不同載荷對(duì)大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨的影響及相關(guān)機(jī)制.pdf

1、本文分兩個(gè)部分進(jìn)行探討
　　第一部分：不同載荷對(duì)大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨的影響
　　目的：通過(guò)比較跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)及關(guān)節(jié)制動(dòng)等不同載荷情況下大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)及膠原含量，明確機(jī)械載荷對(duì)軟骨的不同影響。
　　方法：30只雄性清潔級(jí)SD成年大鼠隨機(jī)均分為5組：對(duì)照組（C）、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（L）、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（M）、高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（H）和制動(dòng)組（I）。三個(gè)運(yùn)動(dòng)組大鼠分別進(jìn)行低、中、高強(qiáng)度的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)組大鼠行右膝關(guān)節(jié)完全屈曲位固定。8周后處死動(dòng)

2、物，取大鼠右側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨標(biāo)本脫鈣包埋，并行組織學(xué)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(xué)檢測(cè)膠原含量。
　　結(jié)果：1、與對(duì)照組相比，低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組Mankin’s評(píng)分均無(wú)顯著變化；而高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組和制動(dòng)組Mankin’s評(píng)分顯著增加。
　　2、與對(duì)照組相比，低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組 HE染色顯微鏡下軟骨形態(tài)無(wú)明顯變化；高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組軟骨表面毛糙、表層軟骨缺失，軟骨細(xì)胞克隆出現(xiàn)細(xì)胞簇，細(xì)胞數(shù)量明顯

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

4、均灰密度值增高，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組和制動(dòng)組Ⅱ型膠原免疫組化染色平均灰密度值均顯著低于對(duì)照組（p<0.05）。
　　結(jié)論：8周低和中強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)軟骨形態(tài)和Ⅱ型膠原含量等無(wú)明顯影響，而8周高強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)均可導(dǎo)致大鼠膝關(guān)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(guò)低或過(guò)高載荷均可導(dǎo)致軟骨退變樣改變。
　　第二部分：不同載荷對(duì)大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞基因表達(dá)的影響
　　目的：通過(guò)檢測(cè)大鼠膝關(guān)節(jié)軟骨

5、BGN、FMOD、Col2和 TGF-βmRNA的表達(dá)量，研究高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與制動(dòng)引起關(guān)節(jié)軟骨損傷的機(jī)制。
　　方法：30只雄性清潔級(jí)SD成年大鼠隨機(jī)均分為：對(duì)照組（C，n=6），低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（L,n=6），中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（M,n=6），高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（H，n=6）和制動(dòng)組（I，n=6）。運(yùn)動(dòng)組大鼠進(jìn)行8周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)方案同第一部分），制動(dòng)組大鼠行右膝關(guān)節(jié)完全屈曲位固定8周，對(duì)照組籠中自由活動(dòng)。8周后，取右側(cè)脛骨平臺(tái)軟骨行實(shí)時(shí)熒光定量

6、逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（real time RT-PCR）檢測(cè)軟骨BGN、FMOD、Col2和TGF-β mRNA表達(dá)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　結(jié)果：1、與對(duì)照組相比，低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組Col2明顯增高；BGN和FMOD mRNA表達(dá)均有所增高，TGF-βmRNA表達(dá)降低，但差異不明顯。
　　2、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組Col2、BGN和FMOD mRNA表達(dá)較對(duì)照組均增高，而TGF-βmRNA表達(dá)稍下降。
　　3、與對(duì)照組相比，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組C

7、ol2、BGN和FMOD mRNA表達(dá)均增高，TGF-βmRNA表達(dá)降低，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　4、制動(dòng)組Col2、BGN、FMOD mRNA表達(dá)均明顯減少，尤其是BGN、FMOD表達(dá)較對(duì)照組及運(yùn)動(dòng)各組都顯著下降，而TGF-βmRNA表達(dá)明顯增高。
　　結(jié)論：低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)有助于維持軟骨細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能。軟骨細(xì)胞對(duì)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)是軟骨損傷與修復(fù)同時(shí)存在；而在制動(dòng)過(guò)程中軟骨細(xì)胞失去了維持軟骨結(jié)構(gòu)和功能的能力，軟骨損