Суставной хрящ представляет собой специализированную ткань, состоящую из матрикса и погруженных в него хондроцитов, важнейшими функциями которой являются адаптация сустава к механической нагрузке и обеспечение движения в суставе. Двумя наиболее важными компонентами хрящевого матрикса являются макромолекулы коллагена различных типов (главным образом типа II) и протеогликана, обеспечивающих уникальные адаптационные свойства хряща. Хондроциты играют главную роль в метаболизме хрящевой ткани и в деградации матрикса при остеоартрозе, продуцируя не только протеогликаны и коллаген, но и ферменты, такие как MMP, которые катализируют деградацию коллагена и протеогликанов. В норме эти процессы находятся в сбалансированном состоянии. Предполагается, что одним из патогенетических механизмов остеоартроза служит нарушение баланса между катаболическими и анаболическими процессами, в результате чего начинает преобладать деградация хряща. Отчасти это связано с патологией хондроцитов, т.е. нарушением их функциональной активности. Например, под действием IL-1 хондроциты увеличивают продукцию протеолитических ферментов, вызывающих деградацию коллагена и
протеогликанов хряща. Синтез компонентов хряща, с другой стороны, по-видимому, зависит от количества факторов роста, включая IGF-1 и TGF-®. Возможно, что in vivo равновесие между цитокинами и факторами роста определяет баланс синтеза и деградации экстрацеллюлярного матрикса в хрящевой ткани. Кроме того, при остеоартрозе хондроцитам свойственна гиперэкспрессия ЦОГ-2, индуцирующей синтез провоспалительных простагландинов и iNOS (фермента, регулирующего образование оксида азота, оказывающего токсическое действие на хрящ).
По мере прогрессирования остеоартроза хрящ становится более рыхлым, появляются глубокие дефекты, простирающиеся до кости, часто только в одной части сустава, подверженной наибольшей нагрузке.