陈 柯 陈 铭

    1.福建中医药大学针灸学院，福建福州 350108；2.福建卫生职业技术学院临床医学系，福建福州 350101

    膝骨性关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是多发于中老年人的一种慢性退行性关节疾病，其病理变化包括关节软骨退行性病变、继发性骨质增生、滑膜炎、软骨下骨改变、关节囊纤维变性和增厚以及关节周围肌肉痉挛。其中，关节软骨退变是KOA 最主要与最直观的病理表现。在KOA的发生发展中，多种致病因素相互作用，加速关节软骨损伤及退变。关节软骨退变，往往可导致软骨下骨外露硬化，继发滑膜组织炎症、骨质增生，引起关节囊及关节周围肌肉的改变，从而使关节生物应力平衡失调，这些病变又进一步促进关节软骨损伤及退变，形成恶性循环，加重KOA 病变[1]。因此软骨退变是KOA 发生发展过程中的重要机制。由于关节软骨缺乏血液供应，当软骨损伤或退化时，往往修复能力十分有限，关节功能难以恢复。目前，多种临床及基础研究都表明机械刺激在软骨退变中具有重要作用，故从机械刺激对软骨细胞的影响及其临床应用方面进行探讨，以期获得机械刺激改善膝骨关节功能的新认识。

    1 软骨细胞在不同机械刺激模式下的效应

    关节软骨覆盖于关节内骨表面，是人体的机械力敏感组织之一，时刻承受着不同应力模式的机械刺激。软骨细胞作为软骨组织中唯一的细胞，在机械刺激下会产生效应。目前，机械刺激的应力模式主要有压应力、张应力、振动、电磁力刺激、流体剪切力等，其中压应力、张应力、振动三种模式较为常见，以下阐述以软骨细胞在压应力、张应力以及振动三种模式刺激下的效应为主。

    1.1 压应力模式

    压应力通常有两种模式，静态压力和动态压力。静态压力是对组织或细胞施加恒定压力，也是较早被关注的方式，动态压力则更倾向于持续不规则的压力刺激，更为复杂。有研究表明，中等时长与强度的压应力刺激既可抑制软骨细胞中基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)家族中MMP-13的表达，促进Ⅱ型胶原(collagen type Ⅱ，COL-Ⅱ)表达；也可促进MMP-3的表达，从而促进COL-Ⅱ和蛋白多糖(proteoglycan，PG)的表达，通过调节MMPs、COL-Ⅱ和PG的含量，影响软骨细胞的代谢状态[2-4]。该条件下的压应力也有助于改善软骨细胞表型去分化，但长时间压应力刺激有负面影响。压应力刺激作用于软骨细胞时，可通过细胞骨架对周围产生牵引力，或促使细胞骨架降解而引起肌动蛋白和波形蛋白重新排列 ......