关于长期静力性负荷导致骨骼肌损伤机理的研究

摘 要:了解运动性微损伤的特性可以预防和干预运动后微损伤的发生,为有效地预防延迟性肌肉酸痛提供理论参考。

关键词:骨骼肌微损伤; 延迟性肌肉酸痛; 肌肉微细损伤

中图分类号:G820.14 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2010)4-143-001

1、运动性骨骼肌微损伤与运动性肌肉疲劳的关系

目前,延迟性肌肉酸痛产生机制较多认为与肌肉损伤时的急性炎症有关。事实上,延迟性肌肉酸痛及其伴随改变常发生在许多运动项目中,如短跑、长跑和抗阻训练等运动中均可发生。许多运动都包含有大量离心收缩成分的肌肉运动,这是运动训练中不可避免的现象。

2、运动性骨骼肌微损伤形成原因的研究概况

运动性骨骼肌损伤未必是一种完全的病理过程,可能是骨骼肌适应运动训练刺激的一个介于生理与病理的中间过程。“先解离而后再重新构建”可能正是骨骼肌对运动训练刺激的一种适应。

肌纤维的细胞膜在光镜下呈简单的线状结构。肌原纤维呈细丝状,互相平行排列纵贯肌纤维全长。在肌原纤维之间含有大量的线粒体、糖原及少量的脂滴。肌纤维中的线粒体体积和形态常随功能状态而变化,多位于Z线附近的肌原纤维间或群集于核旁肌浆膜下的肌浆中,也可成行排列跨过几个肌节,其形态、结构、功能及数量上的变化对肌收缩的能量供应产生较大的影响。

3、运动后骨骼肌超微结构变化的直接证据

运动性骨骼肌微损伤在电镜下主要表现为收缩蛋白和细胞骨架的变化。在运动过程中,Z盘是整个肌节结构中最容易受破坏的部位。这种变化表现为Z盘加宽、Z盘流和整个收缩装置在Z线水平的完全消失。离心运动所引起的骨骼肌超微结构变化更明显,A带也会出现变化,主要表现为肌凝蛋白的损伤。应当指出的是,运动性骨骼肌超微结构的变化仅占全部肌纤维的极小部分,在实验中特别是在人体实验中,由于取样技术的限制许多深层易受损伤的肌肉不易活检取样。因而,研究时往往遗漏这些肌肉的超微结构变化,这种实验手段的限制可能会造成不同的研究结果。

4、运动后骨骼肌超微结构变化的间接证据

4.1血液中肌肉酶活性和肌红蛋白含量增加

肌酸激酶在骨骼肌含量最多,是骨骼肌能量代谢的关键酶之一,其作用是催化三磷酸腺苷和磷酸肌酸之间高能磷酸键可逆性的转移。由于肌细胞和血液中肌酸激酶的数量差异特别大(约5×105∶1)。因此,血清肌酸激酶活性的变化可作为评定肌肉承受刺激和了解骨骼肌微细损伤及其适应与恢复的重要敏感的生化指标。动物实验发现,下坡跑从组织学上观察到肌肉超微结构变化,同时伴随血液中肌肉酶活性增加[2]。

4.2血液中C-反应蛋白含量升高

C-反应蛋白是一种典型的急性时相血浆蛋白,由肝细胞合成,在正常情况下血液中仅含微量C-反应蛋白。但在急性时相反应中,被激活的单核细胞释放白细胞介素1,后者刺激肝细胞加速合成C-反应蛋白,血清C-反应蛋白迅速升高,有报道炎症和组织损伤时C-反应蛋白浓度可升高1000倍[3][4]。运动导致的肌肉损伤是一种无菌炎症已经为人们所肯定,损伤的肌肉活检发现肌纤维结构的破裂,在肌肉损伤区域有白细胞的浸润以及大量的细胞脱颗粒和组织间隙炎性产物的增多。因此,在排除了细菌感染和心肌梗死等疾病的前提下,血中C-反应蛋白可作为骨骼肌运动性损伤的标志物[5]。

5、结论与建议

5.1首次发现bFGFmRNA表达上调在骨骼肌静力性负荷所致损伤的不同时程中所发挥的作用是不同的,在损伤的早期和中期主要是导致bFGF蛋白在骨骼肌中的分布更加广泛,而在损伤的中后期主要是引起局部bFGF蛋白浓度的升高。

5.2在骨骼肌静力性负荷所致损伤的后期,可能存在局部肌纤维微损伤的重复发生或损伤积累而导致局部肌纤维损伤较重的现象,因此无法通过肌卫星细胞的作用再生,此时机体可能通过增加局部bFGF蛋白浓度来促进成纤维细胞增殖,使结缔组织增生形成疤痕组织来修补损伤区域,进一步提示这可能是机体或肢体长期、重复地处于某种强迫体位或进行维持某种固定姿势的静力性运动导致肌肉慢性损伤的重要原因。

5.3在骨骼肌静力性负荷所致损伤的后期,可能由于局部肌纤维微损伤的重复发生或损伤积累而导致局部肌纤维损伤较重,无法通过肌卫星细胞的作用再生,此时机体可能通过增加局部TGF-β和bFGF浓度来促进成纤维细胞增殖,使结缔组织增生形成疤痕组织来修补损伤区域,这可能是长期、重复的静力性运动易于导致肌肉慢性损伤的重要原因。

课题编号:保定市科技技术研究与发展指导计划项目07ZF076

参考文献:

[1]马建,刘波,罗小兵,等.中医消除运动性肌肉疲劳临床实验研究之一 ——外用、内服中药对人体骨骼肌两周离心运动肌肉酸痛和形态学影响[J].中国运动医学杂志,2002,21(3):268-273

[2]王启荣,李肃反,杨则宜,等.补充大豆多肽对中长跑运动员训练期生化指标的影响[J].中国运动医学杂志,2004,23(1):33-37

[3]李世成,吴维,杨则宜.运动后骨骼肌微结构的损伤及修复与蛋白质补充[J].中国运动医学杂志,2004,23(2):216-219

[4]李世成,杨则宜.一次离心运动后骨骼肌微结构损伤和补充大豆多肽的保护作用及其机制研究[D].北京:北京体育大学,2004

[5]范秀彬,陈晓云,梁林花,等.采用爱维治治疗速滑运动员延迟性肌肉酸痛的效果观察[J].中国运动医学杂志,2004,23(3):302-303