胞的白血細胞和浸潤滑膜。

OD Chrisman和合著者（1981）的一項研究表明，外傷性關節損傷刺激前列腺素，花生四烯酸的前體產生。花生四烯酸的來源是受損軟骨細胞的膜。眾所周知，花生四烯酸通過酶促環氧化酶（COX）迅速轉化為前列腺素。已經證明，前列腺素，特別是PGE ₂與軟骨細胞受體相互作用，改變其基因的表達。然而，花生四烯酸是否刺激或抑制蛋白酶和聚集蛋白聚醣酶的產生尚不清楚。早先的研究表明PGE- ₂增加MMP的產生並引起關節軟骨退化。根據其他研究的結果，PGE ₂對ECM具有合成代謝作用，並且還促進ECM的完整性，抑制軟骨細胞產生細胞因子。也許，這些研究的相反數據是由於使用不同濃度的PGE- ₂引起的。

少量的IL-1p（刺激MMP的合成和釋放的主要細胞因子，以及它們的天然抑製劑的抑制活性）可能響應於關節軟骨的損傷而形成，導致進一步的組織退化。

因此，本節所述的研究表明，維持關節的亞閾值動態負荷會導致軟骨細胞的增殖能夠傳遞新的機械條件，這意味著骨關節炎的肥大階段開始。增生軟骨細胞是處於分化最後階段的細胞，因此其中基質的基本元件的基因的表達發生改變。因此，聚集蛋白聚醣蛋白聚醣和II型膠原的合成受到抑制，並且核心蛋白聚醣，膠原蛋白I，III和Xtypes的合成增加。

降低ECM中聚集蛋白聚醣和II型膠原的含量，與合成和降解過程之間的不平衡相關，使關節軟骨對機械應力反應不充分。因此，軟骨細胞變得不受保護，該過程進入第三個分解代謝階段，其特徵為過度的蛋白水解活性和分泌自分泌和旁分泌調節因子。形態上，該階段的特徵在於關節軟骨的ECM破壞，臨床上它對應於明顯的骨關節病。這個假設當然是骨關節炎發生過程中所有復雜過程的簡化視圖，但它概括了骨關節炎病理生物學的現代概念。

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