氧化應激在骨關節炎中的研究進展

王貞文 彭吾訓

（1貴州醫科大學 貴州 貴陽 550001）

（2貴州醫科大學附屬醫院急診科 貴州 貴陽 550001）

氧化應激指的是人體在受到各種有害刺激時所產生的過多活性氧自由基(ROS)、活性氮自由基(RNS)等自由基，而機體自身對自由基清除能力不足，致使體內自由基增多，破壞機體原有氧化平衡狀態，引發組織細胞產生氧化損傷，誘發疾病產生的病理過程[1]。國內外相關報道顯示，常見的自由基種類包括由氧派生的自由基，如過氧化氫(H2O2)、過氧化物陰離子自由基(O2-)、羥自由基(-OH)；體內各類物質經代謝所生成的多種自由基，包括以碳為中心的自由基、以氮為中心的自由基、以氧為中心的自由基和以硫為中心的自由基。相關報道顯示，其中氧自由基在人體中全部自由基的占比達到了95%以上，因此自由基代謝中氧自由基代謝與骨關節炎關聯密切[1]。本文就氧化應激在骨關節炎中的研究進展展開下述分析，以供參考。

1.氧化應激在骨關節炎中的基礎

生物學研究發現，自由基可直接作用于機體生物膜表層的不飽和脂肪酸，引發膜脂質過氧化反應，促使其轉變為過氧化脂質，改變膜體的流動性，降低細胞變形能力，增加膜體通透性，從而導致細胞脆性增加，損害細胞原有功能[1]。另據相關報道顯示，氧化應激對多種生物大分子均具有不同程度的損傷作用，包括蛋白質、DNA、生物膜等，其中蛋白質損傷主要與自由基可與蛋白質發生反應有關，其能夠修飾氨基酸殘基，改變氨基酸構造，影響蛋白質對原有分解酶的敏感性；此外自由基還會引發細胞中DNA氫鍵斷裂，導致主鏈解旋、堿基講解，致使人體中核酸成分遭到自由基的共計，造成基因突變、DNA鏈斷裂等情況，部分重癥患者甚至會發生基因突變、細胞死亡、致癌等危重癥情況，危及患者生命安全[2]。

2.氧化應激與骨關節炎的關系

2.1 氧化應激與膠原和軟骨作用

目前醫學界就骨關節炎的發病機制尚未達成統一共識，但大多數學者認為自由基對人體關節軟骨的損傷與骨關節炎發生存在密切關聯[2]。實驗室研究結果表明，關節軟骨主要由維持功能的軟骨細胞和基質構成人，其中軟骨基質包含水、蛋白多糖和膠原[2]。結合相關資料可知，高水平的驗證細胞因子和異常關節負重是骨關節炎發生危險因素[2]。李盛華等研究發現，骨關節患者的RNS、ROS等炎癥因子與健康人群相比較明顯升高，提示氧自由基極有可能參與骨關節炎的病理進展過程[3]。部分報道顯示，ROS極有可能源于滑膜組織和軟骨細胞本身的慢性持續炎癥，表明ROS在骨關炎病情進展中發揮著重要的作用[4]。

2.2 軟骨細胞衰老與骨關節炎

實踐證明，隨著人體年齡的不斷增長，機體軟骨細胞會發生進行性衰老，細胞有絲分裂和合成活動存在不同程度的衰減情況，對生長因子、力學刺激的反應下降，增加了骨關節炎發生風險[3]。部分臨床研究證實，ROS引發的氧化應激參與了人體衰老性疾病進程，以骨關節為例，氧化應激可通過縮短端粒酶促使軟骨細胞衰老。查閱相關文獻資料后發現，軟骨細胞衰老與骨關節炎發生關聯密切，這是因為軟骨膠原氧化會導致膠原裂解，改變膠原纖維原本的性能，增加纖維脆性，致使機體容易產生疲勞損傷，從而增加了骨關節炎發生率[4]。經過深入分析軟骨細胞衰老和ROS的關系后發現，ROS、NO、RNS等氧自由基可誘使機體軟骨細胞基因發生不穩定現象，常見類型包括端粒不穩定、功能失調、復制老化[3]。部分實踐研究表明，取骨關炎膝關節置換術中取得軟骨培養后發現，軟骨破壞和氧化損傷存在一定的關聯性[4]。

2.3 線粒體損傷與骨關節炎

大量文獻資料顯示，氧化應激引發的細胞衰老會加劇線粒體蛻變，由于線粒體可通過呼吸，以NADH和ATP的形式為細胞合成及分解提供所需的代謝能量，因此線粒體受損會直接限制DNA、RNA合成，而骨骼肌、骨、大腦、肝臟等組織細胞的呼吸活動會隨著年齡的增長逐漸下降，從而導致電子傳遞復合體表達基因的缺失，加劇細胞凋敝，嚴重時甚至會發生無法逆轉的生長停止[3]。相關報道顯示，采用成人關節軟骨細胞研究后發現，體外線粒體退化和軟骨衰老存在相關性，經體外長期培養的人體軟骨細胞線粒體數量與線粒體膜電位明顯降低，DNA重排增加[5]。有學者查閱相關文獻資料后發現，關節軟骨內的自由基多由勝利機械應力刺激所致，加快了線粒體衰老，導致軟骨衰老[5]。

3.結語

綜上所述，隨著對骨關節沿發病機制的深入研究發現，患者發病與多因素有關，其中氧化應激和骨關節炎發生存在密切關聯，這與氧化和抗氧化失衡損害軟骨細胞、線粒體緊密相關。目前關于抗氧化治療的研究較少，隨著醫學研究的深入，采用抗氧化療法治療骨關節炎成為了值得研究的方向。