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中华物理医学与康复杂志第卷第期doc
发布日期:2019-06-30 16:33   来源:未知   阅读: 次 

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  中华物理医学?与康复杂志2?008年9月?第30卷第9?期Chin J Phys Med Rehabi?l, Septem?ber 2008, Vol.30, No.9 作者单位:410011?长沙,中南大学湘雅?二医院康复医?学科·述评· 加强骨关节病?损康复的基础?研究、学科间的 合作及多种技?术的应用张长?杰 无论是普通人?还是专业运动?员,在运动过程中?都有可能发生?骨关节系统急?慢性损伤和疾?病,需要康复医学?的早期介入。资料显示,康复医学介入?越早,骨关节伤病的?功能预后就越?好。本期专题为“骨关节伤病康?复”,专题论文内容?涉及骨性关节?炎的基础与临?床研究、颈部挥鞭样损?伤、脊髓损伤、脊髓型颈椎病?术后的康复治?疗以及矫形器?的应用等。 一、加强骨关节病?损康复的基础?研究 骨性关节炎(osteoa?rthrit?is,OA)是一组可由不?同病因导致,但其生物学、形态学及临床?表现均相似的?征候群,其主要病理特?征为关节软骨?损伤[1],临床主要表现?为关节疼痛、畸形及活动受?限,女性发病多于?男性。 对OA的实验?研究首先是建?立动物模型,方法有多种,如手术、关节制动、注射药物及自?发模型等,以注射药物的?方法较常用。本期论文中,邹琳等[2]采用注射木瓜?蛋白酶的方式?诱导OA。木瓜蛋白酶可?分解软骨基质?中的蛋白多糖?,促使其从软骨?中流失,而骨性关节炎?患者软骨早期?发生的最显著?变化就是水分?增加及蛋白多?糖减少,故木瓜蛋白酶?诱发的OA模?型与人体发生?的骨性关节炎?类似。 众多细胞因子?在OA的发生?发展中起着重?要的调控作用?[3],白细胞介素1?β(interl?eukin1β,IL1β)、基质金属蛋白?酶1(matrix? metall?oprote?inases?1,MMP1)的表达水平与?软骨退变密切?相关,并随着OA进?展稳步增高。IL1β对OA的?影响,首先表现为对?软骨细胞的影?响,高水平的IL?1β与软骨细?胞膜上受体结?合将导致复合?物增加,进而抑制软骨?细胞合成蛋白?多糖、Ⅱ型胶原及细胞?增殖,加快软骨细胞?变性而分泌I?、III型胶原?,促进软骨细胞?分泌MMPs?、一氧化氮合成?酶,调控软骨细胞?凋亡;其次表现为对?关节软骨基质?的影响,IL1β一方面可?导致软骨基质?的主要成分胶?原蛋白和蛋白?多糖合成受阻?,另一方面促进?基质蛋白多糖?的消化,并由此引发基?质水分丧失,软骨细胞不能?从基质中获得?充分营养,自身功能受损?,出现基质形态?改变与软骨细?胞功能障碍的?恶性循环;并且IL1β对软骨细?胞具有旁分泌?和自分泌作用?,能进一步促进?OA病程迅速?发展。IL1β被认为是?重要的调控因?子之一。而MMP1就是通过破?坏Ⅱ型胶原引发一?系列病理过程?,从而导致关节?软骨退变。 关于实验性骨?性关节炎的治?疗,孔瑛等[4]撰写的文章《超短波和被动?运动对兔膝关?节骨性关节炎?的作用》一文观察到,超短波、被动运动及综?合治疗可减轻?和延缓骨性关?节炎关节软骨?退变。超短波加被动?运动对兔膝骨?性关节炎的治?疗效果最好,单一的被动运?动效果较好,单一的超短波?次之。关节活动度的?恢复较依赖于?主动或被动的?关节运动,被动运动可产?生交替的关节?腔内压力变化?,有利于关节软?骨营养代谢,反复温和的屈?伸活动有助于?消除关节周围?组织的粘连,促进关节活动?度的恢复。超短波的温热?效应对关节活?动度的改善具?有一定的作用?。超短波与被动?运动联合使用?时,能更大程度地?促进关节活动?度恢复。 二、加强骨关节损?伤的临床康复? 关于骨性关节?炎的临床康复?治疗,本期发表的论?文从不同角度?对膝关节骨性?关节炎进行了?临床研究。蔡西国等[5]在关节腔注射?透明质酸钠的?基础上,采用多角度等?长练习法对患?侧股四头肌进?行肌力训练,3个月后治疗?组膝关节功能?评分明显高于?对照组。王文清等[6]则运用运动疗?法结合中药熏?洗治疗膝关节?骨性关节炎,观察到患者步?行能力提高,ROM有较明?显增加。作者采用的是?综合治疗方法?,除肌力训练外?,也有关节不负?重的主动运动?、ROM训练、CPM训练、上下楼梯训练?、踏车训练等,可作为骨性关?节炎康复治疗?方法的参考。这些方法能够?增加膝关节周?围肌肉的力量?,增强关节的稳?定性,起到支持与保?护关节、减缓关节软骨?损伤的作用。值得注意的是?,在OA运动过?程中,应注意遵循循?序渐进、个体化和适度?的原则,过度的训练会?造成骨关节的?损伤,加重炎性渗出?和疼痛。此外,蔡国西等选用?的评定量表不?是很合适,Lyshol?m评定量表主?要适用于膝韧?带重建术后的?功能评定,肌力训练方法?的可操作性也?较差。 挥鞭样损伤在?临床并不少见?,由于缺乏有力?的影像学依据?,往往未受到临?床医师的重视?[9]。由陈峰等[10]撰写的论文《挥鞭样损伤综?合治疗的疗效?分析》既对此类患者?给予药物治疗?,又进行了诸如?颈椎牵引、微波治疗、推拿治疗等康?复干预,并取得较好疗?效,VAS评分分?值明显减少,颈部各个方向?的活动范围均?增大。重视此类损伤?有利于及时明?确诊断、减少误诊并及?时给予治疗。文章在选用疗?效评定标准时?,选择了中医病?症诊断疗效标?准,似乎不太合适?,因为挥鞭样损?伤并不是一个?中医诊断病名?。 三、加强学科间的?合作 本期由李庆波?等[7]撰写的论文《早期康复治疗?对脊柱骨折合?并脊髓损伤患?者术后疗效的?影响》是一个很好的?范例,体现了骨科与?康复科密切配?合,术后即开始脊?髓损伤(spinal? cord injury?,SCI)的康复原则。患者术后第1?天就开始接受?康复干预,这样有利于防?止各种并发症?的发生,更大程度地恢?复肢体残存功?能,缩短卧床时间?,提高ADL能?力。对于脊柱骨折?脱位导致的S?CI患者,经减压、植骨、内固定术、康复干预,可能挽救部分?损伤或处于死?亡边缘的神经?细胞,保留部分或全?部的肢体功能?。对SCI的康?复而言,关键是开展系?统、规范化的康复?治疗,编写“脊髓损伤康复?指南”是当务之急。李庆波等在研?究中采用的康?复方法大多都?是可行的,个别的则值得?商榷,如术后第2天?起开始在床上?进行直腿抬高?练习,如果是完全性?损伤患者或脊?髓休克期未过?,患者能把腿抬?起来吗?另外,疗效的评定只?选用了Bar?thel指数?和功能独立性?评定,如果有运动评?分、感觉评分等指?标就更好了。 脊髓型颈椎病?在颈椎病中病?情最严重,对患者站立、行走功能影响?大。有关脊髓型颈?椎病术后进行?系统康复治疗?的报道较少。由脊柱外科医?师在手术前、后开展康复训?练就更为难能?可贵。本期由杨大龙?等[8]撰写的《康复治疗对后?、前路联合手术?治疗重症脊髓?型颈椎病的临?床意义》一文在这方面?进行了探索,作者在术前训?练患者卧床排?尿和排便,进行深呼吸和?咳嗽练习;术后行深呼吸?训练、排痰咳嗽练习?、颈肌等长收缩?练习、四肢关节和手?指及足趾主被?动运动、踝泵练习、平衡训练、步行训练、大小便功能训?练、ADL能力训?练、手功能训练、肌力训练,配合短波疗法?,通过随访,康复组患者J?OA评分与对?照组比较,差异有统计学?意义。 四、加强多种技术?的应用 免负荷矫形器?常用于下肢病?变或骨折后的?早期站立行走?训练,尤其是减免膝?关节、踝关节承重的?矫形器应用比?较多,但关于髋关节?受损后装配坐?骨承重矫形器?的报道较少。本期发表的由?赵正全等[11]撰写的《坐骨承重矫形?器的制作与应?用》是一篇非常有?实用价值的论?文,既有综合治疗?方法的观察又?有技术创新。通过坐骨承重?矫形器的应用?,使髋关节受损?患者恢复行走?功能,摆脱长期卧床?和依赖轮椅的?状况,不仅能增强下?肢肌力,也有利于提高?心肺功能。这项技术值得?推广。笔者最近在四?川地震灾区接?触到几例股骨?颈骨折伤员,有的内固定术?后再给予半髋?及下肢管型石?膏外固定,时间2个多月?,患者一直卧床?,拆除石膏后膝?关节出现功能?障碍;还有一位17?岁的学生,内固定后髋部?使用一个支具?,但这个支具的?作用并不明显?,似乎只相当于?一个外固定,不能使患侧髋?关节减免负荷?。由于坐骨承重?矫形器在制作?技术上的特殊?要求,可能影响该矫?形器在临床的?推广应用,建议研究者尽?快举办学习班?推广这项技术?。除了股骨颈骨?折或股骨头缺?血性坏死患者?外,髋关节其它病?损,如其他类型的?骨折、髋部炎症、髋外伤性软组?织损伤、髋部结核等疾?患也可以应用?,籍以提高其站?立与行走能力?[12],这对于患者功?能活动十分有?利。这项技术,对于众多的患?者而言是一个?福音,也使康复医学?工作者多了一?件治疗的利器?。论文稍显不足?的地方是缺1?~2张实物图片?,读者看了图片?印象会更加深?刻一些。 参考文献 [1]Dieppe? PA,Lohman?der LS.Pathog?enesis? and manage?ment of pain in osteoa?rthrit?is.Lancet?,2005,365:965973. [2]邹琳,张长杰,孔瑛,等.IL1β、MMP1在兔膝骨关?节炎模型软骨?中的表达.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:584588. [3]Nietfe?ld JJ,Wilbri?nk B,den OW,et al.The effect? of human interl?eukin 1 on proteo?glycan? metabo?lism in human and porcin?e cartil?age explan?ts.J Rheuma?tol,1990,17:818826. [4]孔瑛,邹琳,伍刚,等.超短波和被动?运动对兔膝关?节骨性关节炎?的作用.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:579583. [5]蔡西国,刘青松,钱宝延.股四头肌多角?度等长收缩练?习结合关节腔?注射透明质酸?钠治疗膝关节?骨性关节炎.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:640641. [6]王文清,晁志军,徐振奇,等.运动疗法结合?中药熏洗治疗?膝关节骨性关?节炎的临床观?察.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:636637. [7]李庆波,王传英,李丽,等.早期康复治疗?对脊柱骨折合?并脊髓损伤患?者术后疗效的?影响.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:634636. [8]杨大龙,申勇,曹俊明,等.康复治疗对后?、前路联合手术?治疗重症脊髓?型颈椎病的临?床意义.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:622625. [9]Rosenf?eld M,Gunnar?sson R,Borens?tein P.Early interv?ention? in whipla?shassoci?ated disord?ers.A compar?ison of two treatm?ent protoc?ols.Spine,2000,25:17821787. [10]陈峰,韩志强,于从军.挥鞭样损伤综?合治疗的疗效?分析.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:625627. [11]赵正全,陈向东,苏强,等.坐骨承重矫形?器的制作与应?用.中华物理医学?与康复杂志,2008,30:619621. [12]杜靖远,主编.矫形器的应用?.北京:华夏出版社,1997:49. (收稿日期:20080827) (本文编辑:吴倩) 作者单位:410011?长沙,中南大学湘雅?二医院康复医?学科(孔瑛、邹琳、张长杰);长沙民政学院?康复医学系(伍刚)·基础研究· 超短波和被动?运动对兔膝关?节骨性 关节炎的作用?孔瑛邹琳伍刚?张长杰 【摘要】目的观察超短?波和被动运动?对兔膝关节骨?性关节炎的治?疗作用。 方法取健康雄?性家兔20只?,采用左膝关节?伸直位制动4?周的方法制作?实验性膝关节?骨性关节炎(OA)模型,共20个膝关?节。造模成功后,随机分为对照?组(不接受任何治?疗)、超短波组(接受超短波治?疗)、被动运动组(接受被动运动?治疗)、综合组(接受超短波和?被动运动治疗?),各组均治疗4?周。分别比较每组?治疗前、后OA侧膝关?节被动关节活?动度(PROM)。于治疗4周末?处死所有兔,肉眼观察OA?侧膝关节软骨?形态学大体变?化,取股骨内侧髁?软骨进行甲苯?胺蓝染色、HE染色及免?疫组化染色,观察蛋白多糖?染色情况,分别进行组织?形态学评分及?诱导型一氧化?氮合酶(iNOS)的阳性细胞分?数比较。 结果①被动关节活动?度:治疗前各组组?间比较,差异无统计学?意义(P0.05)。治疗后对照组?与超短波组组?间比较,差异无统计学?意义(P0.05);对照组、被动运动组及?综合组组间比?较,差异有统计学?意义(P0.05)。治疗前、后PROM改?变值最大的为?综合组,其次为被动运?动组,对照组、超短波组两组?改变值较小。②组织学评分(Mankin?评分):对照组、超短波组、被动运动组、综合组组间比?较,差异均有统计?学意义(P0.05),评分最高的是?对照组,其后依次为超?短波组、被动运动组、综合组。③iNOS表达?:对照组、超短波组、被动运动组及?综合组组间比?较,差异有统计学?意义(P0.05),评分最高的是?对照组,其后依次为超?短波组、被动运动组、综合组。 结论超短波、被动运动及综?合治疗均可减?轻和延缓骨性?关节炎关节软?骨退变;超短波加被动?运动治疗的效?果优于单纯被?动运动治疗和?单纯超短波治?疗。 【关键词】骨性关节炎;关节软骨;被动运动;超短波;诱导型一氧化?氮合酶 The effect?s of ultras?hortwa?ve therap?y and passiv?e motion? on osteoa?rthrit?is of the knee joint in the rabbit?sKONG Ying*, ZOU Lin, WU Gang, ZHANG Changjie. *Depart?ment of Rehabi?litati?on Medici?ne, The 2nd Xiangy?a Hospit?al, Centra?l South Univer?sity, Changs?ha 410011?, China 【Abstra?ct】Object?ive To invest?igate the effect?s of ultras?hortwa?ve therap?y and passiv?e motion? on experi?mental? osteoa?rthrit?is caused? by immobi?lizati?on of the joint. Method?sTwent?y health?y male rabbit?s had their left knee joints? fixed in extens?ion for 4 weeks. They were random?ly divide?d into 4 groups?: a contro?l group which did not receiv?e any treatm?ent, an ultras?hortwa?ve therap?y group, a passiv?e motion? group, and an ultras?hortwa?ve therap?y plus passiv?e motion? group, and treate?d accord?ingly for 4 weeks. The range of motion? of the joint before? and after treatm?ent was compar?ed in every group. At the end of the 4th week, all the rabbit?s were sacrif?iced, and the cartil?age at the condyl?us medial?is femori?s was sample?d and observ?ed with toluid?ine blue staini?ng, haemat?oxylin?eosin staini?ng. Its gross appear?ance was noted and it was also analyz?ed using immuno?histoc?hemica?l techni?ques. Result?s①Passiv?e range of motion? (PROM): there were no signif?icant differ?ences among the 4 groups? before? the treatm?ent. Ultras?hortwa?ve therap?y per se did not yield signif?icant therap?eutic effect?s in terms of PROM as compar?ed to the contro?ls, Howeve?r, passiv?e motion? alone and in conjun?ction with ultras?hortwa?ve therap?y brough?t about signif?icant improv?ement of PROM when compar?ed agains?t the contro?l group. The most signif?icant change? was seen in the integr?ated group, follow?ed by the passiv?e motion? group.②The histol?ogical? scorin?g system?: Mankin?s scorin?g system? showed? signif?icant differ?ences among all 4 groups?. The highes?t value was the contro?l group, which was follow?ed by the ultras?hortwa?ve therap?y group, the passiv?e motion? group and the integr?ated group.③The positi?ve expres?sion rate of induci?ble nitric? oxide syntha?se: there were signif?icant differ?ences among all 4 groups?. The contro?l group had the highes?t values?, follow?ed by the ultras?hortwa?ve treate?d group, the passiv?e motion? treate?d group and the integr?ated group. Conclu?sionsU?ltrash?ortwav?e therap?y, passiv?e motion? therap?y and integr?ated therap?y combin?ing ultras?hortwa?ve therap?y with passiv?e motion? can all can reduce? and preven?t the catapl?asia of articu?lar cartil?age. Integr?ated therap?y is the best treatm?ent method?, follow?ed by passiv?e motion? therap?y, and then ultras?hortwa?ve therap?y. 【Key words】Osteoa?rthrit?is;Articu?lar cartil?age;Passiv?e motion?;Ultras?hortwa?ve therap?y;Induci?ble nitric? oxide syntha?se骨性关节?炎(osteoa?rthrit?is,OA)是一种常见的?、以累及关节软?骨和滑膜为主?的慢性进行性?骨关节疾病,是在力学因素?和生物学因素?的共同作用下?,软骨细胞、软骨基质和软?骨下骨三者之?间分解与合成?代谢失衡的结?果[1]。其病理特点是?进行性的关节?软骨的退变及?关节边缘和软?骨下骨质反应?性增生。膝关节是人体?较大的滑膜关?节和承重关节?,是OA最常累?及的关节。由于OA具有?功能限制性和?致残性,故对它的病因?研究和治疗也?越来越受到重?视。目前对OA的?治疗主要包括?药物治疗、康复治疗、外科手术治疗?等。物理治疗有直?流电离子导入?、超短波、红外线、运动治疗等。本实验采用左?膝伸直位管型?石膏固定建立?兔膝关节OA?模型[2,3],并给予超短波?和被动运动治?疗,通过观察兔膝?关节活动度的?变化、光镜下关节软?骨的组织学变?化以及诱导型?一氧化氮合酶?(induci?ble nitric? oxide syntha?s,iNOS)的表达强弱来?了解其对软骨?细胞、软骨基质的作?用,以深入探讨其?治疗机制。 材料与方法 一、实验动物 纯种雄性健康?成年家兔20?只,兔龄为3~4个月,体重为1.6~2.0 kg。 二、造模方法与分?组 各兔均以左后?肢为实验侧,采用膝关节伸?直位石膏固定?制作实验性O?A模型。制动4周后[3,4],将20只兔随?机分为对照组?、超短波组、被动运动组、综合治疗组,每组5只,各包括5个兔?膝关节。 三、治疗方法 1对照组:不予以任何治?疗,兔笼内自由活?动。 2超短波组:采用UWM02型超短波?治疗仪(日本产),输出电流20? mA,振动频率27?.12 MHz,功率135 W。用电容场法治?疗,将两个电极板?对置,电极板与皮肤?之间间距为4?~5 cm,微热量,每天治疗1次?,每次20 min,治疗4周。 3被动运动组:行被动运动治?疗,在OA侧膝关?节的可活动范?围内,温和地进行膝?关节反复屈伸?的被动运动(强度以不引起?兔子挣扎为宜?),来回运动频率?为30次/min,每天治疗1次?,第1周200?次/d,以后每周增加?150次/d,直至650次?/d,共治疗4周[5]。 4综合组:同时给予超短?波加被动运动?治疗,方法分别同超?短波组与被动?运动组,治疗4周。 四、标本采集 各组兔均于治?疗第4周末时?处死。解剖双膝关节?,取OA侧股骨?内侧髁软骨标?本。 五、观测指标 1. 关节活动度测?定:用量角器分别?测量治疗前(即造模成功时?)以及治疗4周?后膝关节被动?关节活动度(passiv?e range of motion?, PROM)并记录。 2. 大体观察:将OA侧膝关?节与健侧相比?较,观察患侧膝关?节软骨的色泽?、轮廓、光滑度等情况?及关节滑膜表?面的光滑度、有无增生、肿胀等表现,关节内有无粘?连。 3. 组织学观察:矢状位切取股?骨内侧髁处关?节软骨及软骨?下骨标本,脱钙后按常规?制成切片,分别进行HE?、甲苯胺蓝染色?及免疫组织学?研究。参照Mank?in评分原则?进行详细的评?分[6]。参照Ota等?[7]和Pelle?tier等[8]的方法对iN?OS免疫组化?结果进行判定?、分析与统计。 六、统计学分析 所有统计学分?析均用SPS?S 12.0版软件包进?行处理。各组总体均数?比较用单因素?方差分析,各组组间两两?比较用SNK?q方法。 结果 一、关节活动度观?察 治疗前(即造模成功时?)各兔均出现不?同程度的关节?活动度受限,但各组间PR?OM比较,差异无统计学?意义(P0.05)。治疗4周后,超短波组与对?照组之间相比?,差异无统计学?意义(P0.05),其余各组组间?两两相比较差?异有统计学意?义(P0.05)。见表1。表1各组兔治?疗前、后PROM比?较(°,x-±s)组别[]只数[]治疗前PRO?M[]治疗后PRO?M对照组[]5[]62.20±8.79[]3.80±2.77超短波组?[]5[]55.60±8.91[]4.40±3.78被动运动?组[]5[]54.80±14.67[]12.20±2.59abc综?合组[]5[]60.00±9.19[]20.40±5.03ab注:与对照组比较?,aP0.05;与超短波组比?较,bP0.05;与综合组比较?,cP0.05二、大体观察 对照组:关节囊充血、肥厚,周围软组织挛?缩、粘连严重,滑膜增生明显?。软骨表面变白?、失去光滑度及?透明度,表面不光整,可见多个软骨?凹陷,以股骨内髁为?甚。关节周边可见?大量骨赘形成?,关节变形严重?。关节滑液黏稠?,呈淡黄色。见图1。 超短波组:关节囊肥厚,周围软组织挛?缩、粘连,但程度较对照?组轻。滑膜可见点、片状增生。软骨局部有变?白情况,有光滑度及透?明度,但较差。软骨表面欠光?整,可见软骨凹陷?。关节周边有骨?赘形成,关节有变形,但程度较对照?组轻。关节滑液稍稠?。见图2。 被动运动组:关节周围软组?织可见挛缩、粘连,但程度较轻。滑膜可见点状?增生。软骨局部变白?,光泽度及透明?度欠佳,表面欠光整,局部粗糙,偶见软骨凹陷?。周边有少量骨?赘生成,关节变形不明?显。关节滑液稍浑?浊。见图3。 综合组:关节周围软组?织可见挛缩、粘连,但程度轻。滑膜可见少量?点状增生。软骨光泽度尚?可,软骨表面尚光?整,部分区域稍粗?糙,偶见软骨凹陷?。周边偶见骨赘?生成。关节滑液清。见图4。 图1对照组的?大体观察图2?超短波组的大?体观察 图3被动运动?组的大体观察?图4综合组的?大体观察 三、光镜观察 对照组:软骨4层结构?层次不清,软骨表面不规?则,纤维明显增生?。全层软骨细胞?减少,各层均可见软?骨细胞成簇现?象,以移行层及放?射层为甚。软骨表面可见?裂隙,裂隙深入移行?层。部分区域可见?软骨缺损,软骨下骨暴露?。缺损区表面有?大量排列紊乱?且染色不均的?纤维覆盖。可见多重潮线?,多处区域因为?出现血管翳,潮线断裂。甲苯胺蓝染色?示染色不均,以表层、移行层及放射?层失染明显,部分区域软骨?可见全层失染?。软骨成簇处可?见软骨陷窝周?边深染。见图5。 aHE染色b甲苯胺蓝染色? 图5对照组的?光镜观察(×100)超短波组:软骨细胞4层?结构欠清,但较对照组清?晰。软骨表面欠光?整,可见纤维增生?,部分区域增生?明显。软骨细胞数有?所减少,部分区域可见?细胞成簇现象?,以放射层为甚?。软骨表面可见?小裂隙形成,深入表层。可见双重潮线?,部分区域因为?血管翳,潮线断裂。甲苯胺蓝染色?示染色不均,未出现全层失?染情况。表层、移行层可见失?染,部分区域部分?放射层也失染?。见图6。 aHE染色b甲苯胺蓝染色? 图6超短波组?的光镜观察(×100)被动运动组:软骨细胞4层?结构稍欠清晰?,软骨表面较光?整,可见少量纤维?增生。部分区域放射?层可见细胞成?簇现象。可见双重潮线?,少部分区域可?见血管翳及潮?线断裂。甲苯胺蓝染色?示染色不均匀?,着色中度减轻?,局部表层及部?分移行层可见?失染情况,未出现全层失?染。见图7。 aHE染色b甲苯胺蓝染色? 图7被动运动?组的光镜观察?(×100)综合组:软骨细胞4层?结构基本清晰?,软骨表面较规?则,未见明显裂隙?,偶可见少量纤?维增生。放射层可见少?量软骨细胞成?簇现象。可见双重潮线?。甲苯胺蓝较均?匀,可见轻度失染?情况。见图8。 aHE染色b甲苯胺蓝染色? 图8综合组的?光镜观察(×100)四、关节组织学评?分 4组软骨标本?的Manki?n评分差异有?统计学意义(P0.05),说明不同组的?Mankin?评分不同。各组组间的M?ankin评?分分值进行两?两比较,差异均有统计?学意义(P0.05)。对照组的Ma?nkin评分?最高,其次是超短波?组,再次是被动运?动组,最后是综合组?。见表2。表2各组兔M?ankin评?分、iNOS阳性?细胞计数 评分比较(分,x-±s)组别[]只数[]Mankin?评分[]iNOS阳性?细胞计数对照?组[]5[]11.80±1.30[]6.80±0.45超短波组?[]5[]8.20±1.30ab[]5.80±0.45ab被动?运动组[]5[]6.40±1.14ab[]5.00±0.71ab综合?组[]5[]4.80±0.84ab[]4.00±0.71ab注:与对照组组比?较,aP0.05;超短波组、被动运动组、综合组之间两?两比较,bP0.05五、免疫组织化学? 免疫组化阴性?片细胞胞浆中?未见棕黄色颗?粒,阳性细胞为胞?浆中有大量染?成棕黄色颗粒?的细胞。见图9。 4组的iNO?S阳性细胞计?数评分差异有?统计学意义(P0.05),说明不同组的?iNOS阳性?细胞计数评分?不同。各组组间的i?NOS阳性细?胞计数评分进?行两两比较,差异均有统计?学意义(P0.05)。对照组的iN?OS阳性细胞?计数评分最高?,其次是超短波?组,再次是被动运?动组,最后是综合组?。见表2。 讨论 有研究表明,由于伸直位制?动限制了关节?的活动,同时肌肉及关?节囊挛缩,对关节面局部?产生过度压力?,故能较好地模?拟OA的发病?过程[3]。Evans等?[2]的研究表明,当制动时间60 d时,其引起的关节?软骨改变大部?分不可逆。如制动时间30 d时,其引起的病理?改变则有恢复?的可能[3,4]。本实验采用兔?膝关节伸直位?固定4周来建?立OA模型,以观察超短波?、被动运动对兔?膝关节活动度?及关节软骨的?影响。 软骨基质是由?软骨细胞产生?和分泌的,主要由Ⅱ型胶原纤维和?蛋白多糖(proteo?glycan?,PG)组成。PG的合成受?各种酶、细胞因子及生?物力学等因素?的调节。关节活动所产?生的应力能刺?激软骨细胞不?断合成并释放?PG。同时软骨细胞?还能合成多种?蛋白酶,如基质金属蛋?白酶、软骨蛋白多糖?酶等,释放到基质中?,导致PG的降?解;还能产生一些?细胞因子(如白细胞介素?1等),直接或间接促?进PG降解,从而使PG的?合成与释放达?到平衡[9]。在一定限度内?,随应力的增加?,关节软骨合成?PG的能力可?相应增加;但应力超过了?一定限度时,软骨细胞发生?变性,PG的合成将?会逐渐减少[10]。在OA中,这一平衡遭到?破坏。关节软骨退变?的另一个重要?标志是关节软?骨细胞的凋亡?。Blanco?等[11]研究认为,与正常软骨相?比较,OA软骨细胞?有较高比例的?软骨细胞凋亡?,高比例凋亡现?象的出现主要?是因为软骨退?变的诱导。NO通道是O?A软骨细胞凋?亡的主要途径?。关节中NO的?产生主要是来?源于关节中增?加的炎症因子?等其它因子刺?激软骨细胞和?滑膜细胞表达?iNOS,产生NO[12,13]。iNOS在正?常关节软骨中?无表达,在OA关节软?骨的全层中均?有表达[14]。 Kim等[15]与ODrisco?ll等[16]进行了一系列?关于持续被动?运动的研究,他们在新西兰?大白兔上制造?了滑膜关节软?骨全层缺损、关节内骨折、急性化脓性关?节炎等模型,发现持续被动?运动对关节软?骨的修复与再?生有明显的促?进作用。Willia?ms等[17]研究发现,持续被动运动?有利于减少软?骨基质中蛋白?多糖的丢失情?况。Gassne?r等[18]研究发现,周期性的关节?张力变化可以?抑制软骨细胞?iNOSmR?NA的表达。Rannou?等[19]对关节软骨、OA的回顾性?研究发现,制动可以抑制?关节软骨基质?的合成,适当的周期性?循环压力刺激?则可促进软骨?基质的合成,适宜的运动治?疗和持续被动?运动对OA的?恢复是有益的?。去除制动后即?给予温和适度?的关节屈伸活?动,可促进滑液向?关节软骨的渗?透和扩散,有利于改善软?骨组织的营养?代谢,加快软骨细胞?及间质的再生?及修复。关节的反复屈?伸活动可刺激?软骨组织中未?分化的间质细?胞向软骨细胞?分化,加快骨组织的?恢复。再者,关节的反复屈?伸活动有助于?消除关节周围?组织粘连,改善血液循环?,促进关节周围?组织的自身修?复。 超短波主要是?通过热效应和?非热效应来发?挥作用,但它的治疗效?果目前存在部?分争议。Jan等[20]认为,超短波治疗可?以促进OA患?者关节软骨的?厚度的恢复,还可以减轻患?者的疼痛。Laufer?等[21]认为,超短波对OA?患者的临床治?疗无明显效果?。吴并生等[22] a阴性对照b对照组c超短波组d被动运动组e?综合组 图9各组iN?OS免疫组化?染色片(×400)对兔膝关节的?研究显示,每天进行20? min超短波?治疗,持续治疗1个?月,可延缓骨内高?压所致的OA?病理变化进程?。 在本实验中,可观察到对照?组的关节活动?度恢复最差,iNOS的表?达强度及Ma?nkin评分?最高。其原因应该是?笼内活动空间?有限,且在造模成功?后,各兔均出现了?制动侧膝关节?不同程度的活?动受限,从而不利于患?侧关节软骨细?胞摄取营养及?交换代谢产物?。被动运动组及?综合组治疗前?、后PROM变?化程度与对照?组相比,差异具有统计?学意义(P0.05),均有所改善。且改善的程度?是综合组较被?动运动组明显?。超短波组与对?照组相比,PROM差异?无统计学意义?(P0.05),其原因应该是?关节活动度的?恢复更依赖于?主动或被动关?节活动,反复温和的屈?伸活动有助于?消除关节周围?组织的粘连,有助于关节活?动度的恢复。超短波的温热?效应对关节活?动度的改善具?有一定的作用?,但单独使用,改善的效果不?佳,如与被动运动?联合使用时,能更大程度地?促进关节活动?度恢复。在本实验中还?能观察到超短?波组、被动运动组及?综合组的Ma?nkin评分?、iNOS的表?达强度与对照?组比较差异有?统计学意义,均有所改善,且改善程度依?次是综合组被动运动组超短波组。考虑原因应该?是:超短波因其具?有非热效应,能增强组织代?谢,消除炎症,在一定程度上?能减轻关节软?骨退变;被动运动可引?起交替的关节?腔内压力的变?化,有利于关节软?骨营养代谢的?交换,故可延缓骨关?节炎的病情发?展。由于关节活动?是关节软骨获?取营养的主要?途径,故被动运动组?的改善情况较?超短波组好。超短波的非热?效应有缓解疼?痛的作用,将更有利于进?行被动运动锻?炼,且其也具有一?定的促进营养?代谢及消除炎?症的作用,故当超短波与?被动运动联合?使用时,可起到很好的?协同作用。 参考文献 [1]Creame?r P, Hochbe?rg MC. 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(修回日期:20080721) (本文编辑:松明) ·基础研究· IL1β、MMP1在兔膝关节?骨性关节炎 模型软骨中的?表达邹琳张长?杰孔瑛伍刚 【摘要】目的建立兔膝?关节骨性关节?炎(OA)模型并观察白?细胞介素1β?(IL1β)和基质金属蛋?白酶(MMP1)在其软骨中的?表达,从而探讨与O?A间的关系。 方法采用木瓜?蛋白酶注射法?建立兔膝OA?模型(木瓜蛋白酶组?),同时采用向兔?膝关节注射生?理盐水的方法?建立兔膝对照?模型(生理盐水组)。通过比较大体?评分、Mankin?评分、IL1β及MMP?1表达强度间?的差异,观察关节软骨?退变情况及探?讨IL1β、MMP1与软骨退变?间的关系。 结果肉眼及电?镜观察发现木?瓜蛋白酶组软?骨退变程度明?显重于生理盐?水组,木瓜蛋白酶组?软骨大体评分?及Manki?n评分均明显?高于生理盐水?组,差异有统计学?意义(P0.01),木瓜蛋白酶组?软骨细胞IL?1β、MMP1的表达强度?亦明显高于生?理盐水组,差异有统计学?意义(P0.05)。 结论向实验兔?膝关节腔内注?射木瓜蛋白酶?及L半胱氨酸可成?功建立兔膝O?A模型;IL1β、MMP1表达水平与?软骨退变严重?程度有密切联?系。 【关键词】骨关节炎;白细胞介素1?β;基质金属蛋白?酶 The expres?sion of IL1β and MMP1 in the knee cartil?age on experi?mental? osteoa?rthrit?is rabbit?ZOU Lin*, ZHANG Changjie, KONG Ying, WU Gang. *Depart?ment of Rehabi?litati?on Medici?ne, The 2nd Xiangy?a Hospit?al, Centra?l South Univer?sity, Changs?ha 410011?, China 【Abstra?ct】Object?ive To establ?ish an animal? model of knee osteoa?rthrit?is (OA), and to explor?e the relati?onship? betwee?n cartil?age degene?ration? and the expres?sion of IL1β and MMP1. Method?sA total of 16 health?y male rabbit?s (32 hind knee joints?) were used. The experi?mental? OA model was establ?ished in their left knees by intraa?rticul?ar inject?ion of 0.2 ml of 4% papain? soluti?on and 0.1 ml of 0.03 mol/L Lcystei?ne soluti?on. The right knees were used as the contro?ls and were treate?d with intraa?rticul?ar inject?ion of 0.3 ml of normal? saline? soluti?on. Genera?l and histol?ogical? scorin?g, and IL1β and MMP1 expres?sion intens?ity were compar?ed betwee?n the 2 groups?. Result?sThe degree? of cartil?age degene?ration? in the left knees was higher? than in the right knees as observ?ed by naked eye and using an electr?on micros?cope. The left knees scored? signif?icantl?y higher? than the right ones with Mankin?s scorin?g system?. There was signif?icantl?y greate?r expres?sion of IL1β and MMP1 in the chondr?ocytes? of the left knees. Conclu?sionsI?ntraar?ticula?r inject?ion of papain? and Lcystei?ne can induce? experi?mental? knee osteoa?rthrit?is in rabbit?s. The expres?sion of IL1β and MMP1 is signif?icantl?y relate?d with cartil?age degene?ration?. 【Key words】Osteoa?rthrit?is;IL1β;MMP1 作者单位:410011?长沙,湖南湘雅二医?院康复医学科?(邹琳、张长杰、孔瑛);长沙民政学院?康复医学系(伍刚)骨性关节炎(osteoa?rthrit?is,OA)是一组可由不?同病因导致,但其生物学、形态学及临床?表现均相似的?症候群,其主要病理特?征为关节软骨?损伤[1]。OA的发病机?制至今仍不明?确,但分解型介质?在其中的作用?不容忽视,如白细胞介素?1β(interl?eukin1β,IL1β)和基质金属蛋?白酶1(matrix? metall?oprote?inases?1,MMP1)均是介导软骨?分解的重要因?子,在OA的发生?、发展过程中具?有重要作用[2]。本研究通过建?立OA动物模?型以探讨IL?1β、MMP1与OA模型?软骨退变间的?关系。现报道如下。 材料与方法 一、实验动物及分?组 本研究所用的?雄性健康家兔?由中南大学动?物学部提供,6月龄(处于青春发育?期),体重(1.8±0.2)kg,共16只(合计32个膝?关节),分笼饲养于中?南大学湘雅二?医院动物实验?室,进食及饮水均?符合实验动物?标准。将上述实验家?兔左后肢膝关?节归为木瓜蛋?白酶组(共16个膝关?节),右后肢膝关节?归为生理盐水?组(共16个膝关?节)。 二、主要实验试剂? 主要实验试剂?有木瓜蛋白酶?(美国Sigm?a公司产品),于使用前配制?成4%无菌溶液;L半胱氨酸(上海伯奥生物?科技有限公司?出品),于使用前配制?成0.03 mol/L无菌溶液;IL1β兔多克隆?抗体、MMP1兔多克隆抗?体均为武汉博?士德生物工程?有限公司产品?。 三、兔膝OA模型?建立及标本采?集 实验兔按1 ml/kg体重经兔?耳缘静脉注射?3%戊巴比妥钠,待麻醉剂生效?后将其仰卧位?固定于手术台?上,常规备皮、消毒,兔左膝关节微?屈,用1 ml注射器于?髌骨下方进针?刺入关节腔内?,依次注射4%木瓜蛋白酶溶?液0.2 ml和0.03 mol/L L半胱氨酸0.1 ml;右膝关节按相?同方法注入0?.9%生理盐水0.3 ml作为对照?。于首次注药后?第4天、第7天按上述?方法重复操作?1次。在首次注药后?第5周时,采用空气栓塞?法随机处死一?半实验兔,余下实验兔在?首次注药后第?9周末时处死?。取实验兔双侧?股骨内侧髁骨?及软骨组织,置于10%中性福尔马林?溶液中固定、乙二胺四乙酸?(ethyle?nediam?ine tetraa?cetic acid, EDTA)脱钙。脱钙后标本经?常规石蜡包埋?,行6 μm连续切片?,然后经HE染?色和免疫组化?染色,部分股骨内侧?髁软骨组织置?于2.5%戊二醛溶液固?定后行电镜检?查。 四、观察指标 软骨标本大体?评分:观察实验兔膝?关节股骨髁关?节面的病理改?变,并进行评分,0分为关节面?光滑,色泽如常;1分为关节面?粗糙,有小的裂隙且?色泽灰暗;2分为关节面?糜烂,软骨缺损深达?软骨表中层;3分为关节面?溃疡形成,缺损深达软骨?深层;4分为软骨剥?脱,软骨下骨暴露?[3]。大体评分分值?越高,则表明软骨退?变越严重。 软骨标本组织?学评分:参照关节软骨?改良Mank?in评分细则?(见表1)[4]对切片标本进?行评分,得分越高表明?软骨退变越严?重。 五、免疫组化染色?评分标准 参照Ota等?[5]和Pelle?tier等[6]介绍的方法作?为免疫组化评?分标准,由2位观察者?对切片进行盲?式阅片,在显微镜(×400倍)下随机选择6?个视野,其中3个位于?软骨表层和中?上层,另3个则位于?软骨中下层和?下层。观察所选择区?域IL1β和MMP?1阳性反应细?胞(染色为棕黄色?)并计数,记录阳性染色?细胞百分数(%)并计分,具体标准如下?:阴性为不超过?5%的软骨细胞呈?阳性或软骨细?胞显色与背景?一致,计0分;弱阳性为5%~10%的软骨细胞呈?阳性,计1分;阳性为11%~50%的软骨细胞呈?阳性,计2分;强阳性为超过?50%的软骨细胞呈?阳性,计3分。细胞着色强度?则以多数阳性?细胞呈现的染?色情况(棕黄色)为标准进行计?分,强着色:着色程度与已?知阳性片一致?,计3分;浅着色:着色较浅,但与阴性对照?片有明显区别?,计1分;中等着色:染色强度介于?浅着色和强着?色之间,计2分。将阳性百分数?计分和细胞染?色计分相加即?为IL1β、MMP1的免疫组化?积分。免疫组化积分?越高表明所对?应的因子或蛋?白表达强度越?强。 六、统计学分析 本研究所得评?分及细胞计数?结果分别由2?位观察者进行?统计,其误差率均控?制在5%以内,取二者均值作?为最后得分。大体评分比较?采用秩和检验?,组织学评分和?免疫组化积分?比较采用t检?验。统计学分析均?采用SPSS? 11.5版软件包进?行处理,P0.05表示差异?具有统计学意?义。 结果 一、关节软骨大体?评分结果比较? 本研究所有实?验兔均存活至?实验结束时。肉眼观察发现?,生理盐水组在?首次注药后5?周及9周时,其关节软骨为?半透明状,有光泽,表面光滑,有湿润感,见图1。木瓜蛋白酶组?在首次注药后?5周时关节软?骨透明度略差?,如白瓷样,尚有光泽,软骨表面较粗?糙、欠光滑,见图2;该组在首次注?药后9周时,其关节软骨颜?色较深,无光泽,不透明,软骨表面糜烂?粗糙,少数部位溃疡?形成,见图3。将肉眼所观察?结果用大体评?分法进行分析?,结果如表2所?示,表中数据显示?,在首次注药后?5周及9周时?,木瓜蛋白酶组?关节软骨大体?评分值均明显?高于生理盐水?组(P0.01);同时木瓜蛋白?酶组首次注药?后9周时关节?软骨大体评分?值也显著高于?首次注药后5?周时水平(P0.05)。 二、关节软骨改良?Mankin?评分结果比较? 通过光镜观察?发现,首次注药后5?周及9周时,生理盐水组软?骨各层结构清?晰,软骨细胞排列?规则,细胞大小、形态正常,呈陷窝状均匀?散落于基质中?,基质染色均匀?,见图4。木瓜蛋白酶组?于首次注药后?5周时 表1关节软骨?改良Mank?in评分细则?评定对象[]评分标准0分?[]1分[]2分[]3分[]4分[]5分软骨结构?[]光整如常[]表面出现不规?则裂隙[]裂隙深达移行?层[]裂隙深达辐射?层[]裂隙深达钙化?层[]软骨层脱落软?骨细胞[]数量如常[]数量弥漫性增?多[]出现大量簇集?样细胞团[]数量明显减少?基质染色[]正常[]染色轻度减退?[]染色中度减退?[]染色重度减退?[]染色完全消失?潮线的完整性?[]完整[]多重潮线[]软骨下血管入?侵潮线组兔膝?关节软骨大体?评分结果比较?(只)组别[]只数[]0分[]1分[]2分[]3分[]4分生理盐水?组注药后5周?时[]8[]8[]0[]0[]0[]0注药后9周?时[]8[]7[]1[]0[]0[]0木瓜蛋白酶?组注药后5周?时[]8[]0[]6[]2[]0[]0注药后9周?时[]8[]0[]2[]4[]2[]0 观察到关节软?骨四层结构尚?清,表层欠光滑,软骨细胞数量?有所减少,排列欠规则,可见细胞成簇?现象,基质染色欠均?匀,见图5。木瓜蛋白酶组?于首次注药后?9周时关节软?骨四层结构分?界不清,表层有糜烂,部分标本可见?溃疡和裂纹;全层软骨细胞?数量有所减少?,尤以浅层减少?显著;各层细胞排列?紊乱,并有明显成簇?现象,部分软骨细胞?周围陷窝消失?,基质染色深浅?不一,见图6。采用改良Ma?nkin评分?对光镜观察结?果进行分析,发现木瓜蛋白?酶组关节软骨?改良Mank?in评分在首?次注药后5周?及9周时均明?显高于生理盐?水组相应评分?(P0.01);同时木瓜蛋白?酶组首次注药?后9周时关节?软骨改良Ma?nkin评分?亦显著高于首?次注药后5周?时评分(P0.05)。具体结果详见?表3。表3注药后2?组兔膝关节软?骨改良Man?kin评分 结果比较(分,x-±s)组别[]只数[]首次注药后 5周时[]首次注药后 9周时生理盐?水组[]8[]0.50±0.756[]0.50±0.756木瓜蛋?白酶组[]8[]6.50±0.926a[]8.50±1.195ab注?:与生理盐水组?比较,aP0.01;与首次注药后?5周时比较,bP0.05三、关节软骨电镜?观察结果比较? 电镜观察发现?,在首次注药后?5周及9周时?,生理盐水组多?数软骨细胞功?能、外形正常,可见明显突起?和细胞周晕,核膜清晰,染色质无明显?凝集,细胞器结构基?本清晰,见图7。木瓜蛋白酶组?在首次注药后?5周时多见早?期退变软骨细?胞,细胞外形基本?清晰,但细胞周晕稍?显模糊,核膜仍较清晰?,染色质轻度凝?集,可见部分内质?网扩张,见图8;在首次注药后?9周时,多见中期退变?软骨细胞,细胞外形欠规?则,细胞周晕模糊?,软骨细胞体积?缩小,内容物浓聚,胞核缩小,形状不规则,染色质浓缩,成块边集,内质网及线表达强度结?果比较 光镜观察发现?,IL1β、MMP1阳性表达细?胞胞浆中均有?大量棕黄色或?颜色稍浅颗粒?,阴性对照片仅?见背景着色或?不着色,见图10。生理盐水组关?节软骨在首次?注药后5周及?9周时仅见表?层有少许散在?分布的阳性细?胞,见图11,12。木瓜蛋白酶组?在首次注药后?5周时即发现?软骨标本4层?结构中均有阳?性细胞,以中上层较为?显著,见图13,14;在首次注药后?9周时软骨标?本4层结构中?亦可见到阳性?细胞,此时染色较深?,以中下层较为?显著,见图15,16。2组实验兔软?骨细胞IL1β、MMP1表达强度结?果详见表4,表中数据显示?木瓜蛋白酶组?关节软骨细胞?IL1β、MMP1表达强度在?首次注药后5?周及9周时均?明显高于生理?盐水组相应水?平(均P0.01);同时木瓜蛋白?酶组在首次注?药后9周时I?L1β、MMP1表达强度均?显著高于首次?注药后5周时?水平(P0.05)。 图1生理盐水?组关节软骨;图2木瓜蛋白?酶组首次注药?后5周时关节?软骨;图3木瓜蛋白?酶组首次注药?后9周时关节?软骨;图4生理盐水?组关节软骨(HE染色,×200);图5木瓜蛋白?酶组首次注药?后5周时关节?软骨(HE染色,×200);图6木瓜蛋白?酶组首次注药?后9周时关节?软骨(HE染色,×200);图7生理盐水?组关节软骨(电镜,×10000);图8木瓜蛋白?酶组首次注药?后5周时关节?软骨(电镜,×10000);图9木瓜蛋白?酶组首次注药?后9周时关节?软骨(电镜,×10000);图10阴性对?照(免疫组化染色?,×400);图11生理盐?水组IL1β表达(免疫组化染色?,×400);图12生理盐?水组MMP1表达(免疫组化染色?,×400);图13木瓜蛋?白酶组首次注?药后5周时I?L1β表达(免疫组化染色?,×400);图14木瓜蛋?白酶组首次注?药后5周时M?MP1表达(免疫组化染色?,×400);图15木瓜蛋?白酶组首次注?药后9周时I?L1β表达(免疫组化染色?,×400);图16木瓜蛋?白酶组首次注?药后9周时M?MP1表达(免疫组化染色?,×400)表42组软骨?细胞IL1β、MMP1表达强度比?较(分,x-±s)组别[]只数[]首次注药后5?周时IL1β[]MMP1[][]首次注药后9?周时IL1β[]MMP1生理盐 水组[]16[]0.88±0.641[]0.63±0.518[][]1.13±0.641[]1.13±0.835木瓜蛋? 白酶组[]16[]3.75±1.035a[]4.25±0.886a[][]5.50±0.756ab[]5.25±0.707ab注?:与生理盐水组?比较,aP0.01;与首次注药后?5周时比较,bP0.05讨论 一、关于OA模型?的建立 OA动物模型?的建立有多种?方法,如手术、关节制动、药物注射及自?发模型等,其中以药物注?射方法较常用?,多采用木瓜蛋?白酶注射方式?进行诱导。相关研究表明?,将木瓜蛋白酶?注入兔、豚鼠的髋关节?或膝关节腔内?可引发迅速进?展的骨性关节?炎[79]。木瓜蛋白酶可?分解软骨基质?中的蛋白多糖?,促使其从软骨?中丢失,而骨性关节炎?患者软骨早期?发生的最显著?变化就是水分?增加及蛋白多?糖减少,故木瓜蛋白酶?诱发的OA模?型与人体骨性?关节炎类似,是研究OA的?较佳造模方法?。由于雌激素对?实验兔OA的?发生、发展及MMP?s水平均有影?响[10],故本研究全部?选用雄兔进行?实验,以尽可能消除?雌激素对结果?产生的干扰。 关节软骨被破?坏是OA的主?要病理基础。关节软骨由细?胞外基质(extrac?ellula?r matrix?,ECM)和软骨细胞构?成,ECM主要由?Ⅱ型胶原、蛋白多糖及水?构成,软骨细胞仅占?软骨总体积的?1%左右。Ⅱ型胶原呈网状?拱形结构排列?,软骨细胞和蛋?白多糖分布于?这种网状结构?中,使软骨组织拥?有正常的结构?和功能完整性?。任何破坏或影?响蛋白多糖或?Ⅱ型胶原的因素?均会加速软骨?组织退变。本实验观察到?在首次注药后?5周时,木瓜蛋白酶组?软骨标本在光?镜下可见成簇?细胞团散在分?布,可认为是OA?早期退变的特?征性表现之一?;基质染色轻度?减退,表明早期软骨?蛋白多糖丢失?;电镜下可见软?骨细胞周晕模?糊,胞核、胞膜无明显变?化,细胞器仍完整?,表明多数细胞?仍具有合成功?能;生理盐水组在?光镜或电镜下?所见均为正常?。在首次注药后?9周时,木瓜蛋白酶组?软骨标本在光?镜下可见明显?糜烂缺损,全层软骨细胞?数量有所减少?,尤以浅层较显?著,基质染色明显?减退,提示随着时间?延长,软骨基质降解?增加,蛋白多糖大量?丢失,细胞退变进一?步加重;电镜观察发现?软骨细胞体积?缩小,内容物浓聚,胞核缩小,形状不规则,染色质浓缩,成块边集,细胞器肿胀,细胞超微结构?遭到破坏,细胞合成功能?严重受损;生理盐水组软?骨功能则基本?正常。从大体评分及?光镜下Man?kin评分这?两项半定量指?标结果分析,木瓜蛋白酶组?首次注药后5?周及9周时评?分均明显高于?生理盐水组,表明木瓜蛋白?酶注射法可诱?发软骨退变。木瓜蛋白酶组?首次注药后9?周时的评分高?于5周时水平?(P0.05),表明软骨退变?程度进一步恶?化,即随着造模时?间延长,关节软骨退变?程度进行性加?重。本模型未发现?骨赘形成等晚?期改变,可能与观察时?间较短、软骨尚未出现?晚期退变等有?关。 二、IL1β、MMP1表达与OA?退变间的关系? 本实验发现,木瓜蛋白酶组?在首次注药后?5周及9周时?,其软骨细胞中?IL1β、MMP1表达强度均?明显高于生理?盐水组水平;大体评分和M?ankin评?分较高的软骨?标本(如木瓜蛋白酶?组在首次注药?9周时的软骨?)中,IL1β、MMP1的表达强度?亦较高,提示IL1β、MMP1的表达水平?与软骨退变密?切相关,并随着OA进?展同步增高。 IL1β、MMP1引起软骨退?变的可能机制?包括:①IL1β对OA的?影响,首先表现为对?软骨细胞的影?响,高水平IL1β与软骨细?胞膜上受体结?合将导致复合?物增加,进而抑制软骨?细胞合成蛋白?多糖、Ⅱ型胶原及细胞?增殖,加快软骨细胞?变性而分泌I?、III型胶原?,促进软骨细胞?分泌MMPs?、一氧化氮合成?酶,调控软骨细胞?凋亡;其次表现为对?关节软骨基质?的影响,IL1β导致软骨?基质的主要成?分胶原蛋白和?蛋白多糖合成?受阻,另一方面对基?质蛋白多糖的?消化增加,并由此引发基?质水分丧失,软骨细胞不能?从基质中获得?充分营养,自身功能受损?,出现基质形态?与软骨细胞功?能间的恶性循?环;并且IL1β对软骨细?胞具有旁分泌?和自分泌作用?,能进一步促进?OA病程迅速?发展。②MMP1的影响作用?,MMP1是MMP家?族中的胶原酶?亚族,能直接切断软?骨Ⅱ型胶原的三链?螺旋结构[11]。软骨结构的完?整性有赖于其?胶原网中软骨?细胞及蛋白多?糖的完整性,而关节软骨的?胶原网主要由?Ⅱ型胶原组成,它同遇水能够?膨胀的蛋白多?糖一同赋予软?骨弹性及形变?能力,这对维持软骨?正常功能具有?重要作用;如果胶原网被?破坏,则不但使软骨?弹性及形变能?力大为下降,削弱软骨抵抗?外界应力的能?力,而且还会使软?骨细胞暴露于?众多炎性因子?的攻击之下,使软骨基质成?分易于游离出?软骨并逃逸到?关节液中,从而导致软骨?进一步破坏,如MMP1就是通过破?坏Ⅱ型胶原引发上?述一系列病理?过程从而导致?关节软骨退变?。 本实验观察到?IL1β表达增高?的软骨标本基?质染色明显减?退,软骨糜烂缺损?,全层软骨细胞?数量也有所减?少,表明软骨退变?较严重,提示IL1β能抑制软?骨细胞合成蛋?白聚糖及细胞?增殖[12,13]。IL1β表达上升?的同时伴随着?MMP1表达增高,即IL1β对软骨组?织的破坏作用?还可能与刺激?MMP1合成有关。MMP1受到多种调?控因子影响,其中IL1β被认为是?重要的调控因?子之一,IL1可上调MM?Ps表达,通过促进MM?P1的合成来破?坏胶原网络使?软骨退变。同时本实验还?发现,Mankin?评分较高的软?骨标本MMP?1表达强度也?较高,与Ehrli?ch等[14]发现关节软骨?破坏最严重部?位胶原酶活性?最强基本一致?,提示MMP1与软骨退变?严重程度密切?相关。 参考文献 [1]cet?,2005,365:965973. 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