有些研究人員認為關(guān)節(jié)軟骨表面的纖維化與年齡有關(guān),某些特殊部位并無癥狀(髖:股骨頭內(nèi)下的股骨頭凹陷,髕骨(內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面)有時導(dǎo)致骨性關(guān)節(jié)炎。關(guān)節(jié)軟骨的年齡老化改變:在正常人的關(guān)節(jié)軟骨隨年齡變化發(fā)生一些改變。在未成熟軟骨發(fā)生的那些與年齡有關(guān)的改變,也發(fā)生在骨骼發(fā)育成熟過程和成人年齡增長過程中。重要的是這些改變與那些疾病過程,特別是那些骨性關(guān)節(jié)炎的改變不同。
①細胞改變
未成熟的骺軟骺細胞數(shù)與基質(zhì)比例高于成人。在兩個區(qū)細胞有絲分裂活動明顯。細胞分裂是骨骺軟骨逐漸增大的原因。骺軟骨基底部細胞增殖是軟骨內(nèi)骨化的征象,形成小的骺板骨化骨骺中心。隨著動物年齡的增長,通常在生后幾個月,細胞有絲分裂在2歲之前軟骨細胞組成進行性減少,成人整個細胞結(jié)構(gòu)不改變。重要的是發(fā)現(xiàn)隨年齡增加,軟骨細胞表面的細胞數(shù)沒有改變。當(dāng)完整的關(guān)節(jié)軟骨發(fā)現(xiàn)表面層細胞減少、中層細胞數(shù)增加是骨性關(guān)節(jié)炎的早期表現(xiàn)。
②膠原
老化與膠原纖維的成熟數(shù)量增加有關(guān)。整個纖維區(qū)直徑增加,常常出現(xiàn)碎片,鄰近退變細胞群往往含有一個鈣化中心。在出生時,膠原纖維區(qū)除淺表纖維按切線方向走行外,纖維無排列走行。這種形式除鄰近骨的最深層纖維有垂直走向外,在正常的年齡老化過程中始終如此。表層纖維常不呈束狀排列,但保持垂直于關(guān)節(jié)面。在老年的纖維組織層由存儲的無形態(tài)碎片取代。
③蛋白和氨基多糖、粘多糖(GAG)的合成
合成率仍然絕對固定不變,以保持破壞分解和合成比例平衡。成年兔關(guān)節(jié)軟骨的蛋白糖半衰期短,大部分半衰期約8天。其他萬分包括膠原,半衰期很慢。在病理情況下合成的不變比例改變,在某些骨關(guān)節(jié)炎狀態(tài)下和撕裂損傷之后合成活動明顯增加。
④化學(xué)成分
6-硫酸軟骨素是氨基多糖、粘多糖(GAG)的基本成分,約占全構(gòu)成的45%~75%.在未成熟軟骨中,氨基多糖(Glycosaminoglycan)、粘多糖,其余成分主要是4硫酸軟骨素和少量角蛋白硫酸鹽。當(dāng)動物老化時,4硫酸軟骨素濃度在成年動物減少約占全粘多糖GAG的5%以下。此外,角蛋白硫酸鹽數(shù)量隨年齡增加,在成年動物濃度高達50%.正常時,僅在未成熟軟骨發(fā)現(xiàn)有較多的4硫酸軟骨素。在損傷和疾病的代償性反應(yīng)過程中(如骨性關(guān)節(jié)炎),軟骨細胞又恢復(fù)了合成大量4硫酸軟骨素的成軟骨細胞作用,這種粘多糖GAG數(shù)量增多。
在動物測定觀察之后,對成熟的相對應(yīng)的正常人的關(guān)節(jié)軟骨觀察測定發(fā)現(xiàn)改變不大。隨年齡變化關(guān)節(jié)軟骨水分、膠原、全氨基己糖(hexosamine)、硫酸軟骨素、全氮、硫以及骨灰量無明顯改變。關(guān)節(jié)膠原在人的老化過程中,究竟是膠原纖維形態(tài)改變還是人老化影響關(guān)節(jié)軟骨膠原纖維的生化性質(zhì)尚不清楚。而且,膠原纖維關(guān)節(jié)交聯(lián)的數(shù)量對關(guān)節(jié)軟骨老化的作用也不了解。
⑤物理學(xué)改變
隨老化關(guān)節(jié)軟骨的滲透性降低,由10~40歲之間關(guān)節(jié)軟骨滲透性達到。而且這種滲透性的改變,在關(guān)節(jié)軟骨的表淺部分比深層增高更明顯。
正常人關(guān)節(jié)軟骨的彈性不隨年齡改變。當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨負重之后,發(fā)生瞬間的畸形,繼之是一個蠕變狀態(tài)(緩變狀態(tài))。除去負重,隨時間關(guān)節(jié)軟骨又恢復(fù)了原來厚度。當(dāng)負荷迅速去掉后,約90%瞬間畸形恢復(fù)。另外,其纖維軟骨負荷后發(fā)生畸形極大,恢復(fù)慢且恢復(fù)不全。
關(guān)節(jié)張力性僵硬指的是平行于關(guān)節(jié)面的作用力,所產(chǎn)生的繼發(fā)性壓縮作用。關(guān)于對老化關(guān)節(jié)面張力的作用尚待進一步研究。骨性關(guān)節(jié)炎病變主要在關(guān)節(jié)軟骨表層時,關(guān)節(jié)僵硬和無力并不明顯,但是隨病變加深關(guān)節(jié)僵硬增加。
⑥關(guān)節(jié)軟骨的營養(yǎng)
只在胚胎和其后一個不長時間內(nèi),血管由骨的干骺端通到關(guān)節(jié)軟骨的各個部分,并由關(guān)節(jié)軟骨周邊直接進入骨骺。未成熟關(guān)節(jié)軟骨,骨骺板尚未閉合,因此由骺板下干骺端血管和關(guān)節(jié)分泌的滑液擴散獲得營養(yǎng)。于關(guān)節(jié)軟骨成熟之后,鈣化帶形成為明顯標志,此時骨骺板已閉合,幾乎全部營養(yǎng)由關(guān)節(jié)滑液擴散獲得。在病理情況下,例如骨性關(guān)節(jié)炎或關(guān)節(jié)軟骨完全性缺損,明顯的代償性反應(yīng),干骺端血管通過軟骨下骺板,重新穿過軟骨深部鈣化帶。
①細胞改變
未成熟的骺軟骺細胞數(shù)與基質(zhì)比例高于成人。在兩個區(qū)細胞有絲分裂活動明顯。細胞分裂是骨骺軟骨逐漸增大的原因。骺軟骨基底部細胞增殖是軟骨內(nèi)骨化的征象,形成小的骺板骨化骨骺中心。隨著動物年齡的增長,通常在生后幾個月,細胞有絲分裂在2歲之前軟骨細胞組成進行性減少,成人整個細胞結(jié)構(gòu)不改變。重要的是發(fā)現(xiàn)隨年齡增加,軟骨細胞表面的細胞數(shù)沒有改變。當(dāng)完整的關(guān)節(jié)軟骨發(fā)現(xiàn)表面層細胞減少、中層細胞數(shù)增加是骨性關(guān)節(jié)炎的早期表現(xiàn)。
②膠原
老化與膠原纖維的成熟數(shù)量增加有關(guān)。整個纖維區(qū)直徑增加,常常出現(xiàn)碎片,鄰近退變細胞群往往含有一個鈣化中心。在出生時,膠原纖維區(qū)除淺表纖維按切線方向走行外,纖維無排列走行。這種形式除鄰近骨的最深層纖維有垂直走向外,在正常的年齡老化過程中始終如此。表層纖維常不呈束狀排列,但保持垂直于關(guān)節(jié)面。在老年的纖維組織層由存儲的無形態(tài)碎片取代。
③蛋白和氨基多糖、粘多糖(GAG)的合成
合成率仍然絕對固定不變,以保持破壞分解和合成比例平衡。成年兔關(guān)節(jié)軟骨的蛋白糖半衰期短,大部分半衰期約8天。其他萬分包括膠原,半衰期很慢。在病理情況下合成的不變比例改變,在某些骨關(guān)節(jié)炎狀態(tài)下和撕裂損傷之后合成活動明顯增加。
④化學(xué)成分
6-硫酸軟骨素是氨基多糖、粘多糖(GAG)的基本成分,約占全構(gòu)成的45%~75%.在未成熟軟骨中,氨基多糖(Glycosaminoglycan)、粘多糖,其余成分主要是4硫酸軟骨素和少量角蛋白硫酸鹽。當(dāng)動物老化時,4硫酸軟骨素濃度在成年動物減少約占全粘多糖GAG的5%以下。此外,角蛋白硫酸鹽數(shù)量隨年齡增加,在成年動物濃度高達50%.正常時,僅在未成熟軟骨發(fā)現(xiàn)有較多的4硫酸軟骨素。在損傷和疾病的代償性反應(yīng)過程中(如骨性關(guān)節(jié)炎),軟骨細胞又恢復(fù)了合成大量4硫酸軟骨素的成軟骨細胞作用,這種粘多糖GAG數(shù)量增多。
在動物測定觀察之后,對成熟的相對應(yīng)的正常人的關(guān)節(jié)軟骨觀察測定發(fā)現(xiàn)改變不大。隨年齡變化關(guān)節(jié)軟骨水分、膠原、全氨基己糖(hexosamine)、硫酸軟骨素、全氮、硫以及骨灰量無明顯改變。關(guān)節(jié)膠原在人的老化過程中,究竟是膠原纖維形態(tài)改變還是人老化影響關(guān)節(jié)軟骨膠原纖維的生化性質(zhì)尚不清楚。而且,膠原纖維關(guān)節(jié)交聯(lián)的數(shù)量對關(guān)節(jié)軟骨老化的作用也不了解。
⑤物理學(xué)改變
隨老化關(guān)節(jié)軟骨的滲透性降低,由10~40歲之間關(guān)節(jié)軟骨滲透性達到。而且這種滲透性的改變,在關(guān)節(jié)軟骨的表淺部分比深層增高更明顯。
正常人關(guān)節(jié)軟骨的彈性不隨年齡改變。當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨負重之后,發(fā)生瞬間的畸形,繼之是一個蠕變狀態(tài)(緩變狀態(tài))。除去負重,隨時間關(guān)節(jié)軟骨又恢復(fù)了原來厚度。當(dāng)負荷迅速去掉后,約90%瞬間畸形恢復(fù)。另外,其纖維軟骨負荷后發(fā)生畸形極大,恢復(fù)慢且恢復(fù)不全。
關(guān)節(jié)張力性僵硬指的是平行于關(guān)節(jié)面的作用力,所產(chǎn)生的繼發(fā)性壓縮作用。關(guān)于對老化關(guān)節(jié)面張力的作用尚待進一步研究。骨性關(guān)節(jié)炎病變主要在關(guān)節(jié)軟骨表層時,關(guān)節(jié)僵硬和無力并不明顯,但是隨病變加深關(guān)節(jié)僵硬增加。
⑥關(guān)節(jié)軟骨的營養(yǎng)
只在胚胎和其后一個不長時間內(nèi),血管由骨的干骺端通到關(guān)節(jié)軟骨的各個部分,并由關(guān)節(jié)軟骨周邊直接進入骨骺。未成熟關(guān)節(jié)軟骨,骨骺板尚未閉合,因此由骺板下干骺端血管和關(guān)節(jié)分泌的滑液擴散獲得營養(yǎng)。于關(guān)節(jié)軟骨成熟之后,鈣化帶形成為明顯標志,此時骨骺板已閉合,幾乎全部營養(yǎng)由關(guān)節(jié)滑液擴散獲得。在病理情況下,例如骨性關(guān)節(jié)炎或關(guān)節(jié)軟骨完全性缺損,明顯的代償性反應(yīng),干骺端血管通過軟骨下骺板,重新穿過軟骨深部鈣化帶。