Science子刊:为什么你的膝盖总是如此脆弱?
药明康德 · 2016/07/16
关节软骨的弱再生能力是一个长期存在的临床难题,这很可能由于软骨中的一种主要基质成分——胶原蛋白更新缓慢所导致的。然而,要想检测到软骨中胶原蛋白基质的更新速率并不是一件易事,对此人们也一直没有找到合适的手段。


7月11日凌晨,2016年欧洲杯决赛在法兰西大球场打响。在比赛开场不到10分钟,葡萄牙队的当家球星C罗在一次拼抢中膝盖受伤倒地,并由于无法坚持比赛提前下场。C罗的伤势牵动了诸多熬夜球迷的心,因为人类的膝盖极其脆弱,再生能力又差,倘若膝盖受了伤,问题可就大了。

关节软骨的弱再生能力是一个长期存在的临床难题,这很可能由于软骨中的一种主要基质成分——胶原蛋白更新缓慢所导致的。然而,要想检测到软骨中胶原蛋白基质的更新速率并不是一件易事,对此人们也一直没有找到合适的手段。

不过就在最近,我们在这一问题上终于看到了突破。来自哥本哈根大学等丹麦研究机构的科学家们采用了碳14检测法,成功地对多个年龄段的健康或患有骨关节炎的受试者膝关节软骨进行了分析,揭示了其中胶原蛋白基质的更新情况。这一成果发表在最新的Science子刊《Science Translational Medicine》上。

你可能会问,就是用的那种考古学中的放射性碳14定年法?没错,就是那种基于放射性衰变,为千年以上的化石或者古董确定“年龄”的方法。不过,20世纪特殊的历史背景为碳14用于当代人的组织定年创造了条件,使其广泛用于法医学检测中。这是为什么呢?

我们一定还都记得1964年在我国罗布泊上空的那片“大蘑菇云”。那是一个激动人心的时刻,同时也是一个国际风云诡谲多变的年代。在上世纪五六十年代的冷战高峰期,地上核试验在全球多个地点频繁进行,使得当时地球大气层中的放射性碳14的含量迅速增高。之后,随着1968年《核不扩散条约》的签订,核试验进行地越来越少了,因此大气层中的碳14水平也就应声降低。


上世纪后期大气层中碳14水平的变化

大气层中的碳14可通过光合作用被农作物吸收,然后通过餐桌直接或间接地最终进入人体内。因此,我们体内各组织的碳14水平可被直接用来显示其形成的年代,从而也就自然可被用来推断该组织的更新情况。

解释了那么多,让我们来看看文章开头所提到研究的结果吧。

研究者们招募了23名年龄在19到81岁之间的受试者,由15名骨关节炎患者和8名健康者组成,并采用碳14定年法对其位于膝关节的胫骨平台软骨进行了分析。胫骨平台骨折(fracture of tibial plateau)是膝关节创伤中最常见的骨折之一。


胫骨平台在膝关节中的位置

结果显示,在骨骼发育成熟后,胫骨平台软骨中的胶原蛋白基质几乎没有任何更新的迹象,而且不管是骨关节炎还是其他损伤都不会改变这一点。此外,研究者还发现了关节面不同位置胶原蛋白基质生成年代的差异,位于关节面中央的胶原蛋白要比周围的部分早形成数年。

上述结果揭示了导致关节软骨再生能力弱的一个重要原因。值得注意的是,人们直到如今还没有找到促使膝关节软骨再生的方法,不管是通过干细胞还是软骨移植。由此可见,在找到让关节软骨再生的办法之前,我们真应该好好保护自己的膝盖了。

查看更多
  • Radiocarbon dating reveals minimal collagen turnover in both healthy and osteoarthritic human cartilage

    The poor regenerative capacity of articular cartilage presents a major clinical challenge and may relate to a limited turnover of the cartilage collagen matrix. However, the collagen turnover rate during life is not clear, and it is debated whether osteoarthritis (OA) can influence it. Using the carbon-14 (14C) bomb-pulse method, life-long replacement rates of collagen were measured in tibial plateau cartilage from 23 persons born between 1935 and1997 (15 and 8 persons with OA and healthy cartilage, respectively). The 14C levels observed in cartilage collagen showed that, virtually, no replacement of the collagen matrix happened after skeletal maturity and that neither OA nor tissue damage, per se, influenced collagen turnover. Regional differences in 14C content across the joint surface showed that cartilage collagen located centrally on the joint surface is formed several years earlier than collagen located peripherally. The collagen matrix of human articular cartilage is an essentially permanent structure that has no significant turnover in adults, even with the occurrence of disease.

    展开 收起
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test