摘要目的：了解不同运动方式对退变关节软骨的形态学影响。方法：以新西兰白兔为研究对象，用伸膝位石膏固定8周的方法建立骨关节炎动物模型，按运动方式不同，随机分成5组，从光镜、扫描电镜两方面观察运动对退变关节软骨的组织形态学影响。结果：关节制动可诱发关节软骨退变，运动对退变软骨具有保护和促进修复作用。结论：关节适宜运动可促进退变关节软骨的修复和重塑，增加关节稳定性。

The influence of movement on the morphology of the decayed joint cartilage of rabbits

HUANG Tao, HUANG Changlin

Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 1999, 14(5):198～201

AbstractObjective:To investigate the influence of different ways of movement upon the morphology of decayed joint cartilage of rabbits.Method:Taking Newzealand rabbits as our study objects, we have build some osteoarthritis(OA) animal models by fixing the rabbits′ left posterior knee joint in stretching state plaster for 8 weeks. According to different ways of movement, the influence of movement upon the morphology of decayed arthrochondritis under light microscopy and scanning electron microscopy were observed.Result: Joint immobilization could evoke arthrochondritis decay, while movement could serve to protect and repair decayed arthrochondritis.Conclusion:Proper degree joint movement of could be helpful to repair and rebuild decayed arthrochondritis, and make it more stable.

Author′s addressNo. 150 Central Hospital of the PLA, Luoyang, Henan, 471031

Key wordsOsteoarthritis; Motortherapy; Histomorphology

关节制动与运动一直困扰着骨科医生的临床治疗选择，随着医学的发展，运动对关节的有益作用越来越受到重视。为了进一步探讨运动对关节功能的影响，本实验以新西兰白兔为研究对象，对关节制动的骨关节炎(osteoarthritis, OA)模型采取不同运动方式，来观察运动对退变关节软骨的影响。

1材料与方法

1.1实验对象与分组

实验采用新西兰白兔，雌雄不限，体重2.5～3.0kg，平均2.8kg，6～8月龄，共30只。按随机分组原则，将其分为5组，Ⅰ组：制动8周；Ⅱ组：制动8周后自由活动8周；Ⅲ组：制动8周后主动活动8周；Ⅳ组：制动8周后被动活动8周；Ⅴ组：制动8周后主动活动加被动活动8周。左后膝为实验侧，右后膝为对照侧，所有动物均在同样条件下分笼饲养管理。

1.2运动方式

1.2.1自由活动：去除石膏后不施加任何处理因素，任其在笼内自由活动。

1.2.2主动活动：采用4跑道动物实验跑台进行训练，跑台平板运动速度15m/min，每天2次，每次1小时。在高压电和音响刺激驱使下保证实验对象基本按平板速度进行训练(本实验跑台平板速度值是根据预试验结果选择的中等量强度速度)。

1.2.3被动活动：实验者对实验侧膝关节进行反复柔和的屈伸活动，第1周持续被动活动200次／日，以后每周递增150次／日，直至实验期满。

1.2.4主动活动加被动活动：按上述方法和强度同时施加主被动活动，其中被动活动在两次主动活动间期进行。

1.3OA动物模型制作方法

左后膝长腿石膏管型固定于伸直位。固定范围：自腹股沟至趾端，踝关节背屈60°^〔1〕。制动时间8周。

1.4标本制作

实验期满后，在麻醉状态下(1.25%硫喷妥钠2ml/kg，耳静脉缓慢静脉推注给药)，解剖膝关节，切取股骨内侧、胫骨内侧平台关节面，按形态学检查常规要求行标本固定，供光学、电子显微镜检查。

1.5观察指标

1.5.1光镜观察：将各组取材标本，用10%中性福尔马林固定，经5%硝酸脱钙，递增浓度乙醇脱水，石腊包埋处理后，切片机连续纵向切片，厚度6μm，常规HE染色，用光学显微镜观察软骨及软骨下骨病理变化。

1.5.2扫描电镜观察：将标本放入无水酒精中浸泡30～45min，空气中放置3～5min,反复3次，浸泡在无水酒精中，然后浸入液氮中3～5min；在观察部分取样。用2%戊二醛和2%四氧化锇双重固定，二氧化碳临界点干燥，冰箱冷藏保存，表面镀金，用S-520扫描电镜观察软骨表面的组织形态学变化。

2结果

光镜观察Ⅰ组：软骨变薄、破损，表面纤维化有裂隙，软骨细胞广泛丢失，排列紊乱。Ⅱ组：软骨部分破坏，软骨下骨增厚，有团状软骨细胞增生现象。Ⅲ组：软骨表面粗糙、软骨细胞排列趋向规则，可见软骨细胞部分丢失和灶性增生。Ⅳ组：软骨表面不平整，有炎性反应，软骨细胞排列不规则，软骨与骨交界区可见裂隙。Ⅴ组：软骨表面纤维化，裂隙消失，软骨细胞增生与退变同时可见，细胞排列稍紊乱。

扫描电镜观察：Ⅰ组：圆形突起消失，并出现胶原纤维囊样变。Ⅱ组偶见圆形突起，部分暴露表层胶原纤维。Ⅲ组：胶原纤维网增粗、断裂、剥脱，圆形突起增多。Ⅳ组圆形突起增多，表面破损，可见退变软骨细胞。Ⅴ组突起明显增多，可见胶原纤维断裂及软骨细胞巢状增生。见图1～10。

图1软骨变薄，表面纤维化，有裂隙，

软骨细胞广泛丢失(10×10)

图2部分软骨破坏，表面破损(10×10)

图3软骨表面有裂隙，软骨细胞丢失和灶性增生同时存在(10×10)

图4软骨表面不平滑，纤维化，软骨细胞排列不规则(10×10)

图5软骨表面纤维化，软骨细胞排列稍紊乱(10×10)

图6圆形突起消失(×4400)

图7表层胶原纤维部分暴露(×5400)

图8圆形突起增多，胶原纤维网增多(×2000)

图9圆形突起增多，可见退变软骨细胞(×4400)

图10新生软骨细胞群巢状排列(×1000)

3讨论

3.1制动与运动对关节软骨状态学的影响

正常关节软骨表面呈浅蓝色，光滑耐磨，富有弹性，具有传导载荷、吸收震荡、润滑关节等功能。在光学显微镜下分4层结构：表层带、中间带、深层带、钙化带。扫描电镜下观察软骨表面为无数直径10～20μm的圆形突起，表面为膜样结构保护的胶原网，纤维直径0.1～0.12μm。深部纤维与关节面垂直，起支架作用，直径5～15μm。大量实验研究和临床观察认为膝关节制动大于30天时，由于软骨压力泵作用丧失，关节周围软组织挛缩，滑膜浸润软骨或与之粘连等，关节软骨的退变过程不可避免^〔1〕。

本实验观察到，关节制动8周时病变加重，软骨表面纤维化，软骨细胞数量明显减少。圆形突起消失。实验结果证实了制动可引起软骨退变的论点，同时也说明本实验模型与OA的形态学改变是符合的。持续被动运动理论的提出已近30年历史，运动对关节软骨损伤和退变具有修复作用