固定對兔子ACL橫斷后關節(jié)軟骨IL—1表達的影響

摘 要 目的：通過研究前交叉韌帶受損后白細胞介素IL-1的表達，來探討關節(jié)制動對關節(jié)軟骨的影響，旨在能更好的了解膝關節(jié)制動對前交叉韌帶受損后的影響。方法：新西蘭白兔12只，選取一側行膝關節(jié)ACL橫斷術，另一側膝關節(jié)腔切開；隨機分為2組，訓練4周。結果：顯微鏡觀察實驗組標本鏡下表現(xiàn)為固定組IL-1陽性表達率明顯高于被動活動組。結論：長期關節(jié)固定可導致關節(jié)僵硬、攣縮，并對正常的關節(jié)軟骨產生不利的影響。功能鍛煉能促進關節(jié)損傷的愈合，IL-1量較少，炎性吸收情況較好，利于損傷的愈合。

關鍵詞 前交叉韌帶 制動 被動活動 關節(jié)軟骨 白細胞介素IL-1

一、前言

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament， ACL）損傷是常見的膝關節(jié)損傷之一。制動是骨關節(jié)損傷的常用的治療手段，它具有保護受傷組織，減輕疼痛，促進損傷組織愈合的作用。然而長時間的制動會帶來副作用，對骨關節(jié)及周圍組織引起損害。

二、研究對象與方法

（一）分組與取樣

新西蘭白兔12只，一側行ACL橫斷術，另一側膝關節(jié)腔切開。隨機分為2組，1-6號為固定組，7-12號為被動活動組。固定組于伸直位固定；被動運動組于膝關節(jié)屈曲位，采用人工膝關節(jié)被動屈伸活動，每天3次，頻率為100～150次m/in，每次20min。2周后，均改為自主屈伸活動4周。之后取術側膝關節(jié)股骨外髁軟骨，放入10%的福爾馬林固定48小時，自來水沖洗30分鐘，常規(guī)脫鈣4周，梯度酒精脫水，石蠟包埋，切片機連續(xù)切片。

（二）測試方法

本實驗采用免疫組化SP法操作，常規(guī)脫蠟脫水，抗原修復并3 g/L過氧化氫浸泡15min，體積分數20%牛正常血清封閉20min，傾去血清，滴加按1：200稀釋的鼠抗兔IL-1血清，4℃孵育18 h，IgG孵育20min，辣根過氧化物酶標記的鏈卵白素工作液孵育20min，DAB染色，蘇木素復染。

（三）測試指標—凋亡細胞

凋亡細胞可以表明軟骨的退變情況，其生化改變主要集中在細胞核。細胞中有棕色顆粒者為陽性細胞；每例切片計數5～10個400倍視野，以平均每100個細胞核中含凋亡細胞個數作為凋亡指數。

（四）形態(tài)計量

隨機選取6個高倍鏡視野（400倍），計算每個視野里的陽性細胞數和細胞總數。陽性結果均表現(xiàn)為：細胞漿內有棕黃色或褐色顆粒，IL -1表達量用細胞分數即陽性細胞數占細胞總數的百分比來表示。

三、結果

肉眼觀察1-6號的石膏固定側關節(jié)僵硬，關節(jié)周圍肌肉可見萎縮，可見關節(jié)輕微水腫；7-12號被動活動組未出現(xiàn)類似情況。組織學觀察如圖1、圖2：

將數據進行方差分析，在p=0.01水平下有顯著性差異。固定組IL-1陽性表達率明顯高于自由活動組。

四、討論

Fell等[1]最早提出IL-1是調節(jié)軟骨細胞功能活動的因子，也是關節(jié)軟骨病理生理失衡的主要啟動因子，他能促使軟骨基質降解，導致軟骨退變。本實驗顯示IL-1β在前交叉韌帶斷裂后出現(xiàn)升高，陽性表達率增多，細胞出現(xiàn)變性，IL-1β表達水平的下降可能與軟骨細胞變性有關。IL-1作用于軟骨細胞的機制包括：誘導基質金屬蛋白酶（MMPs）、促分解代謝因子和其他炎癥因子基因的表達[2]。被認為是導致軟骨功能衰退最具影響力的細胞因子之一，是最經典的炎癥調節(jié)劑，有快速強大的促炎癥作用。

研究表明即使是相對短期的制動也會對骨關節(jié)及其周圍軟組織產生不利的影響[3]。關節(jié)制動可誘發(fā)關節(jié)軟骨退變，而運動對退變軟骨具有保護和促進修復的作用。關節(jié)制動不僅會對韌帶本身，而且還會對韌帶骨附著處產生顯著的影響[4]。被動運動通過外力迫使關節(jié)產生運動，產生的內壓力較低，為骨折部位提供了一個相對從容的愈合環(huán)境，對損傷的愈合以及炎癥的消除均有利。

五、結論

長期關節(jié)固定不利于關節(jié)軟骨的愈合。適當的功能鍛煉能促進損傷的愈合，炎性吸收情況較好，被動運動通過外力迫使關節(jié)產生運動，對損傷的愈合以及炎癥的消除均有利。

參考文獻：

[1] Fell HB， Jubb RW. The effect of synovial tissue on the breakdown of articular cartilage in organ culture[J]. Arthritis Rheum. 1977.20：1359-1371.

[2] The Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China. Gidance Suggestions for the Care and Use of Laboratory Animals[J]. 2006.09.30.

[3] Richardson DW， et al. Effects of short-term cast immobilization on equine articular cartilage[J]. Am J Vet Res. 1993.54（3）：449-453.

[4] 余敏.制動對兔膝關節(jié)前交叉韌帶生物學性能的影響[J].