(一)病因
OA的发病是多因素相互作用的结果,主要危险因素包括年龄、性别、遗传、关节位置、肥胖、关节力线不良和创伤等。
1.年龄 在所有危险因素中,年龄是与OA发病最相关的危险因素。OA的患病率、骨赘形成出现率随年龄的增长而呈增高趋势。从中年到老年常发生关节软骨退变,关节多年积累性劳损是重要因素,老年人软骨基质中的黏多糖含量减少,基质丧失硫酸软骨素,纤维成分增加,软骨韧性减低,因而容易遭受外力伤害而产生退行性改变。随着年龄的增加,关节保护性神经和机械因素可能遭受损害,伴随细胞的增殖能力减退,甚至完全停滞,使功能细胞难以更新,功能减退。值得注意的是,尽管OA是一种与年龄极度相关的疾病,但并不是老化的必然结果,而且年龄也不一定与临床症状或残疾相关。
2.性别 OA患者以女性多见,发病率大约是男性的2倍。此外,女性患者更易出现晨僵、关节肿胀和夜间痛等临床症状。究其原因,可能是关节软骨细胞有功能性雌激素受体,更容易受到雌激素的影响。近期的流行病研究还发现,雌激素替代治疗的绝经后妇女膝关节和髋关节OA发病率明显低于预期。在FRAMINGHAM的OA队列研究中,对831名女性参与者(平均年龄73岁)的承重关节进行了观察,结果显示,影像学阳性的OA患者雌激素水平低于影像学阴性组,提示雌激素有轻度但不显著的保护作用。另外也有研究显示,长期进行雌激素替代治疗的妇女膝关节的软骨量明显高于对照组,而且对卵巢摘除术后患有严重OA的猴子用雌激素进行干预也同样有效。
3.遗传 OA是内在遗传因素和外在环境共同作用的结果,并可能最终决定发病年龄和病情严重程度。最近一项双胞胎研究显示,股骨、胫骨、髌骨和总体软骨体积的遗传度分别为61%、76%、66%和73%。另一项同胞兄弟姐妹子一代的纵向队列也显示,做过全膝关节置换术的OA患者,内侧和外侧软骨体积的遗传度分别为73%和40%,内侧和外侧胫骨尺寸的遗传度分别为20%和62%,内侧软骨缺陷的遗传度为98%,肌力的遗传度为64%。而且,家族、双胞胎和种族研究证实,不同的遗传因素还决定了OA的好发部位(髋关节、膝关节、手或脊柱)。近年的研究认为,OA的这种遗传表现是基因变异、功能蛋白信号分子表达异常MicroRNAs、IncRNAs、DNA甲基化修饰等共同作用的结果。(https://www.daowen.com)
4.肥胖 肥胖是OA的另一个重要危险因素,无论男性还是女性,高体重指数都与膝OA密切相关。负重关节的机械应力增加,可能是导致退行性改变的首要因素。肥胖不仅会增加负重关节的受力,也增加了损害关节软骨的机会,还可能会引起姿势、步态和体力的改变,这一系列的变化都可能进一步导致关节的生物力学改变。不仅如此,肥胖者体内的脂肪组织能增加一些细胞因子如瘦素(leptin)、脂联素(adiponectin)、抵抗素(resitin)等的活性,引起软骨或骨代谢异常、炎症等。越来越多的研究证实,肥胖基因及其产物瘦素的发现对OA的发生发展具有重要意义。事实上,女性的总体脂率明显高于男性,故有着更高的瘦素来源,这也可能是引起性别差异的原因之一。当然瘦素不只是由脂肪组织产生,成骨细胞和软骨细胞也能合成,研究人员在OA的骨赘中检测到了高浓度的瘦素,而正常对照组软骨中瘦素却很少,提示局部产生的瘦素可能在OA的发生发展中有重要的作用。
5.关节位置 尽管OA最常见的发生部位是负重关节如膝关节,但年龄对不同关节有着不同的影响。研究显示,股骨头和距骨的软骨拉伸断裂应力明显不同,股骨头会随着年龄增加而下降,而距骨不会,这也许是OA为什么常常见于髋关节和膝关节,而不是踝关节的原因。另外,关节的稳定性也很重要。关节周围的肌肉、本体感觉及神经对肌肉运动的控制和对关节稳定起着极重要的作用。随着年龄的增长或受疾病的影响,神经系统对关节周围的肌肉和感觉的控制支配能力下降,关节周围肌力也下降,出现关节不稳,进而导致OA的发生风险增加。
6.关节力线不良和创伤 关节力线不良和创伤有可能导致OA的快速进展,或启动最初的病理过程。关节对位不佳(如关节内骨折复位不良、髋关节发育不良、复发性髌骨脱位)可导致早发性OA。重复性、高强度的运动与关节损伤紧密相关,同时也增加了下肢OA的发生风险。反复的亚骨折水平的关节损伤会加速软骨钙化带的重塑,伴有潮线增厚、非钙化带变薄,从而导致软骨下骨硬化,上层软骨的磨损增加,最终导致OA。成熟的关节软骨再生能力很差,一旦损伤一般不会愈合。关节面上局限的软骨破坏或缺损足以导致整个关节的退行性改变。