Οστεοαρθρίτιδα: πώς οργανώνονται οι αρθρικοί χόνδροι;

Κανονική αρθρικού χόνδρου έχει δύο κύριες λειτουργίες: απορρόφηση πίεση από την παραμόρφωση κατά τη μηχανική φόρτωση και τη διασφάλιση της ομαλής αρθρικών επιφανειών, η οποία επιτρέπει την ελαχιστοποίηση της τριβής κατά τη διάρκεια κινήσεων στην άρθρωση. Αυτό εξασφαλίζεται από τη μοναδική δομή του αρθρικού χόνδρου, η οποία αποτελείται από χονδροϊτίδα βυθισμένη στην εξωκυτταρική μήτρα (ECM).

Ο κανονικός αρθρικός χόνδρος ενός ενήλικα μπορεί να χωριστεί σε πολλά στρώματα ή ζώνες: μια επιφάνεια ή εφαπτομένη ζώνη, μια ζώνη μετάβασης, μια βαθιά ή μια ακτινική ζώνη και μια ασβεστοποιημένη ζώνη. Το στρώμα μεταξύ των επιφανειών και των ζωνών μετάβασης και ιδιαίτερα μεταξύ των ζωνών μετάβασης και βαθιάς ζώνης δεν έχει σαφή όρια. Η σύνδεση μεταξύ ασβεστοποιημένου και ασβεστοποιημένου αρθρικού χόνδρου ονομάζεται "κυματιστό περίγραμμα" - αυτή είναι η γραμμή που προσδιορίζεται με χρώση του αποβατικοποιημένου ιστού. Η ασβεστοποιημένη ζώνη του χόνδρου είναι μια σχετικά σταθερή αναλογία (6-8%) στο συνολικό ύψος των ημισελήνων. Το συνολικό πάχος του αρθρικού χόνδρου, συμπεριλαμβανομένης της ζώνης του ασβεστοποιημένου χόνδρου, ποικίλει ανάλογα με το φορτίο σε μια συγκεκριμένη περιοχή της επιφάνειας άρθρωσης και τον τύπο της άρθρωσης. Η διαλείπουσα υδροστατική πίεση στο υποχονδρικό οστό παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της κανονικής δομής του χόνδρου, επιβραδύνοντας την οστεοποίηση.

Τα χονδροκύτταρα αποτελούν περίπου το 2-3% της συνολικής μάζας ιστού. στην επιφανειακή (εφαπτομενική) ζώνη που βρίσκονται κατά μήκος και στη βαθιά (ακτινική) ζώνη - κάθετα προς την επιφάνεια του χόνδρου. στη ζώνη μετάβασης, τα χονδροκύτταρα σχηματίζουν ομάδες από 2-4 κύτταρα διασκορπισμένα σε όλη την μήτρα. Ανάλογα με την περιοχή του αρθρικού χόνδρου, η πυκνότητα της θέσης των χονδροκυττάρων ποικίλει - η υψηλότερη κυτταρική πυκνότητα στην επιφανειακή ζώνη, η χαμηλότερη στην ασβεστοποιημένη. Επιπλέον, η πυκνότητα της κυτταρικής κατανομής ποικίλλει από την άρθρωση στην άρθρωση, είναι αντιστρόφως ανάλογη προς το πάχος του χόνδρου και το φορτίο που βιώνει η αντίστοιχη θέση του.

Τα πιο επιφανειακά τοποθετημένα χονδροκύτταρα έχουν σχήμα δίσκου και σχηματίζουν στην εφαπτομένη ζώνη αρκετά στρώματα κυττάρων που βρίσκονται κάτω από μια στενή λωρίδα μήτρας. Τα βαθιά τοποθετημένα κύτταρα αυτής της ζώνης τείνουν να έχουν πιο ανομοιόμορφα περιγράμματα. Στη μεταβατική ζώνη, τα χονδροκύτταρα έχουν σφαιρικό σχήμα, μερικές φορές συνδυάζονται σε μικρές ομάδες που είναι διάσπαρτες στη μήτρα. Τα χονδροκύτταρα της βαθιάς ζώνης είναι κατά κύριο λόγο ελλειψοειδές σχήμα, ομαδοποιημένα σε ακτινικά διατεταγμένες αλυσίδες 2-6 κυττάρων. Στην ασβεστοποιημένη ζώνη διανέμονται ακόμη πιο φειδωλά. μερικά από αυτά είναι νεκρωτικά, αν και τα περισσότερα είναι βιώσιμα. Τα κύτταρα περικλείονται από μια μή-ασβεστοποιημένη μήτρα, ο διακυτταρικός χώρος ασβεστοποιείται.

Έτσι, ο ανθρώπινος αρθρικός χόνδρος αποτελείται από ενυδατωμένο ECM και κύτταρα εμβυθισμένα σε αυτό, τα οποία αποτελούν το 2-3% του συνολικού όγκου ιστού. Δεδομένου ότι ο ιστός χόνδρου δεν έχει αίμα και λεμφικά αγγεία, η αλληλεπίδραση μεταξύ κυττάρων, η παροχή θρεπτικών συστατικών σε αυτά, η απομάκρυνση μεταβολικών προϊόντων πραγματοποιείται με διάχυση μέσω της ECM. Παρά το γεγονός ότι τα μεταβολικά χονδροκύτταρα είναι πολύ δραστικά, δεν κατανέμονται κανονικά σε ενήλικες. Τα χονδροκύτταρα υπάρχουν σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο, πιστεύουν ότι ο μεταβολισμός τους εκτελείται κυρίως αναερόβια.

Κάθε χονδροκύτταρο θεωρείται ξεχωριστή μεταβολική μονάδα χόνδρου, απομονωμένη από γειτονικά κύτταρα, αλλά υπεύθυνη για την παραγωγή στοιχείων VKM σε άμεση γειτνίαση με το δεδομένο κύτταρο και διατήρηση της σύνθεσής του.

Το VCR εκπέμπουν τρία τμήματα, καθένα από τα οποία έχει μοναδικές μορφολογική δομή και ειδική βιοχημική σύνθεση. VCR άμεσα παρακείμενες μεμβράνης kbazalnoy χονδροκυττάρων, που ονομάζεται το περικυτταρική, ililakunarnym, μήτρα. Χαρακτηρίζεται από υψηλή περιεκτικότητα σχετίζονται αλληλεπίδραση κυττάρου υαλουρονικό οξύ της πρωτεογλυκάνης συσσωματώματα με CD44-ειδείς υποδοχείς, και η σχετική έλλειψη οργανωμένων ινιδίων κολλαγόνου. Σε άμεση επαφή με περικυτταρική μήτρα εδαφική ή καψικούς, μια μήτρα η οποία αποτελείται από ένα δίκτυο των τεμνόμενων κολλαγόνα ινιδώδη, το οποίο ενθυλακώνει τα μεμονωμένα κύτταρα, ή (μερικές φορές) μία ομάδα κυττάρων που σχηματίζουν hondron, και είναι πιθανό να παρέχουν ειδικές μηχανική υποστήριξη για τα κύτταρα. Επαφής μήτρας χονδροκυττάρων με καψικό επιτευχθεί με πολυάριθμες κυτοπλασμικές διεργασίες πλούσια σε μικροϊνίδια και με συγκεκριμένα μόρια μήτρας, όπως CD44-ankorin και podobnye υποδοχείς. Το μεγαλύτερο και πιο απομακρυσμένο από τη βασική μεμβράνη ECM διαχωρίστηκε χονδροκυττάρων - ενδοπεριοχής μήτρα που περιέχει τον μεγαλύτερο αριθμό των ινιδίων κολλαγόνου και πρωτεογλυκανών.

Η διαίρεση της ECM σε τμήματα περιγράφεται σαφέστερα στον αρθρικό χόνδρο ενός ενήλικα παρά στον ανώριμο αρθρικό χόνδρο. Το σχετικό μέγεθος κάθε τμήματος ποικίλει όχι μόνο σε διαφορετικές αρθρώσεις, αλλά και εντός του ίδιου χόνδρου. Κάθε χονδροκύτταρο παράγει μια μήτρα που το περιβάλλει. Filed μελέτες ώριμα χονδροκύτταρα από χόνδρο διενεργείται ενεργό μεταβολικό έλεγχο πάνω περικυτταρική και εδαφική μήτρες τους είναι λιγότερο ενεργό έλεγχο ενδοπεριοχής μήτρα, η οποία μπορεί να είναι μεταβολικώς «αδρανή».

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο αρθρικός χόνδρος αποτελείται κυρίως από εκτεταμένες ECM, συντίθεται και ρυθμίζεται από χονδροκύτταρα. Τα μακρομόρια του ιστού και η μεταβολή τους στη συγκέντρωση κατά τη διάρκεια της ζωής τους, σύμφωνα με τις μεταβαλλόμενες λειτουργικές ανάγκες. Ωστόσο, παραμένει ασαφές: κύτταρα συνθέτουν το σύνολο της μήτρας ταυτόχρονα ή σε συγκεκριμένη φάση, σύμφωνα με τις φυσιολογικές ανάγκες. Η συγκέντρωση των μακρομορίων, μεταβολική ισορροπία μεταξύ τους, καθορίζουν τη σχέση και αλληλεπίδραση βιοχημικές ιδιότητες, και ως εκ τούτου τη λειτουργία του αρθρικού χόνδρου εντός ενός κοινού. Το κύριο συστατικό του ενήλικου VCR αρθρικό χόνδρο είναι νερό (65-70% της συνολικής μάζας), το οποίο συνδέεται σταθερά σ 'αυτό με τη βοήθεια των ειδικών φυσικών ιδιοτήτων των μακρομορίων χόνδρου ιστού η οποία περιλαμβάνει τα κολλαγόνα, πρωτεογλυκάνες και μη κολλαγονούχων γλυκοπρωτεΐνες.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]

Βιοχημική σύνθεση του χόνδρου

Οι ίνες κολλαγόνου αποτελούνται από μόρια ινώδους πρωτεΐνης κολλαγόνου. Στα θηλαστικά, το ποσοστό κολλαγόνου αντιπροσωπεύει το ένα τέταρτο όλων των πρωτεϊνών στο σώμα. Το κολλαγόνο σχηματίζει ινιδικά στοιχεία (ινίδια κολλαγόνου), που αποτελούνται από δομικές υπομονάδες, που ονομάζονται τροποκολλαγόνο. Το μόριο τροποκολλαγόνου έχει τρεις αλυσίδες που σχηματίζουν μια τριπλή έλικα. Μια τέτοια δομή του μορίου τροποκολλαγόνο, καθώς και η δομή των ινών κολλαγόνου, όταν αυτά τα μόρια διατάσσονται παράλληλα στην διαμήκη κατεύθυνση με μια σταθερή μετατόπιση περίπου 1/4 του μήκους και εξασφαλίζουν υψηλή ελαστικότητα και αντοχή των ιστών στα οποία βρίσκονται. Επί του παρόντος, είναι γνωστοί 10 γενετικά διαφορετικοί τύποι κολλαγόνου, που διαφέρουν στη χημική δομή των α-αλυσίδων και / ή στη συλλογή τους στο μόριο. Οι πιο εξετασθέντες πρώτοι τέσσερις τύποι κολλαγόνου είναι ικανοί να σχηματίσουν έως και 10 μοριακές ισομορφές.

Τα ινίδια κολλαγόνου είναι μέρος του εξωκυτταρικού χώρου των περισσότερων τύπων συνδετικού ιστού, συμπεριλαμβανομένου του ιστού χόνδρου. Εντός του τρισδιάστατο δίκτυο του αδιάλυτα ινίδια κολλαγόνου τεμνόμενων «μπλεγμένες» άλλα περισσότερο διαλυτά συστατικά, όπως πρωτεογλυκάνες, γλυκοπρωτεΐνες και ιστο-ειδικών πρωτεϊνών? μερικές φορές συνδέονται ομοιοπολικά με στοιχεία κολλαγόνου.

Τα μόρια κολλαγόνου που οργανώνονται σε ινίδια αποτελούν περίπου το 50% του οργανικού ξηρού υπολείμματος χόνδρου (10-20% φυσικού χόνδρου). Στο ώριμο χόνδρο, περίπου το 90% των κολλαγόνων περιλαμβάνει κολλαγόνο τύπου II, οι οποίες εμφανίζουν μόνο σε ορισμένους ιστούς (π.χ., υαλώδες, εμβρυϊκά νωτιαίο μυελό). Το κολλαγόνο τύπου II αναφέρεται στην πρώτη κατηγορία (σχηματίζοντας ινίδια) μορίων κολλαγόνου. Εκτός από αυτόν, στον ώριμο αρθρικό χόνδρο ενός ατόμου κολλαγόνου IX, τύπου XI και σε μικρό αριθμό τύπων VI επίσης βρίσκονται. Η σχετική ποσότητα του κολλαγόνου τύπου ινιδίων κολλαγόνου IX μειώνεται από εμβρυϊκό χόνδρο 15% έως περίπου 1% του ενήλικου βόειου χόνδρου.

Τα μόρια τύπου κολλαγόνου Ι αποτελούνται από τρεις ταυτόσημες αλυσίδες πολυπεπτιδίου α, (II), που συντίθενται και εκκρίνονται με τη μορφή πρόδρομου προκολολέως. Μόλις απελευθερωθούν τα έτοιμα μόρια κολλαγόνου στον εξωκυτταρικό χώρο, σχηματίζουν ινίδια. Στο ώριμο αρθρικό χόνδρο, το κολλαγόνο τύπου II σχηματίζει ινιδιακές στοές, στις οποίες βρίσκονται πιο "παχιά" μόρια σε βαθιά στρώματα ιστού και πιο "λεπτά" - οριζόντια στα επιφανειακά στρώματα.

Στο γονίδιο προκολλαγόνου του τύπου II, βρέθηκε ένα εξόνιο που κωδικοποιεί ένα πλούσιο σε κυστεΐνη Ν-τερματικό προπεπτίδιο. Αυτό το εξόνιο δεν εκφράζεται σε ώριμο χόνδρο, αλλά στα αρχικά στάδια ανάπτυξης (προχονδρογένεση). Λόγω της παρουσίας αυτού του εξονίου, το μόριο τύπου προκολλαγόνου II (τύπου II Α) είναι μεγαλύτερο από το κολλαγόνο τύπου II. Πιθανώς, η έκφραση αυτού του τύπου προκολλαγόνου αναστέλλει τη συσσώρευση στοιχείων στην ECM του αρθρικού χόνδρου. Μπορεί να διαδραματίσει κάποιο ρόλο στην ανάπτυξη της παθολογίας του χόνδρου (για παράδειγμα, ανεπαρκής επανορθωτική ανταπόκριση, σχηματισμός οστεοφυτών κλπ.).

Ένα δίκτυο ινιδίων κολλαγόνου τύπου II παρέχει μια λειτουργία αντοχής σε εφελκυσμό και είναι απαραίτητο για τη διατήρηση του όγκου και του σχήματος του ιστού. Αυτή η λειτουργία ενισχύεται με ομοιοπολική και διασταυρούμενη σύνδεση μεταξύ μορίων κολλαγόνου. Το ένζυμο VCR μορφές λυσυλο οξειδάση της υδροξυλυσίνης αλδεϋδης η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε πολυσθενή σταυρωτών συνδέσεων πυριδινολίνης σχηματίζοντας αμινο-υδροξυλυσίνη μεταξύ των αλυσίδων. Από τη μία πλευρά, η συγκέντρωση αυτού του αμινοξέος αυξάνεται με την ηλικία, ωστόσο, στον ώριμο χόνδρο ουσιαστικά δεν αλλάζει. Από την άλλη πλευρά, στον αρθρικό χόνδρο, σχηματίζεται αύξηση της συγκέντρωσης διασταυρούμενων δεσμών διαφορετικών τύπων με την ηλικία, που σχηματίζεται χωρίς τη συμμετοχή των ενζύμων.

Περίπου το 10% του συνολικού κολλαγόνου του χόνδρου είναι λεγόμενα ελάσσονα κολλαγόνα, τα οποία καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό το μοναδικό χαρακτηριστικό αυτού του υφάσματος. Κολλαγόνο τύπου IX ανήκει στην κατηγορία μορίων III korotkospiralnyh και μοναδική ομάδα FACIT-κολλαγόνου (Ινιδίου-Associated Collagen με διακεκομμένους τριπλούς -έλικες - ινιδίων-συνδέονται κολλαγόνου με διακεκομμένο τριπλή έλικα). Αποτελείται από τρεις γενετικά διαφορετικές αλυσίδες. Ένας από αυτούς - μια αλυσίδα ₂ - γλυκοζυλιώνεται ταυτόχρονα με θειική χονδροϊτίνη, γεγονός που καθιστά το μόριο αυτό ταυτόχρονα πρωτεογλυκάνη. Μεταξύ τμήματα της έλικας του κολλαγόνου τύπου κολλαγόνου IX, και τύπου II εμφανίζουν τόσο ώριμα και ανώριμα διασταυρούμενων συνδέσεων gidroksipiridinovye. Το κολλαγόνο IX μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως ένας ενδομοριακός-διαφραγματικός "συνδετήρας" (ή γέφυρα) μεταξύ γειτονικών ινιδίων κολλαγόνου. μόρια κολλαγόνου IX σχηματίζουν σταυρωτές συνδέσεις μεταξύ τους, η οποία αυξάνει την μηχανική σταθερότητα του τρισδιάστατου δικτύου ινιδικό και το προστατεύει από την έκθεση σε ένζυμα. Παρέχουν επίσης αντίσταση στην παραμόρφωση, περιορίζοντας το πρήξιμο των πρωτεογλυκανών μέσα στο δίκτυο. Επίσης ανιονικά CS-αλύσου μόριο κολλαγόνου IX περιέχει κατιονική επικράτεια ενημερώνοντας ινιδίου μεγάλο φορτίο και την τάση του να αλληλεπιδρά με άλλα μακρομόρια μήτρας.

Ο τύπος κολλαγόνου XI είναι μόνο 2-3% της συνολικής μάζας κολλαγόνων. Ανήκει στην πρώτη κατηγορία (σχηματίζοντας ινίδια) κολλαγόνων και αποτελείται από τρεις διαφορετικές α-αλυσίδες. Μαζί με τους τύπους κολλαγόνου II και IX, το κολλαγόνο τύπου X σχηματίζει ετεροτικά ινίδια αρθρικού χόνδρου. Μόρια τύπου κολλαγόνου XI βρίσκονται μέσα σε ινίδια κολλαγόνου τύπου II με τη βοήθεια ανοσοηλεκτρομικροσκοπίας. Ίσως να οργανώνουν μόρια κολλαγόνου τύπου ΙΙ, ελέγχοντας την πλευρική ανάπτυξη ινιδίων και προσδιορίζοντας τη διάμετρο του ετερότυπου ινιδίου κολλαγόνου. Επιπλέον, το κολλαγόνο XI εμπλέκεται στο σχηματισμό σταυροειδών δεσμών, αλλά ακόμη και στον ώριμο χόνδρο, οι εγκάρσιοι δεσμοί παραμένουν υπό τη μορφή ανώριμων δισθενών κετοαμινών.

Μία μικρή ποσότητα κολλαγόνου τύπου VI, άλλου αντιπροσωπευτικού της κατηγορίας III μορίων βραχείας έκτασης, βρέθηκε στον αρθρικό χόνδρο. Το κολλαγόνο τύπου VI σχηματίζει διάφορα μικροϊνίδια και, ενδεχομένως, συμπυκνώνεται στην καψιδική μήτρα του χόντρον.

Οι πρωτεογλυκάνες είναι πρωτεΐνες στις οποίες τουλάχιστον μία αλυσίδα γλυκοζαμινογλυκάνης συνδέεται ομοιοπολικά. Οι πρωτεογλυκάνες ανήκουν σε ένα από τα πιο πολύπλοκα βιολογικά μακρομόρια. Οι πιο εκτεταμένες πρωτεογλυκάνες υπάρχουν στον χόνδρο VKM. "Εμπλοκές" μέσα στο δίκτυο των ινιδίων κολλαγόνου, οι υδροφιλικές πρωτεογλυκάνες εκπληρώνουν την κύρια λειτουργία τους - ενημερώνουν τον χόνδρο για την ικανότητα να παραμορφώνονται αναστρέψιμα. Πιστεύεται ότι οι πρωτεογλυκάνες εκτελούν μια σειρά άλλων λειτουργιών, η ουσία των οποίων δεν είναι απολύτως σαφής.

Το Aggrecan είναι η κύρια πρωτεογλυκάνη του αρθρικού χόνδρου: είναι περίπου το 90% της συνολικής μάζας των πρωτεογλυκανών στον ιστό. Το βάρος του ενός πυρήνα πρωτεΐνης των 230 kDa γλυκοσυλιωμένη πλήθος ομοιοπολικά συνδεδεμένα γλυκοζαμινογλυκάνης αλυσίδες, και kontsevymi Ν-και Ο-τερματικό ολιγοσακχαρίτες.

Γλυκοζαμινογλυκάνης αλυσίδα του αρθρικού χόνδρου, που αποτελούν περίπου το 90% του συνόλου των μακρομορίων βάρους - θειική κερατάνη (που αντιπροσωπεύει την αλληλουχία από θειωμένα δισακχαρίτη Ν-atsetilglyukozamingalaktoza πολλαπλές θειωμένων τμήματα και άλλα υπολείμματα μονοσακχαρίτη, όπως σιαλικό οξύ) και θειική χονδροϊτίνη (που αντιπροσωπεύει την αλληλουχία από δισακχαρίτης της Ν-ακετυλογαλακτοζαμίνης, γλυκουρονικό οξύ, θειικό εστέρα, το καθένα συνδεδεμένο με το τέταρτο ή στο έκτο άτομο άνθρακα του Ν-atsetilg γαλακτοζαμίνης).

Ο πυρήνας του συσσωματώματος περιέχει τρεις περιοχές σφαιρικού (G1, G2, G3) h δύο διαγωνίου (Ε1 και Ε2). Η Ν-τερματική περιοχή περιέχει περιοχές G και G2 που διαχωρίζονται από ένα τμήμα Ε1 μήκους 21 nm. C3-τομέα που βρίσκεται στο C-τελικό άκρο, διαχωρίζεται από το G ₂ πια (περίπου 260 nm) τμήμα Ε2 που φέρει περισσότερο από 100 αλυσίδες θειικής χονδροϊτίνης των περίπου 15-25 κερατάνη αλυσίδες θειικής και Ο-συνδεδεμένων ολιγοσακχαριτών. Ν-συνδεδεμένοι ολιγοσακχαρίτες που βρίσκονται κυρίως εντός G1- και C2 και Ε1-τμήμα, καθώς και κοντά στο G ₃ -regiona. Οι γλυκοζαμινογλυκάνες ομαδοποιούνται σε δύο περιοχές: η πιο εκτεταμένο (λεγόμενη περιοχή πλούσια σε θειική χονδροϊτίνη) αλυσίδα περιλαμβάνει θειική χονδροϊτίνη και περίπου 50% των κερατάνη αλυσίδων θειικής. Περιοχή πλούσια σε κερατάνη θειικά, εντοπισμένη σε Ε ₂ -segmente κοντά G1-πεδίου προηγείται μια περιοχή πλούσια σε θειικά άλατα χονδροϊτίνης. Τα μόρια Aggregan περιέχουν επίσης φωσφορικούς εστέρες, εντοπισμένοι κυρίως σε υπολείμματα ξυλόζης, οι οποίοι προσδέουν αλυσίδες θειικής χονδροϊτίνης στην πρωτεΐνη πυρήνα. βρίσκονται επίσης στα υπολείμματα σερίνης της πρωτεΐνης πυρήνα.

Το Ο-τερματικό τμήμα _του τομέως C3 είναι πολύ ομόλογο προς τη λεκτίνη, έτσι ώστε τα μόρια πρωτεογλυκάνης να μπορούν να σταθεροποιηθούν στην ECM με σύνδεση σε ορισμένες δομές υδρογονάνθρακα.

Πρόσφατες μελέτες είχαν βρει ένα εξόνιο που κωδικοποιεί την τύπου EGF (επιδερμικού αυξητικού παράγοντα), υπο-τομέα εντός της G ₃. Χρησιμοποιώντας πολυκλωνικά αντισώματα αντι-ΕΟΡ, ένα επιτόπιο τύπου EGF εντοπίστηκε μέσα σε ένα πεπτίδιο 68 kD στο σύνολο του ανθρώπινου αρθρικού χόνδρου. Ωστόσο, οι λειτουργίες του απαιτούν διευκρίνιση. Αυτός ο υποτομέας βρίσκεται επίσης στη δομή των μορίων προσκόλλησης που ελέγχουν τη μετανάστευση των λεμφοκυττάρων. Μόνο περίπου το ένα τρίτο των αγγρεκάνης μορίων που απομονώνονται από ώριμο ανθρώπινο αρθρικό χόνδρο περιέχουν άθικτο C ₃ επικράτειες του? πιθανώς αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στην ECM, τα μόρια της αγκρεκάνης μπορούν να μειωθούν σε μέγεθος από την οδό του ενζύμου. Η περαιτέρω τύχη και λειτουργία των θραυσμάτων δεν είναι γνωστή.

Το κύριο λειτουργικό τμήμα είναι ένα αγγρεκάνης μόριο glikozaminoglikannesuschy Ε ₂ Πληροφóρηση κατά Τομέα. Η περιοχή, πλούσια σε θειικά κερατάνια, περιέχει τα αμινοξέα προλίνη, σερίνη και θρεονίνη. Οι περισσότεροι σερίνης και θρεονίνης Ο-γλυκοζυλιωμένη Ν-atsetilgalaktozaminovymi υπολείμματα, ενεργοποιούν τη σύνθεση ορισμένων ολιγοσακχαρίτες, τα οποία είναι ενσωματωμένα στα κερατάνη αλυσίδες θειικό, έτσι επιμήκυνση τους. Το υπόλοιπο του Ε ₂ -segmenta περιέχει περισσότερα από 100 αλληλουχίες σερίνη-γλυκίνη, στην οποία η σειρά παρέχει ksilozilnym προσκόλληση σε υπολείμματα κατά την έναρξη των αλυσίδων θειικής χονδροϊτίνης. Τυπικά και χονδροϊτίνη-6-θειική χονδροϊτίνη και-4-θειικό υπάρχουν ταυτόχρονα μέσα στις ίδιες πρωτεογλυκάνης μόρια του δείκτη ποικίλλει ανάλογα με την εντόπιση του χόνδρου και την ηλικία του ατόμου.

Η δομή των μορίων της αγκρεκάνης στη μήτρα του αρθρικού χόνδρου ενός ατόμου υφίσταται μια σειρά αλλαγών στη διαδικασία ωρίμανσης και γήρανσης. Οι μεταβολές που σχετίζονται με τη γήρανση περιλαμβάνουν μείωση του υδροδυναμικού μεγέθους ως αποτέλεσμα αλλαγών στο μέσο μήκος αλυσίδας των θειικών χονδροϊτίνης, αύξηση του αριθμού και του μήκους των αλυσίδων θειικής κερατάνης. Ορισμένες αλλαγές στο μόριο της αγκρεκάνης υφίστανται επίσης τη δράση των πρωτεολυτικών ενζύμων (π.χ. αγκρεκανάση και στρομελυσίνη) στην πρωτεΐνη πυρήνα. Αυτό οδηγεί σε προοδευτική μείωση του μέσου μήκους της πρωτεΐνης πυρήνα των μορίων της αγκρεκάνης.

Τα μόρια Aggrecan συντίθενται από χονδροκύτταρα και εκκρίνονται στην ECM, όπου σχηματίζουν συσσωματώματα σταθεροποιημένα με μόρια δεσμευτικών πρωτεϊνών. Αυτή η συσσωμάτωση περιλαμβάνει πολύ συγκεκριμένες και μη-ομοιοπολικών αλληλεπιδράσεων συνεταιρισμός μεταξύ του νήματος και γλυκουρονικό οξύ περίπου 200 aggrekanov μόρια και δεσμευτικές πρωτεΐνες. Γλυκουρονικό οξύ - εξωκυτταρική μη θειωμένων γλυκοζαμινογλυκανών γραμμικό υψηλού μοριακού βάρους που αποτελούνται από ένα πλήθος σχετίζονται διαδοχικά μορίων atsetilglyu-Ν-kozamina και γλυκουρονικό οξύ. Οι συζευγμένοι βρόχοι της περιοχής G1 της αγκρεκάνης αλληλεπιδρούν αναστρέψιμα με πέντε διαδοχικά διατεταγμένους δισακχαρίτες υαλουρονικού οξέος. πρωτεΐνη, η οποία περιέχει παρόμοια (vysokogomologichnye) ζευγαρωμένο θηλειά πρόσδεσης αλληλεπιδρά με τον τομέα C1 και ενός μορίου του υαλουρονικού οξέως και σταθεροποιεί τη δομή της μηχανής. Complex τομέως C1 - υαλουρονικό οξύ - δέσμευσης μορφές πρωτεΐνης εξαιρετικά σταθερή αλληλεπίδραση η οποία προστατεύει G1-domain και δεσμευτική πρωτεΐνη από τη δράση των πρωτεολυτικών ενζύμων. Δύο μόρια μιας συνδετικής πρωτεΐνης με μοριακό βάρος 40-50kD ταυτοποιήθηκαν. διαφέρουν το ένα από το άλλο στον βαθμό της γλυκοζυλίωσης. Μόνο ένα μόριο της συνδετικής πρωτεΐνης υπάρχει στη θέση σύνδεσης υαλουρονικού οξέος-αγκρεκάνης. Το τρίτο, μικρότερο, μόριο της πρωτεΐνης δέσμευσης σχηματίζεται από μεγαλύτερες πρωτεΐνες με πρωτεολυτική διάσπαση.

Περίπου 200 μόρια αγκρεκάνης μπορούν να προσδεθούν σε ένα μόριο υαλουρονικού οξέος για να σχηματίσουν ένα συσσωμάτωμα μήκους 8 μm. Το κύτταρο-σχετίζεται μήτρα που αποτελείται από περικυτταρική και εδαφικής διαιρέσεις συσσωματώματα διατηρούν τη σχέση τους με τα κύτταρα δια δεσμεύσεως (μέσω σπειρώματος υαλουρονικό οξύ) με SD44-όπως υποδοχείς επί της κυτταρικής μεμβράνης.

Ο σχηματισμός συσσωματωμάτων στην ECM είναι μια σύνθετη διαδικασία. Τα νεοσυντιθέμενα μόρια αγκρεκάν δεν εκδηλώνουν αμέσως την ικανότητα να δεσμεύονται με υαλουρονικό οξύ. Αυτό μπορεί να χρησιμεύσει ως ένας ρυθμιστικός μηχανισμός που επιτρέπει στα νεοσυντιθέμενα μόρια να φθάσουν στην ενδοπεριφερειακή ζώνη της μήτρας πριν ακινητοποιηθούν σε μεγάλα συσσωματώματα. Ο αριθμός των νεοσυντιθέμενων μορίων αγκρεκάνης και των πρωτεϊνών σύνδεσης ικανών να σχηματίζουν συσσωματώματα με αλληλεπίδραση με υαλουρονικό οξύ μειώνεται σημαντικά με την ηλικία. Επιπλέον, με την ηλικία, το μέγεθος των συσσωματωμάτων που απομονώνονται από τον αρθρικό χόνδρο ενός ατόμου μειώνεται σημαντικά. Αυτό οφείλεται εν μέρει στη μείωση του μέσου μήκους των μορίων του μορίου υαλουρονικού οξέος και αγκρεκάνης.

Υπάρχουν δύο τύποι συσσωματωμάτων στον αρθρικό χόνδρο. Το μέσο μέγεθος των συσσωματωμάτων του πρώτου είδους - 60 S, συσσωματώματα του δευτέρου τύπου (γρήγορη διευθέτηση «superagregatov») - 120 S. Η τελευταία διαφέρει αφθονία πρωτεΐνης μορίων συνδετικού. Η παρουσία αυτών των superagregates, ενδεχομένως, παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του ιστού. κατά την επισκευή των ιστών μετά την ακινητοποίηση ενός άκρου στα μεσαία στρώματα του αρθρικού χόνδρου βρείτε υψηλότερες συγκεντρώσεις στις αρθρώσεις που επηρεάζονται με την οστεοαρθρίτιδα, τα μεγέθη τους μειώνεται σημαντικά στα πρώιμα στάδια της νόσου.

Εκτός από την αγκρεκάνη, ο αρθρικός χόνδρος περιέχει έναν αριθμό μικρότερων πρωτεογλυκανών. Το Biglikan και η ντεκορίνη, τα μόρια που φέρουν θειικά δερματάνια έχουν μοριακή μάζα περίπου 100 και 70 kD, αντίστοιχα. η μάζα της βασικής τους πρωτεΐνης είναι περίπου 30kD.

Ο αρθρικός χόνδρος των ανθρώπινων διγλυκάνη μόριο περιέχει δύο αλυσίδες θειικής δερματάνης, ενώ συχνότερα απαντώμενες ντεκορίνης - μόνο ένα. Αυτά τα μόρια είναι μόνο ένα μικρό μέρος των πρωτεογλυκανών στον αρθρικό χόνδρο, αν και μπορεί επίσης να είναι πολλά, καθώς και μεγάλα συσσωματώματα των πρωτεογλυκανών. Μικρό πρωτεογλυκάνες αλληλεπιδρούν με άλλα μακρομόρια στην ECM, συμπεριλαμβανομένων ινίδια κολλαγόνου, φιμπρονεκτίνη, παράγοντες ανάπτυξης, και άλλοι. Decorin αρχικά εντοπίζεται στην επιφάνεια των ινιδίων κολλαγόνου και αναστέλλει ινιδιογένεση κολλαγόνο. Rod συγκρατείται σταθερά πρωτεΐνη με έναν τομέα δεσμεύσεως κυττάρου της φιβρονεκτίνης, πιθανώς αναστέλλοντας έτσι την δέσμευση του τελευταίου με τους υποδοχείς κυτταρικής επιφάνειας (ιντεγκρίνες). Λόγω του γεγονότος ότι τόσο η ντεκορίνη και διγλυκάνη δεσμεύονται με φιμπρονεκτίνη και αναστέλλουν την κυτταρική προσκόλληση και τη μετανάστευση, καθώς και το σχηματισμό θρόμβου, είναι σε θέση να αναστέλλουν διαδικασίες επιδιόρθωσης ιστών.

Η ινωδομουλίνη του αρθρικού χόνδρου είναι πρωτεογλυκάνη μοριακής μάζας 50-65 kD, που συνδέεται με ινίδια κολλαγόνου. Η βασική πρωτεΐνη της, ομόλογη προς τις πρωτεΐνες του πυρήνα της διακόσμησης και της bigakana, περιέχει μια μεγάλη ποσότητα υπολειμμάτων θειικής τυροσίνης. Αυτή η γλυκοζυλιωμένη μορφή ινωδομοδουλίνης (που προηγουμένως ονομάστηκε πρωτεΐνη μήτρας 59 kD) μπορεί να συμμετέχει στη ρύθμιση του σχηματισμού και διατήρησης της δομής ινιδίων κολλαγόνου. Η ινωδομουλίνη και η ντεκορίνη εντοπίζονται στην επιφάνεια ινιδίων κολλαγόνου. Έτσι, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η αύξηση της διαμέτρου του ινιδίου πρέπει να προηγείται από την επιλεκτική απομάκρυνση αυτών των πρωτεογλυκανών (καθώς και μορίων κολλαγόνου τύπου IX).

Ο αρθρικός χόνδρος περιέχει έναν αριθμό πρωτεϊνών στο VKM, οι οποίοι δεν ανήκουν ούτε σε πρωτεογλυκάνες ούτε σε κολλαγόνα. Αυτά αλληλεπιδρούν με άλλα μακρομόρια για να σχηματίσουν ένα δίκτυο στο οποίο ενσωματώνονται τα περισσότερα μόρια VKM.

Ankorin πρωτεΐνη με μία μάζα 34 kDa, που εντοπίστηκε στην επιφάνεια των χονδροκυττάρων στην κυτταρική μεμβράνη και προκαλεί αλληλεπιδράσεις μεταξύ κυττάρων και μήτρας. Λόγω της υψηλής συγγένειάς του για κολλαγόνο τύπου II μπορεί να δράσει ως μηχανοϋποδοχέως μετάδοση σήματος του τροποποιημένου πίεση στις χονδροκύτταρα ινιδίων.

Η ινωδονεκτίνη είναι ένα συστατικό των περισσότερων χόνδρινων ιστών, ελαφρώς διαφορετικό από την φιμπρονεκτίνη του πλάσματος του αίματος. Προτείνεται ότι η φιμπρονεκτίνη προάγει την ενσωμάτωση της μήτρας με αλληλεπίδραση με κυτταρικές μεμβράνες και άλλα συστατικά μήτρας όπως κολλαγόνο τύπου II και θρομβοσπονδίνη. Τα θραύσματα της φιμπρονεκτίνης επηρεάζουν αρνητικά τον μεταβολισμό των χονδροκυττάρων - αναστέλλουν τη σύνθεση της αγκρεκάνης, διεγείρουν τις καταβολικές διεργασίες. Στο κοινό υγρό ασθενών με οστεοαρθρόρηση, βρέθηκε υψηλή συγκέντρωση θραυσμάτων ινονεκτίνης, έτσι ώστε να μπορούν να συμμετάσχουν στην παθογένεση της νόσου σε μεταγενέστερα στάδια. Πιθανώς, θραύσματα άλλων μορίων μήτρας που δεσμεύονται με υποδοχείς χονδροκυττάρων έχουν επίσης τα ίδια αποτελέσματα.

Ο χόνδρος ολιγομερής πρωτεΐνη μήτρας (OMPH) - θρομβοσπονδίνη μέλος υπεροικογένειας είναι ένα πενταμερές των πέντε όμοιες υπομονάδες με ένα μοριακό βάρος περίπου 83 kD. Βρίσκονται σε μεγάλους αριθμούς στον αρθρικό χόνδρο, ειδικά στο στρώμα πολλαπλασιαστικών κυττάρων στον αναπτυσσόμενο ιστό. Ως εκ τούτου, ίσως, η OMPCH συμμετέχει στη ρύθμιση της κυτταρικής ανάπτυξης. Σε πολύ χαμηλότερη συγκέντρωση, βρίσκονται στην ECM ώριμου αρθρικού χόνδρου. Οι πρωτεΐνες μήτρας αναφέρονται επίσης ως:

• βασική πρωτεΐνη μήτρας (36 kDa), η οποία έχει υψηλή συγγένεια για τα χονδροκύτταρα μπορούν να μεσολαβήσει στην αλληλεπίδραση των κυττάρων στο ECM, όπως κατά τη διάρκεια αναδιαμόρφωση ιστού?
• Το GP-39 (39 kD) εκφράζεται στο επιφανειακό στρώμα του αρθρικού χόνδρου και στην αρθρική μεμβράνη (οι λειτουργίες του είναι άγνωστες).
• Η πρωτεΐνη των 21 kD συντίθεται από υπερτροφικά χονδροκύτταρα, αλληλεπιδρά με κολλαγόνο τύπου X, μπορεί να λειτουργήσει στη ζώνη "κυματοειδούς γραμμής".

Επιπλέον, είναι προφανές ότι τα χονδροκύτταρα εκφράζουν ένα μη-γλυκοζυλιωμένη μορφή μικρών μη συσσωματωμένων πρωτεογλυκάνες σε ορισμένα στάδια της ανάπτυξης χόνδρου και σε παθολογικές καταστάσεις, αλλά ειδική λειτουργία τους μελετάται.

[10], [11], [12], [13], [14], [15]

Λειτουργικές ιδιότητες του χόνδρου της άρθρωσης

Τα μόρια του αγκρεκάνου δίνουν στον αρθρικό χόνδρο την δυνατότητα να υποστούν αναστρέψιμη παραμόρφωση. Επιδεικνύουν ειδικές αλληλεπιδράσεις εντός του εξωκυτταρικού χώρου και αναμφισβήτητα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην οργάνωση, τη δομή και τη λειτουργία της ECM. Στους χόνδρους ιστούς τα μόρια αγκρεκάνης φθάνουν συγκέντρωση 100 mg / ml. Στον χόνδρο, τα μόρια Aggregan συμπιέζονται στο 20% του όγκου που καταλαμβάνουν στο διάλυμα. Ένα τρισδιάστατο δίκτυο που σχηματίζεται από ινίδια κολλαγόνου ενημερώνει τον ιστό για το χαρακτηριστικό του σχήμα και εμποδίζει την αύξηση του όγκου των πρωτεογλυκανών. Μέσα στο δίκτυο κολλαγόνου, οι ακίνητες πρωτεογλυκάνες φέρουν ένα μεγάλο αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο (περιέχουν μεγάλο αριθμό ανιονικών ομάδων), το οποίο επιτρέπει την αλληλεπίδραση με κινητές κατιονικές ομάδες του διάμεσου υγρού. Σε αλληλεπίδραση με το νερό, οι πρωτεογλυκάνες παρέχουν τη λεγόμενη πίεση διόγκωσης, η οποία εξουδετερώνεται από το δίκτυο κολλαγόνου.

Η παρουσία νερού στην ECM είναι πολύ σημαντική. Το νερό καθορίζει τον όγκο του ιστού. που σχετίζεται με πρωτεογλυκάνες, παρέχει αντίσταση στη συμπίεση. Επιπλέον, το νερό παρέχει μεταφορά μορίων και διάχυση στην ECM. Η υψηλή πυκνότητα του αρνητικού φορτίου σε μεγάλες πρωτεογλυκάνες που είναι στερεωμένες σε ιστό δημιουργεί ένα "αποκλεισμένο αποτέλεσμα όγκου". Το μέγεθος πόρων του ενδοκοκκωμένου διαλύματος πρωτεογλυκανών είναι τόσο μικρό που η διάχυση μεγάλων σφαιρικών πρωτεϊνών στον ιστό περιορίζεται σοβαρά. Το VKM απορροφά μικρά αρνητικά φορτισμένα (π.χ. χλωριούχα ιόντα) και μεγάλες (όπως αλβουμίνη και ανοσοσφαιρίνες) πρωτεΐνες. Το μέγεθος των κυττάρων μέσα σε ένα πυκνό δίκτυο ινιδίων κολλαγόνου και πρωτεογλυκανών μπορεί να συμβιβαστεί μόνο με τις διαστάσεις ορισμένων ανόργανων μορίων (για παράδειγμα νάτριο και κάλιο, αλλά όχι ασβέστιο).

Στο VKM υπάρχει κάποια ποσότητα νερού στα ινίδια κολλαγόνου. Οι φυσικοχημικές και οι βιομηχανικές ιδιότητες του χόνδρου καθορίζουν τον εξωφραγματικό χώρο. Η περιεκτικότητα σε νερό στον ινιδιακό χώρο εξαρτάται από τη συγκέντρωση των πρωτεογλυκανών στον εξωφραγματικό χώρο και αυξάνεται με μείωση της συγκέντρωσης του τελευταίου.

Το σταθερό αρνητικό φορτίο σε πρωτεογλυκάνες καθορίζει τη σύνθεση ιόντων του εξωκυτταρικού μέσου που περιέχει ελεύθερα κατιόντα σε υψηλή συγκέντρωση και ελεύθερα ανιόντα σε χαμηλή συγκέντρωση. Δεδομένου ότι η συγκέντρωση των μορίων της αγκρεκάνης αυξάνεται από την επιφάνεια στην βαθιά ζώνη του χόνδρου, αλλάζει το ιοντικό περιβάλλον του ιστού. Η συγκέντρωση ανόργανων ιόντων στην ECM παράγει υψηλή οσμωτική πίεση.

Οι ιδιότητες του χόνδρου ως υλικού εξαρτώνται από την αλληλεπίδραση των ινιδίων κολλαγόνου, των πρωτεογλυκανών και της υγρής φάσης του ιστού. Δομικά και σύνθεσης αλλαγές που οφείλονται στην αναντιστοιχία μεταξύ των συνθετικών και καταβολικές διεργασίες, και η υποβάθμιση των μακρομορίων από φυσική βλάβη, επηρεάζουν σημαντικά υλικές ιδιότητες του χόνδρου και να μεταβάλλουν τη λειτουργία του. Από τη συγκέντρωση και διανομή των μακρο-μοριακή οργάνωση των πρωτεογλυκανών και κολλαγόνων ποικίλλουν ανάλογα με το βάθος της ζώνης χόνδρου ποικίλλουν τις βιομηχανικές ιδιότητες της κάθε ζώνης. Για παράδειγμα, το εμβαδόν επιφανείας με υψηλή συγκέντρωση της ινιδίων κολλαγόνου τοποθετημένο εφαπτομενικά σε σχέση με τη χαμηλή συγκέντρωση των πρωτεογλυκανών έχει το τέντωμα του πιο έντονη την εξουδετέρωση ιδιότητες, τη διανομή του φορτίου ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια του ιστού. Στις μεταβατικές ζώνες και βαθιά υψηλή συγκέντρωση των πρωτεογλυκανών αναφέρει ιδιοκτησίας ιστού φορτίο συμπίεσης μεταφοράς. Στο επίπεδο των «κυματιστές γραμμές» ιδιότητες των υλικών χόνδρου ποικίλλει σημαντικά από εύπλαστο ζώνη nekaltsifitsirovannoy σε ένα σκληρό ανοργανοποιημένο χόνδρου. Στην περιοχή της "κυματοειδούς γραμμής" η αντοχή του ιστού παρέχεται από το δίκτυο κολλαγόνου. Τα χόνδρινα ινίδια δεν διασχίζουν τα χονδροειδή τμήματα. στην ένωση του αντοχής οστεοχονδρικού ιστού παρέχεται από ειδικό περιγράμματα όριο μεταξύ ζωνών nekaltsifitsirovannogo και ασβεστοποιημένο χόνδρο με τη μορφή δακτύλου-όπως αποφύσεις ακανόνιστη, που «κλείνει» δύο στρώματα και εμποδίζει τον διαχωρισμό τους. Ασβεστοποιημένο χόνδρο είναι λιγότερο πυκνό από το υποχόνδριο οστό, έτσι ώστε να εκτελεί τη λειτουργία ενός ενδιάμεσου στρώματος που μαλακώνει το φορτίο θλίψεως επί της χόνδρου και υποχόνδριου οστού μεταδίδει.

Κατά τη διάρκεια του φορτίου, εμφανίζεται μια σύνθετη κατανομή τριών δυνάμεων-τέντωμα, διάτμηση και συμπίεση. Η αρθρική μήτρα παραμορφώνεται εξαιτίας της αποβολής του νερού (καθώς και των μεταβολικών προϊόντων των κυττάρων) από τη ζώνη φορτίου, η συγκέντρωση των ιόντων στο διάμεσο υγρό αυξάνεται. Η μετακίνηση του νερού εξαρτάται άμεσα από τη διάρκεια και τη δύναμη του εφαρμοζόμενου φορτίου και καθυστερείται από το αρνητικό φορτίο των πρωτεογλυκανών. Με τον καιρό πρωτεογλυκάνες παραμόρφωση ιστού πιο σφιχτά πιέζονται μεταξύ τους, αυξάνοντας έτσι αποτελεσματικά το αρνητικό πυκνότητα φορτίου και αρνητικές δυνάμεις διαμοριακές απωστική χρέωση με τη σειρά του να αυξήσει την αντίσταση σε περαιτέρω παραμόρφωση του υφάσματος. Τελικά παραμόρφωση φθάνει σε ισορροπία, όπου οι εξωτερικές δυνάμεις είναι ισορροπημένες δυνάμεις αντίστασης εσωτερικό φορτίο - πίεση διόγκωσης (η αλληλεπίδραση με ιόντα πρωτεογλυκάνες) και μηχανική καταπόνηση (πρωτεογλυκάνες αλληλεπίδραση και κολλαγόνα). Όταν το φορτίο εξαλείφεται, ο χονδρικός ιστός αποκτά το αρχικό του σχήμα με το ύδωρ που απορροφά μαζί με τα θρεπτικά συστατικά. Η αρχική (προφορτωμένη) μορφή ιστού επιτυγχάνεται όταν η πίεση διογκώσεως των πρωτεογλυκανών εξισορροπείται από την αντίσταση του δικτύου κολλαγόνου προς την εξάπλωσή τους.

Οι βιο-μηχανικές ιδιότητες του αρθρικού χόνδρου με βάση την δομική ακεραιότητα του υφάσματος - κολλαγόνου-πρωτεογλυκάνης σύνθεση ως μια στερεή φάση και το νερό και τα ιόντα διαλυμένα σε αυτό ως μία υγρή φάση. Από το φορτίο, η υδροστατική πίεση του αρθρικού χόνδρου είναι περίπου 1-2 atm. Αυτή η υδροστατική πίεση μπορεί να αυξηθεί ίη νίνο σε 100-200 atm. σε χιλιοστά του δευτερολέπτου κατά τη διάρκεια της στάσης και μέχρι 40-50 atm κατά τη διάρκεια του περπατήματος. Μελέτες in vitro έχουν δείξει ότι η υδροστατική πίεση 50-150 atm (φυσιολογικό) για ένα σύντομο χρονικό διάστημα οδηγεί σε μια μέτρια αύξηση της αναβολισμός χόνδρου, για 2 ώρες - οδηγεί σε απώλεια του υγρού χόνδρου, αλλά δεν προκαλεί άλλες αλλαγές. Το ερώτημα είναι πόσο γρήγορα τα χονδροκύτταρα αντιδρούν in vivo σε αυτό το είδος φορτίου.

Η επαγόμενη μείωση της ενυδάτωσης με επακόλουθη αύξηση της συγκέντρωσης των πρωτεογλυκανών οδηγεί στην προσέλκυση θετικά φορτισμένων ιόντων, όπως τα Η ⁺ και Na ⁺. Αυτό οδηγεί σε μεταβολή της συνολικής σύνθεσης ιόντων και ρΗ της ECM και των χονδροκυττάρων. Η παρατεταμένη φόρτωση προκαλεί μείωση του ρΗ και ταυτόχρονη μείωση της σύνθεσης των πρωτεογλυκανών από χονδροκύτταρα. Ίσως η επίδραση του εξωκυτταρικού ιοντικού περιβάλλοντος στις συνθετικές διεργασίες σχετίζεται επίσης εν μέρει με την επίδρασή του στη σύνθεση της ECM. Τα νεοσυντιθέμενα μόρια της αγκρεκάνης σε ένα ασθενώς όξινο μέσο μετά από κανονικές συνθήκες ωριμάζουν σε συσσωματωμένες μορφές. Είναι πιθανό ότι μια μείωση του ρΗ γύρω από τα χονδροκύτταρα (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια ενός φορτίου) επιτρέπει σε περισσότερα νέα συνθετικά μόρια αγκρεκάνης να φθάσουν στο διεπιφανειακό πλέγμα.

Όταν το φορτίο εξαλείφεται, το νερό επιστρέφει από την αρθρική κοιλότητα, φέρνοντας μαζί του θρεπτικά στοιχεία για τα κύτταρα. Ο χόνδρος επηρεάζεται με την οστεοαρθρίτιδα, πρωτεογλυκάνη συγκέντρωση μειώνεται, ως εκ τούτου, κατά τη φόρτωση νερό κινείται όχι μόνο κάθετα στην αρθρική κοιλότητα, αλλά και σε άλλες κατευθύνσεις, μειώνοντας έτσι χονδροκύτταρα δύναμη.

Ακινητοποίηση ή μικρό φορτίο οδηγεί σε αξιοσημείωτη μείωση στις συνθετικές διεργασίες του περιεχομένου πρωτεογλυκάνης χόνδρου και, ενώ η αύξηση στο δυναμικό φορτίο οδηγεί σε μια μέτρια σύνθεση αύξηση πρωτεογλυκάνης και το περιεχόμενο .. Η έντονη άσκηση (20 χιλιόμετρα την ημέρα για 15 εβδομάδες) σε σκύλους προκάλεσε μια αλλαγή στο περιεχόμενο των πρωτεογλυκανών ειδικότερα, απότομη μείωση της συγκέντρωσης τους στην επιφάνεια. Υπήρξε κάποια αναστρέψιμη αποσκλήρυνση του χόνδρου και αναδιαμόρφωση του υποχονδρικού οστού. Ένα μεγάλο στατικό φορτίο, ωστόσο, προκάλεσε βλάβη του χόνδρου και επακόλουθο εκφυλισμό. Επιπλέον, η απώλεια του Aggrecan ECM προκαλεί μη φυσιολογικές αλλαγές χαρακτηριστικές της οστεοαρθρότητας. Η απώλεια της αγκρεκάνης οδηγεί στην προσέλκυση νερού και στο πρήξιμο της υπόλοιπης μικρής ποσότητας πρωτεογλυκανών. Αυτή η αραίωση μειώνει αγγρεκάνης πυκνότητα τοπικές πάγιο και τελικά οδηγεί σε μια αλλαγή στη οσμωτικότητα.