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膝蓋受傷了,為什麼總不好?

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如果你不幸在滑雪或溜冰的時候摔倒了,恐怕摔斷腿都比拉傷膝蓋上的軟骨好一些。最近一項研究通過探測多年前核爆的放射性塵埃發現,與骨骼不同,軟骨組織永遠沒辦法重新生長或恢復。


膝蓋受傷了,為什麼總不好?

「那些做關節移植手術的醫生不需要有心裡負擔,」該研究的共同作者,來自哥本哈根大學的風濕病專家Michael Kj?r說到,「終有一天這項手術會商業化。」


許多的運動員和健身的人都有同感,膝蓋受傷之後總是難以恢復。然而由於直接測量軟骨的代謝過程十分困難,成人之後軟骨中的物質是否還會發生代謝至今沒有被明確證實。


為此,Kj?r和同事使用了碳14同位素標定法。碳14是重一些的碳原子,考古中常用其含量標定年代。大氣中的碳14含量由於上世紀50年代的諸多地面核武器實驗而激增,在1963年的相關國際核武器禁止條約簽訂之後又迅速減小。測量該同位素的丰度即可判斷一個分子的壽命。如果該種分子不斷被外界的分子代換,它就會顯得「年輕」一些——其中的碳14丰度應該與周圍環境接近。反之,如果一種分子在組織中十分穩定一直沒有清除,則碳14丰度會保持組織形成時樣子。


Kj?r團隊尋找到了做過膝蓋移植手術並且出生於上世紀的22位病人及一具捐獻的遺體,測量了他們膝蓋軟骨組織中碳14的含量。他們或因骨關節炎,或因骨腫瘤而不得不更換了膝蓋。研究人員從關節拉伸最頻繁的中間部位和負載較小的邊緣部位分別提取樣本進行分析。

測試發現:受試者膝蓋膠原蛋白——提供軟骨拉伸強度的蛋白質——的碳14丰度與他們在8至13歲左右時環境中的丰度相當。這意味著發育結束後就沒有產生新的膠原蛋白,該研究報告已在《Science Translational Medicine》在線發表(論文)。比如說,其中一位生於1935年的病人其膝蓋中的碳14含量就比生於50年代的要少。反言之,出生於50年代的受試者碳14含量最高也反映了那個年代進行大量核試驗導致環境中碳14含量迅速增加這一事實。


此外,之前有研究論述在患骨關節炎的病人身上觀察到膠原蛋白的增加,並將其作為關節進行自我修復的表現(論文),而Kj?r團隊在此次研究中並未檢測到該現象。這可能是測量方式不同導致的,此前的研究測量膠原代謝使用的是另一種間接的方式。此次研究發現,即使是在關節中壓力最大的部位,成人也不再產生任何新的膠原蛋白。


已有研究人員嘗試一些方法誘使膝蓋的軟骨再生長,如在關節中插入幹細胞或者健康軟骨的薄片,但是目前都沒什麼用。相比之下,尋找減緩軟骨損傷的方法還更有效一些,Kj?r說到。


該項研究提醒我們每個人好好保護自己的軟骨組織,來自北卡羅萊納大學教堂山分校醫學院的生物學家Richard Loeser也同意該文章的觀點。


「年輕時就該保護關節,」他說。「否則一旦受傷可就沒法恢復了。」

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