骨關(guān)節(jié)炎的病因與發(fā)病機制

（一）中醫(yī)病因病機

中醫(yī)學(xué)認(rèn)為“腎主骨，生髓”，髓居骨中，骨賴髓以充養(yǎng)。所以本病的發(fā)生以腎精虧虛為本，另外還與邪侵、損傷等有關(guān)。本病的病因可概括為正虛、邪實二方面。正虛為發(fā)病的內(nèi)在因素，邪實則為發(fā)病的主要病機。

1。年老腎虛 中年以后，肝血腎精漸虧，氣血不足，致筋骨失養(yǎng)，形體疲極而易發(fā)本病。

2。外邪侵襲 腎虛者，易受外邪侵襲，致經(jīng)絡(luò)、筋骨、關(guān)節(jié)痹阻不通，造成關(guān)節(jié)周圍組織疼痛。而肥人關(guān)節(jié)疼痛則多為風(fēng)濕與痰飲流注經(jīng)絡(luò)，致局部氣血凝滯，絡(luò)脈受阻，不通則痛。久痛入絡(luò)、入骨，骨失濡養(yǎng)，日久則骨痿漸生，且與風(fēng)、寒、濕、痰并存。

3。勞損過度 因長期姿勢不良，過度負(fù)重用力，勞損日久，致氣血不和，經(jīng)脈受阻，筋骨失養(yǎng)更甚，傷及筋骨，累及肝腎，使病變加重。

4。骨節(jié)外傷 腰部扭傷或膝、踝部挫傷后治療或休息不當(dāng)，均可引發(fā)本病，或加速退行性病變的進程。

（二）西醫(yī)病因與發(fā)病機制

1。病因 骨關(guān)節(jié)炎的病因目前尚不清楚，其發(fā)病可能為多因素作用的結(jié)果。

（1）年齡 在所有發(fā)病因素中，年齡增長是最重要的因素之一。①隨著年齡的增長，軟骨肥大增厚，但軟骨中無血液供應(yīng)和神經(jīng)分布，其營養(yǎng)靠周圍組織擴散而來，當(dāng)軟骨肥大時，營養(yǎng)供應(yīng)不足，出現(xiàn)軟骨變性、軟骨細胞減少，隨后軟骨撕裂，強度大的Ⅰ型膠原取代Ⅱ型膠原；②為增加承受負(fù)荷的能力，透明軟骨變成纖維軟骨，但同時關(guān)節(jié)軟骨的彈性和粘滯性下降；③隨著年齡的增長，骨骼中無機物逐漸增多，骨骼的彈力與韌性減低；④由于衰老使肌肉無力，神經(jīng)系統(tǒng)對外界的反應(yīng)較慢，自我保護能力減弱。在以上不利因素的基礎(chǔ)上，當(dāng)機械力超過關(guān)節(jié)軟骨承受能力時，關(guān)節(jié)軟骨及軟骨下骨易受到?jīng)_擊力的損傷，造成軟骨細胞損傷，降解酶釋放，基質(zhì)成分破壞，軟骨喪失，軟骨下骨出現(xiàn)微小骨折。以上損傷反復(fù)發(fā)生，導(dǎo)致日后關(guān)節(jié)軟骨和骨進行性病變。

（2）遺傳因素 遺傳因素和骨關(guān)節(jié)炎關(guān)系密切，Heberden結(jié)節(jié)和Bouchard結(jié)節(jié)及多關(guān)節(jié)型骨關(guān)節(jié)炎病人多有家族聚集的傾向。髖關(guān)節(jié)、腕掌關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎在白種人多見，而在有色人種中少見。目前認(rèn)為骨關(guān)節(jié)炎與負(fù)責(zé)編碼軟骨中Ⅱ型膠原的Ⅱ型前膠原基因（COL2A1）有關(guān)，家系調(diào)查結(jié)果顯示在骨關(guān)節(jié)炎家系所有發(fā)病的個體均出現(xiàn)COL2A1位點的一個堿基突變，而未發(fā)病的個體中無堿基突變現(xiàn)象。對骨關(guān)節(jié)炎的雙生子基因分析發(fā)現(xiàn)第二號染色體短臂上23～35區(qū)域基因突變與骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)。另有發(fā)現(xiàn)VitD受體基因多態(tài)性和發(fā)病年齡較輕的骨關(guān)節(jié)炎有關(guān)。多關(guān)節(jié)型骨關(guān)節(jié)炎遺傳傾向與HLA-B8單倍體相關(guān)，并與α-抗胰蛋白酶同分異構(gòu)體相關(guān)。家族性焦磷酸鈣沉著癥伴發(fā)的骨關(guān)節(jié)炎與染色體8q相關(guān)。另有一些和軟骨發(fā)育不良有關(guān)的家族性骨關(guān)節(jié)炎是常染色體顯性遺傳。總之，遺傳因素對骨關(guān)節(jié)炎的影響可能包括關(guān)節(jié)軟骨結(jié)構(gòu)異常或骨代謝異常，同時骨關(guān)節(jié)炎的危險因子如肥胖、骨密度改變等也受遺傳因素的影響，提示骨關(guān)節(jié)炎可能是多基因遺傳而不是單基因缺陷。

（3）關(guān)節(jié)損傷和過度使用 任何原因引起關(guān)節(jié)形態(tài)異常，如關(guān)節(jié)脫位、髕骨或十字韌帶切除術(shù)后、骨壞死及骨折復(fù)位不良等，都可改變關(guān)節(jié)負(fù)荷的傳送及關(guān)節(jié)面的負(fù)荷分布，使關(guān)節(jié)面對合不良，關(guān)節(jié)軟骨面局部負(fù)荷和磨損增加，造成骨關(guān)節(jié)炎。無準(zhǔn)備的沖擊負(fù)荷是關(guān)節(jié)軟骨及軟骨下骨損傷的重要因素。關(guān)節(jié)軟骨對反復(fù)沖擊負(fù)荷耐受性極差，極易出現(xiàn)關(guān)節(jié)損傷。例如行走時膝關(guān)節(jié)承受的負(fù)荷是體重的2～3倍，而膝關(guān)節(jié)屈曲時，關(guān)節(jié)承受的負(fù)荷是體重的7～8倍。另外，骨關(guān)節(jié)炎還與關(guān)節(jié)磨損及反復(fù)長期使用某些關(guān)節(jié)有關(guān)，如紡織工人多發(fā)手骨關(guān)節(jié)炎，而田徑運動員多發(fā)膝骨關(guān)節(jié)炎等。軟骨下骨的可塑性較好，是重要的沖擊吸收裝置，過度負(fù)荷可導(dǎo)致軟骨下骨增厚、軟骨下骨微骨折，隨后骨痂形成及骨重建，骨折愈合，但逐漸發(fā)展至軟骨下骨鈣化，對沖擊力的吸收能力減弱，而且在負(fù)重時關(guān)節(jié)面均勻受力能力降低，使得沖擊力集中于關(guān)節(jié)軟骨的某一部位，造成軟骨的損傷。磁共振檢查發(fā)現(xiàn)最易損傷的部位是韌帶骨附著部位。一般而言，關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)后形成的軟骨，缺乏正常人軟骨的生物學(xué)特點，其耐磨性、彈性和抗沖擊能力下降，保護能力下降。

（4）肥胖 肥胖增加了負(fù)重關(guān)節(jié)的負(fù)荷，是使病情加重的重要因素。體重增加和膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率成正比。國外報告肥胖患者骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率為12%～43%， 明顯高于非肥胖人群骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率。另外，肥胖者骨關(guān)節(jié)炎的危險性是正常體重者的1.5倍。其中女性肥胖者骨關(guān)節(jié)炎的危險性是正常體重者的2.1倍。因體重負(fù)荷主要集中于膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)軟骨，這正是大多數(shù)肥胖者發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎的常見部位，提示肥胖可能是膝骨關(guān)節(jié)炎重要的危險因素。另外肥胖者的脊柱和足部骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生率也較高，這些部位發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎的幾率和嚴(yán)重程度與患者的體重和皮下脂肪的厚度呈正相關(guān)。髖關(guān)節(jié)也為負(fù)重關(guān)節(jié)，但肥胖者髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率較低；手的遠端指間關(guān)節(jié)并非負(fù)重關(guān)節(jié)，可是手指骨性關(guān)節(jié)炎也隨體重的增加而增加。因此，推測骨關(guān)節(jié)炎也與肥胖并存的脂類、嘌呤和糖的代謝異常有關(guān)。我國骨關(guān)節(jié)炎患者中，肥胖患者占53%。肥胖患者體重下降可以減輕疾病的嚴(yán)重程度。

（5）其他因素

① 骨密度 當(dāng)軟骨下骨小梁變薄變硬時，其承受壓力的能力下降，易出現(xiàn)損傷，如軟骨下骨小梁骨折等，間接影響關(guān)節(jié)軟骨承受壓力的能力，導(dǎo)致軟骨破壞，因此骨質(zhì)疏松者出現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎的幾率較高。

② 軟骨基質(zhì)改變 在血色病、褐黃病、Wilson病、痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎和二水焦磷酸鈣沉積病的患者，分別由于含鐵血黃素、馬尿酸聚合物、銅、尿酸鹽晶體和二水焦磷酸鈣晶體在軟骨基質(zhì)內(nèi)沉著，直接或者通過增加基質(zhì)硬度間接損傷軟骨細胞。但異物沉積前是否存在基質(zhì)成分的生物化學(xué)或物理化學(xué)方面的改變尚不清楚。

③ 骨內(nèi)壓增高 正常情況下，骨內(nèi)和軟組織內(nèi)的血液循環(huán)系統(tǒng)之間保持著一種動平衡，當(dāng)各種原因引起骨內(nèi)靜脈回流受阻，動脈血流入過多，或關(guān)節(jié)內(nèi)壓明顯上升時，均可引起骨內(nèi)壓升高，進而影響骨組織血液供應(yīng)，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生退行性變。

④ 性激素 應(yīng)用雌激素可緩解骨關(guān)節(jié)炎鼠的癥狀。50歲以后的婦女比年齡相仿的男性發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎的幾率高。流行病學(xué)研究顯示，服用雌激素的婦女比不服用者發(fā)生放射學(xué)骨關(guān)節(jié)炎少。最近的研究還發(fā)現(xiàn)人類和數(shù)種動物的關(guān)節(jié)軟骨中有雌激素受體，雌激素可影響調(diào)節(jié)軟骨分解和合成代謝的促炎細胞因子和生長因子的水平，提示雌激素可能在骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病中發(fā)揮作用。但也有一些研究得出相反的結(jié)論，如雌激素可使切除半月板的兔骨關(guān)節(jié)炎模型惡化；雌激素對癥狀性膝或髖骨關(guān)節(jié)炎沒有作用甚至使癥狀加重。

2。 發(fā)病機制 骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病與關(guān)節(jié)軟骨的破壞和修復(fù)有關(guān)，是外界多種因素對易感個體作用的結(jié)果。生物機械學(xué)、生物化學(xué)、炎癥及免疫學(xué)因素都參與了骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病過程。

（1）機械損傷 關(guān)節(jié)絕對或相對超負(fù)荷或負(fù)荷不足超過生理范圍等機械性因素造成細胞外基質(zhì)降解、軟骨細胞損傷，從而引起關(guān)節(jié)退行性改變。研究發(fā)現(xiàn)機械力的強度、拉力、剪切力等對軟骨的作用有不同。靜止力和牽拉力促進炎癥反應(yīng)和分解代謝，抑制生長因子和軟骨基質(zhì)合成。但是適當(dāng)?shù)呢?fù)荷和動力不僅能抑制炎癥反應(yīng)和分解代謝，還可促進血液循環(huán)、合成軟骨細胞生長因子。輕度的機械性牽拉可抑制核因子kappa B（NF-κB）表達，抑制炎癥基因表達。重度的機械性牽拉可促進NF-κB表達，促使炎癥基因過表達。其機制是軟骨細胞通過整聯(lián)蛋白（integrin）、CD44、膠原蛋白、透明質(zhì)酸受體等與軟骨基質(zhì)相聯(lián)系，將機械信號傳導(dǎo)到細胞內(nèi)，從而使軟骨細胞的功能及其內(nèi)在平衡發(fā)生改變。

（2）軟骨細胞修復(fù)失調(diào) 軟骨細胞在機械、炎癥、生化或免疫等損傷條件下發(fā)生凋亡、壞死、增殖等反應(yīng)，亦可通過調(diào)控合成基因及分解基因的表達，使合成減少或基質(zhì)降解。因此，軟骨細胞蛋白酶合成增加，蛋白酶抑制物合成減少，均可造成軟骨細胞外基質(zhì)進行性消耗。

（3）細胞外環(huán)境改變 基于軟骨外因素，如軟骨下骨改建、微小骨折、滑液改變、滑膜病變及血管形成等，單一或共同導(dǎo)致軟骨退變，引起OA發(fā)生。同時細胞因子白介素（IL）、腫瘤壞死因子（TNF）等及一氧化氮（NO）、氧自由基等亦參與了OA的發(fā)生。炎癥介質(zhì)與軟骨細胞、滑膜細胞的凋亡、壞死之間形成惡性循環(huán)，而機械作用是一種起始因素，它們相互滲透，互為因果。