不同載荷對大鼠膝關節(jié)軟骨的影響及相關機制.pdf

1、本文分兩個部分進行探討
　　第一部分：不同載荷對大鼠膝關節(jié)軟骨的影響
　　目的：通過比較跑臺運動及關節(jié)制動等不同載荷情況下大鼠膝關節(jié)軟骨形態(tài)及膠原含量，明確機械載荷對軟骨的不同影響。
　　方法：30只雄性清潔級SD成年大鼠隨機均分為5組：對照組（C）、低強度運動組（L）、中強度運動組（M）、高強度運動組（H）和制動組（I）。三個運動組大鼠分別進行低、中、高強度的跑臺運動，制動組大鼠行右膝關節(jié)完全屈曲位固定。8周后處死動

2、物，取大鼠右側脛骨平臺軟骨標本脫鈣包埋，并行組織學觀察軟骨形態(tài)、天狼星紅飽和苦味酸染色觀察膠原纖維排列，以及Ⅱ型膠原免疫組織化學檢測膠原含量。
　　結果：1、與對照組相比，低、中強度運動組Mankin’s評分均無顯著變化；而高強度運動組和制動組Mankin’s評分顯著增加。
　　2、與對照組相比，低、中強度運動組 HE染色顯微鏡下軟骨形態(tài)無明顯變化；高強度運動組軟骨表面毛糙、表層軟骨缺失，軟骨細胞克隆出現(xiàn)細胞簇，細胞數(shù)量明顯

3、增多且排列紊亂。制動組大鼠表層軟骨缺失、軟骨細胞減少，放射層細胞克隆增生，鈣化層出現(xiàn)血管翳和肥大細胞。
　　3、天狼猩紅飽和苦味酸染色偏振光顯微鏡下觀察對照組膠原纖維排列規(guī)則，軟骨細胞均勻地嵌于纖維支架內，組織切片染色均一；低、中強度運動組膠原纖維排列及染色與對照組相比無明顯差異；而高強度運動組和制動組關節(jié)軟骨膠原排列不規(guī)則，細胞無序地嵌于纖維內，組織染色不均勻。
　　4、與對照組相比，低、中強度運動組Ⅱ型膠原免疫組化染色平

4、均灰密度值增高，但差異無統(tǒng)計學意義；而高強度運動組和制動組Ⅱ型膠原免疫組化染色平均灰密度值均顯著低于對照組（p<0.05）。
　　結論：8周低和中強度跑臺運動對軟骨形態(tài)和Ⅱ型膠原含量等無明顯影響，而8周高強度跑臺運動和制動均可導致大鼠膝關節(jié)軟骨退行性樣改變及Ⅱ型膠原含量的顯著下降。本研究表明過低或過高載荷均可導致軟骨退變樣改變。
　　第二部分：不同載荷對大鼠膝關節(jié)軟骨細胞基因表達的影響
　　目的：通過檢測大鼠膝關節(jié)軟骨

5、BGN、FMOD、Col2和 TGF-βmRNA的表達量，研究高強度運動與制動引起關節(jié)軟骨損傷的機制。
　　方法：30只雄性清潔級SD成年大鼠隨機均分為：對照組（C，n=6），低強度運動組（L,n=6），中強度運動組（M,n=6），高強度運動組（H，n=6）和制動組（I，n=6）。運動組大鼠進行8周的跑臺運動（運動方案同第一部分），制動組大鼠行右膝關節(jié)完全屈曲位固定8周，對照組籠中自由活動。8周后，取右側脛骨平臺軟骨行實時熒光定量

6、逆轉錄聚合酶鏈反應（real time RT-PCR）檢測軟骨BGN、FMOD、Col2和TGF-β mRNA表達并進行統(tǒng)計分析。
　　結果：1、與對照組相比，低強度運動組Col2明顯增高；BGN和FMOD mRNA表達均有所增高，TGF-βmRNA表達降低，但差異不明顯。
　　2、中強度運動組Col2、BGN和FMOD mRNA表達較對照組均增高，而TGF-βmRNA表達稍下降。
　　3、與對照組相比，高強度運動組C

7、ol2、BGN和FMOD mRNA表達均增高，TGF-βmRNA表達降低，但差異均無統(tǒng)計學意義。
　　4、制動組Col2、BGN、FMOD mRNA表達均明顯減少，尤其是BGN、FMOD表達較對照組及運動各組都顯著下降，而TGF-βmRNA表達明顯增高。
　　結論：低、中強度運動有助于維持軟骨細胞的正常結構和功能。軟骨細胞對高強度運動的反應是軟骨損傷與修復同時存在；而在制動過程中軟骨細胞失去了維持軟骨結構和功能的能力，軟骨損