氧化应激在骨关节炎中的研究进展

王贞文 彭吾训

（1贵州医科大学 贵州 贵阳 550001）

（2贵州医科大学附属医院急诊科 贵州 贵阳 550001）

氧化应激指的是人体在受到各种有害刺激时所产生的过多活性氧自由基(ROS)、活性氮自由基(RNS)等自由基，而机体自身对自由基清除能力不足，致使体内自由基增多，破坏机体原有氧化平衡状态，引发组织细胞产生氧化损伤，诱发疾病产生的病理过程[1]。国内外相关报道显示，常见的自由基种类包括由氧派生的自由基，如过氧化氢(H2O2)、过氧化物阴离子自由基(O2-)、羟自由基(-OH)；体内各类物质经代谢所生成的多种自由基，包括以碳为中心的自由基、以氮为中心的自由基、以氧为中心的自由基和以硫为中心的自由基。相关报道显示，其中氧自由基在人体中全部自由基的占比达到了95%以上，因此自由基代谢中氧自由基代谢与骨关节炎关联密切[1]。本文就氧化应激在骨关节炎中的研究进展展开下述分析，以供参考。

1.氧化应激在骨关节炎中的基础

生物学研究发现，自由基可直接作用于机体生物膜表层的不饱和脂肪酸，引发膜脂质过氧化反应，促使其转变为过氧化脂质，改变膜体的流动性，降低细胞变形能力，增加膜体通透性，从而导致细胞脆性增加，损害细胞原有功能[1]。另据相关报道显示，氧化应激对多种生物大分子均具有不同程度的损伤作用，包括蛋白质、DNA、生物膜等，其中蛋白质损伤主要与自由基可与蛋白质发生反应有关，其能够修饰氨基酸残基，改变氨基酸构造，影响蛋白质对原有分解酶的敏感性；此外自由基还会引发细胞中DNA氢键断裂，导致主链解旋、碱基讲解，致使人体中核酸成分遭到自由基的共计，造成基因突变、DNA链断裂等情况，部分重症患者甚至会发生基因突变、细胞死亡、致癌等危重症情况，危及患者生命安全[2]。

2.氧化应激与骨关节炎的关系

2.1 氧化应激与胶原和软骨作用

目前医学界就骨关节炎的发病机制尚未达成统一共识，但大多数学者认为自由基对人体关节软骨的损伤与骨关节炎发生存在密切关联[2]。实验室研究结果表明，关节软骨主要由维持功能的软骨细胞和基质构成人，其中软骨基质包含水、蛋白多糖和胶原[2]。结合相关资料可知，高水平的验证细胞因子和异常关节负重是骨关节炎发生危险因素[2]。李盛华等研究发现，骨关节患者的RNS、ROS等炎症因子与健康人群相比较明显升高，提示氧自由基极有可能参与骨关节炎的病理进展过程[3]。部分报道显示，ROS极有可能源于滑膜组织和软骨细胞本身的慢性持续炎症，表明ROS在骨关炎病情进展中发挥着重要的作用[4]。

2.2 软骨细胞衰老与骨关节炎

实践证明，随着人体年龄的不断增长，机体软骨细胞会发生进行性衰老，细胞有丝分裂和合成活动存在不同程度的衰减情况，对生长因子、力学刺激的反应下降，增加了骨关节炎发生风险[3]。部分临床研究证实，ROS引发的氧化应激参与了人体衰老性疾病进程，以骨关节为例，氧化应激可通过缩短端粒酶促使软骨细胞衰老。查阅相关文献资料后发现，软骨细胞衰老与骨关节炎发生关联密切，这是因为软骨胶原氧化会导致胶原裂解，改变胶原纤维原本的性能，增加纤维脆性，致使机体容易产生疲劳损伤，从而增加了骨关节炎发生率[4]。经过深入分析软骨细胞衰老和ROS的关系后发现，ROS、NO、RNS等氧自由基可诱使机体软骨细胞基因发生不稳定现象，常见类型包括端粒不稳定、功能失调、复制老化[3]。部分实践研究表明，取骨关炎膝关节置换术中取得软骨培养后发现，软骨破坏和氧化损伤存在一定的关联性[4]。

2.3 线粒体损伤与骨关节炎

大量文献资料显示，氧化应激引发的细胞衰老会加剧线粒体蜕变，由于线粒体可通过呼吸，以NADH和ATP的形式为细胞合成及分解提供所需的代谢能量，因此线粒体受损会直接限制DNA、RNA合成，而骨骼肌、骨、大脑、肝脏等组织细胞的呼吸活动会随着年龄的增长逐渐下降，从而导致电子传递复合体表达基因的缺失，加剧细胞凋敝，严重时甚至会发生无法逆转的生长停止[3]。相关报道显示，采用成人关节软骨细胞研究后发现，体外线粒体退化和软骨衰老存在相关性，经体外长期培养的人体软骨细胞线粒体数量与线粒体膜电位明显降低，DNA重排增加[5]。有学者查阅相关文献资料后发现，关节软骨内的自由基多由胜利机械应力刺激所致，加快了线粒体衰老，导致软骨衰老[5]。

3.结语

综上所述，随着对骨关节沿发病机制的深入研究发现，患者发病与多因素有关，其中氧化应激和骨关节炎发生存在密切关联，这与氧化和抗氧化失衡损害软骨细胞、线粒体紧密相关。目前关于抗氧化治疗的研究较少，随着医学研究的深入，采用抗氧化疗法治疗骨关节炎成为了值得研究的方向。