正常顳頜關(guān)節(jié)滑膜功能及其生化和代謝研究進展(一)

1、正常顳頜關(guān)節(jié)滑膜功能及其生化和代謝研究進展(一)    關(guān)鍵詞：顳頜關(guān)節(jié)滑膜生理生化 顳頜關(guān)節(jié)（TMJ）滑膜覆蓋著關(guān)節(jié)囊的關(guān)節(jié)腔面，它由兩層組織構(gòu)成，第一層為貼近關(guān)節(jié)腔的內(nèi)襯細胞層，稱為滑膜內(nèi)膜；第二層為支持層，稱為滑膜內(nèi)膜下組織。滑膜是維持關(guān)節(jié)生理和功能的重要結(jié)構(gòu)，由于顳頜關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)精細，關(guān)節(jié)腔狹小，滑膜菲薄以及取材的技術(shù)方面的原因，迄今對顳頜關(guān)節(jié)滑膜的結(jié)構(gòu)和生理功能了解不多，本文根據(jù)對人體其它部位滑液關(guān)節(jié)滑膜的認識，結(jié)合目前對顳頜關(guān)節(jié)滑膜的研究成果，對其功能、生化和代謝特點作一綜述。 正常滑膜組織的功能 滑膜是關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它能減少關(guān)節(jié)表面的

2、摩擦力，防止表面粘連，為關(guān)節(jié)軟骨供應(yīng)營養(yǎng)成份，排泄廢用物質(zhì)以及分泌滑液等。現(xiàn)就以上功能作一詳細闡述。 1防止關(guān)節(jié)表面粘連 滑膜內(nèi)膜表面無粘連性是滑膜最典型的特征，它保證了關(guān)節(jié)能夠自由地活動。內(nèi)膜細胞之間互相緊密連結(jié)，并與其胞外基質(zhì)（Extracellularmatrix，ECM）形成屏障，足以使關(guān)節(jié)運動時滑液快速通過表面而不與對側(cè)關(guān)節(jié)表面發(fā)生“粘結(jié)”（Crosslink）。目前，關(guān)于滑膜表面無粘連特性的學說有幾種。 一種觀點認為：纖維結(jié)合蛋白（Fibronectin，F(xiàn)N）主要存在于滑膜內(nèi)膜當中，在細胞連接方面起著重要的作用。但FN既分布在滑膜內(nèi)膜組織中，也分布在液體表面，其分布不能解釋內(nèi)膜表

3、面的無粘連性。實際上滑液的成份可以抑制關(guān)節(jié)表面“粘結(jié)”形成，眾所周知，透明質(zhì)酸（HA）是滑膜主要的潤滑物質(zhì)，F(xiàn)N支鏈與HA有特別的親和力，兩者的結(jié)合能防止表面發(fā)生粘連。 另一種觀點認為：關(guān)節(jié)運動能不斷地破壞滑膜表面“粘結(jié)”的形成，使之保持無粘連性。TMJ骨關(guān)節(jié)炎及內(nèi)紊亂癥患者關(guān)節(jié)上腔內(nèi)窺鏡觀察證實了纖維性粘連的存在，表明關(guān)節(jié)囊纖維炎及纖維性粘連和TMJ疼痛、功能紊亂有明顯的相關(guān)性。TMJ疼痛的患者總會盡量限制髁狀突活動，以避免造成進一步的不適。結(jié)果，這更容易導(dǎo)致粘連的發(fā)生，加劇疼痛和功能紊亂的嚴重程度。然而，健康的滑液關(guān)節(jié)在制動時并不發(fā)生“粘結(jié)”。因此，關(guān)節(jié)運動與“粘結(jié)”并無必然聯(lián)系。僅在TM

4、J疼痛的患者關(guān)節(jié)制動與其滑膜發(fā)生粘連的病理變化存在一定的聯(lián)系。 還有人認為：滑膜表面無粘連性與內(nèi)膜細胞層的特質(zhì)性有關(guān)。其中，A型細胞有很強的吞噬能力，能將關(guān)節(jié)腔中的細胞及ECM物質(zhì)分解去除。另外，內(nèi)膜細胞層產(chǎn)生的膠原酶也能夠阻止表面發(fā)生粘連，不過其合成分泌膠原酶的能力還需進一步證實。 2減少關(guān)節(jié)表面摩擦力 關(guān)節(jié)腔中的滑液以及液動機制將使運動產(chǎn)生的摩擦力減小。McLuthen（1962）提出界面潤滑和自壓液潤滑機制（滲出潤滑機制），認為滑液中含有的表面潤滑劑對關(guān)節(jié)面有潤滑作用。Maroudas（1969，1979）提出超濾假說，認為界面潤滑劑的形成能夠阻止關(guān)節(jié)面的接觸，HA是滑膜主要的表面潤滑劑

5、，另外還有LGP1、軟骨潤滑因子等。 3維持正常關(guān)節(jié)內(nèi)壓 滑膜緊貼關(guān)節(jié)表面，可隨著關(guān)節(jié)運動而發(fā)生形變，以便維持正常的關(guān)節(jié)內(nèi)壓?；け砻娴耐黄饠?shù)量和體積隨年齡而增加，可補償老齡化滑膜形變能力的下降。當髁狀突前伸運動，滑膜內(nèi)小靜脈擴張，滑膜小柱體膨脹，滑液得到重新分配，這使得滑膜形變而充填位移后的關(guān)節(jié)窩間隙。當髁狀突回復(fù)到原位，滑膜受壓擠，小靜脈收縮，血液排出，滑膜小柱體排擠出滑液，滑膜也重新回到原來的位置。 TMJ關(guān)節(jié)后盤附麗的滑膜富含大量的彈性纖維。這些彈性纖維在下頜閉合運動期間回縮，牽拉關(guān)節(jié)盤。不過，滑膜組織的伸縮是一種協(xié)調(diào)性運動，而不是彈性伸展。關(guān)節(jié)后盤血管壁附麗的彈性纖維的功能類似于“水

6、泵”，這有利于靜脈中的血液流動。 4為軟骨細胞提供營養(yǎng)成份以及清除廢用物質(zhì) 經(jīng)滑膜途徑是關(guān)節(jié)軟骨細胞營養(yǎng)的主要供應(yīng)來源。滑膜血管叢的厚度與內(nèi)膜細胞的代謝需求關(guān)系密切，與關(guān)節(jié)軟骨細胞的關(guān)系則次要些。軟骨細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)，運輸途徑需經(jīng)滑膜內(nèi)膜、ECM、滑液以及軟骨ECM。營養(yǎng)物質(zhì)的內(nèi)膜通道有賴于其毛細管現(xiàn)象，內(nèi)膜限制蛋白質(zhì)的通透性，ECM限制小份子的通透性。內(nèi)膜與ECM之間缺乏真正的基底膜組織，這有利于滑膜的彌散作用。而且，拉伸滑膜使細胞間距增加，而其中的血管與內(nèi)膜表面距離卻縮短。因而，關(guān)節(jié)運動將增加滑膜通透性。當物質(zhì)到達滑膜表面，一方面它們可能直接由滑膜表面輸送到與其接觸的軟骨細胞，另一方面也

7、可能由于滑液的存在而減緩了軟骨細胞的營養(yǎng)供應(yīng)（因為再經(jīng)過滑液的彌散作用運輸途徑相對延長）?；げ粌H能為關(guān)節(jié)軟骨細胞提供營養(yǎng)，而且通過軟骨ECM、滑液的彌散作用軟骨細胞的代謝廢用物質(zhì)可排泄到滑膜表面。電鏡下可見A型細胞中含有大量的胞飲體、空泡以及次級溶酶體，這種現(xiàn)象證實了滑膜細胞具有清除超微物質(zhì)的作用。關(guān)節(jié)腔內(nèi)的廢用物質(zhì)通過滑膜內(nèi)膜細胞和淋巴管排出。關(guān)節(jié)運動時淋巴管受壓縮，引起滲透性改變。 5產(chǎn)生滑液成份 滑液是一種血漿膠體的超濾液，小分子量的溶質(zhì)在血漿和滑液間處于平衡狀態(tài)，而滑液中的血漿膠體蛋白的濃度取決于滑膜血管的通透性和分子直徑的大小?；げ粌H能過濾血漿，而且還產(chǎn)生一些滑液成份，其中包括H

8、A和其它一些蛋白分子。HA，LGP1等的合成和分泌與B型細胞相關(guān)，LGP1的合成可能是滑膜內(nèi)膜細胞獨有的特征。 滑膜控制關(guān)節(jié)腔中滑液的質(zhì)和量，正常的滑膜關(guān)節(jié)中滑液的量隨著內(nèi)膜、ECM的濾過率不同而變化。 滑膜的生化和代謝特征 目前對TMJ的生化和代謝方面研究多集中于關(guān)節(jié)軟骨，對滑膜的研究較少，這可能與滑膜內(nèi)膜細胞培養(yǎng)時容易出現(xiàn)異質(zhì)性和形態(tài)不穩(wěn)定有關(guān)?；CM的生化組成決定了滑膜的生化特征，如其彈性、潤滑作用和回復(fù)性。ECM組成不僅僅是生化網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)成份，而且具有生化活動的媒介功能，它也可能在滑液蛋白及其它物質(zhì)的轉(zhuǎn)運中起作用，而滑膜內(nèi)膜的生化和代謝特征較為單一，現(xiàn)予以討論。 1滑膜內(nèi)膜細胞

9、滑膜內(nèi)膜細胞一般分為A型和B型兩類，嵌于ECM中?；?nèi)膜細胞具有很強的代謝能力，當受到外傷或滑膜術(shù)后表現(xiàn)較強的再生修復(fù)能力。它們通過末梢血管叢吸收營養(yǎng)，排泄廢用物質(zhì)?；?nèi)膜細胞能合成許多物質(zhì)，其中也包括ECM組織成份。B型細胞能合成和修飾所有的ECM和滑液成份，而A型細胞主要處理從關(guān)節(jié)腔和ECM中來的代謝廢用物質(zhì)。已證明，滑膜內(nèi)膜細胞包含F(xiàn)N的細胞接受器，不過，這些細胞接受器或者別的細胞膜接受器是否真正存在，它們?nèi)绾慰刂苹?nèi)膜的內(nèi)部構(gòu)建，還需進一步研究。 2滑膜內(nèi)膜ECM 據(jù)Ghadially研究，滑膜內(nèi)膜的生化、形態(tài)在同一關(guān)節(jié)內(nèi)沒有本質(zhì)的區(qū)別，纖維滑膜的ECM的生化成份可能比其他類型的

10、滑膜含有更多的纖維。ECM是一個動態(tài)系統(tǒng)，處于不斷地新陳代謝過程。它包含HA、蛋白多糖（Proteoglycans，PGs）、膠原、結(jié)構(gòu)糖蛋白（Structuralglycoproteins，SGPs）和水。HA是一種高分子無分支長鏈多糖，由N乙酰O氨基己糖和D氨基葡萄糖醛酸重復(fù)組成，鏈長001mm，平均分子量為5×106。它存在于胞周的基質(zhì)中，特別是在滑膜內(nèi)膜細胞表層?；?nèi)膜細胞培養(yǎng)中，HA約占分泌物質(zhì)總量的7590，其產(chǎn)量受本身分子量和濃度的影響。雖然目前已證實B型細胞合成和分泌HA，但確切機制還不太清楚，還不能證實滑膜組織和液體中HA總的量究竟有多少。 PGs由一核心蛋白和許

11、多葡聚糖側(cè)鏈構(gòu)成，幾乎都以多糖單體的形式存在于滑膜內(nèi)膜細胞培養(yǎng)中，不與HA結(jié)合。PGs中，硫酸膚質(zhì)素（Dermatansulphate，DS）較為常見，另外為少量的6硫酸軟骨素（Chondroitin6Sulphate，CS6）和4硫酸軟骨素（CS4）。DS是CS4的異構(gòu)形式，兩者較為均勻地分布于滑膜ECM中；而CS6大部分呈帶狀分布于內(nèi)膜表面，可能作為生長因子的“容器”。已證實B型細胞能合成和分泌DS和CS。PGs具有高親水性，能結(jié)合許多水分子。 PGs不僅是生化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)成份，而且也作為生化活動的功能中介因子。在細胞培養(yǎng)和體內(nèi)實驗中，發(fā)現(xiàn)DS和少量的CS4、CS6能促進HA的合成和分泌，而

12、HA能通過軟骨細胞的作用抑制PGs合成。 膠原占滑膜組織干重的2550，這與滑膜類型存在一定的相關(guān)性。膠原類型主要是型和型，兩者含量差不多。不過，電鏡觀察發(fā)現(xiàn)滑膜ECM只有少量的膠原纖維，超細微纖維網(wǎng)絡(luò)主要毗鄰于關(guān)節(jié)腔，而所謂的長距離（Longspacing）纖維由VI型膠原組成。滑膜內(nèi)膜的VI型膠原網(wǎng)絡(luò)生化功能很可能涉及如何捕獲多氨基葡萄糖和PGs。已證實IV型膠原分布于內(nèi)膜的胞周基質(zhì)之中。SGPs是滑膜ECM中的一種不含膠原、氨基葡聚糖成份的PG，它包括FN和層連接蛋白（Laminin，LN）。FN是內(nèi)膜周圍的一層纖維網(wǎng)絡(luò)因子，在細胞粘接中起主要作用，F(xiàn)N由B型細胞合成和分泌。LN分布于滑膜的腔周基質(zhì)中，它和IV型膠原作為基底膜主要的結(jié)構(gòu)成份，可能在滑膜內(nèi)膜的組織粘接和構(gòu)建方面起一定的作用。 結(jié)束語 滑膜的重要性在于維持關(guān)節(jié)的正常生理和功能。大多數(shù)的資料來源于細胞培養(yǎng)實驗，與體內(nèi)實驗相比，其生化代謝特征可能會有所差別。無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)的正?；ぜ毎L受轉(zhuǎn)移生長因子1和自然纖維生長因子控制，它們和別的生長因子也能刺激滑膜內(nèi)膜細胞合成分泌ECM成份。 在最初的病程中，A型細胞合成的連接性組織激活蛋白能刺激B型細胞合成氨基葡聚糖，目的以保護滑膜。溶酶體酶，包括組織蛋白酶D和磷酸酶，能夠降解EC