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目的：通过观察负重游泳运动对大鼠膝关节软骨的病理改变、血清中超氧化物歧化酶（SOD）及丙二醛（MDA）的含量、关节软骨中基质金属蛋白酶-13（MMP-13）细胞阳性率及其运动能力的影响，探讨负重游泳运动防治膝OA的机制，为临床采用负重游泳运动防治膝OA提供理论依据。方法：将50只Wistar大鼠随机分为空白组（20只）和模型组（30只），模型组大鼠采用木瓜酶注射法建立膝骨性关节炎模型，造模完成后在空白组和模型组大鼠中各抽取10只：①肉眼及光镜下观察大鼠膝关节软骨形态及病理学改变并评分；②Elisa法测定大鼠血清中SOD和MDA的含量；③免疫组化法观察大鼠膝关节软骨中MMP-13阳性细胞的数量；④评价大鼠的运动能力。将剩余的模型组大鼠随机分为负重游泳组（10只）和对照组（10只）。剩余空白组及对照组大鼠不予以任何干预，负重游泳组大鼠接受6周的负重游泳运动后，对三组大鼠进行上述四项指标的测定。结果：模型组大鼠关节软骨面大体观分值、镜下观Mankin’s分值、血清MDA含量、软骨中MMP-13阳性细胞数较空白组大鼠显著增加；血清SOD含量及运动能力较空白组明显减少，且其差异均具有统计学意义（p＜0.05）。负重游泳运动后，负重游泳组大鼠关节软骨面大体观分值、镜下观Mankin’s分值、软骨中MMP-13阳性细胞数较对照组大鼠明显减少；血清SOD含量及运动能力较对照组明显增加，且其差异均具有统计学意义（p＜0.05）。结论：负重游泳运动能够延缓膝OA模型大鼠膝关节软骨的破坏。负重游泳运动能够阻止膝OA模型大鼠膝关节软骨中MMP-13的进一步表达。负重游泳运动能够增加膝OA模型大鼠血清SOD的含量，但未能减少血清MDA的含量。负重游泳运动能够提高膝OA模型大鼠的运动能力。负重游泳运动可作为治疗膝骨性关节炎的运动疗法。