最早期的病理变化发生在关节软骨。首先，关节软骨局部发生软化、糜烂，最后软骨下骨外露，继发骨膜、关节囊及关节周围肌肉的改变，从而使关节面上生物应力平衡失调，有的部位承受应力较打击也的部位较小，形成恶性循环，病变不断加重。1、关节软骨关节镜检查时，正常的关节软骨呈淡蓝白色，透明、表面光滑，有弹性，边缘规整，在关节炎的早期，软骨表面为淡黄色，失去光泽，继而软骨表面粗糙，局部发生软化，失去弹性，胶原纤维变性。在关节活动时发生磨损，软骨可碎裂，脱落，软骨下骨质外露。显微镜下观：软骨基质失去均质性，胶原纤维显现，软骨细胞肿胀，崩解，软骨细胞的正常排列发生改变，软骨面糜烂，剥脱，软骨变薄。2、软骨下骨软骨磨损最大的中央部位骨质密度增加，骨小梁增粗，呈象牙质改变，外围部位承受压力较小，软骨下骨质发生萎缩，出现囊性改变，由于骨小梁的过程吸收，使囊腔扩大，周围成骨反应而形成硬化壁。在软骨的边缘或肌腱附着处，因血管增生，通过软骨内化骨，形成骨赘，即所谓“骨刺”。骨赘若破裂或关节软骨剥脱，可形成关节内游离体。3、滑膜滑膜的病理改变有两种类型：（1）增殖型滑膜炎：大量的滑膜增殖，水肿、关节液增多，肉眼观呈葡萄串珠样改变。（2）纤维型滑膜炎：关节液减少量，葡萄串珠样改变大部分消失，被纤维组织所形成的条索状物代替。滑膜的改变不是原发病变，剥脱的软骨片及骨质增生刺激滑膜引起炎症，促进滑膜渗出。4、关节囊与周围的肌肉关节囊可产生纤维变性和增厚，限制关节的活动，周围肌肉因疼痛产生保护性痉挛，关节活动受到进一步限制，可发生畸形（屈曲型或脱位）。
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