因此这样形成的“关节鼠”切面,显示钙化层、非钙化层和中央骨坏死核的多层次交替出现。 1.血管改变 于软骨下区存在血管扩张和增多的情况。骨性关节炎一开始,最早在关节软骨表层改变,显示血管由软骨下骨髓穿过钙化软骨区基底。软骨下骨小梁的结构由于充血而变得稀疏和薄弱。又由于关节软骨的弹性丧失,甚至不能逸散作用力,使关节软骨下骨受力加大,发生骨小梁骨折。由于骨小梁塌陷,发生压缩,新骨形成、骨折部位密集。部分骨组织坏死,则使压缩骨组织随新骨出现形成一个致密骨段。
血管增加表明为新骨形成的反应,于非持重区导致骨赘形成,于持重区产生致密新骨。
2.囊肿 骨囊肿是一骨质透亮区,限于持重骨段的上部,通常位于密质骨之内深达致密的关节面。囊肿可含有疏松的、粘液样的、致密的、或纤维软骨性的纤维组织。大量的薄壁静脉吻合小静脉占据着囊肿骨结构,并与细长的小动脉相连。于囊肿看不到血管。
囊肿的骨壁由粗的骨小梁形成。当压力去除后(如通过手术),囊肿发生血管再生和成骨而消失。
3.骨性关节炎各阶段的镜下所见 有三个阶段:
⑴早期 关节面的不平整和纤维组织形成,有小裂缝但不超过浅表层;软骨细胞轻度增多(bypercellularity);粘多糖(mucopolysaccharides')的微小减少不延至移行带或中层以上。
⑵轻度进展期 关节面的损害加重,小裂缝延伸到整个关节软骨中层,偶有累及钙化层;中层已有粘多糖减少;软骨细胞群或细胞分裂数增多。
⑶进行期 软骨厚度减少;小裂缝延伸至软骨下骨,关节软骨全层的粘多糖明显减少,关节面的有些区域关节软骨完全丢失,露出致密的软骨下密质骨。
4.组织学的进行性改变 骨性关节炎是一种局灶性疾病,在同一关节软骨的不同区域组织学、组织化学、生物化学和代谢改变都显示很大的不同。因此,下面所介绍的骨性关节炎这些方面的有关特性反映出骨性关节炎进行发展的发生过程。
骨性关节炎最早的组织学改变是关节软骨表层的消失,软骨细胞数的弥漫性增多,异染性染色轻度减少,说明蛋白多糖(PG)的消耗。骨表面血管向软骨内生长并贯穿全层。血管贯穿全层是骨性关节炎的一大特点,可能有助于骨赘形成。
骨性关节炎进行性发展,软骨表面开始出现垂直劈裂,起初劈裂通过移行层,接近排列切线方向的致密纤维束,于纤维束层纤维束变形。病程进一步加重,裂缝不断加深,延伸至钙化带,产生纤维形成和软骨软化的表现形式。用异染染料染色,例如阿辛兰(alcian blue),或正染色(orthochromatic)染料如碱性藏红(safranine)-O染色,显基质的颜色强度进行性减低,这就表明糖蛋白(PG)进一步消失。骨性关节炎的这个阶段,软骨细胞最突出的表现是当时的代谢活动亢进。软骨细胞数增加,聚集成群或簇系(clumps or clones),为骨性关节病异常的最大特点。
在骨性关节炎的进展期,软骨细胞出现侵蚀,最后由表面的局灶病变区完全消失,软骨剥脱露出硬化和致密的骨质。软骨下骨囊肿形成,骨表面可覆盖有部分新软骨修补区,并伸延至边缘骨赘。
(二)超微结构的特点 下面介绍电子显微镜的研究,将把各带的骨性关节炎疾病改变分为早、中和进行三期叙述。
1.浅表带
⑴基质
①早期 骨性关节炎在关节面的某些区域仍有无细胞的薄层丝性基质覆盖,覆盖层发亮,可能表明吸附有大分子的透明质酸(hyaluronic acid)或糖蛋白(PG)。浅表的胶原纤维有特殊的分布走行方式:胶原纤维束成为小纤维束,有间隙相隔排列。在正常关节软骨的胶原纤维束则是相互接近并成直角,间隙不大,方向与关节面平行。
②中期 关节面失去精细的线状覆盖,发生许多皱折(infoldings)。成熟的胶原纤维束的排列与这些皱折表面平行。于是个别的胶原纤维和纤维束分离,表现大的低电子密度区,反映出可能是蛋白多糖(PG)的减少。
③进行期 关节软骨表层由无一定形态的物质覆盖,被向深部延伸的裂缝所断裂。成熟的胶原纤维平行于那些垂直走行的直径不大的丝状关节面排列。纤维间距加大,纤维间基质的电子密度减低。
⑵细胞
①早期 关节软骨浅表细胞有些尚存活,而有些表现退行性改变。存活的细胞增大变长,其长轴与关节面平行。细胞有丰富的细胞内细胞器,细胞内质含很多的粗大的网状结构,非常清楚的高尔基(Golgi)小体、空泡(Vacuoles)和少数线粒体(mitochndria)。细胞核不规则,往往呈双叶状。胞浆呈现许多分支突起。发现成熟的胶原纤维与细胞膜相邻近。细胞为成纤维细胞表现,代谢活动活跃表明胶原纤维的合成 。
②中度进行期 常看到软骨细胞团接近软骨裂缝。这些细胞群像较深的软骨细胞群外围所看到的那样没有均匀一致的丝状的粘多糖包绕,而是围绕着很细的胶原纤维。细胞核和细胞浆内的细胞器看不到退变性改变,细胞核和细胞膜完整,胞质网状结构粗大,高尔基小体和线粒体等。细胞器发育良好。
③进行期 一般于关节软骨的浅表层和深层看到退行性改变的细胞。突出的特点为胞浆内核周排列有大量的丝状物、溶酶体(lyssomes)、粗大的网状结构和高尔基小体不多。退变细胞围绕着大量球形纤维(核距12nm)(直径120Å),成熟的胶原纤维位于细胞膜附近,这种细胞数骨性关节炎病变加重和个体的老化而增多。
2.中层
⑴基质
①早期 胶原纤维直径20~160nm(2
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