โรคข้อเข่าเสื่อม: วิธีการจัดกระดูกอ่อนข้อ

กระดูกอ่อนข้อต่อปกติมีหน้าที่หลักสองประการ ได้แก่ การดูดซึมแรงดันโดยการเปลี่ยนรูประหว่างความเค้นทางกลและความเรียบของพื้นผิวข้อต่อซึ่งช่วยให้คุณสามารถลดแรงเสียดทานขณะเคลื่อนย้ายบริเวณข้อต่อ นี่คือโครงสร้างที่ไม่ซ้ำกันของกระดูกอ่อนข้อต่อซึ่งประกอบด้วย chondro-ita แช่อยู่ในเมทริกซ์ภายนอก (ECM)

กระดูกอ่อนข้อต่อปกติของผู้ใหญ่สามารถแบ่งออกเป็นหลายชั้นหรือโซน: พื้นผิวหรือสัมผัสวงโซนโซนการเปลี่ยนแปลงลึกหรือบริเวณรัศมีและโซนที่มีประกายไฟ ชั้นระหว่างพื้นผิวและโซนการเปลี่ยนแปลงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างการเปลี่ยนแปลงและเขตลึกไม่มีขอบเขตชัดเจน การเชื่อมต่อระหว่างกระดูกอ่อนข้อเท้าที่ไม่ถูกบีบอัดและคลายตัวเรียกว่า "เส้นขอบหยัก" - นี่คือเส้นที่กำหนดโดยการย้อมสีเนื้อเยื่อที่ถูก decalcified โซนอ่อนของกระดูกอ่อนมีสัดส่วนค่อนข้างคงที่ (6-8%) ในความสูงโดยรวมของเสี้ยว ความหนารวมของกระดูกอ่อนข้ออ้อยรวมทั้งบริเวณกระดูกอ่อนที่ถูกทำให้แข็งตัวแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับภาระในพื้นที่ผิวข้อต่อและชนิดของข้อต่อ ความดันแบบไฮโดรสแตติกแบบไม่ต่อเนื่องในกระดูก subchondral มีบทบาทสำคัญในการรักษาโครงสร้างปกติของกระดูกอ่อนชะลอการทำให้แข็งตัว

Chondrocytes เป็นประมาณ 2-3% ของมวลเนื้อเยื่อทั้งหมด ในพื้นผิว (สัมผัส) โซนพวกเขาจะอยู่ตามและในเขตลึก (รัศมี) - ตั้งฉากกับพื้นผิวของกระดูกอ่อน; ในโซนการเปลี่ยนแปลง chondrocytes เป็นกลุ่ม 2-4 เซลล์ที่กระจายอยู่ทั่วเมทริกซ์ ความหนาแน่นของตำแหน่งของ chondrocytes จะขึ้นอยู่กับพื้นที่ของกระดูกอ่อนข้อที่แตกต่างกันไปคือความหนาแน่นของเซลล์ที่สูงที่สุดในเขตพื้นผิวซึ่งจะมีค่าต่ำสุดในตาข่าย นอกจากนี้ความหนาแน่นของการกระจายตัวของเซลล์แตกต่างกันไปจากข้อต่อไปจนถึงข้อต่อ แต่ก็มีสัดส่วนผกผันกับความหนาของกระดูกอ่อนและภาระที่พบได้ในบริเวณเดียวกัน

ส่วนใหญ่ตั้งอยู่ chondrocytes เป็นรูปดิสก์และรูปแบบในพื้นที่สัมผัสหลายชั้นของเซลล์ที่อยู่ด้านล่างแถบแคบของเมทริกซ์; เซลล์ที่อยู่ลึกของโซนนี้มักจะมีรูปทรงที่ไม่สม่ำเสมอมากขึ้น ในเขตการเปลี่ยนแปลง chondrocytes มีรูปร่างกลมบางครั้งพวกเขาจะรวมกันเป็นกลุ่มเล็ก ๆ กระจายอยู่ในเมทริกซ์ Chondrocytes ของบริเวณลึกมีรูปร่างเป็นรูปทรงวงรีซึ่งแบ่งเป็นกลุ่ม 2-6 เซลล์ ในเขตร้อนชื้นพวกเขาจะกระจายมากยิ่งขึ้นเท่าที่จำเป็น; บางส่วนของพวกเขาเป็น necrotic แม้ว่าส่วนใหญ่จะทำงานได้ เซลล์ถูกล้อมรอบด้วยเมทริกซ์ที่ไม่ทำให้เกิดการลัดวงจร

ดังนั้นกระดูกอ่อนข้อต่อของมนุษย์ประกอบด้วย ECM ไฮโดรเจนและเซลล์ที่ถูกแช่อยู่ในเนื้อเยื่อซึ่งเป็นสัดส่วน 2-3% ของปริมาตรเนื้อเยื่อทั้งหมด เนื่องจากเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนไม่ได้มีเลือดและหลอดเลือดเหลืองปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์การจัดส่งสารอาหารให้กับพวกเขาการกำจัดผลิตภัณฑ์การเผาผลาญจะกระทำโดยการแพร่ผ่าน ECM อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่ว่า chondrocytes การเผาผลาญมีการใช้งานมากพวกเขาไม่แบ่งตามปกติในผู้ใหญ่ Chondrocytes มีอยู่ในสภาวะที่ปราศจากออกซิเจนเชื่อว่าการเผาผลาญอาหารของพวกเขาจะถูกทำขึ้นโดยไม่ใช้ออกซิเจน

แต่ละ chondrocyte ถือเป็นหน่วยการเผาผลาญแยกจากกระดูกอ่อนที่แยกได้จากเซลล์ที่อยู่ใกล้เคียง แต่ต้องรับผิดชอบในการผลิตองค์ประกอบ VKM ในบริเวณใกล้เคียงเซลล์ที่ให้และรักษาองค์ประกอบของ

มี VCR ปล่อยสามส่วนแต่ละที่มีโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาที่ไม่ซ้ำกันและองค์ประกอบทางชีวเคมีที่เฉพาะเจาะจง VCR เมมเบรน kbazalnoy chondrocyte ที่อยู่ติดกันโดยตรงเรียกว่า pericellular, ililakunarnym เมทริกซ์ มันเป็นลักษณะปฏิสัมพันธ์เซลล์เนื้อหาสูงที่เกี่ยวข้องกับกรดไฮยาลูโรของมวลรวม proteoglycan กับตัวรับ CD44 เหมือนและญาติขาดจัดซ่านคอลลาเจน โดยตรงในการติดต่อกับเมทริกซ์ pericellular ดินแดนหรือ capsular เมทริกซ์ซึ่งประกอบด้วยเครือข่ายตัดคอลลาเจนเส้นใยซึ่งห่อหุ้มเซลล์ของแต่ละบุคคลหรือที่ (บางครั้ง) เป็นกลุ่มของเซลล์รูป hondron และมีแนวโน้มที่จะให้การสนับสนุนเครื่องจักรกลพิเศษสำหรับเซลล์ ติดต่อเมทริกซ์ chondrocyte กับ capsular ทำได้โดยกระบวนการนิวเคลียสจำนวนมากที่อุดมไปด้วยไมโครฟิลาเมนท์และโมเลกุลของเมทริกซ์ที่เฉพาะเจาะจงเช่น CD44-ankorin และ podobnye ผู้รับ ที่ใหญ่ที่สุดและห่างไกลที่สุดจาก ECM เยื่อชั้นใต้ดินแยก chondrocyte - เมทริกซ์ interterritorial ที่มีจำนวนมากที่สุดของคอลลาเจนและซ่าน proteoglycans

การแบ่งส่วนของ ECM ไปยังแผนกต่างๆนั้นมีความชัดเจนยิ่งขึ้นในกระดูกอ่อนข้อต่อของผู้ใหญ่มากกว่าในกระดูกอ่อนที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ ขนาดสัมพัทธ์ของแต่ละแผนกแตกต่างกันไปไม่เพียง แต่ในข้อต่อที่ต่างกัน แต่ยังอยู่ในกระดูกอ่อนเดียวกัน แต่ละ chondrocyte สร้างเมทริกซ์โดยรอบ การศึกษาผู้ใหญ่ยื่น chondrocytes ของกระดูกอ่อนดำเนินการควบคุมการเผาผลาญอาหารที่ใช้งานมากกว่าการฝึกอบรม pericellular และดินแดนของพวกเขามีการควบคุมการใช้งานน้อยเมทริกซ์ interterritorial ซึ่งสามารถเมตาบอลิ "เฉื่อย"

ดังกล่าวก่อนหน้ากระดูกอ่อนส่วนใหญ่ประกอบด้วย ECM กว้างขวางสังเคราะห์และควบคุมโดย chondrocytes โมเลกุลของเนื้อเยื่อและความเข้มข้นของพวกเขาแตกต่างกันไปตลอดชีวิตเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงการทำงาน แต่ก็ยังคงไม่ชัดเจน: เซลล์สังเคราะห์เมทริกซ์ทั้งหมดในเวลาเดียวกันหรือที่เฟสบางอย่างให้สอดคล้องกับความต้องการทางสรีรวิทยา ความเข้มข้นของโมเลกุล, การเผาผลาญสมดุลระหว่างพวกเขากำหนดความสัมพันธ์และการมีปฏิสัมพันธ์คุณสมบัติทางชีวเคมีและด้วยเหตุนี้การทำงานของกระดูกอ่อนภายในร่วมกัน องค์ประกอบหลักของผู้ใหญ่ VCR ข้อกระดูกอ่อนคือน้ำ (65-70% ของมวลรวม) ซึ่งมีการเชื่อมต่ออย่างแน่นหนานั้นโดยวิธีการของคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษของโมเลกุลของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนที่ประกอบไปด้วยคอลลาเจน, proteoglycans และไกลโคโปรตีนที่ไม่ใช่ collagenous

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]

องค์ประกอบทางชีวเคมีของกระดูกอ่อน

เส้นใยคอลลาเจนประกอบด้วยโมเลกุลของโปรตีนคอลลาเจน ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสัดส่วนของคอลลาเจนมีสัดส่วนประมาณหนึ่งในสี่ของโปรตีนทั้งหมดในร่างกาย คอลลาเจนเป็นองค์ประกอบของเส้นใย (collagen fibrils) ประกอบด้วยโครงสร้างย่อยเรียกว่า tropocollagen โมเลกุล tropocollagen มีโซ่สามแบบที่เป็นเกลียวสามตัว เช่นโครงสร้างของโมเลกุล tropocollagen เช่นเดียวกับโครงสร้างของเส้นใยคอลลาเจนเมื่อโมเลกุลเหล่านี้จะถูกจัดเรียงในแบบคู่ขนานในทิศทางตามยาวที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องประมาณ 1/4 ของความยาวและให้ความยืดหยุ่นสูงและความแข็งแรงของเนื้อเยื่อในที่พวกเขามีอยู่ ปัจจุบันมี 10 ชนิดของคอลลาเจนที่แตกต่างกันทางพันธุกรรมซึ่งแตกต่างกันไปในโครงสร้างทางเคมีของ a-chains และ / หรือของสะสมในโมเลกุล คอลลาเจนชนิดแรกที่ศึกษามากที่สุด 4 ชนิดสามารถสร้างไอโซฟอร์มโมเลกุลได้ถึง 10 ชนิด

เส้นใยคอลลาเจนเป็นส่วนหนึ่งของพื้นที่นอกเซลล์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันส่วนใหญ่รวมถึงเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน ภายในเครือข่ายสามมิติที่ไม่ละลายน้ำส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ละลายได้มากขึ้นเช่น proteoglycans glycoproteins และโปรตีนที่จำเพาะเนื้อเยื่อจะ "พันกัน" จาก collagen fibril ที่ยุบ; บางครั้งพวกเขาจะถูกผูกโควาเลนต์กับองค์ประกอบของคอลลาเจน

โมเลกุลคอลลาเจนที่จัดเป็นเส้นใยประมาณ 50% ของกระดูกแห้งที่เป็นสารอินทรีย์ที่เหลืออยู่ (10-20% ของกระดูกอ่อนพื้นเมือง) ในกระดูกอ่อนผู้ใหญ่ประมาณ 90% ของคอลลาเจนเป็นคอลลาเจนชนิดที่สองซึ่งพบได้เฉพาะในเนื้อเยื่อบางชนิด (เช่นไขกระดูกเส้นประสาทไขสันหลังหลังตัวอ่อน) คอลลาเจนชนิดที่สองหมายถึงชั้นแรก (สร้างเส้นใย) ของโมเลกุลคอลลาเจน นอกจากเขาในกระดูกอ่อนที่เป็นผู้ใหญ่ของคนคอลลาเจน IX, XI ชนิดและในจำนวนน้อยของ VI ชนิดนอกจากนี้ยังพบ ปริมาณสัณฐานของเส้นใยคอลลาเจนชนิด IX ในเส้นใยคอลลาเจนลดลงจาก 15% ในกระดูกอ่อนของทารกในครรภ์ถึง 1% ในกระดูกอ่อนผู้ใหญ่ของวัว

โมเลกุลของคอลลาเจน I ประเภทประกอบด้วยสาม polypeptide เหมือนกัน, (II) โซ่สังเคราะห์และหลั่งออกมาในรูปของสาร precollagen เมื่อโมเลกุลคอลลาเจนสำเร็จรูปถูกปล่อยออกสู่อวกาศแล้วเซลล์เหล่านี้จะก่อตัวเป็นเส้นใย คอลลาเจนคอลลาเจนชนิดที่ 2 เป็นกระดูกเชิงกรานที่เป็นผู้ใหญ่ซึ่งเป็นโมเลกุล "หนา" มากขึ้นจะอยู่ในชั้นลึกของเนื้อเยื่อและเป็น "บาง" - แนวนอนในชั้นผิว

ในยีน procollagen ชนิดที่สองพบ exon ที่เข้ารหัสโพรพิติเดอร์ N-terminal propylene ที่อุดมไปด้วย cysteine เอ็กซอนนี้ไม่ได้แสดงออกในกระดูกอ่อนผู้ใหญ่ แต่ในระยะแรกของการพัฒนา (prechondrogenesis) เนื่องจากมี Exon นี้โมเลกุลคอลลาเจน II ชนิด (Type II A) มีความยาวมากกว่าคอลลาเจนชนิด II อาจแสดงออกของ procollagen ชนิดนี้ยับยั้งการสะสมขององค์ประกอบใน ECM ของกระดูกอ่อนข้อ อาจมีบทบาทในการพัฒนาพยาธิวิทยาของกระดูกอ่อน (ตัวอย่างเช่นการตอบสนองต่อการซ่อมแซมที่ไม่เพียงพอการก่อตัวของกระดูกพรุน ฯลฯ )

เครือข่ายของเส้นใยคอลลาเจนชนิดที่ 2 มีคุณสมบัติในการรับแรงดึงและมีความจำเป็นในการรักษาปริมาตรและรูปร่างของเนื้อเยื่อ ฟังก์ชันนี้ได้รับการปรับปรุงโดยโควาเลนต์และเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลคอลลาเจน ใน VKM เอนไซม์ lysiloxidase สร้างอัลดีไฮด์จาก hydroxylizine ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดอะมิโนไฮเวย์ไฮไดรด์ไลซิล - พีริดีนอลินซึ่งก่อให้เกิดการเชื่อมโยงระหว่างโซ่ ในมือข้างหนึ่งความเข้มข้นของกรดอะมิโนนี้จะเพิ่มขึ้นตามอายุอย่างไรก็ตามในกระดูกอ่อนที่เป็นผู้ใหญ่นั้นในทางปฏิบัติจะไม่เปลี่ยนแปลง ในทางตรงกันข้ามในกระดูกอ่อนข้อต่อการเพิ่มความเข้มข้นของการเชื่อมโยงข้ามประเภทต่างๆกับอายุจะเกิดขึ้นตามอายุที่เกิดขึ้นโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของเอนไซม์

ประมาณ 10% ของจำนวนเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนคอลลาเจนคือสิ่งที่เรียกว่า collagens รายย่อยซึ่งในหลาย ๆ ด้านกำหนดหน้าที่เฉพาะของเนื้อเยื่อนี้ ประเภท Collagen IX เป็นชั้นที่สามของโมเลกุลเกลียวสั้นและกลุ่ม FACIT-collagens ที่ไม่ซ้ำกัน (Fibril-Associated Collagen with Interrupted Triple-helices) ที่มีเกล็ดสามตัวที่หลอมละลาย ประกอบด้วยสามโซ่พันธุกรรมที่แตกต่างกัน หนึ่งในนั้นคือโซ่₂ - คือ glycosylated พร้อมกับ chondroitin sulfate ซึ่งทำให้โมเลกุลนี้พร้อมกัน proteoglycan ระหว่างกลุ่มของกลุ่ม collagen type IX spiral และ collagen type II พบว่าทั้ง cross-link คอลลาเจน IX ยังสามารถทำหน้าที่เป็น "ตัวเชื่อมต่อ" intermolecular-interfibrillar (หรือสะพาน) ระหว่างเส้นใยคอลลาเจนที่อยู่ติดกัน โมเลกุลคอลลาเจน IX สร้างความเชื่อมโยงระหว่างกันซึ่งจะเพิ่มเสถียรภาพทางกลของเครือข่ายสามมิติแบบไฟเบอร์และป้องกันไม่ให้เกิดผลกระทบจากเอนไซม์ พวกเขายังให้ความต้านทานต่อการเสียรูป จำกัด การบวมของ proteoglycans ภายในเครือข่าย นอกจากโซ่ anionic CS แล้วโมเลกุลคอลลาเจน IX ยังมีโดเมน cationic ที่ให้เส้นใยประจุไฟฟ้าที่มีประจุไฟฟ้าสูงและมีแนวโน้มที่จะมีปฏิกิริยากับ macromolecules matrix อื่น ๆ

ประเภทของคอลลาเจน XI เพียง 2-3% ของมวลรวมของคอลลาเจนเท่านั้น มันเป็นของชั้นเฟิสต์คลาส (สร้างเส้นใย) ของคอลลาเจนและประกอบด้วยสามโซ่ที่แตกต่างกัน ร่วมกับคอลลาเจนชนิดที่สองและ IX คอลลาเจนชนิด X ก่อให้เกิดเส้นใย heterotic fibrils ของกระดูกอ่อนข้อ โมเลกุลของคอลลาเจนชนิด XI พบได้ภายในเส้นใยคอลลาเจนชนิดที่สองด้วยความช่วยเหลือของอิมมูโนอิเล็กโตรโครมาโตกราส บางทีพวกเขาสามารถจัดระเบียบโมเลกุลคอลลาเจนชนิดที่สองควบคุมการเจริญเติบโตของเส้นใยและการกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยคอลลาเจน heterotypic นอกจากนี้คอลลาเจน XI ยังมีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัวของการเชื่อมโยงข้าม แต่แม้ในกระดูกอ่อนผู้ใหญ่พันธะขวางยังคงอยู่ในรูปของ ketoamines ที่ไม่อิ่มตัว

พบคอลลาเจนประเภท VI ซึ่งเป็นตัวแทนของคลาส III ในโมเลกุลในช่วงสั้นซึ่งพบในกระดูกอ่อนข้อ คอลลาเจนชนิดที่หกเป็น microfibrils ชนิดต่างๆและอาจมีความเข้มข้นในเมมเบรน capsular ของ chondron

Proteoglycans เป็นโปรตีนที่มีอย่างน้อยหนึ่ง glycosaminoglycan chain มีการเชื่อมต่อด้วยโควาเลนต์ Proteoglycans เป็นหนึ่งในโมเลกุลชีวภาพที่ซับซ้อนมากที่สุด Proteoglycans ที่กว้างขวางที่สุดมีอยู่ในกระดูกอ่อน VKM "พันกัน" ภายในเครือข่ายของเส้นใยคอลลาเจน proteoglycans hydrophilic บรรลุหน้าที่หลักของพวกเขา - พวกเขาแจ้งกระดูกอ่อนของความสามารถในการเปลี่ยนรูปย้อนกลับ เป็นที่เชื่อกันว่า proteoglycans ทำหน้าที่เป็นจำนวนมากซึ่งสาระสำคัญของสิ่งนี้ยังไม่ชัดเจนนัก

Aggrecan เป็น proteoglycan หลักของกระดูกอ่อนข้อมือ: มันเป็นประมาณ 90% ของมวลรวมของ proteoglycans ในเนื้อเยื่อ โปรตีนหลักของ 230 kD เป็น glycosylated โดยกลุ่มของโซ่ glycosaminoglycan ที่เชื่อมโยงกับโควาเลนตีเช่นเดียวกับ N-terminal และ C-terminal oligosaccharides

ห่วงโซ่ glycosaminoglycan ของกระดูกอ่อนซึ่งเป็นประมาณ 90% ของโมเลกุลน้ำหนักรวม - ซัลเฟต Keratan (คิดลำดับจากส่วนซัลเฟต sulphated ไดแซ็กคาไรด์ N-atsetilglyukozamingalaktoza หลายและสารตกค้างโมโนแซ็กคาไรด์อื่น ๆ เช่นกรด sialic) และซัลเฟต chondroitin (คิดลำดับจาก ไดแซ็กคาไรด์ N-acetylgalactosamine กรด glucuronic เอสเตอร์ซัลเฟตแต่ละเชื่อมต่อกับสี่หรืออะตอมคาร์บอนที่หกของ N-atsetilg lactosamine)

โปรตีนหลัก aggrecan มีสามดาวทรงกลม (G1, G2, G3) ชั่วโมง interglobular สอง (E1 และ E2) โดเมน ส่วน n- ขั้วประกอบด้วย G, - และโดเมน G2- แยก E1 ยาวส่วนของ 21 นาโนเมตร C3 โดเมนอยู่ที่ C-สถานีแยกออกมาจาก G ₂อีกต่อไป (ประมาณ 260 นาโนเมตร) ส่วน E2 ที่หมีมากกว่า 100 โซ่ซัลเฟต chondroitin ประมาณ 15-25 โซ่ซัลเฟต Keratan และ oligosaccharides O-เชื่อมโยง oligosaccharides N-เชื่อมโยงพบว่าส่วนใหญ่ภายใน G1- และ C2 โดเมนและ E1 ส่วนเช่นเดียวกับใกล้ G ₃ -regiona Glycosaminoglycans ถูกแบ่งออกเป็นสองภูมิภาค: ขยายมากที่สุด (ภูมิภาคที่เรียกว่าอุดมไปด้วยซัลเฟต chondroitin) ห่วงโซ่ประกอบด้วยซัลเฟต chondroitin และประมาณ 50% ของโซ่ซัลเฟต Keratan ภูมิภาคที่อุดมไปด้วยซัลเฟต Keratan หน่วงทาง E ₂ -segmente ใกล้ G1-โดเมนแจ๋วภูมิภาคที่อุดมไปด้วยซัลเฟต chondroitin โมเลกุล aggrecan ยังมีเอสเทอฟอสเฟตหน่วงหลักในการตกค้างไซโลที่โซ่ chondroitin ซัลเฟตจะแนบไปกับโปรตีนหลัก; พวกเขายังพบในซีรีนตกค้างของโปรตีนหลัก

ส่วน C-terminal _ของโดเมน C3 มีความคล้ายคลึงกันกับเลคตินเพื่อให้โมเลกุลของ proteoglycan สามารถยึดติดกับ ECM ได้โดยยึดเกาะกับโครงสร้างไฮโดรคาร์บอนบางชนิด

การศึกษาล่าสุดพบว่าเอกซ์ซอนเข้ารหัส (ปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวชั้นหนังกำพร้า) EGF เหมือนโดเมนย่อยภายใน G 3การใช้ antibodies polyclonal anti-EGF epitope ที่คล้ายกับ EGF ได้รับการแปลนภายในเปปไทด์ที่มีขนาด 68 kD ในกระดูกอ่อนข้อของมนุษย์ อย่างไรก็ตามหน้าที่ของตนต้องได้รับการชี้แจง โดเมนย่อยนี้ยังพบได้ในโครงสร้างของโมเลกุลของการยึดเกาะที่ควบคุมการอพยพของ lymphocytes เพียงประมาณหนึ่งในสามของโมเลกุล aggrecan ที่แยกได้จากผู้ใหญ่กระดูกอ่อนของมนุษย์มีเหมือนเดิม C ₃โดเมนของ; อาจเป็นเพราะความจริงที่ว่าใน ECM โมเลกุล aggrecan สามารถลดขนาดลงได้ตามเส้นทางเอนไซม์ ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดชะตากรรมและหน้าที่ของเศษแยก

ส่วนการทำงานหลักเป็น aggrecan โมเลกุล glikozaminoglikannesuschy E ₂ -segment เว็บไซต์ที่อุดมไปด้วย keratan sulfates มีกรดอะมิโน proline, serine และ threonine ส่วนใหญ่ซีรีนและ ธ รีโอนีตกค้าง O-glycosylated ตกค้าง N-atsetilgalaktozaminovymi พวกเขาเรียกสังเคราะห์ oligosaccharides บางอย่างที่ฝังอยู่ในโซ่ซัลเฟต Keratan จึงยาวพวกเขา ส่วนที่เหลือของ E ₂มีซีรีน - ไกลซีนมากกว่า 100 ซีเควนซ์ซึ่งซีรีส์ให้สิ่งที่แนบมากับสารตกค้างของไซโลสในช่วงเริ่มต้นของโซ่ chondroitin sulfate มักมีทั้ง chondroitin-6-sulphate และ chondroitin-4-sulfate ที่มีอยู่ภายในโมเลกุลเดียวกันของ proteoglycan จากอัตราส่วนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนและอายุของคน

โครงสร้างของโมเลกุลของ aggrecan ในเมทริกซ์ของกระดูกอ่อนข้อของคนได้รับการเปลี่ยนแปลงจำนวนมากในกระบวนการของการเจริญเติบโตและการเสื่อมสภาพ การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพ ได้แก่ การลดลงของขนาดของอุทกพลศาสตร์อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงความยาวโซ่โดยเฉลี่ยของซัลเฟต chondroitin การเพิ่มจำนวนและความยาวของโซ่ Keratan sulfate การเปลี่ยนแปลงในโมเลกุล aggrecan จำนวนมากยังได้รับการทำปฏิกิริยาของเอนไซม์โปรตีน (เช่น aggrecanase และ stromelysin) กับโปรตีนแกน นี้นำไปสู่การลดความก้าวหน้าในความยาวเฉลี่ยของโปรตีนหลักของโมเลกุล aggrecan

โมเลกุลของ Aggrecan สังเคราะห์ขึ้นโดย chondrocytes และหลั่งออกมาใน ECM ซึ่งทำให้เกิดมวลรวมที่เสถียรโดยโมเลกุลของโปรตีนที่มีผลผูกพัน การรวมตัวนี้รวมถึงปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โควาเลนต์และสหกรณ์เฉพาะระหว่างเส้นใยกรด glucuronic และเกือบ 200 โมเลกุลของ aggrecans และโปรตีนที่มีผลผูกพัน Glucuronic acid เป็น extracellular non-sulphonated linear glycosaminoglycan ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงประกอบไปด้วยโมเลกุลของ N-acetylglucamine และ glucuronic acid จำนวนมาก ลูปคู่ของโดเมน G1 ของ aggrecan มีผลย้อนกลับได้ด้วยการจัดเรียงกรดไฮยาลูโรนิค 5 ชนิดตามลำดับ โปรตีนที่มีผลผูกพันซึ่งประกอบด้วยลูปที่จับคู่คล้ายคลึงกัน (สูงคล้ายคลึงกัน) มีปฏิสัมพันธ์กับโดเมน C1 และโมเลกุลของกรดไฮยาลูโรนิ่งและทำให้โครงสร้างของโครงสร้างมีเสถียรภาพ โปรตีนชนิด C1-domain-hyaluronic acid binding protein สร้างปฏิสัมพันธ์ที่มีเสถียรภาพสูงซึ่งช่วยปกป้องโดเมน G1 และโปรตีนที่มีฤทธิ์จากการทำงานของเอนไซม์ proteolytic พบโปรตีนโมเลกุล 2 ชนิดที่มีน้ำหนักโมเลกุล 40-50 กิโลกรัม พวกเขาต่างจากกันในระดับของไกลโคซิเลเตอร์ มีโมเลกุลเพียงหนึ่งโมเลกุลของโปรตีนที่มีผลผูกพันอยู่ในบริเวณพันธะของกรดไฮยาลูโรนิก โมเลกุลขนาดเล็กที่สามของโปรตีนที่มีผลผูกพันถูกสร้างขึ้นจากโปรตีนที่มีขนาดใหญ่ขึ้นโดยการแตกโปรตีน

ประมาณ 200 โมเลกุลของ aggrecan สามารถผูกกับโมเลกุลของกรดไฮยาลูโรนิกหนึ่งตัวเพื่อสร้างความยาวรวม 8 มม. ในเมทริกซ์ที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ซึ่งประกอบด้วยหน่วยแบ่งเซลล์ระหว่างเซลล์และดินแดนมวลรวมจะคงความสัมพันธ์กับเซลล์ด้วยการผูกมัด (ผ่านเส้นประสาทของกรดไฮยาลูโรนิก) กับตัวรับ CD44 เหมือนในเยื่อหุ้มเซลล์

การก่อตัวของมวลรวมใน ECM เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน โมเลกุลของ aggrecan ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ไม่สามารถแสดงความสามารถในการเกาะกับกรดไฮยาลูโรนิกได้ทันที นี้สามารถทำหน้าที่เป็นกลไกการกำกับดูแลให้โมเลกุลสังเคราะห์ใหม่ไปถึงเขตการปกครองระหว่างกันของเมทริกซ์ก่อนที่จะถูกตรึงไว้ในมวลรวมขนาดใหญ่ จำนวนโมเลกุลของ aggrecan ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่และโปรตีนที่มีผลผูกพันสามารถสร้างมวลรวมโดยการมีปฏิสัมพันธ์กับกรดไฮยาลูโรนิคลดลงอย่างมีนัยสำคัญตามอายุ นอกจากนี้เมื่ออายุขนาดของมวลรวมที่แยกได้จากกระดูกอ่อนข้อของคนลดลงอย่างมาก ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการลดลงของความยาวเฉลี่ยของโมเลกุลของกรดไฮยาลูรอนและโมเลกุลของ aggrecan

มีกระดูกสันหลังสองประเภทในกระดูกอ่อนข้อ ขนาดเฉลี่ยของมวลรวมของชนิดแรกคือ 60 S มวลรวมของชนิดที่สอง (การตกตะกอนอย่างรวดเร็ว "superaggregates") คือ 120 เอสหลังมีลักษณะเป็นโมเลกุลที่อุดมสมบูรณ์ของโปรตีนที่มีผลผูกพัน การปรากฏตัวของ superagregates เหล่านี้อาจมีบทบาทสำคัญในการทำงานของเนื้อเยื่อ ในระหว่างการบูรณะเนื้อเยื่อหลังจากที่ตรึงแขนขากรรไกรในชั้นกลางของกระดูกอ่อนข้อเข่าจะพบความเข้มข้นสูงขึ้นในกลุ่มที่ได้รับผลกระทบจากโรคข้อเข่าเสื่อมในระยะเริ่มแรกของโรคขนาดของพวกเขาลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

นอกจาก aggrecan, กระดูกอ่อนข้อที่มีจำนวน proteoglycans เล็ก. Biglikan และ decorin โมเลกุลที่แบกเดอมัทซัลเฟตมีมวลโมเลกุลประมาณ 100 และ 70 kD ตามลำดับ มวลของโปรตีนหลักของพวกเขาคือประมาณ 30 kD

ข้อกระดูกอ่อนของโมเลกุล biglycan มนุษย์มีสองโซ่ dermatan ซัลเฟตในขณะที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งมากขึ้น Decorin - เพียงคนเดียว โมเลกุลเหล่านี้เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของ proteoglycans ในข้อกระดูกอ่อนแม้ว่าพวกเขาจะยังสามารถเป็นจำนวนมากเช่นเดียวกับมวลขนาดใหญ่ของ proteoglycans proteoglycans ขนาดเล็กมีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลอื่น ๆ ใน ECM รวมทั้งซ่านคอลลาเจน fibronectin, ปัจจัยการเจริญเติบโตและอื่น ๆ . Decorin เดิมภาษาท้องถิ่นบนพื้นผิวของซ่านคอลลาเจนและยับยั้งการ fibrillogenesis คอลลาเจน ร็อดเก็บไว้แน่นโปรตีนที่มีโดเมนเซลล์ผูกพันของ fibronectin จึงอาจยับยั้งการผูกพันของหลังไปยังเซลล์ผิว (integrins) เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งสอง Decorin และผูก biglycan เพื่อ fibronectin และยับยั้งการยึดเกาะของเซลล์และการย้ายถิ่นเช่นเดียวกับการก่อตัว thrombus พวกเขาสามารถที่จะยับยั้งกระบวนการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ

Fibromodulin ของกระดูกอ่อนเป็น proteoglycan ที่มีมวลโมเลกุล 50-65 กิโลดาลตันซึ่งเกี่ยวข้องกับเส้นใยคอลลาเจน โปรตีนหลักของมันคล้ายคลึงกับโปรตีนหลักของการตกแต่งและ bigakana มีสารซัลเฟตชนิด tyrosine จำนวนมาก รูปแบบ glycosylated ของ fibromodulin (เดิมเรียกว่า 59 โปรตีนเมทริกซ์ kD) สามารถมีส่วนร่วมในการควบคุมการสร้างและการบำรุงรักษาโครงสร้างของคอลลาเจน fibromils Fibromodulin และ decorin ตั้งอยู่บนผิวของเส้นใยคอลลาเจน ดังนั้นตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้การเพิ่มขึ้นของเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นใยควรจะนำหน้าด้วยการคัดเลือก proteoglycans เหล่านี้ (เช่นเดียวกับโมเลกุลคอลลาเจนชนิด IX)

กระดูกอ่อนมีจำนวนโปรตีนใน VKM ซึ่งไม่ได้เป็นของ proteoglycans หรือ collagens พวกเขามีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลอื่น ๆ เพื่อสร้างเครือข่ายที่โมเลกุล VKM ส่วนใหญ่จะรวมเข้าด้วยกัน

Anchorin ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีมวล 34 kD อยู่บนผิวของ chondrocytes และในเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดอันตรกิริยาระหว่างเซลล์และเมทริกซ์ เนื่องจากมีความสัมพันธ์กับคอลลาเจนชนิดที่ 2 มากจึงสามารถทำหน้าที่เป็นกลไกรับส่งสัญญาณซึ่งส่งสัญญาณเกี่ยวกับความดันที่เปลี่ยนไปกับเส้นใยของทวารหนัก

Fibronectin เป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนส่วนใหญ่แตกต่างเล็กน้อยจาก fibronectin ของเลือดพลาสม่า มีข้อเสนอแนะว่า fibronectin ส่งเสริมการผสมผสานของเมทริกซ์โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับเยื่อหุ้มเซลล์และส่วนประกอบอื่น ๆ ของ matrix เช่น collagen type II และ thrombospondin Fragments ของ fibronectin ส่งผลเสียต่อการเผาผลาญของ chondrocytes - ยับยั้งการสังเคราะห์ aggrecan กระตุ้นกระบวนการ catabolic ในผู้ป่วยที่มีโรคข้อเข่าเสื่อมร่วมพบว่ามีสาร fibronectin ที่มีความเข้มข้นสูงเพื่อให้สามารถมีส่วนร่วมในการเกิดโรคในระยะต่อ ๆ ไปได้ อาจเป็นชิ้นส่วนของโมเลกุลเมทริกซ์อื่น ๆ ที่เชื่อมโยงกับตัวรับ chondrocyte ก็มีผลเช่นเดียวกัน

โปรตีนโอลิโกเมอร์เมทริกซ์กระดูกอ่อน (OMPC) ซึ่งเป็นสมาชิกของ thrombospondin superfamily เป็นตัวแบ่งส่วนที่มีห้าหน่วยย่อยเหมือนกันที่มีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 83 กิโลดาลตัน พวกเขาจะพบเป็นจำนวนมากในกระดูกอ่อนข้อต่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นของเซลล์ที่แพร่กระจายในเนื้อเยื่อที่กำลังเติบโต ดังนั้นบางที OMPCH มีส่วนร่วมในการควบคุมการเติบโตของเซลล์ ที่ความเข้มข้นต่ำกว่ามากพวกเขาจะพบใน ECM ของกระดูกอ่อนที่เป็นผู้ใหญ่ โปรตีนเมทริกซ์ยังเรียกว่า:

• โปรตีนพื้นฐาน matrix (36 kD) ซึ่งมีความสัมพันธ์สูงกับ chondrocytes สามารถเป็นสื่อกลางในการปฏิสัมพันธ์ของเซลล์ใน ECM เช่นในระหว่างการปรับปรุงเนื้อเยื่อ;
• GP-39 (39 kD) แสดงในชั้นผิวของกระดูกอ่อนข้อและในเยื่อหุ้มกระดูก (ฟังก์ชั่นไม่ทราบ)
• โปรตีน 21 kD ถูกสังเคราะห์โดย hypertrophied chondrocytes มีปฏิสัมพันธ์กับคอลลาเจนชนิด X สามารถทำงานได้ในบริเวณ "wave-line"

นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่า chondrocytes แสดงรูปแบบที่ไม่ใช่ glycosylated ของ proteoglycans ที่ไม่รวมตัวเล็ก ๆ ในขั้นตอนบางส่วนของการพัฒนากระดูกอ่อนและในสภาวะทางพยาธิวิทยา แต่ปัจจุบันมีการศึกษาเฉพาะหน้าที่ของพวกเขา

[10], [11], [12], [13], [14], [15]

คุณสมบัติการทำงานของกระดูกอ่อนของข้อต่อ

โมเลกุลของ aggrecan ช่วยให้กระดูกอ่อนข้อต่อมีความสามารถในการเปลี่ยนรูปได้ พวกเขาแสดงให้เห็นถึงการมีปฏิสัมพันธ์ที่เฉพาะเจาะจงภายในพื้นที่ภายนอกและไม่ต้องสงสัยมีบทบาทสำคัญในองค์กรโครงสร้างและหน้าที่ของ ECM ในโมเลกุลของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนมีความเข้มข้น 100 มก. / มล. ในกระดูกอ่อน, โมเลกุล Aggregan ถูกบีบอัดเป็น 20% ของปริมาตรที่อยู่ในสารละลาย เครือข่ายสามมิติที่สร้างขึ้นโดยเส้นใยคอลลาเจนจะบอกเนื้อเยื่อที่มีรูปร่างลักษณะและป้องกันการเพิ่มขึ้นของปริมาตร proteoglycans ภายในเครือข่ายคอลลาเจน proteoglycans เคลื่อนที่ถือประจุไฟฟ้าลบจำนวนมาก (มีกลุ่ม anionic เป็นจำนวนมาก) ซึ่งจะช่วยให้มีปฏิสัมพันธ์กับกลุ่ม cationic เคลื่อนที่ของของเหลวคราบ การทำงานร่วมกับน้ำ proteoglycans จะทำให้เกิดความดันที่เรียกว่า swelling pressure ซึ่งถูกต่อต้านโดยเครือข่ายคอลลาเจน

การปรากฏตัวของน้ำใน ECM เป็นเรื่องสำคัญมาก น้ำกำหนดปริมาณของเนื้อเยื่อ; ที่เกี่ยวข้องกับ proteoglycans จะให้ความต้านทานต่อการบีบอัด นอกจากนี้น้ำจะให้การขนส่งโมเลกุลและการแพร่กระจายใน ECM ความหนาแน่นสูงของประจุลบใน proteoglycans ขนาดใหญ่ที่ยึดติดอยู่ในเนื้อเยื่อสร้าง "ผลปริมาตรที่ยกเว้น" ขนาดของรูพรุนของสารละลาย proteoglycans ที่มีความเข้มข้นภายในจึงมีขนาดเล็กมากจนทำให้การแพร่กระจายของโปรตีนในรูปทรงกลมขนาดใหญ่เข้าไปในเนื้อเยื่อถูก จำกัด อย่างรุนแรง VKM จะยับยั้งการประจุลบ (เช่นไอออนคลอไรด์) และโปรตีนขนาดใหญ่ (เช่นอัลบูมินและอิมมูโนโกลบูลิน) ขนาดของเซลล์ภายในเครือข่ายของเส้นใยคอลลาเจนและ proteoglycans มีความหนาแน่นเท่ากับขนาดของโมเลกุลอนินทรีย์บางชนิด (เช่นโซเดียมและโพแทสเซียม แต่ไม่ใช่แคลเซียม)

ใน VKM ปริมาณน้ำที่มีอยู่ในเส้นใยคอลลาเจน สมบัติทางเคมีและชีวเคมีของกระดูกอ่อนกำหนดพื้นที่พิเศษ ปริมาณน้ำในพื้นที่ของเส้นใยจะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ proteoglycans ในพื้นที่เสริมและเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นลดลง

ประจุลบที่เป็นค่าลบของ proteoglycans จะพิจารณาองค์ประกอบของไอออนของสื่อนอกเซลล์ที่มี cation อิสระในความเข้มข้นสูงและ anions อิสระในความเข้มข้นต่ำ เนื่องจากความเข้มข้นของโมเลกุลของ aggrecan เพิ่มขึ้นจากพื้นผิวไปสู่บริเวณลึกของกระดูกอ่อนสภาพแวดล้อมของไอออนิกของเนื้อเยื่อจะเปลี่ยนไป ความเข้มข้นของไอออนนินทรีย์ใน ECM ทำให้เกิดความดันออสโมซิสสูง

คุณสมบัติของกระดูกอ่อนเป็นวัสดุขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของเส้นใยคอลลาเจน proteoglycans และเฟสของเหลวของเนื้อเยื่อ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและองค์ประกอบเนื่องจากการไม่ตรงกันระหว่างสังเคราะห์และกระบวนการ catabolic และการสลายตัวของโมเลกุลจากการบาดเจ็บทางกายภาพอย่างมีนัยสำคัญส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุของกระดูกอ่อนและปรับเปลี่ยนฟังก์ชั่น ตั้งแต่ความเข้มข้นและการกระจายขององค์กรมหภาคระดับโมเลกุลของคอลลาเจนและ proteoglycans แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความลึกของโซนกระดูกอ่อนแตกต่างกันคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ของแต่ละโซน ตัวอย่างเช่นพื้นที่ผิวที่มีความเข้มข้นสูงของคอลลาเจนซ่านกำจัดสัมผัสด้วยความเคารพในความเข้มข้นต่ำของ proteoglycans มีตอบโต้เด่นชัดมากที่สุดยืดคุณสมบัติการกระจายโหลดสม่ำเสมอทั่วพื้นผิวเนื้อเยื่อ ในโซนการเปลี่ยนผ่านและลึกความเข้มข้นสูงของ proteoglycans มอบคุณสมบัติของเนื้อเยื่อให้กับการถ่ายโอนภาระการบีบอัด ในระดับของ "เส้นหยัก" คุณสมบัติของวัสดุกระดูกอ่อนแตกต่างกันอย่างมากจากโซน nekaltsifitsirovannoy นุ่มกับกระดูกอ่อน mineralized ยาก ในพื้นที่ของ "เส้นหยัก" ความแข็งแรงของเนื้อเยื่อจะได้รับจากเครือข่ายคอลลาเจน เส้นใยกระดูกเชิงกรานไม่ผ่านกระดูกอ่อนส่วน; ในสารประกอบของความแข็งแรงของเนื้อเยื่อ osteochondral ให้บริการโดยรูปทรงพิเศษเขตแดนระหว่างโซน nekaltsifitsirovannogo และกระดูกอ่อนจนใจในรูปแบบของนิ้วเหมือน outgrowths ผิดปกติซึ่ง "ปิด" สองชั้นและป้องกันการแยกของพวกเขา กระดูกอ่อนจนใจจะมีความหนาแน่นน้อยกว่ากระดูก subchondral จึงทำหน้าที่ของชั้นกลางซึ่งนุ่มโหลดอัดบนกระดูกอ่อนและกระดูก subchondral ส่งมัน

ในระหว่างการโหลดการกระจายที่ซับซ้อนของสามแรงเกิดขึ้น - ยืด, เฉือนและการบีบอัด เมทริกซ์ข้อต่อมีรูปร่างผิดปกติเนื่องจากการขับไล่น้ำ (เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์เผาผลาญของเซลล์) จากเขตโหลดความเข้มข้นของไอออนในของเหลวคราบจะเพิ่มขึ้น การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นอยู่กับระยะเวลาและความแข็งแรงของภาระที่ใช้และความล่าช้าจากการประจุลบของ proteoglycans ในความผิดปกติของเนื้อเยื่อ proteoglycans เวลากดให้แน่นมากขึ้นกับแต่ละอื่น ๆ อย่างมีประสิทธิภาพดังนั้นการเพิ่มความหนาแน่นของประจุลบและโมเลกุลน่ารังเกียจกองกำลังประจุลบในการเปิดเพิ่มความต้านทานต่อการเปลี่ยนรูปต่อไปของผ้า ในท้ายที่สุดความผิดปกติถึงความสมดุลในประเด็นกองกำลังภายนอกมีความสมดุลการต่อต้านกองกำลังโหลดภายใน - ความดันบวม (การมีปฏิสัมพันธ์กับไอออน proteoglycans) และความเครียดเชิงกล (proteoglycans ปฏิสัมพันธ์และคอลลาเจน) เมื่อโหลดถูกกำจัดเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนได้รับรูปร่างเดิมโดยการดูดน้ำพร้อมกับสารอาหาร รูปแบบของเนื้อเยื่อเริ่มต้น (ก่อนโหลด) จะเกิดขึ้นเมื่อความดันบวมของ proteoglycans สมดุลโดยความต้านทานของเครือข่ายคอลลาเจนไปสู่การแพร่กระจาย

คุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ของกระดูกอ่อนจะขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของโครงสร้างของผ้า - องค์ประกอบของคอลลาเจน proteoglycan เป็นของแข็งและน้ำและไอออนที่ละลายอยู่ในนั้นเป็นของเหลว ความดันไฮโดรสแตติกของกระดูกอ่อนข้อต่อมีค่าประมาณ 1-2 atm ความดันไฮโดรสแตติกนี้สามารถเพิ่มขึ้นในร่างกายถึง 100-200 atm เป็นมิลลิวินาทีขณะยืนและถึง 40-50 นาทีขณะเดิน การศึกษาในหลอดทดลองได้แสดงให้เห็นว่าแรงดันน้ำ 50-150 ของตู้เอทีเอ็ม (สรีรวิทยา) สำหรับระยะเวลาสั้น ๆ นำไปสู่การเติบโตในระดับปานกลางของกระดูกอ่อน anabolism, 2 ชั่วโมง - นำไปสู่การสูญเสียกระดูกอ่อนของเหลว แต่ไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ คำถามยังคงเป็นอย่างไรที่ chondrocytes มีปฏิกิริยาตอบสนองในร่างกายกับการโหลดชนิดนี้

การชักนำให้เกิดการลดลงของความชุ่มชื้นตามด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของ proteoglycan นำไปสู่สถานที่ของไอออนประจุบวกเช่นเอช⁺และ Na +สิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของไอออนทั้งหมดและ pH ของ ECM และ chondrocytes การโหลดที่ยืดเยื้อทำให้ค่าความเป็นกรดลดลงและลดการสังเคราะห์ proteoglycans โดย chondrocytes ลงได้ในเวลาเดียวกัน บางทีอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ionic นอกกระบวนการสังเคราะห์ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อองค์ประกอบของ ECM โมเลกุลสังเคราะห์ใหม่ของ aggrecan ในอาหารที่เป็นกรดต่ำกว่าในสภาวะปกติจะทำให้กลายเป็นรูปแบบที่รวมกัน มีความเป็นไปได้ที่การลดลงของค่า pH ระหว่าง chondrocytes (ตัวอย่างเช่นระหว่างการโหลด) ช่วยให้โมเลกุล aggrecane สังเคราะห์ขึ้นใหม่สามารถเข้าถึงเมทริกซ์ระหว่างกันได้

เมื่อโหลดถูกกำจัดน้ำจะกลับมาจากช่องที่มีขนติดกับสารอาหารสำหรับเซลล์ กระดูกอ่อนได้รับผลกระทบกับโรคข้อเข่าเสื่อม, ความเข้มข้นของ proteoglycan จะลดลงดังนั้นในระหว่างการโหลดย้ายน้ำไม่เพียง แต่ในแนวตั้งในช่องเยื่อหุ้ม แต่ยังอยู่ในทิศทางอื่น ๆ ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงาน chondrocytes

การตรึงหรือโหลดขนาดเล็กนำไปสู่การลดลงของการทำเครื่องหมายในกระบวนการสังเคราะห์เนื้อหากระดูกอ่อน proteoglycan และในขณะที่เพิ่มขึ้นในการโหลดแบบไดนามิกจะนำไปสู่การสังเคราะห์เพิ่มขึ้น proteoglycan เจียมเนื้อเจียมตัวและเนื้อหา .. ออกกำลังกายที่รุนแรง (20km ต่อวันเป็นเวลา 15 สัปดาห์) ในสุนัขที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในเนื้อหาของ proteoglycans โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดลงของความเข้มข้นในเขตพื้นผิว กระดูกอ่อน subchondral มีการบวมของกระดูกอ่อนและกระดูกอ่อน อย่างไรก็ตามการโหลดแบบสถิตขนาดใหญ่ทำให้เกิดความเสียหายต่อกระดูกอ่อนและความเสื่อมตามมา นอกจากนี้การสูญเสีย Aggrecan ECM เริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติของโรคข้อเข่าเสื่อม การสูญเสีย aggrecan นำไปสู่การดึงดูดน้ำและการบวมของจำนวนที่เหลืออยู่ของ proteoglycans การสลายตัวของ aggrecan ช่วยลดความหนาแน่นของค่าคงที่ในท้องที่และในที่สุดจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสาร