高强度周期性静水压对人软骨细胞超微结构及Ⅱ型胶原分泌的影响

摘要

目的体外观察高强度周期性静水压对人膝关节软骨细胞形态和超微结构及其Ⅱ型胶原分泌水平的影响。方法取正常成人膝关节软骨组织,采用两步酶消化法体外分离培养软骨细胞,分为2组:对照组,不施加压力;高压实验组,应用多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置施加10.0 mPa压力,共5天,每日2 h。甲苯胺蓝染色法鉴定软骨细胞;倒置相差显微镜观察加压后软骨细胞形态的变化;利用透射电镜观察加压后软骨细胞内超微结构的变化。Ⅱ型胶原免疫组织化学染色法检测并半定量分析加压后软骨细胞Ⅱ型胶原分泌水平的变化。结果经高强度压力作用后,与对照组相比,高压实验组软骨细胞从形态上由多边形或不规则形变为长梭形,胞膜、胞质回缩,细胞量明显减少,生长稀疏;透射电镜观察显示,高压实验组软骨细胞出现染色体分布不均、染色体边集等细胞凋亡指征;Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及半定量分析显示,高压实验组软骨细胞染色面积(43.76±5.61)%,较对照组染色面积(61.64±6.19)%相比,大小和程度均明显降低(P<0.05)。结论超过人生理范围的高强度压力作用,可视为一种机械应力损伤,会引起软骨细胞形态和细胞内超微结构的改变,并导致软骨细胞的凋亡和蛋白分泌的下降,以上实验数据的获取,为进一步研究压力损伤与骨关节炎发病机制的联系奠定了实验基础。