爱华网摔断腿无疑是痛彻心扉的体验，但长远来看，膝盖损伤带来的困扰恐怕更加糟糕。人类的膝关节结构、功能复杂，又终日负重，各种急性损伤和慢性劳损都容易找上它。而膝盖损伤的一个麻烦在于，和骨骼相比，关节软骨的损伤要难恢复得多。在经过固定处理之后，折断的骨头通常可以逐渐愈合，而关节上的软骨组织再生能力却很差，在磨损之后，很难期待它们靠自身的修复能力恢复到原来的状态。
在此之前，医生和研究者们就已经知道软骨的再生修复相当困难，不过人们还没有直接测量过关节软骨具体的再生情况。而这一次，哥本哈根大学的研究者们对膝关节软骨中胶原成分的再生情况进行了实地测量。测量结果显示，在发育成熟之后，人们关节软骨中的胶原蛋白骨架几乎就再也没有更新过了[1]。
在人身上，膝关节是相当容易受伤劳损的部位。图片来源：123rf.com.cn正版图片库
用“核弹曲线”鉴定软骨怎么知道某种人体组织多久没更新了？答案是测量其中的碳14含量。在上世纪50~60年代，核试验使得大气中的碳14含量出现了显著的高峰，而在那之后，地上核试验被禁止，大气中的碳14含量又呈指数下降趋势。而这段历史无意之中为研究人员提供了一种测定生物体内有机物年代的方法——碳14核弹脉冲法。
植物活着的时候会不断从大气中摄取二氧化碳，将其中的碳原子用来合成有机分子，而动物们也通过植物获得这些碳原子，在自己体内构建起各种组织。碳14衰变的速度相当慢（半衰期约为5730±40年），所以测量一下某种组织成分中的碳14含量，再把它和“核弹曲线”做个比较，就可以得知这些有机分子是什么时候形成的。
由核试验造成的大气碳14变化曲线。图片来源：《新科学家》
在这里，研究者们就提取了人类膝关节软骨中的成分进行碳14测定。他们测量的膝关节样本来自1例遗体捐献，以及22位接受膝关节置换手术的患者。这些患者有些是因为骨关节炎而需要动手术（他们的软骨损伤比较严重），而另一些则是骨肿瘤患者（他们的病变部位在骨头，而软骨则比较健康）。
软骨中的胶原：几乎没怎么更新在关节软骨中，Ⅱ型胶原蛋白组成了网状的骨架结构。而测定结果显示，这些膝软骨样本中的胶原骨架成分都很久没有更新过了：人们软骨胶原的碳14水平大约对应着他们8~13岁时的样子。看起来，在发育成熟之后，人们软骨中的胶原基质就几乎没有什么更新了。最为年长的一份膝软骨样本来自一位1935年生人的患者，他软骨胶原中的碳14保持着核试验高峰出现之前的低水平。
那么，损伤和病变会刺激软骨组织更多更新修复吗？遗憾的是，在这项研究中也没有发现这样的趋势。假如损伤会刺激修复，那么骨关节炎患者的软骨中应该存在更多“年轻”的新生胶原成分，但是检测却没有发现这样的结果——骨关节炎患者的测量结果看起来和其他人没什么显著差别。
保护膝盖很重要现在，很多研究者都在探寻修复关节软骨损伤的方法，例如用干细胞促进组织修复，不过这些探索目前还都不够成功。目前看来，保护膝盖、预防损伤依然是最好的解决方式。控制体重、进行合理的体育活动并且锻炼下肢力量，这些方式都可以帮助人们减轻膝关节软骨的劳损。（编辑：窗敲雨）
PS：从字面意义上讲，有23位志愿者为本研究献上了自己的膝盖……
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参考资料：Katja M. Heinemeier, Peter Schjerling, Jan Heinemeier et al. Radiocarbon dating reveals minimal collagen turnover in both healthy and osteoarthritic human cartilage. Science Translational Medicine 06 Jul 2016: Vol. 8, Issue 346, pp. 346ra90 DOI: 10.1126/scitranslmed.aad8335http://www.sciencemag.org/news/2016/07/why-knee-injuries-often-don-t-heal
