您的身体或许能够借助药物或手术修复关节炎性关节

研究表明,在外界帮助下,膝盖和其他关节可以再生一些失去的软骨

法蒂娜·拉莫斯

“软骨不会自愈。” 当我们柔韧的组织(覆盖在髋部、膝盖和肩部)受伤,或者骨关节炎侵蚀软骨导致我们移动时关节疼痛时,医生常常这样告诉我们。我本人也从整形外科医生那里听到过这种说法,他们解释说软骨没有血液供应,无法将修复细胞和营养物质输送到损伤部位。然而,我一直觉得,活体组织不可能无法替换受损细胞,这似乎不太可能。事实证明,最近的研究表明,关节软骨——我们关节中的那种软骨——确实具有一定的有限修复能力。对这种能力的新见解正在提高人们对治疗方法的希望,这些治疗方法可以增强愈合或保护受损软骨免受进一步恶化。

要想象关节软骨,可以设想鸡骨末端坚韧的白色涂层。它的大部分是一种称为细胞外基质的海绵状物质,是水和纤维蛋白的混合物,由称为软骨细胞的细胞泵出。“存在内在的再生——新组织形成,旧组织被咀嚼和冲走——就像除牙釉质外的每种组织一样,”杜克大学医学院的风湿病学家弗吉尼亚·克劳斯解释说。但是,她强调,软骨的更新过程是缓慢的。而且确实,在成人体内,该组织没有血液供应。相反,软骨从专家所说的动态负荷中获得帮助——对关节施加压力或重量,这会导致携带营养物质的滑液流入和流出。“这就是为什么运动对关节健康至关重要,”克劳斯指出。“你将营养物质输送到软骨的方式是通过运动。”

克劳斯是少数研究这种组织缓慢更新的科学家之一。在一个令人惊讶的发现中,她和她的团队在 2019 年报告称,与修复和再生相关的蛋白质的产生因关节而异:踝关节高于膝关节,膝关节高于髋关节。克劳斯将这种梯度称为“我们内在的火蜥蜴”,她解释说,在火蜥蜴和其他可以再生失去肢体的动物中,这种能力在脚部比在腿部更高处更强。


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她的研究还表明,与健康关节相比,关节炎性关节中与修复相关的遗传物质更丰富。正如肢体损伤会在火蜥蜴中启动修复程序一样,骨关节炎正在人类中启动它,克劳斯怀疑,尽管“显然我们拥有的程序是不够的。” 尽管如此,修复过程可能正在踝关节中发挥作用,她指出,踝关节远不如膝关节或髋关节那样容易患上严重的关节炎。

还有其他证据表明人类软骨可以再生。一种称为关节牵开术的手术正在测试中,作为一种促进骨与骨之间膝关节炎患者愈合的方法,这些患者太年轻,不适合进行全膝关节置换术。(假体膝关节可以使用 15 到 20 年,之后必须通过复杂的手术进行更换。)该手术包括在膝关节上方和下方放置钢钉,并使用外部设备六周,将上下腿骨分开五毫米。这打开了关节间隙。鼓励患者行走,但该设备减轻了压力,因此膝关节浸泡在富含营养的液体中而不会负担过重。

荷兰研究人员已经证明,该手术导致关节软骨略有增加,疼痛减轻——这些益处持续至少两年,在某些患者中甚至长达 10 年。英国利兹大学的风湿病学家菲利普·康纳汉说,该技术需要更大规模的临床试验,“但这是一个引人入胜的模型。”

康纳汉研究治疗关节炎的新药,包括一种名为 sprifermin 的生长因子,它似乎可以减缓某些患者软骨的流失。他还关注 canakinumab,一种炎症抑制剂,它作为一种心血管药物进行了测试,并显示出令人惊讶的副作用:与安慰剂组相比,接受者关节置换手术的数量急剧减少。但康纳汉警告说,由于修复的缓慢和不确定性,寻找能够增厚软骨的药物是一项艰巨的任务:“变化非常小,即使使用最好的影像技术也很难发现。”

就目前而言,对于我们这些关节磨损的人来说,增强力量的锻炼仍然是最好的策略。康纳汉建议在游泳池中行走。“强大的股四头肌可以大大减轻膝盖疼痛,无论你有什么问题,”他说。“人生的全部意义在于强壮的肌肉。”

克劳迪娅·瓦利斯是一位屡获殊荣的科学记者,其作品曾发表在《纽约时报》、《时代周刊》、《财富》杂志和《新共和》杂志上。她曾担任《时代周刊》的科学编辑和《大众科学》杂志的执行主编。

更多作者:克劳迪娅·瓦利斯
大众科学杂志 第 326 卷 第 6 期本文最初以“再生受损关节”为标题发表于大众科学杂志 第 326 卷 第 6 期(),第 26 页
doi:10.1038/scientificamerican0622-26
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