膝关节骨关节炎的发病机制

在创伤、代谢及遗传等多因素影响下，软骨发生磨损或软骨细胞出现代谢异常，损伤的软骨细胞释放溶酶体酶和胶原蛋白酶等蛋白溶解酶类，使软骨基质降解，出现胶原蛋白网络断裂，网络中的蛋白聚糖降解。随后合成代谢加速，脱氧核糖核酸合成增多，新细胞增生，蛋白聚糖、透明质酸酶和胶原蛋白合成加速，但新合成的基质异常，如蛋白聚糖中葡糖胺聚糖的成分和分布、单体的大小及其与透明质酸聚合的能力与正常均有不同，从而影响了软骨的生物学稳定性和对生物力学的适应性，使新合成的软骨也很快被降解和破坏。尽管蛋白聚糖合成代谢加速，但实际上合成速度远赶不上分解速度，组织中蛋白聚糖浓度仍持续下降。蛋白聚糖的丧失一方面导致软骨弹性下降，使传导到软骨细胞的机械压力增大，受压时大量间质液丢失；另一方面使水渗透性增加，使基质中液体的弥散增加，促使滑液中的降解酶易进入软骨，以及软骨中酶抑制剂进入滑液；另外，还可导致软骨表面膜破坏，润滑性降低，进一步使软骨易于受损。

当侵蚀进展到骨髓时，组织的修复较为有效，由纤维软骨和透明软骨混合形成新的软骨，但新形成的软骨缺乏正常软骨的生物学特点，故实际上仍未修复。原有的软骨和新生的软骨在降解过程中产生的颗粒和降解产物进入滑膜衬里，引起细胞吞噬反应，导致滑膜炎症和渗出。滑膜产生的炎症因子反过来又加速了软骨的破坏。如此反复循环，降解作用超过了细胞修复的能力，最后软骨消耗殆尽，骨质裸露，出现骨关节炎的晚期改变。在膝关节骨关节炎软骨损害过程中发挥重要作用的炎症因子很多，包括IL-1、TNF-α、IL-6和IFN-γ等，其中尤以IL-1和TNF-α最为重要。已发现IL-1和TNF-α不仅在膝关节骨关节炎关节液中，而且在滑膜细胞和软骨细胞内的表达水平明显升高。这两种细胞因子能促进软骨细胞产生大量的基质金属蛋白酶，而对金属蛋白酶组织抑制剂无影响，使基质金属蛋白酶/金属蛋白酶组织抑制剂失平衡，从而增强对软骨中Ⅱ型胶原和蛋白聚糖合成的抑制作用，使软骨进行性破坏。有研究表明，IL-6和可溶性IL-6受体（sIL-6R）共同作用时，可激发鼠的破骨细胞形成。人膝关节骨关节炎患者滑液中IL-6及sIL-6R的浓度与关节破坏的严重程度相关。这提示IL-6和sIL-6R也与骨关节炎的关节破坏有关。(https://www.daowen.com)

软骨无神经支配，故关节疼痛并非来自软骨，疼痛原因包括骨小囊和骨小梁重建引起的静脉压力增加、一过性关节滑膜炎、骨重建部位的骨膜炎、软骨下微骨折、骨赘引起骨膜上抬、肌肉痉挛、滑膜绒毛受压、关节囊膨胀、滑囊炎和韧带牵拉等。

（李层　胡杰　万安　张朝驹）