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运动医学分会---中医药治疗骨骼肌损伤―从实验室到运动场

来源: 发布日期:2011-10-27 17:33:31浏览:6570次

 

陈世益

复旦大学运动医学中心,复旦大学附属华山医院运动医学科(上海200040)

Traditional Chinese Medicine Promoted Muscle Healing Following Athletic Injury---From Laboratory to the Play Fields

Shiyi Chen

Department of Sports Medicine, Huashan Hospital

Fudan University Sports Medicine CenterShanghai200040

Abstract Muscle injury is quit common in sports, especially in football, basketball, track and fields as well as some high competition sports. Unfortunately, there is no effective therapy only let things going automatic-healing with concomitance scar tissue formation, which result in easy recurrence. The situation has been one of the important sports ailment effecting the training and competition on Chinasports and will influence the competitive ability of chinese athletes in 2008 Beijing Olympic Games. It has been a challenge puzzle in the world how to prevent the recurrence from muscle injury, to accelerate the muscle healing and to enhance the quality of muscle healing. In our previous studies, it has been approved that the local injection used with the combination of chinese medicine Huanqi-Danshen extraction have a positive tissue role on muscle healing, whiche is similar with IGF-1 inmechanism. So the purpose of the paper will review how the IGF-1 and the Huanqi-Dansheng injection act on muscle healing promotion in various aspects. In our clinical study,we observed 38 elite athletes cases with sports muscle injury have gained an excellent sports return and result in using the traditional chinese medicine,Huanqi-Danshen extraction on healing promotion of muscle injury.

骨骼肌损伤是体育运动中最为常见的运动损伤之一,流行病学研究发现,其发生率为10%55%不等[1],是体育运动中最棘手的伤病之一。目前的困难是,无有效治疗手段,骨骼肌再生能力有限、自然愈合时程较长以及瘢痕组织的影响,导致愈合质量不可靠。而运动员受到训练、比赛等过程的影响,往往在骨骼肌尚未完全愈合的情况下回到赛场,使骨骼肌易受再次损伤,影响训练和比赛,最终不得不退出比赛,尤其在田径、足球、篮球和水上项目。因此,如何防治骨骼肌损伤、加快愈合过程和提高肌肉愈合质量,成为运动医学领域极具挑战的世界性难题,也是保障2008年北京奥林匹克运动会中国体育健儿顺利参赛的重要课题之一。

本研究历时八年,先后获得五项基金资助,本文将对大家近年来在骨骼肌损伤与修复方面所进行的研究进行总结,供运动医学相关人员参考。

运动队骨骼肌损伤的种类及危险因素

大家曾对上海运动队进行运动创伤流行病学调查(未发表资料),研究表明骨骼肌损伤的患病率为34%,可分为钝挫伤、牵拉伤、撕裂伤、肌肉疲劳、肌筋膜炎、延迟性肌肉疼痛等,其中60%以上是钝挫伤和牵拉伤。骨骼肌损伤后2个月内的再复发率达到60%以上,平均影响训练天数为90天。国外研究也发现,骨骼肌损伤的最危险因素是近期(8周内)有骨骼肌损伤史,其次为既往损伤史、运动方式、肌肉疲劳状态、肢体柔韧性、保暖以及防护不当均可成为骨骼肌损伤的潜在危险因素。

二、 骨骼肌损伤后自然愈合过程和功能评价

病理学认为,骨骼肌细胞为永久细胞,意味着这类细胞再生能力较差,一旦损伤较难恢复。现有研究表明,骨骼肌损伤自然修复经历三个过程:(1)损伤变性期:肌肉损伤处血肿形成,肌纤维膜受损,损伤肌肉坏死、退化,中性粒细胞浸润,巨噬细胞游弋到损伤处吞噬坏死组织;(2)修复期:位于损伤肌肉周围处于静止期的卫星细胞(satellite cells, SC)受生长因子以及损伤肌肉释放的信号的刺激活化,游移到损伤处增生、融合,形成纹状肌。成纤维细胞侵入间隙,产生细胞外基质恢复连接组织构架,同时伴有组织的再血管化。如果损伤范围过大,大量致密结缔组织形成,将降低肌肉愈合质量;(3)组织塑形期:再生骨骼肌成熟,瘢痕组织机化。因此,一般来说钝挫伤的骨骼肌经自然愈合后往往不能完全恢复到未损伤的功能状态。如果创伤严重,肌肉损伤的同时往往伴有支配神经的损伤。

了解骨骼肌损伤后肌肉自然愈合过程中的功能变化,对评价治疗作用有重要参考价值。骨骼肌损伤后肌电生理和肌肉生物力学是肌肉功能的具体表现。探测肌电信号的变化有助于评价损伤骨骼肌修复进程和愈合质量。大家的研究发现:(1)骨骼肌钝挫伤后,肌电图异常自发电位于伤后第25天出现,710天达到高峰,其后逐渐下降,35天后基本消失;(2)畸形的复合肌肉动作电位(CMAP)在骨骼肌伤后早期难以引出,延迟到第5天才出现;早期CMAP潜伏期长,波幅低。随着组织愈合,损伤侧CMAP逐渐缩短,趋于正常,波幅逐渐增高,但在8周的实验观察期中始终低于健侧;(3)肌肉生物力学测定表明,损伤肌肉最大颤搐强度、断裂强度和拉伸形变均明显下降,约为健侧的50%,以后随肌肉的修复逐渐增高。伤后第8周,断裂强度基本恢复正常,但最大颤搐强度和拉伸形变值仍明显低于健侧。

三、中药有效成份和IGF-1促进骨骼肌损伤愈合的实验比较研究

(一)IGF-1促进骨骼肌损伤愈合的实验研究:1998年开始大家使用外源性IGF-I 治疗大鼠急性骨骼肌钝挫伤时发现,局部注射胰岛素样生长因子可以促使内源性IGF-1 mRNA的表达提早(这是一个重要信息,即骨骼肌损伤后局部组织产生内源性IGF-1参与损伤修复);研究同时发现,这些生长因子刺激成肌细胞增生,促进肌管形成,加速肌管融合成肌纤维,加速骨骼肌创伤后修复过程,改善愈合质量。美国匹兹堡大学肌肉骨骼研究中心的Kasemkijwattana也发现,通过应用IGF-I 35天,损伤骨骼肌的强直力和快速收缩力明显改善,15天后骨骼肌愈合明显优于自然愈合组。大家的研究报告获得2 000年美国运动医学学院国际学者奖,陈世益获资助在美国威斯康星大学Tom Best实验室和匹兹堡大学J Huard肌肉实验室合作研究。

正是鉴于IGF-1可以刺激正常骨骼肌生长、肥大,增强肌肉力量,运动员使用后可能在很短时间内表现出需要多年锻炼才能充分发挥的潜力。因此国际奥委会在2000 年已将它列为兴奋剂之一,应用受到限制。

(二)中药有效成份促进骨骼肌损伤愈合的实验研究:为找寻其他有效、经济、合理的治疗方法,大家对祖国医学中活血生肌中药进行了研究,IGF-1进行对照研究,证实活血化淤类中药具有类似IGF-1的作用

大家采用重物打击法建立大鼠骨骼肌损伤模型,在损伤部位分别肌注黄芪丹参注射液与IGF-1,比较结果发现中药能够促进骨骼肌再生指标肌球蛋白重链的表达增高并提前,而降低纤维化指标胶原mRNA合成,作用近似于IGF-1组。大家随后进行的生物力学研究还证实,经IGF-1和黄芪丹参治疗的损伤骨骼肌,其最大颤搐张力、断裂强度、拉伸形变均较自然愈合组有明显提高。而自然愈合组最大颤搐张力的减低,提示了肌肉修复的不完全,愈合质量差。而拉伸形变的降低,表明了自然愈合组损伤修复的骨骼肌弹性差,大家推测可能与瘢痕形成有关。

应用黄芪丹参后3周,损伤骨骼肌的最大颤搐张力、断裂强度及拉伸形变较自然愈合组明显改善,第68周伤侧骨骼肌收缩性能和弹性接近健侧。大家的肌电图评价研究也证实,此类中药能够明显加速损伤骨骼肌愈合过程中异常肌电信号的消失,促进肌电恢复,提高愈合质量,并证明肌电图可以作为骨骼肌损伤愈合进程及修复质量的监测手段。最大颤搐张力是支配骨骼肌的神经受到刺激后,募集所有肌纤维参与收缩产生的力,间接反映了骨骼肌中肌纤维的数量和功能。

为了进一步了解单独使用黄芪注射液对骨骼肌钝挫伤后修复过程中生物力学指标的影响。采用108只雄性SD大鼠,随机分为3组:黄芪注射液组、自然愈合组、正常组,其中黄芪注射液组和自然愈合组中的72只采用打击装置造成右侧腓肠肌钝挫伤,于伤后14,21,28,35,42,56 天分别测试双侧腓肠肌的断裂强度和拉伸率。并进行统计学分析比较。结果表明(1)断裂强度方面:自然愈合组至第8周方基本达到正常水平,黄芪组明显早于自然愈合组达到正常水平。(2)拉伸率方面:自然愈合组至第8周仍处于较低水平,黄芪组至第8周已达到正常水平。结论:黄芪注射液在促进骨骼肌钝挫伤愈合方面是有效的,它不仅缩短了愈合时程,使骨骼肌在较短时间内达到一定的强度,而且能够有效地改善骨骼肌的愈合质量。

(三)国内其他学者对黄芪促进骨骼肌损伤愈合的研究: 中医认为骨骼肌损伤为筋伤”,其病机为筋脉扭挫, 经筋受损, 经络被阻, 而致气滞血瘀。黄芪具有托毒生肌、补中益气、补气行滞、补气生血、益卫固表等功效,能够增强和调节机体免疫功能,提高机体抗病能力,维持机体内环境平衡,它还能够促进机体代谢,参与细胞多种酶的合成和活性,清除氧自由基,保护细胞免受生物氧化作用的侵害。有研究表明,黄芪在细胞培养中能使活细胞数明显增多.细胞生长旺盛.寿命延长。电镜观察,可见次级溶酶体的髓膜样结构增多.表明溶酶体的作用增强。组织化学研究,可见培养细胞的糖原颗粒、酸性磷酸酶和琥珀酸脱氢酶有明显的增加,说明黄芪可使细胞的生理代谢增强。郝钰等通过观察黄芪主要成分黄芪多糖对中性粒细胞与血管内皮细胞粘附作用及相关粘附分子表达的影响,发现黄芪多糖可通过促进内皮细胞表面ICAM-1的表达而促进中性粒细胞与内皮细胞的粘附,促进伤口愈合中的炎症反应,从而促进创伤组织的愈合。沈权等研究黄芪对兔术后硬膜外瘢痕影响时,发现黄芪能抑制成纤维细胞分泌功能, 使胶原排列疏松。

(四)其他传统治疗:目前运动队在骨骼肌损伤后采用的传统治疗方法为休息、冰敷、热疗、水浴、加压、制动、康复锻炼、激素治疗、手术等。短期内可缓解疼痛,但对减少瘢痕形成、促进肌肉再生作用并不明显。由于抑制了疼痛,但肌肉并未完全恢复原有功能,再次参加运动,容易造成再次损伤,损伤复发率较高。

四、中药有效成份对运动员骨骼肌损伤治疗的实践应用

目前临床上应用黄芪和丹参注射液治疗心、脑血管疾病等,证实对人体无不良影响。因此,基于动物实验的成功,将此类中药推广应用于临床上骨骼肌损伤的治疗,特别是对于运动损伤病例,着重于探讨活血生肌类药物的作用原理及实际应用方式,将为运动员骨骼肌损伤和肌肉疲劳的防治、组织愈合提供可靠的医疗保障,对于我国竞技体育水平的提高以及全民健身运动的普及,具有广阔的应用前景和科学意义!

大家采用市售的黄芪和丹参注射液(杭州正大青春宝集团生产)局部注射,治疗运动员骨骼肌损伤,分别在华山医院运动医学门诊部(28例)、上海市体育局水上运动中心(8例)和上海田径队(1, 双侧),对不同级别的运动员进行治疗,随访至少三个月以上。共计38人次(37例)接受黄芪和丹参注射液治疗,35人次疗效评价为优良,成功率达到92%2例复发,1例无效(为静脉注射)。8例水上运动项目优秀运动员的使用结果表明,除1例(慢性肌筋瞙炎,静脉输注)无效外,其余7例均取得非常好的效果。同时提示,骨骼肌损伤后早期治疗较晚期治疗效果好。

研究发现:38例骨骼肌运动损伤患者的临床疗效观察,表明黄芪和丹参注射液,局部注射治疗骨骼肌运动损伤,较静脉注射临床疗效显著、恢复快、安全性好、复发损伤病例少。建议黄芪和丹参注射液可作为骨骼肌损伤治疗的常规用药。

参考文献

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(本研究受国家自然科学基金、上海市医学百人计划、上海市体育局基金、上海浦江人才计划等资助,部分成果获美国运动医学学院研究奖和国际运动医学联合会旅行学者奖。)
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