三、发病机制

骨关节炎是机械性和生物性因素相互作用，使关节软骨细胞、细胞外基质和软骨下骨合成与降解的正常进行失去平衡的结果；骨关节的退行性病损是正常的关节软骨基质承受了异常应力，或者异常的关节软骨或软骨下骨承受正常的应力，或者是异常的关节软骨承受了异常应力，最后导致骨关节炎的发生。但各因素作用方式、发生机制都尚未清楚。

关节软骨属于透明软骨，表面光滑，覆盖于滑膜关节表面，由软骨细胞、胶原、蛋白聚糖和水分组成。其生物功能包括稳定关节、减少相邻骨的摩擦，承受压力和转移负荷至软骨下骨等。关节软骨由软骨细胞和软骨基质所构成。软骨细胞合成软骨基质中的主要成分—胶原和蛋白聚糖。关节软骨中的胶原主要是Ⅱ型胶原，由它形成交叉的软骨支架；蛋白聚糖由氨基多糖和蛋白核心加上透明质酸共同构成吸水力极强的蛋白多糖聚合物，分布于交叉的软骨支架中，控制水分量，提供软骨的耐压能力，同时又可以与胶原相连接直接提供软骨的力学性能。在软骨中含量最多的成分是水，主要位于软骨细胞外基质中，在软骨细胞和周围营养丰富的润滑液间形成相互交换，同时由于水占据于分子间隙内，当组织承受负荷而出现压力梯度时，水便可以自由流动，这种流动的水分约占70%，对软骨的力学行为的控制和关节的润滑有重要意义。

骨关节炎的生化变化主要影响软骨基质中的Ⅱ型胶原和蛋白聚糖，表现为软骨细胞不能有效地补充蛋白多糖的降解，使蛋白多糖含量进行性减少和结构变化，以及胶原结构损伤，网状基质减少，胶原降解增加，胶原超微结构出现变化等，导致胶原纤维支架损伤，软骨的弹性和硬度下降，易于出现软骨损伤。

生物力学平衡改变导致关节应力变化引起负荷传递紊乱时，软骨基质的正常拱形结构将遭到破坏，软骨细胞失去保护作用而受损。此时当关节软骨负荷增加时，一方面使关节内压力增加，影响滑膜分泌滑液，使软骨从关节液中获取的营养减少；另一方面软骨组织内的水分外溢，因而使软骨细胞处于缺乏营养和水分的环境中，造成软骨细胞固缩、碎裂和坏死。由此产生各种蛋白酶等局部因子，分解软骨基质中的胶原和蛋白多糖，使软骨基质丧失，更进一步加剧软骨细胞的破坏产生恶性循环，而最后形成肉眼可见的软骨破坏与缺损。反复剧烈碰撞运动时由于骨血流动力学改变，在骨牙腔容积不变的前提下增加内容物引起骨内压力增高，一方面使软骨下骨发生骨坏死，坏死的骨小梁在吸收重建过程中使软骨下骨硬化梯度增加，吸收震荡能力下降，使软骨受力不均，局部压力变大，进而导致或加重软骨的损伤；另一方面可能影响到关节滑液，使滑液pH下降，成分改变，干扰并破坏软骨细胞的正常代谢，导致细胞变性坏死，胶原纤维解聚，蛋白多糖分解，软骨下骨破坏、修复，最终产生骨性关节炎。(https://www.daowen.com)

来源于软骨细胞、滑膜组织和炎性细胞的细胞因子、自由基和各种酶类在骨关节炎的发生发展过程中起着重要作用。肿瘤坏死因子（TNF-α）可促进胶原酶的产生和前列腺素释放蛋白酶活性且可诱导软骨细胞产生过氧化反应，它与IL-1共同参与促进软骨的吸收。胰岛素样生长因子（IGF）分为IGF-Ⅰ及IGF-Ⅱ型。有研究表明，IGF-Ⅰ可刺激关节软骨基质合成，抑制软骨细胞介导的基质分解。胰岛素样生长因子结合蛋白3则与IGF-Ⅰ结合，竞争性抑制IGF-Ⅰ与受体的结合，从而抑制IGF的理活性。骨关节炎滑液中IGF-Ⅰ升高，胰岛素样生长因子结合蛋白3水平上升更高，胰岛素样生长因子结合蛋白3/IGF-Ⅰ比值高于正常，而IGF-Ⅰ受体表达正常，其结果是，大量的胰岛素样生长因子结合蛋白3抑制了IGF-Ⅰ的活性，参与了骨关节炎的形成。

关节软骨受力和酶性降解可在关节表面产生磨损颗粒，经常出现在骨关节炎的滑液中，并可以促进胶原酶和其他来自滑膜细胞和巨噬细胞水解酶的释放，引起软骨损伤。此外，在骨关节炎中还可以见到免疫球蛋白和补体沉积在关节软骨表浅区的胶原网架中。这提示由软骨崩解后产物作为抗原引起的免疫复合物沉积，在关节内慢性炎性反应中发挥作用。

由此可见，骨关节炎发病机制是多因素参与的复杂的病变过程，具体的发病机制还需进一步探讨。