軟骨下骨改變在骨關節炎發病機制中的作用

隨著關節軟骨的退化，骨關節炎的病理過程涉及到底層的骨組織。建議軟骨下板增厚促進骨關節炎的進展。隨著骨關節炎的進展，由於分解代謝和軟骨修復過程中的不平衡，作為機械和化學應激對象的關節軟骨緩慢侵蝕。特別是，與關節的“承重”體重相關的機械應力有助於在軟骨下板和軟骨中形成大量的微型骨折。隨著關節軟骨的侵蝕，軟骨下骨的硬化進行，骨組織僵硬度增加，進而導致關節軟骨結構的進一步破壞。然而，骨關節病中軟骨下骨改變的主要或次要性質問題仍未得到解決。

直到最近，人們認為在軟骨下骨，松質骨的定義透視變化，如多發性硬化或囊腫的患者形成與骨關節炎是次要的。然而，臨床和實驗研究的結果表明軟骨下骨可能在骨關節炎的發病機制中發揮作用。一種可能的機制是在軟骨下骨的剛度梯度的急劇增加，由於該完整性適當軟骨取決於其骨“床”的機械特性的事實。靈長類研究表明，軟骨下骨的變化可能先於關節軟骨的變化。動物骨關節病模型中的證據和支持這一假設的證據的臨床研究並且反對它只會加劇討論。軟骨下骨中小樑的增厚並不總是伴隨著骨組織礦化的增加，或者說，類骨質的體積增加。此功能異常礦化表明骨重塑的失調是骨關節炎的一個組成部分，也有利於缺損骨細胞骨關節炎的概念的證據。J. Dequeker小組（1989）認為後者是“廣泛性代謝性骨病”。

骨組織不斷更新。這種稱為骨重塑的動態過程是吸收和礦化過程的複雜過程。破骨細胞吸收骨組織，並且成骨細胞分泌形成礦化的主要有機組分的蛋白質。一次偶然的機會教育和骨吸收遇到的骨架，它是-編程過程，發生在骨骼的不同部位，稱為骨重建單位。在周期開始時，破骨細胞出現在非活動表面; 在2週內，它們在小梁骨表面的皮質骨層或空隙中形成隧道。新骨重塑單元的激活頻率決定了骨組織更新的程度。在一個健康的年輕人中，骨組織的形成和再吸收過程是平衡的，維持骨組織的正常質量。骨吸收的激素調節至少PTH和PGE ₂，出席不僅破骨細胞和成骨細胞，但由於這些激素的作用被釋放，刺激破骨細胞的骨吸收的因素。目前，有骨生長的超過12的局部和全身調節影響其重構，特別是PTH，1,25（OH）₂ d ₃，降鈣素，生長激素，糖皮質激素，甲狀腺激素，胰島素，IGF（1和2），雌激素，PGE ₂，雄激素。

骨細胞釋放大量蛋白質和細胞因子，進行內分泌調節和信號傳導。成骨細胞產生的蛋白質包括骨基質蛋白質，如膠原蛋白，骨橋蛋白，骨鈣蛋白，骨涎蛋白。此外，這些細胞釋放在兩個活性的和潛伏的蛋白酶，其參與骨重塑過程 - 基質金屬蛋白酶，纖溶酶原激活系統的部件（PA）/纖溶酶。成骨細胞釋放的細胞因子可以通過自分泌機制和旁分泌到局部細胞（其他成骨細胞，破骨細胞）發揮作用。

目前還不知道這些信號是通過機械應力還是由機械應力誘發的其他化學信號來調節的。然而，已知重複的機械應力導致骨細胞和/或蛋白質的局部增殖。在體內，機械應力可以激活成骨細胞，增加環核苷酸水平，產生前列腺素，並且還引起與骨重塑相關的形態學變化。條件下在體外機械應力誘導成骨細胞增殖培養，參與類骨質的礦化的形成和在骨過程的蛋白質的mRNA的表達，局部生長因子如IGF-1和IGF-2，和粘附分子的釋放。機械應力信號的傳輸可以通過機械敏感的離子通道完成。

間接證據表明骨關節炎中成骨細胞功能受損。G.和的Gevers J. Dequeker（1987）已顯示在女性手的關節的骨關節炎，以及作為外植體的骨皮質面積血清骨鈣素，這表明骨組織的病理學可能是骨關節炎的一部分的增加。屍檢發現，不僅是軟骨下骨的增厚，但股骨頭的異常低礦物質含量。豚鼠使用計算機斷層攝影手術誘導的骨關節炎的豬表現出該區域的軟骨下骨餾分的顯著增厚。膠原和非膠原（骨鈣素等）的蛋白之間的不平衡可能會增加骨體積，但不影響其礦物質密度。根據M. Shimizu等人（1993），在關節軟骨與軟骨下骨的更強烈的重塑相關的退行性改變的進展，並增加其剛性，這也表明在骨細胞在骨關節炎中的缺陷。根據所提出的V. Lee和M.阿斯普登（1997）骨細胞的增殖缺陷的假設可以導致增加在骨的硬度，但不引起在其礦物質密度的增加。

CI Westacott和共同作者（1997）假設異常成骨細胞直接影響軟骨組織的代謝。培養骨性關節炎患者軟骨細胞的成骨細胞與誰沒有關節疾病的人，作者糖胺聚醣正常軟骨組織釋放觀察到顯著的變化在體外，但細胞因子釋放的水平保持不變。G.希拉爾等人（1998）證明了患者成骨細胞的培養軟骨下骨與骨關節炎在體外具有改變的代謝-系統活動AP /纖溶酶和IGF-1在這些細胞中增加。CI Westacott等（1997）的觀察結果可以解釋為軟骨下骨細胞蛋白酶活性增加。

骨關節病是否引發軟骨下骨的改變或促進其發展尚不清楚。DK Dedrick等人（1993）證明了在狗手術誘導骨關節炎軟骨下骨增厚不是用於在關節軟骨osteoartrozpodobnyh的發展變化的先決條件，但有助於軟骨退化過程的進展。A. Sa'ied和合著者（1997）的研究結果與之前研究的數據相矛盾。使用回波描記術50兆赫的初始形態變化的評價和它們在關節軟骨和骨實驗骨關節炎誘導的monoyoduksusnoy酸注射到大鼠的膝關節進展，我們已在注射後的前三天證明骨和軟骨同時處理的變化。

成骨細胞分泌的生長因子和細胞因子參與骨組織的局部重塑，其可以通過微裂紋在軟骨的鈣化層有助於軟骨組織重塑的其滲透後的適當的“載體重量”關節。此外，在滑液中發現骨細胞分泌的產物。最有可能的產品分泌能夠運行本地進程重塑軟骨是TGF-b和骨形態蛋白（ILC）異常的成骨細胞。兩者都是代表性的TGF分配家庭和軟骨細胞和成骨細胞的，無一不是能夠改變兩個骨重塑和軟骨的。J.馬特爾Pelletier等人（1997）觀察到軟骨下骨外植體的骨關節炎患者與健康個體相比的增加在TGF-β水平，表明這種生長因子的骨關節炎的發病機制中可能發揮的作用。IGF也由成骨細胞產生。在從骨關節炎患者衍生的成骨細胞樣細胞的培養，發現IGF水平的增加能夠改變軟骨的代謝。

TGF-B，IGF，委員會並通過在軟骨下骨的成骨細胞產生的細胞因子，可能會影響在軟骨，這反過來，可能有助於軟骨基質的重塑/降解生產膠原酶和其他蛋白水解酶。目前還不清楚的成骨細胞是否產生OA更少細胞巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF - 骨吸收的刺激劑）比正常的細胞。研究結果AG Uitterlinden和同事（1997）表明，在骨贅受體的形成中起作用可能發揮維生素d，這是由成骨細胞表達和調節的由這些細胞，這部分解釋了成骨細胞的這種疾病的發病機理中的作用合成的幾個因子的表達。

鑑於上述研究的結果，G.希拉爾等人（1998），J.馬特爾-Pelletier等人（1997）已提出了以下工作假設關係重塑軟骨下骨和關節軟骨骨關節炎正確。在OA發病的早期或延長階段，軟骨下骨的骨組織重塑過程加劇。同時重複負載導致局部微裂縫和/或系統的不平衡IGF / IGF-svyazyvayushy蛋白（IGFBP）的外觀由於成骨細胞的異常響應的軟骨下骨，從而促進其硬化。後者反過來可能導致適當軟骨的微小骨折出現並損害其基質。

在正常情況下，通過局部合成和釋放IGF-1和IGF-結合蛋白來消除這種損傷，所述IGF-1和IGF-結合蛋白刺激關節軟骨的ECM的形成。同時，PD系統促進軟骨下骨細胞的生長和骨基質的形成。IGF-系統的合成代謝活性增加在骨關節炎患者的軟骨下骨，而在關節軟骨本地激活SA系統/纖溶酶（IGF-系統的局部調節劑）導致其局部變化。在骨關節炎中的成骨細胞的IGF-1給出的AP纖溶酶型正反饋的調節，因此能抑制骨組織，這最終導致軟骨下硬化的重塑。因此，在IGF-1 iproteaz引線的骨和軟骨局部誘導，在一方面，所述損壞軟骨，其他 - 到軟骨下骨增厚，反過來，後者進一步促進軟骨損傷。與軟骨下硬化相關聯的軟骨損傷，其修復能力之間的不平衡，導致在軟骨ECM和骨關節炎的發展逐步變化。據作者說，這一假設也解釋了疾病的緩慢進展。