骨关节炎的病因与发病机制

（一）中医病因病机

中医学认为“肾主骨，生髓”，髓居骨中，骨赖髓以充养。所以本病的发生以肾精亏虚为本，另外还与邪侵、损伤等有关。本病的病因可概括为正虚、邪实二方面。正虚为发病的内在因素，邪实则为发病的主要病机。

1。年老肾虚 中年以后，肝血肾精渐亏，气血不足，致筋骨失养，形体疲极而易发本病。

2。外邪侵袭 肾虚者，易受外邪侵袭，致经络、筋骨、关节痹阻不通，造成关节周围组织疼痛。而肥人关节疼痛则多为风湿与痰饮流注经络，致局部气血凝滞，络脉受阻，不通则痛。久痛入络、入骨，骨失濡养，日久则骨痿渐生，且与风、寒、湿、痰并存。

3。劳损过度 因长期姿势不良，过度负重用力，劳损日久，致气血不和，经脉受阻，筋骨失养更甚，伤及筋骨，累及肝肾，使病变加重。

4。骨节外伤 腰部扭伤或膝、踝部挫伤后治疗或休息不当，均可引发本病，或加速退行性病变的进程。

（二）西医病因与发病机制

1。病因 骨关节炎的病因目前尚不清楚，其发病可能为多因素作用的结果。

（1）年龄 在所有发病因素中，年龄增长是最重要的因素之一。①随着年龄的增长，软骨肥大增厚，但软骨中无血液供应和神经分布，其营养靠周围组织扩散而来，当软骨肥大时，营养供应不足，出现软骨变性、软骨细胞减少，随后软骨撕裂，强度大的Ⅰ型胶原取代Ⅱ型胶原；②为增加承受负荷的能力，透明软骨变成纤维软骨，但同时关节软骨的弹性和粘滞性下降；③随着年龄的增长，骨骼中无机物逐渐增多，骨骼的弹力与韧性减低；④由于衰老使肌肉无力，神经系统对外界的反应较慢，自我保护能力减弱。在以上不利因素的基础上，当机械力超过关节软骨承受能力时，关节软骨及软骨下骨易受到冲击力的损伤，造成软骨细胞损伤，降解酶释放，基质成分破坏，软骨丧失，软骨下骨出现微小骨折。以上损伤反复发生，导致日后关节软骨和骨进行性病变。

（2）遗传因素 遗传因素和骨关节炎关系密切，Heberden结节和Bouchard结节及多关节型骨关节炎病人多有家族聚集的倾向。髋关节、腕掌关节骨关节炎在白种人多见，而在有色人种中少见。目前认为骨关节炎与负责编码软骨中Ⅱ型胶原的Ⅱ型前胶原基因（COL2A1）有关，家系调查结果显示在骨关节炎家系所有发病的个体均出现COL2A1位点的一个碱基突变，而未发病的个体中无碱基突变现象。对骨关节炎的双生子基因分析发现第二号染色体短臂上23～35区域基因突变与骨关节炎相关。另有发现VitD受体基因多态性和发病年龄较轻的骨关节炎有关。多关节型骨关节炎遗传倾向与HLA-B8单倍体相关，并与α-抗胰蛋白酶同分异构体相关。家族性焦磷酸钙沉着症伴发的骨关节炎与染色体8q相关。另有一些和软骨发育不良有关的家族性骨关节炎是常染色体显性遗传。总之，遗传因素对骨关节炎的影响可能包括关节软骨结构异常或骨代谢异常，同时骨关节炎的危险因子如肥胖、骨密度改变等也受遗传因素的影响，提示骨关节炎可能是多基因遗传而不是单基因缺陷。

（3）关节损伤和过度使用 任何原因引起关节形态异常，如关节脱位、髌骨或十字韧带切除术后、骨坏死及骨折复位不良等，都可改变关节负荷的传送及关节面的负荷分布，使关节面对合不良，关节软骨面局部负荷和磨损增加，造成骨关节炎。无准备的冲击负荷是关节软骨及软骨下骨损伤的重要因素。关节软骨对反复冲击负荷耐受性极差，极易出现关节损伤。例如行走时膝关节承受的负荷是体重的2～3倍，而膝关节屈曲时，关节承受的负荷是体重的7～8倍。另外，骨关节炎还与关节磨损及反复长期使用某些关节有关，如纺织工人多发手骨关节炎，而田径运动员多发膝骨关节炎等。软骨下骨的可塑性较好，是重要的冲击吸收装置，过度负荷可导致软骨下骨增厚、软骨下骨微骨折，随后骨痂形成及骨重建，骨折愈合，但逐渐发展至软骨下骨钙化，对冲击力的吸收能力减弱，而且在负重时关节面均匀受力能力降低，使得冲击力集中于关节软骨的某一部位，造成软骨的损伤。磁共振检查发现最易损伤的部位是韧带骨附着部位。一般而言，关节软骨损伤修复后形成的软骨，缺乏正常人软骨的生物学特点，其耐磨性、弹性和抗冲击能力下降，保护能力下降。

（4）肥胖 肥胖增加了负重关节的负荷，是使病情加重的重要因素。体重增加和膝骨关节炎的发病率成正比。国外报告肥胖患者骨关节炎发病率为12%～43%， 明显高于非肥胖人群骨关节炎的发病率。另外，肥胖者骨关节炎的危险性是正常体重者的1.5倍。其中女性肥胖者骨关节炎的危险性是正常体重者的2.1倍。因体重负荷主要集中于膝关节内侧软骨，这正是大多数肥胖者发生骨关节炎的常见部位，提示肥胖可能是膝骨关节炎重要的危险因素。另外肥胖者的脊柱和足部骨关节炎发生率也较高，这些部位发生骨关节炎的几率和严重程度与患者的体重和皮下脂肪的厚度呈正相关。髋关节也为负重关节，但肥胖者髋关节骨性关节炎的发生率较低；手的远端指间关节并非负重关节，可是手指骨性关节炎也随体重的增加而增加。因此，推测骨关节炎也与肥胖并存的脂类、嘌呤和糖的代谢异常有关。我国骨关节炎患者中，肥胖患者占53%。肥胖患者体重下降可以减轻疾病的严重程度。

（5）其他因素

① 骨密度 当软骨下骨小梁变薄变硬时，其承受压力的能力下降，易出现损伤，如软骨下骨小梁骨折等，间接影响关节软骨承受压力的能力，导致软骨破坏，因此骨质疏松者出现骨关节炎的几率较高。

② 软骨基质改变 在血色病、褐黄病、Wilson病、痛风性关节炎和二水焦磷酸钙沉积病的患者，分别由于含铁血黄素、马尿酸聚合物、铜、尿酸盐晶体和二水焦磷酸钙晶体在软骨基质内沉着，直接或者通过增加基质硬度间接损伤软骨细胞。但异物沉积前是否存在基质成分的生物化学或物理化学方面的改变尚不清楚。

③ 骨内压增高 正常情况下，骨内和软组织内的血液循环系统之间保持着一种动平衡，当各种原因引起骨内静脉回流受阻，动脉血流入过多，或关节内压明显上升时，均可引起骨内压升高，进而影响骨组织血液供应，导致关节软骨发生退行性变。

④ 性激素 应用雌激素可缓解骨关节炎鼠的症状。50岁以后的妇女比年龄相仿的男性发生骨关节炎的几率高。流行病学研究显示，服用雌激素的妇女比不服用者发生放射学骨关节炎少。最近的研究还发现人类和数种动物的关节软骨中有雌激素受体，雌激素可影响调节软骨分解和合成代谢的促炎细胞因子和生长因子的水平，提示雌激素可能在骨关节炎的发病中发挥作用。但也有一些研究得出相反的结论，如雌激素可使切除半月板的兔骨关节炎模型恶化；雌激素对症状性膝或髋骨关节炎没有作用甚至使症状加重。

2。 发病机制 骨关节炎的发病与关节软骨的破坏和修复有关，是外界多种因素对易感个体作用的结果。生物机械学、生物化学、炎症及免疫学因素都参与了骨关节炎的发病过程。

（1）机械损伤 关节绝对或相对超负荷或负荷不足超过生理范围等机械性因素造成细胞外基质降解、软骨细胞损伤，从而引起关节退行性改变。研究发现机械力的强度、拉力、剪切力等对软骨的作用有不同。静止力和牵拉力促进炎症反应和分解代谢，抑制生长因子和软骨基质合成。但是适当的负荷和动力不仅能抑制炎症反应和分解代谢，还可促进血液循环、合成软骨细胞生长因子。轻度的机械性牵拉可抑制核因子kappa B（NF-κB）表达，抑制炎症基因表达。重度的机械性牵拉可促进NF-κB表达，促使炎症基因过表达。其机制是软骨细胞通过整联蛋白（integrin）、CD44、胶原蛋白、透明质酸受体等与软骨基质相联系，将机械信号传导到细胞内，从而使软骨细胞的功能及其内在平衡发生改变。

（2）软骨细胞修复失调 软骨细胞在机械、炎症、生化或免疫等损伤条件下发生凋亡、坏死、增殖等反应，亦可通过调控合成基因及分解基因的表达，使合成减少或基质降解。因此，软骨细胞蛋白酶合成增加，蛋白酶抑制物合成减少，均可造成软骨细胞外基质进行性消耗。

（3）细胞外环境改变 基于软骨外因素，如软骨下骨改建、微小骨折、滑液改变、滑膜病变及血管形成等，单一或共同导致软骨退变，引起OA发生。同时细胞因子白介素（IL）、肿瘤坏死因子（TNF）等及一氧化氮（NO）、氧自由基等亦参与了OA的发生。炎症介质与软骨细胞、滑膜细胞的凋亡、坏死之间形成恶性循环，而机械作用是一种起始因素，它们相互渗透，互为因果。