関節軟骨は、いわば水分を十分に含んだスポンジのようなもので血管はありません。関節にかかる圧力の変化により、関節液中の栄養分や水分が吸収されたり排出されたりします。
膝の屈伸や歩行などの運動が、関節軟骨に栄養を与えているのです。
軟骨の細胞は軟骨細胞が作り出していたことが判明！
この軟骨細胞は、コラーゲン（タンパク質）とプロテオグリカン（糖）という、軟骨が軟骨であるための独特の物質を作り出していることがわかっています。コラーゲンは、軟骨を少し固めに保つ役割を持っています。これにより、軟骨はちょうど空気をいれたタイヤ程度の固さに保たれています。
プロテオグリカンは、ブラシのような形状をしていて、水分をたっぷりと貯える事ができ、これによって軟骨の滑りやすい性質が保たれています。そして、このプロテオグリカンはグルコサミノグリカンの結合体であり、グルコサミノグリカンの主成分はグルコサミンです。
※グルコサミンについての詳細は「軟骨や皮膚の成分、グルコサミン」を参照してください。
軟骨細胞が削れてしまう最大の理由は、加齢でも運動でもなく、軟骨細胞が酸素を得られないために死んでしまう事です。
普通、軟骨細胞は酸素のエネルギーを得て、プロテオグリカンを作り出していますが、酸素が得られないと酸欠状態になり、軟骨細胞自体が死んでしまう事があります。
軟骨細胞が死んでできた軟骨の欠片が膝の内部を漂うと、滑膜（かつまく・関節を構成する要素の1つ）を刺激して、炎症をおこします。
この炎症こそが膝の痛みの原因なのです！
ですから、膝は軟骨が削れるから痛いのではなく、削れた軟骨が滑膜を刺激して炎症をおこすためなのです。