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退变性关节病病因

    退变性关节病又称退行性关节炎、增生性关节炎、骨关节病等,是由于关节长年累月磨损而导致的结果。本病多发生在负重关节,如颈椎、腰椎、双膝关节、髋关节、足后跟等,因此长期或过度的负重是应当避免的。寒冷、潮湿是致病的重要因素。
    原发性骨关节炎病因不清,有关因素有:
    1、年龄
    人体于20岁开始出现退变过程,不过直到中年之前并不明显,55~65岁时约85%X线检查可发现骨关节的改变。
    2、性别
    患病男、女相等。直到54岁之前,男、女患病表现形式相似。其后,女性退变进程比男性更严重更广泛。
    3、遗传性
    流行病研究显示骨性关节炎是一种由遗传性代谢异常引起的一种全身性改变的关节表现。Heberden's结节可以单一的正染色体(antosomal)基因(gene)遗传性影响,在女性为显性遗传,在男性为隐性遗传。外显率(penetrance)因年龄而不同。老年女性外显性发生率最高是30%。在老年男性,由于为隐性遗传外显性发生率为3%。精确的遗传模式尚不清楚。
    4、肥胖
    退变性关节病在肥胖人发病率增加一倍,主要累及持重关节。肥胖男性退变性关节病表现女性多见的全身性改变。
    5、病变范围
    人与人、关节与关节退变表现不同。而且,由人群的检查发现有几种类型。在54岁之前,关节受累及形式男、女相似。女性通常多表现退变性关节受累及,第一腕掌关节和远指间关节往往有改变。在男性,髋关节被累及更常见。可累及任何滑膜关节,但容易承受巨大压力的关节发生退变最严重。由持重、压力发病的部位有下位脊椎、髋关节和膝关节。由于强大的反复肌力作用发病的部位有第一掌指关节、第一腕掌关节(大多角骨腕骨关节)和中颈椎关节。一个关节发生骨性关节炎改变,基本为非压力区域。Trueta检查不同年龄,由14~100岁的股骨头显示软骨退变,71%股骨头只限于非压力区出现退变,仅3%退变发生于压力区。其余26%软骨退变发生于压力和非压力区。
    6、诱发因素(Inciting factors)原发性骨关节炎病因不清,关节的继发性骨关节炎发生的病因,由既往的健康状态和各种改变关节软骨的疾病来决定。下面所列出的全可能成为已经存在临床表现或尚无临床表现的退变过程的进展速度的促进因素。
    ⑴炎症过程
    如在类风湿疾病,关节周围和滑膜组织的炎症侵蚀破坏关节软骨。
    ⑵代谢疾患
    例如痛风性尿酸盐沉淀,黑尿酸尿性褐黄病的色素沉淀,蓄积于关节软骨,使关节软骨性质改变易发生破坏。血色素沉着病作用类似。
    ⑶生物力学因素
    软骨发生疲劳倾向(例如,巨大应力反复作用,软骨发生疲劳)。因此,反复受力作用,不仅产生胶原纤维断裂,而且也消耗了软骨表面的蛋白多糖(Proteoglycan)。骨畸形即可增大软骨所承受的这种反复作用的应力。由于关节骨折、脱位、髋臼发育异常、骨骺滑脱和Perthes‘病引起结构异常,都将因支持负荷的面积减少而导致接触压力增大。骨坏死造成骨质塌陷,导致出现致病性高负荷压力。
    关节畸形(例如膝外翻或膝内翻),使关节增加的负荷不平衡,一侧分布大,最后软骨破坏。身体的异常作用力可引起关节的内部紊乱。如采用设想的关节一瞬间的力传导中心的方法测定关节作用力的方向和速度。通过关节表面的任何一点与一瞬间关节作用力传导中心的连线,垂直于作用面,即可发现关节正常和异常情况下的不同。正常关节接触关节面的作用力速度方向与关节面平行,内侧半月板撕裂的病人,其产生为一瞬间力传导中心,由于关节扭动偏移以致膝伸展时,关节作用力速度方向有由股骨传到胫骨的倾向。这种巨大的接触作用力造成了半月板撕裂,其后产生了关节退变性疾病。
    关节面的相对挤压造成关节软骨营养障碍,导致软骨细胞坏死。继之发生基质蛋白(PG)多糖的消耗,于是关节软骨经不住关节往返运动的压力和剪力,发生了退行性改变。
    膝受长期屈曲作用力固定的一些实验动物,关节面不相接触的部分,关节软骨和滑膜之间发生粘连。可能由于软骨营养障碍,所以粘连下面的软骨发生退行性改变。
    ⑷ 激素作用
    肢端肥大症(acromegaly)关节软骨改变明显。生长激素(samototrophin)刺激软骨细胞,导致加速和增强了软骨细胞的代谢活动。当动物老化时,生长激素缺乏明显,造成软骨细胞退变,软骨细胞代谢降低。糖尿病显示软骨细胞进行性异常,极易患骨性关节炎。
    ⑸ 化学损伤
    全身或局部使用化学药物,伤害了软骨细胞的生命力和代谢活动性。
    关节内注射皮质类固醇,产生合成活动大大降低,持续时间从数小时至一周或更长时间。当全身使用皮质类固醇,免疫抑制剂量,同样引起合成代谢降低,PG(糖蛋白)丧失。组织学改变称为局灶性软骨软化或早期骨性关节炎。碱性药物(如氮芥nitrogen mustard或塞替哌thiotape)注射关节内可损伤关节软骨。
    ⑹反复的关节内出血
    在凝血因子有缺陷的病人,关节内反复出血可能导致关节软骨以及软骨下骨结构的严重损害。在软骨基质内的离子色素可改变软骨的理化性质,或软骨细胞吞噬了大量的离子色素性在胞浆内,可引起溶酶体释放降解酶。出现蛋白糖(PG)浓度降低,软骨细胞的合成活动减少。一次或偶然关节内出血,可不出现严重问题。
    ⑺年龄老化的改变
    有些研究人员认为关节软骨表面的纤维化与年龄有关,某些特殊部位并无症状(髋:股骨头内下的股骨头凹陷,髌骨(内侧关节面)有时导致骨性关节炎。关节软骨的年龄老化改变:在正常人的关节软骨随年龄变化发生一些改变。在未成熟软骨发生的那些与年龄有关的改变,也发生在骨骼发育成熟过程和成人年龄增长过程中。重要的是这些改变与那些疾病过程,特别是那些骨性关节炎的改变不同。
    ①细胞改变
    未成熟的骺软骺细胞数与基质比例高于成人。在两个区细胞有丝分裂活动明显。细胞分裂是骨骺软骨逐渐增大的原因。骺软骨基底部细胞增殖是软骨内骨化的征象,形成小的骺板骨化骨骺中心。随着动物年龄的增长,通常在生后几个月,细胞有丝分裂在2岁之前软骨细胞组成进行性减少,成人整个细胞结构不改变。重要的是发现随年龄增加,软骨细胞表面的细胞数没有改变。当完整的关节软骨发现表面层细胞减少、中层细胞数增加是骨性关节炎的早期表现。
    ②胶原
    老化与胶原纤维的成熟数量增加有关。整个纤维区直径增加,常常出现碎片,邻近退变细胞群往往含有一个钙化中心。在出生时,胶原纤维区除浅表纤维按切线方向走行外,纤维无排列走行。这种形式除邻近骨的最深层纤维有垂直走向外,在正常的年龄老化过程中始终如此。表层纤维常不呈束状排列,但保持垂直于关节面。在老年的纤维组织层由存储的无形态碎片取代。
    ③蛋白和氨基多糖、粘多糖(GAG)的合成
    合成率仍然绝对固定不变,以保持破坏分解和合成比例平衡。成年兔关节软骨的蛋白糖半衰期短,大部分半衰期约8天。其他万分包括胶原,半衰期很慢。在病理情况下合成的不变比例改变,在某些骨关节炎状态下和撕裂损伤之后合成活动明显增加。
    ④化学成分
     6-硫酸软骨素是氨基多糖、粘多糖(GAG)的基本成分,约占全构成的45%~75%。在未成熟软骨中,氨基多糖(Glycosaminoglycan)、粘多糖,其余成分主要是4硫酸软骨素和少量角蛋白硫酸盐。当动物老化时,4硫酸软骨素浓度在成年动物减少约占全粘多糖GAG的5%以下。此外,角蛋白硫酸盐数量随年龄增加,在成年动物浓度高达50%。正常时,仅在未成熟软骨发现有较多的4硫酸软骨素。在损伤和疾病的代偿性反应过程中(如骨性关节炎),软骨细胞又恢复了合成大量4硫酸软骨素的成软骨细胞作用,这种粘多糖GAG数量增多。
     在动物测定观察之后,对成熟的相对应的正常人的关节软骨观察测定发现改变不大。随年龄变化关节软骨水分、胶原、全氨基己糖(hexosamine)、硫酸软骨素、全氮、硫以及骨灰量无明显改变。关节胶原在人的老化过程中,究竟是胶原纤维形态改变还是人老化影响关节软骨胶原纤维的生化性质尚不清楚。而且,胶原纤维关节交联的数量对关节软骨老化的作用也不了解。


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