关节软骨

正常的透明软骨是一种特殊的结缔组织，其特征是由大量细胞外基质组成，后者主要包括蛋白多糖、胶原、糖蛋白、其它蛋白和水。蛋白多糖有亲水性，可使软骨具有抗压强度，而胶原的功能是塑造软骨形态，使其具有抗拉强度。软骨细胞主要与关节软骨细胞外基质的平衡有关。由于软骨细胞与血管间存在一定的距离，因此前者只能通过在基质中的弥散方式或传递方式而获取营养。尽管透明软骨没有血管，但是在关节运动和关节负荷时可从滑液中获取营养，或者从软骨下骨组织中得到营养。透明软骨也没有神经分布。胶原、蛋白多糖、其它蛋白和糖蛋白占软骨组织重量的20%;余下的是水和非有机盐类。就关节的营养和关节的润滑来说，水分的保持对于维持软骨连续不断的弹性和软骨功能两方面都非常重要。

滑膜液和润滑作用

滑膜液由铺衬在滑膜内膜的细胞产生，存在于关节间隙、黏液囊内和腱鞘内。滑膜液为关节表面提供了一个液体环境;给软骨细胞、关节盘和半月瓣提供营养;并起着润滑关节表面和其他结构的作用。由于滑膜的血供丰富且血管有孔(开放状态)，因此在血浆和组织间隙间可发生弥散。在血浆和滑膜液二者间的交换率之间存在着微妙的平衡，特别是在炎性关节病的药物治疗和康复时。若这一平衡严重受损，则可引起局部缺血、渗液和关节内温度升高。

关节润滑是一个复杂的过程。遵循工程物理学原理设计的模型试图将人的关节与流体动力学功能等同对待。相当多的数据表明人的关节比任何流体动力学系统都更令人惊叹不已，健康关节中的摩擦系数非常小。摩擦系数的定义是，移动关节作功时所需要的能量与移动关节作功时所能提供的能量的比值。众所周知的是，滑膜关节具有非常有效的润滑系统，然而对其机械学原理却知之甚少。目前的描述中包括了一个所谓的“边界层润滑”要素，后者有保护关节免于磨损的作用;另一个要素是“流体动力润滑”，有助于减少关节运动时的摩擦。