合适的力学负荷可帮助关节维持稳定状态，负荷过大则引发病理性改变，前交叉韧带断裂、半月板损伤等急性关节损伤，进而破坏关节稳定性，改变局部力学分布情况，诱发骨关节炎。半月板失去力学缓冲作用后，环向应力分布紊乱，胫股关节力学状态会出现异常，软骨损伤进一步加重。正常负荷可提高软骨细胞代谢与基质合成的能力，蛋白聚糖在压力作用下分散应力，维持软骨的正常力学功能，异常负荷会让该保护机制失效。骨关节炎患者的软骨基质被降解，Ⅱ型胶原与蛋白多糖减少，软骨弹性下降、表面变粗糙，骨与骨的接触压力升高，局部过载的问题加剧。
 

压电型机械敏感离子通道组件1是软骨细胞、滑膜细胞上重要的力学敏感离子通道，可以感知力学环境的变化，异常力学信号被通道识别以后，下游的通路会被启动，软骨下骨变硬导致剪切力升高，从而使Piezo1在软骨细胞与滑膜细胞中的表达升高，再通过PI3K/Akt通路上调Runt相关转录因子、基质金属蛋白酶13、含血小板反应蛋白基序的去整合素-金属蛋白酶5的表达，加剧病情发展速度。异常负荷使Piezo1通道开放，钙离子进入细胞内，p38MAPK通路被激活后促进IL-6生成，NF-κB通路被激活后推动IL-1β表达。
 

出自《骨关节炎微环境中的力学-免疫-代谢-血管交互机制及再生医学干预策略》作者莫学燊，曾平，郑海波。