第五章 关节的病理生理
第一节 关节软骨的生物学反应
关节损伤可累及关节囊和关节囊韧带、滑膜、关节软骨和关节内软骨盘。
一、关节损伤的组织学分类
1.关节软骨损伤
轻微损伤,可能只发生关节软骨面的小区、表浅损伤;较重的损伤可发生关节面软骨骨折、碎裂、脱落,后期可出现关节内游离体或脱落的软骨碎片引起关节交锁。
2.关节内软骨盘损伤
多见于膝关节半月板损伤。
3.关节内韧带损伤
具有重要临床意义的关节内韧带损伤是膝关节内的交叉韧带。
二、关节软骨损伤的病理变化
软骨遭受创伤后,细胞肿胀、崩解、坏死、碎裂、脱落,软骨组织间出现裂隙,或称为软骨微小骨折;软骨细胞损伤后,分泌蛋白质溶解酶及胶原酶,使软骨基质遭受破坏,蛋白聚糖降解或丧失,胶原纤维暴露,逐渐出现老化,导致软骨进一步损害;严重软骨面损伤可致软骨下骨暴露,甚至软骨下骨骨折、出血,形成新骨,使骨的硬度增加,呈象牙样改变,使软骨的弹性下降,正常软骨的吸收震荡、缓冲应力的生物学功能降低;软骨微细骨折间隙被肉芽组织充填,逐渐形成纤维软骨,部分软骨钙化,形成骨赘,骨赘碎裂成片,成为游离体。
三、关节软骨的退行性变
大体观察关节软骨表面不光滑,失去光泽,关节软骨从蓝色透明逐渐变为浅黄色不透明,有脂质和色素沉着,软骨变薄,在负重区可出现蚀损。晚期软骨表面粗糙不平,可碎裂剥脱,暴露软骨下骨。
最初病理改变为表层软骨出现局灶性损伤,退变早期表现为表层软骨纤维化,以及表层细胞增殖,并伴有与关节面平行的软骨表层劈裂。最后整个病变处软骨变薄、裂开或溃疡样变,严重者软骨完全消失,软骨下骨暴露。软骨细胞密度降低,细胞结构和成分出现多种退行性变,如细胞内脂质含量和细胞外磷脂量均随年龄而增加,内质网减少。
关节软骨退变时其基质也发生变化,细胞外基质浅层裂开,软骨外观不像正常时候的平滑且富有光泽,而呈丝绒状。间质水分含量明显降低,胶原成分增加。
椎间盘内蛋白多糖和水的含量下降,非胶原蛋白浓度增大,导致整个椎间盘弹性下降。
第二节 滑膜的生物学反应
关节损伤时滑膜可发生组织挫伤、撕脱或断裂。滑膜可有充血、水肿和中性粒细胞浸润。滑膜细胞增生活跃,分泌滑液量增加;血管通透性增加,使血浆渗出,纤维蛋白进入关节内;炎性细胞增多、聚集;关节液糖消耗增加,使糖含量减少;细胞分泌的蛋白溶解酶使关节表面胶原成分破坏。轻度的滑膜缺损可由滑膜细胞增生而迅速修复,其他结缔组织细胞也可通过滑膜化生而参与修复过程。
关节的退行性变时,滑膜表现为表面皱襞和绒毛增多,滑膜细胞的细胞质减少,滑膜纤维化,滑膜下层的弹性纤维和胶原纤维增多。
第三节 关节囊、韧带的生物学反应
一、关节损伤时关节囊的病理变化
较轻的暴力可导致关节囊破裂,发生关节脱位。损伤的关节囊在滑膜层及纤维层均表现为明显的创伤反应,如微血管破裂出血、体液渗出、修复细胞增生、细胞分泌基质增加、胶原纤维增生,最终达到组织愈合。
二、关节外韧带的愈合过程
关节外韧带的愈合过程可分为以下几个阶段:
1.Ⅰ期炎症期 韧带撕裂后,破裂的毛细血管和连接组织产生血肿,血凝块中的各种炎症介质释放,增加了毛细血管的通透性,促进了炎细胞的趋化作用。在炎症的后期,成纤维细胞开始增生并产生细胞外基质,形成原始的瘢痕。
2.Ⅱ期基质和细胞增生 成纤维细胞是增生的主要细胞,此外还有巨噬细胞和肥大细胞。新生的毛细血管芽与原有的毛细血管相互连接。此期间,正常连接组织与增生的瘢痕组织中的胶原合成均十分活跃。
3.Ⅲ期与Ⅳ期改建期与成熟期 几周后,在增生期和改建期之间开始转变。损伤处细胞和血管的数量逐渐减少而胶原浓度逐渐增加。活跃的基质合成开始下降,基质的生化性质逐渐向正常韧带转变。愈合的韧带仍未完全排列好,还有部分细胞比例过多。一般需12个月甚至更长的时间才能完成所有的重建工作。
(宫丽华 黄啸原)
参考文献
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