冷楠楠綜述，陳建民，劉國(guó)印審校

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展

冷楠楠綜述，陳建民，劉國(guó)印審校

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是提高身體素質(zhì)的重要途徑，不同運(yùn)動(dòng)方式及強(qiáng)度，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不同的影響，合理適度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)關(guān)節(jié)軟骨有一定塑形和保護(hù)作用，而不合理的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練容易導(dǎo)致關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)損傷多發(fā)生在膝關(guān)節(jié)，主要是由于長(zhǎng)期超負(fù)荷訓(xùn)練強(qiáng)度及單一動(dòng)作的反復(fù)訓(xùn)練所造成的。骨性關(guān)節(jié)炎(OA)是在機(jī)械負(fù)荷和生物性因素相互作用下，關(guān)節(jié)組織合成與分解代謝平衡失調(diào)的結(jié)果。近年來，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在OA病程中的作用成為研究的熱點(diǎn)，已發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與OA的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，文章就運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與膝關(guān)節(jié)OA的關(guān)系進(jìn)行綜述。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；骨性關(guān)節(jié)炎；機(jī)械負(fù)荷；關(guān)節(jié)損傷；動(dòng)態(tài)平衡

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)的發(fā)生是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)，各因素間相互作用，相互交織在錯(cuò)綜復(fù)雜的信號(hào)通路中，至今尚無特效療法，治療方案仍停留在緩解癥狀和控制炎癥反應(yīng)、修復(fù)受損關(guān)節(jié)以減輕疼痛并恢復(fù)關(guān)節(jié)功能的水平[1-2]。盡管針對(duì)功能鍛煉、免疫細(xì)胞、炎癥因子和細(xì)胞因子等的治療對(duì)緩解OA病情已取得一定成效，但國(guó)內(nèi)外有關(guān)OA發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性和治療的多向性問題仍未解決，其理論一直處于發(fā)展中階段，迄今尚未統(tǒng)一[1-6]。OA患者的臨床表現(xiàn)還存在異同性，無論是病情進(jìn)展程度抑或治療和預(yù)后效果均有所不同。但是，最新研究證明OA的形成與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練強(qiáng)度和重復(fù)的機(jī)械性負(fù)荷相關(guān)，膝關(guān)節(jié)所承受負(fù)荷的等級(jí)和重復(fù)性的負(fù)荷是關(guān)節(jié)軟骨受傷及退變的決定性危險(xiǎn)因素，且在其預(yù)后、轉(zhuǎn)歸中發(fā)揮著不容忽視、甚至是決定性的作用[7-10]。相比正常人，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練人群的 OA 發(fā)病率明顯升高。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與OA的關(guān)系是目前熱門的研究方向，一方面因?yàn)槟承┣闆r下運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可加速OA的進(jìn)展；另一方面，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練還是治療OA的有效手段之一[7-11]。因此，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在OA發(fā)病過程中的作用仍存在較大的爭(zhēng)議，有待進(jìn)一步深入研究。

1 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起膝關(guān)節(jié)OA的機(jī)制

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是提高身體素質(zhì)的重要途徑，不同的訓(xùn)練方式和強(qiáng)度會(huì)對(duì)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生不同的影響，不合理的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練甚至容易導(dǎo)致?lián)p傷的發(fā)生。平時(shí)的慢走、慢跑、太極拳等中低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練為OA的保護(hù)因素，而職業(yè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練卻是它的危險(xiǎn)因素，這可能是由于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練強(qiáng)度比較大，對(duì)膝關(guān)節(jié)的磨損較嚴(yán)重的原因。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)膝關(guān)節(jié)的急性損傷主要是由于快速奔跑中急停變向或急性改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)膝關(guān)節(jié)不能承擔(dān)過大負(fù)荷所引起的。然而，由于不同專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的動(dòng)作完成位相對(duì)固定，且運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練急性損傷后的恢復(fù)并不充分，從而造成損傷的部位的遷延不愈。此外，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)，膝關(guān)節(jié)長(zhǎng)期處于高度緊張的狀態(tài)，承載超重負(fù)荷，膝關(guān)節(jié)碾磨性動(dòng)作增多，造成肌肉、韌帶和關(guān)節(jié)的反復(fù)細(xì)微損傷從而引起膝關(guān)節(jié)半月板、關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)囊及韌帶的慢性不可逆損傷。研究發(fā)現(xiàn)，既往有運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練損傷病史的患者，其OA的發(fā)生率是正常人的5倍；運(yùn)動(dòng)員發(fā)生膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶(anterior cruciate ligament, ACL)撕裂后，無論保守抑或手術(shù)治療，12～14年后放射性O(shè)A的發(fā)生率均接近80%且伴隨膝關(guān)節(jié)功能障礙等臨床癥狀者高達(dá)70%[12-14]此外，半月板急性損傷與膝關(guān)節(jié)OA的發(fā)生也存在高度相關(guān)性。然而，通過有效控制膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生可以顯著減少膝關(guān)節(jié)OA的發(fā)生率。

研究表明，膝關(guān)節(jié)OA病變過程不僅影響關(guān)節(jié)軟骨，還涉及整個(gè)關(guān)節(jié)，包括軟骨下骨、滑膜、關(guān)節(jié)囊、韌帶及周圍肌肉[15-17]。膝關(guān)節(jié)過度和重復(fù)性使用可促使關(guān)節(jié)軟骨面局部的負(fù)荷和磨損增加，引起軟骨細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)內(nèi)糖蛋白的丟失，加速膝關(guān)節(jié)表層的軟骨軟化。此外，承受壓力部分的軟骨可出現(xiàn)斷裂，使軟骨表面呈細(xì)絲絨狀物，致使膝關(guān)節(jié)軟骨逐漸片狀脫落，從而導(dǎo)致軟骨層變薄甚至消失。同時(shí)，軟骨下骨出現(xiàn)微小骨折和壞死，關(guān)節(jié)面及其周圍的骨質(zhì)增生形成X線上的骨硬化、骨贅及骨囊性變。軟骨和軟骨下骨破壞的代謝物進(jìn)入關(guān)節(jié)腔還會(huì)引起關(guān)節(jié)滑膜組織的增生性改變，包括滑膜細(xì)胞的增生和淋巴細(xì)胞的侵潤(rùn)。正常軟骨的合成和分解處于動(dòng)態(tài)平衡，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練誘發(fā)膝關(guān)節(jié)損傷的同時(shí)還伴隨著軟骨的自我修復(fù)更新，合理訓(xùn)練后，軟骨力學(xué)性能可得到改善，能夠承受更大負(fù)荷，這是軟骨自身塑形改建的結(jié)果。長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨受到破壞，軟骨代謝異常，從而誘發(fā)OA。

2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)關(guān)節(jié)軟骨的影響

2.1運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)關(guān)節(jié)軟骨的病理變化 關(guān)節(jié)軟骨由軟骨細(xì)胞及ECM構(gòu)成，可為關(guān)節(jié)活動(dòng)提供低磨損和低摩擦的光滑界面并發(fā)揮緩沖運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)機(jī)械負(fù)荷的作用。ECM主要成分包括膠原纖維(Ⅱ型膠原為主)和蛋白聚糖，而軟骨細(xì)胞則負(fù)責(zé)分泌合成軟骨基質(zhì)中的成分。軟骨中的Ⅱ型膠原纖維高度有序排列，并與其他類型的膠原纖維相互交織形成網(wǎng)狀支架結(jié)構(gòu)，到達(dá)軟骨表面時(shí)接近水平排列，是軟骨耐磨的基礎(chǔ)。Ⅱ型膠原還通過自身折疊形成具有三維螺旋的親水鏈，使關(guān)節(jié)軟骨富含大量水分。蛋白聚糖由一個(gè)核心蛋白和很多附著于其上的葡糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)鏈構(gòu)成。蛋白聚糖的核心蛋白在連接蛋白的輔助下，以非共價(jià)鍵的形式附著在透明質(zhì)酸鏈上，構(gòu)成軟骨特有的分子(聚合素)，聚合素具有較低的粘彈性和高度的親水性，充填于膠原的網(wǎng)格間隙中，使軟骨能夠完美地發(fā)揮分散載荷和吸收震蕩的作用，而嵌在網(wǎng)狀支架結(jié)構(gòu)中的軟骨細(xì)胞則始終受膠原纖維網(wǎng)的保護(hù)。因此，軟骨細(xì)胞及ECM對(duì)承受運(yùn)動(dòng)負(fù)荷起著非常重要的作用。

關(guān)節(jié)軟骨具有力學(xué)適應(yīng)性，即軟骨承載機(jī)械負(fù)荷刺激后，軟骨細(xì)胞生物合成活性改變，軟骨形態(tài)結(jié)構(gòu)和成分均發(fā)生相應(yīng)改變；運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，機(jī)械負(fù)荷消失，軟骨形態(tài)恢復(fù)原狀。生理狀態(tài)下，關(guān)節(jié)軟骨時(shí)刻處于自我修復(fù)更新的過程，損傷與修復(fù)并存。合理適度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促使關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)性能獲得改善，可以承受更大的機(jī)械負(fù)荷，同時(shí)還能維持關(guān)節(jié)軟骨的正常形態(tài)，防止早期退變。然而，過度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起膝關(guān)節(jié)短時(shí)間內(nèi)承受過高應(yīng)力負(fù)荷并長(zhǎng)期處于較高的機(jī)械負(fù)荷狀態(tài)，關(guān)節(jié)損傷基礎(chǔ)上長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練容易使關(guān)節(jié)軟骨受到破壞并引起關(guān)節(jié)軟骨合成和分解代謝平衡紊亂，從而誘發(fā)OA[18- 19]。同樣，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，延長(zhǎng)制動(dòng)而缺乏運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激時(shí)可導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨合成及降解代謝的平衡失調(diào)，并引起軟骨軟化、變薄等退行性變化[18, 20]。此類研究表明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)膝關(guān)節(jié)具有雙重作用，既可保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨防止其發(fā)生退行性改變，又可破壞關(guān)節(jié)軟骨導(dǎo)致OA 的發(fā)生。關(guān)節(jié)軟骨是膝關(guān)節(jié)的重要組成，一旦受損將造成結(jié)構(gòu)性的改變，除胚胎軟骨外，往往不能自行修復(fù)。此外，關(guān)節(jié)軟骨的破壞不僅不會(huì)局限于某一部位或停止，反而會(huì)逐漸擴(kuò)大或加速進(jìn)展，關(guān)節(jié)出現(xiàn)退行性改變，最終發(fā)展為膝關(guān)節(jié)OA，引起膝關(guān)節(jié)長(zhǎng)期疼痛和功能障礙。

2.2軟骨ECM在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)OA中的作用 作為ECM的重要成分，Ⅱ型膠原纖維(collagenous fiber Ⅱ, COL-Ⅱ)在軟骨基質(zhì)中高度有序排列，形成膠原網(wǎng)絡(luò)支架結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)力傳導(dǎo)具有重要作用，并賦予組織一定的抗張強(qiáng)度，是關(guān)節(jié)軟骨力學(xué)功能的主要承受者。COL-Ⅱ在軟骨的形成及功能的維持中起重要的作用，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)在誘發(fā)運(yùn)動(dòng)損傷同時(shí)，可能還伴隨著軟骨自我修復(fù)過程。研究發(fā)現(xiàn)，各運(yùn)動(dòng)組大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶-3(matrix metalloproteinase 3, MMP-3)和COL-Ⅱ的mRNA表達(dá)水平均高于對(duì)照組，并以低強(qiáng)度和中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組增加幅度顯著，提示隨著運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練強(qiáng)度的增加MMP-3和COL-Ⅱ在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)活躍；適度(低、中強(qiáng)度)的運(yùn)動(dòng)對(duì)關(guān)節(jié)軟骨有一定的塑形和刺激作用，活躍的軟骨細(xì)胞不斷提升基因表達(dá)水平并合成COL-Ⅱ等細(xì)胞外基質(zhì)以進(jìn)一步適應(yīng)外界運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的改變[21-22]。與基因表達(dá)相反，各運(yùn)動(dòng)組MMP-3和COL-Ⅱ的蛋白表達(dá)水平均較對(duì)照組明顯升高，然而高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組COL-Ⅱ的蛋白表達(dá)卻較對(duì)照組和低、中強(qiáng)度組明顯降低，同時(shí)MMP-3的蛋白水平明顯升高，提示在適度(低、中強(qiáng)度)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，MMP-3和COL-Ⅱ的轉(zhuǎn)錄均處于增強(qiáng)狀態(tài)，軟骨COL-Ⅱ蛋白的降解與合成同時(shí)處于活躍狀態(tài)，但COL-Ⅱ蛋白的合成超過降解，總的效為合成效應(yīng)。因此我們可以認(rèn)為，低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)刺激有利于COL-Ⅱ的更新，有助于維持軟骨的生理功能，減緩軟骨的退變。高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組COL-Ⅱ含量較對(duì)照組明顯減少，可能是因?yàn)楦邚?qiáng)度運(yùn)動(dòng)負(fù)荷引起的關(guān)節(jié)早期退變通過刺激殘存軟骨細(xì)胞試圖進(jìn)行關(guān)節(jié)軟骨的自我修復(fù)，引起殘存軟骨細(xì)胞的COL-Ⅱ基因表達(dá)水平升高，但退變軟骨細(xì)胞也不斷合成新的MMP-3等膠原酶來破壞COL-Ⅱ蛋白，導(dǎo)致膠原酶蛋白表達(dá)的增強(qiáng)程度超過COL-11蛋白表達(dá)；亦或是退變軟骨組織的COL-Ⅱ基因在轉(zhuǎn)錄翻譯成蛋白的過程中受到其他干擾因素的影響從而致使COL-Ⅱ蛋白含量的減少。提示在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)條件下，COL-Ⅱ的的總效應(yīng)是降解大于其自身合成能力，最終導(dǎo)致軟骨的退變。Young等[23-24]在山羊的半月板切除OA動(dòng)物模型中也觀察到了類似結(jié)果。

由此可見，一定范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激是維持關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的必要因素，可防止其早期退變。適度(低、中強(qiáng)度)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，COL-Ⅱ在軟骨ECM的合成方面占據(jù)主導(dǎo)作用，并使ECM內(nèi)的膠原網(wǎng)絡(luò)支架結(jié)構(gòu)更加結(jié)實(shí)，關(guān)節(jié)軟骨的生物力學(xué)特性也得到進(jìn)一步改善，進(jìn)而能承受更大的負(fù)荷刺激；一旦運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練強(qiáng)度增加，MMP-3在軟骨運(yùn)動(dòng)性損傷中的作用就表現(xiàn)得更加明顯。因此，我們推斷可能存在一個(gè)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度的臨界值，超過此臨界值后，MMP-3等膠原酶在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)明顯增強(qiáng)且占據(jù)主導(dǎo)地位，使其對(duì)COL-Ⅱ的降解作用超過了其自身的合成作用；而COL-Ⅱ的代謝轉(zhuǎn)換率非常低，一旦被降解，以它為主的纖維網(wǎng)絡(luò)支架結(jié)構(gòu)將會(huì)受到不可逆破壞，從而促進(jìn)OA的發(fā)生和發(fā)展。

2.3軟骨細(xì)胞在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)OA中的作用 關(guān)節(jié)軟骨主要受壓縮、剪切及拉伸負(fù)荷作用的影響，必要的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷可以維持軟骨內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，異常的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷將導(dǎo)致軟骨細(xì)胞凋亡及ECM的降解?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)家族對(duì)ECM的降解、組織重建及細(xì)胞內(nèi)多種可溶性因子的調(diào)控起重要作用，MMPs家族在感受運(yùn)動(dòng)負(fù)荷刺激調(diào)節(jié)軟骨ECM和軟骨細(xì)胞破壞的病理過程中起著非常重要的作用，可始動(dòng)關(guān)節(jié)軟骨的退變，與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及OA的發(fā)生密切相關(guān)。Mitsui等[25]將0.5～3.0 g/cm2的持續(xù)性壓縮應(yīng)力作用于軟骨細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，MMP-1、MMP-2和MMP-14在1.0 g/cm2的壓縮應(yīng)力下明顯高于對(duì)照組，MMP-3、MMP-13在3.0 g/cm2的壓縮應(yīng)力條件下顯著高于對(duì)照組，提示關(guān)節(jié)軟骨的不正常壓縮應(yīng)力載荷可以誘發(fā)關(guān)節(jié)軟骨的退變。Jin等[26]研究發(fā)現(xiàn)，傳代兔單層軟骨細(xì)胞在1.6 Pa的剪切應(yīng)力作用下，MMP-9的表達(dá)明顯增加。Kelly 等[27]通過建立關(guān)節(jié)軟骨快速負(fù)重模型發(fā)現(xiàn)壓縮應(yīng)力主要作用于軟骨接觸的區(qū)域，接觸以外的區(qū)域主要受拉伸應(yīng)力影響，同時(shí)在關(guān)節(jié)軟骨表面及骨與軟骨接觸區(qū)域會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力；然而，關(guān)節(jié)受到的剪切應(yīng)力和壓縮應(yīng)力也會(huì)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?yīng)力。Vanderploe等[28]認(rèn)為，關(guān)節(jié)受損或退變時(shí)軟骨表面會(huì)出現(xiàn)裂痕，從而產(chǎn)生更多的拉伸應(yīng)力。由此可見，拉伸應(yīng)力在生理及病理情況下都是關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞受力的重要形式。研究發(fā)現(xiàn)，周期性拉伸應(yīng)力對(duì)體外軟骨細(xì)胞代謝及凋亡的影響具有拉伸應(yīng)力大小依賴性，10%及14%拉伸應(yīng)變率相應(yīng)拉伸應(yīng)力對(duì)軟骨細(xì)胞具有破壞作用，能增加軟骨細(xì)胞分解代謝并促進(jìn)軟骨細(xì)胞凋亡，6%拉伸應(yīng)變率相應(yīng)拉伸應(yīng)力對(duì)軟骨細(xì)胞有保護(hù)作用，可促進(jìn)軟骨細(xì)胞合成代謝，而2%拉伸應(yīng)變率相應(yīng)拉伸應(yīng)力對(duì)軟骨細(xì)胞代謝和凋亡無明顯影響[29-32]。以上研究提示，適度的力學(xué)負(fù)荷能夠保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨，而高強(qiáng)度的力學(xué)負(fù)荷能夠促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨的破壞并加速OA的進(jìn)展。

3 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)軟骨下骨的影響

研究發(fā)現(xiàn)，軟骨下骨對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練也具有強(qiáng)度依賴性，不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)軟骨下骨微結(jié)構(gòu)和組成的影響也存在明顯的區(qū)別[33-38]。低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組與不運(yùn)動(dòng)組相比沒有顯著性差異；中等強(qiáng)度組與不運(yùn)動(dòng)組和高強(qiáng)度組相比，骨小梁的數(shù)目和桿狀結(jié)構(gòu)顯著增加，骨小梁整齊排列有序，無明顯斷裂，如此結(jié)構(gòu)能明顯增加骨小梁的穩(wěn)定性，有利于軟骨穩(wěn)定的維持；高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組在結(jié)構(gòu)上的改變主要是，軟骨下骨板變厚、骨密度增加、孔隙率降低；軟骨下松質(zhì)骨的骨小梁數(shù)量增加并呈板狀結(jié)構(gòu)改變。

高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)，軟骨下骨板通過孔隙率的降低和厚度的增加，削弱軟骨和軟骨下骨的分子聯(lián)系，促使軟骨下骨板硬度增加從而降低了其對(duì)力學(xué)沖擊的吸收能力；軟骨下骨松質(zhì)骨出現(xiàn)大量的板狀結(jié)構(gòu)改變會(huì)進(jìn)一步加劇軟骨下骨的硬度，成分上主要是由于重塑的增加導(dǎo)致大量新生骨組織的出現(xiàn)，新生的骨組織導(dǎo)致骨礦化程度的降低，削弱了軟骨下骨的機(jī)械負(fù)荷能力；增加的礦物結(jié)晶度也導(dǎo)致軟骨下骨硬度和脆性的增加，從而降低軟骨下骨的粘彈性，引起軟骨下骨在緩沖軟骨所受機(jī)械負(fù)荷的能力下降。此外，增加的骨硬度能夠更好的負(fù)荷高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練所帶來的高負(fù)荷，但是軟骨下骨硬度的增加可能是由于軟骨下骨結(jié)構(gòu)被破壞后進(jìn)行修復(fù)重建所產(chǎn)生的軟骨下骨硬化，這樣會(huì)導(dǎo)致軟骨下骨出現(xiàn)部分區(qū)域性的增高，引起關(guān)節(jié)面高低不均，改變關(guān)節(jié)軟骨的受力平衡，從而加劇軟骨的損傷[38-40]。以上結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)大鼠軟骨下骨顯微結(jié)構(gòu)的影響具有明顯的強(qiáng)度依賴性，低至中強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠維持軟骨下骨的穩(wěn)態(tài)平衡，不會(huì)造成軟骨損傷，而高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起的軟骨下骨結(jié)構(gòu)和成分的變化會(huì)改變軟骨下骨的力學(xué)性能，促使軟骨下骨變得“硬化和易碎”并破壞軟骨下骨的穩(wěn)態(tài)平衡，從而促進(jìn)軟骨損傷的進(jìn)一步發(fā)展并最終導(dǎo)致OA的發(fā)生。

4 結(jié) 語

合理適度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)軟骨有一定塑形和保護(hù)作用，而不合理的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練甚至容易導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生。膝關(guān)節(jié)損傷后的康復(fù)效果并不是非常理想，相當(dāng)一部分的膝關(guān)節(jié)損傷發(fā)展為慢性損傷。隨著年齡的增長(zhǎng)，關(guān)節(jié)創(chuàng)傷和制動(dòng)、累積性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練損傷等因素可誘使膝關(guān)節(jié)出現(xiàn)軟骨細(xì)胞凋亡、ECM結(jié)構(gòu)破壞、滑膜細(xì)胞增生、軟骨下骨結(jié)構(gòu)和成分改變、關(guān)節(jié)表面骨贅形成、關(guān)節(jié)間隙狹窄等病理改變，從而導(dǎo)致局部炎癥和免疫反應(yīng)增強(qiáng)、軟骨破壞和關(guān)節(jié)退行性改變加重，最終誘發(fā)OA。隨著對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與OA關(guān)系的研究日益深入，已發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)OA的發(fā)生、發(fā)展與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的關(guān)系非常密切，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不僅可以加速OA病程的進(jìn)展，還可以緩解并治療已發(fā)生的OA患者。盡管這種辯證關(guān)系已獲得科研人員和臨床工作人員的普遍認(rèn)同，但運(yùn)動(dòng)與OA發(fā)病之間的關(guān)系仍是學(xué)界爭(zhēng)執(zhí)和研究的焦點(diǎn)。繼續(xù)深入研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練時(shí)關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨的調(diào)控和信號(hào)傳導(dǎo)途徑在膝關(guān)節(jié)OA中作用，有可能揭開膝關(guān)節(jié)OA的奧秘，有助于闡明運(yùn)動(dòng)相關(guān)骨性關(guān)節(jié)炎的機(jī)理，為膝關(guān)節(jié)OA的防治拓展新思路。

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2017-05-15；

2017-08-30)

(本文編輯：左 琦)

R593

A

1672-271X(2017)06-0620-05

10.3969/j.issn.1672-271X.2017.06.015

南京軍區(qū)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(15ZD020);南京市科技計(jì)劃項(xiàng)目(201503007)

210002 南京，南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬八一醫(yī)院骨科

劉國(guó)印，E-mail：liuguoyin0425@163.com

冷楠楠，陳建民，劉國(guó)印.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相關(guān)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展[J].東南國(guó)防醫(yī)藥，2017,19(6):620-624.