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运动引起的肌肉损伤和酸痛3

» 肌浆网膜Ca 2+ -ATP酶活性下降,降低SR Ca 2+转运能力,同 时造成骨骼肌SR终池和纵管系统肿胀,运动后SR的功能和形 态学变化,将导致SR调节Ca 2+能力下降,使胞浆Ca 2+浓度上 升,通过多种途径造成肌肉收缩蛋白成分降解。
– (4)线粒体钙超载
» 当细胞内Ca 2+浓度增加时线粒体主动摄取Ca 2+ ,以缓解胞浆 Ca 2+的过度增加,从而导致线粒体Ca 2+聚积,影响本身的氧 化磷酸化过程,ATP生成减少。
Kolkhorst, unpublished observations

(二)运动对细胞内骨架的影响
– 研究推测剧烈运动会导致titin的骨架网络破坏。
Clare等发现,在离心收缩后,在Z 盘流的邻 近,肌球蛋白位置脱离肌节中间,而更接近 于某一侧Z 盘,由于titin参与维持肌球蛋白的 正常位置,因此这可能是由于离心运动导致 titin 降解或断裂所致。即高张力牵拉—肌节 内骨架titin 结构破坏—维持肌球蛋白的作用 力消失或减弱—肌球蛋白位置发生变化—收 缩功能下降。
肌联蛋白 、伴肌动蛋白与DOMS

Trappe 等让7 名男子进行一次高强度离心膝伸肌抗 阻训练,在训练之前和训练之后24 h,通过肌肉活检 检测股外侧肌肌联蛋白 和伴肌动蛋白 的含量变化, 发现训练之后股外侧肌两蛋白的含量分别下降了30% 和15%。
为什么进行剧烈运动尤其是包含离心收缩的运 动之后,肌肉会发生DOMS?
– 电疗
» 电刺激的镇痛作用机制可能是由于穴位刺激引起脑啡肽和强啡 肽的释放,作用于、g和k三类阿片受体而发挥作用。
– 准备活动和整理活动
» 准备活动可以减轻肌肉的损伤程度和运动对肌肉的不良刺激而 使DOMS症状减轻 » 整理活动有助于加速血液循环,清除代谢产物,缓解由于运动 导致的DOMS
Management
(一)延迟性肌肉酸痛模型
– 上肢DOMS模型
»前臂屈肌的最大负荷离心运动(固定运动角度) »前臂屈肌的最大负荷离心运动(随意运动角度)
– 下肢DOMS模型
»下肢负重被动退让性下蹲(股四头肌和腓肠肌) »蛙跳(股四头肌和腓肠肌) »下坡跑


坡度10-20% 运动强度>60%VO2max
(二)延迟性肌肉酸痛症状
RICE
– Rest – Ice – Compression – Elevation
延迟性肌肉酸疼的原因(3)
– 高张力导致的肌肉损伤
» 高机械张力牵拉肌肉和连接组织造成损伤 » 损伤的肌肉及牵拉由于损伤所致的粘连组织而产生疼痛
– 收缩蛋白降解
»延迟性收缩蛋白降解导致收缩结构的改变或解体, 使肌束形成不同程度的僵硬条索、收缩和伸展功能 下降并出现延迟性肌肉酸痛。 »包括粗丝肌球蛋白的降解、α-辅肌动蛋白的降解中 线M蛋白的降解等等。
延迟性肌肉酸痛的原因(2) 细胞Ca 2+代谢紊乱
– (1)细胞外Ca 2+内流
» 由于机械性牵拉,或造成膜损伤,或是牵拉细胞膜上的敏感性 钙通道,使细胞外Ca 2+顺浓度差进入细胞内。
– (2)胞内Ca 2+代谢异常
» 运动影响调节Ca 2+的主要细胞器肌浆网和线粒体,从而影响 Ca 2+代谢
– (3)肌浆网(SR)摄取和释放Ca 2+能力下降

由于肌肉收缩时肌小节长度可有1% 的变 化,肌肉收缩时,肌节间的运动速度就 不一致。根据Katz 速度- 力量关系曲线, 在向心收缩时,相邻的肌节间所受到的 张力的差异只有1% ~ 2%最大张力,而 在离心收缩时的差异可达50%,甚至超 过肌节所能承受的最大张力值。离心收 缩时这些负荷加在Z 盘上,就造成了Z 盘 流变,Z 盘的结构遭到破坏。
运动引起肌肉损伤的机制(1) 肌肉收缩装置的变化

1、Z-disc 破坏
– Z锯齿样变化; – Z盘流 – Z线溶解和肌原蛋白收缩成分的消失 – 局部组织中Z盘完全消失

2、局部A带破坏
结蛋白与DOMS



肌原纤维Z 盘是收缩力的、弹性成分的和细胞骨架的结合点, 在主动的和被动的力的传递中扮演了一个关键角色。同时,Z 盘也是在肌原纤维中最薄弱的部分,最易受损的结构。 Friden 等[1984年]发现运动导致desmin 断裂,并认为细胞 骨架蛋白的破坏是导致超微结构变化的重要原因。Lieber 等 [1996年]发现,离心运动30 min 后,desmin损失最早在运 动后5 min 或15 min 发生,24 h 最为显著,此时,收缩蛋白 开始降解。并认为desmin 损失是离心运动导致肌节变化的前 奏。 Lieber 等[1999年]报道,肌节的过度扩展引起胞内局部钙 离子浓度升高,激活蛋白酶(如Calpain),使desmin 发生 水解,从而导致肌节结构紊乱。同时验证了Brooks 等[1995 年]的假设,即细胞骨架蛋白的水解是骨骼肌离心收缩损伤 的重要原因。 运动导致结蛋白断裂的原因----肌肉收缩时的高张力
延迟性肌肉酸痛的防治
– 牵拉活动
» 牵拉可以缓解DOMS症状,但作用是暂时的 » 原因:

DOMS是由于肌肉损伤所致,牵拉可以使损伤后的粘连组织分离 而减轻DOMS。 牵拉可以提高局部肌肉组织温度,改善血液循环,加速代谢物的 排除。 牵拉可以引起内啡肽释放,(-内啡肽、亮氨酸脑啡肽和蛋氨酸 脑啡肽)它们的止痛作用较吗啡效果明显。 运动可以提高肌肉组织中的痛阈。
延迟性肌肉酸痛的原因

乳酸堆积?
»肌肉乳酸的堆积 »相反的观点:在离心收缩中,肌肉的能量明显 低于向心收缩,乳酸堆积少于向心收缩,但 DOMS症状较向心收缩明显,同时,肌肉乳酸 在运动后即刻增加,运动后24小时基本消失, 而DOMS在运动后24小时更为明显,这种时间 上的不一致,无法说明乳酸的堆积导致DOMS。
运动引起的肌肉损伤和酸痛
不习惯的运动会导致如下结果:
运动能力下降 超微结构损伤 炎症反应

延迟性肌肉酸痛(DOMS)
DOMS from 150 Eccentric Arm Curls
Figure 1. Rating of Perceived Muscle Soreness
6 5
RPMS
肌肉再生

用免疫电镜的方法观察多组力竭性斜蹲后48h股外
肌活检样品时,发现:Z线扭曲、断裂或消失;中
线扭曲、消失;在中线消失后,粗丝呈现螺旋扭曲,
致使肌节发生不同程度的缩短,有的肌节甚至短于
0.5um;而其邻近肌节则不同程度的拉长,甚至大
于3.5um;中线消失后,肌节的长短变化导致肌原
纤维的走向改变,甚至在同一视野中观察到肌丝的
离心收缩引起肌肉损 伤的可能机制
胞内或胞外来源的 [Ca2+]i Ca2+-引起细胞骨架的 损伤 Ca2+-引起的细胞骨架 损伤的结果
A. B. C.
炎症反应

许多学者认为运动导致的肌肉损伤与急性免疫 反应有关 。根据免疫反应的阶段性变化,在运 动后即刻出现中性粒细胞积累现象。
– Armstrong 发现运动引起免疫反应、变性变化,且 离心运动(下坡跑)比向心运动(水平跑或上破跑) 明显的多。 – Kuipers 等发现运动后即刻之2小时,大鼠比目鱼肌 的中性粒细胞浸润增多 – Schwane等发现运动后外周白细胞数量增多。
(五)延迟性肌肉酸痛传入途径与致痛物质
– 传入神经纤维
» 有髓鞘的III类感觉神经纤维主要传导定位准确的“锐痛” » 无髓鞘的IV类感觉神经纤维主要传导定位不准确的“钝痛”, 对化学、机械和温度刺激都非常敏感,可产生DOMS。
– 致痛物质
» Bradvkinin » 5-羟色胺 » 组织胺 » 钾离子
纵切与横切并存的现象。还出现肌原纤维断裂、肌
丝走向紊乱、肌丝稀疏,甚至局部收缩结构完全消
失。

离心运动引起骨骼肌肌原纤维超微结构 中Z 线改变。Z 线流、Z 线模糊、破坏或 消失是在离心收缩后肌纤维观察到的典 型特征。
肌纤维损伤
150次离心性手臂屈伸后的CK
9000 8000 7000 6000
CK (IU)
5000 4000 3000 2000 1000 0 pre post 1 day 2 day 3 day
Kolkhorst et al., unpublished data, 2002
60-min 下坡跑后的CK
1000 800
CK (IU)
600 400 200 0 pre 0 24 48 72 Postexercise sampling time (h)
1、症状
»主要症状:一般的酸痛症 »伴随症状:身体疲劳、肌肉僵硬、酸胀、肌肉收缩 力量和放松能力下降。 »相关原因:

运动强度、 运动形式和习惯程度
2、位置
»远段肌肉和肌腱连接处 »原因

肌肉的疼痛感受器主要分布于肌腱组织周围,当过分牵拉 时,疼痛感受器接受刺激,产生痛觉。 肌肉收缩时,远段肌肉和肌腱连接处是最容易损伤的部位。

延迟性肌肉酸痛对运动训练的影响

பைடு நூலகம்
肌肉力量下降,尤其是在DOMS的前3天, 肌肉力量下降,对运动训练产生不利影 响。
»肌肉疼痛的保护性抑制,限制了肌肉的最大用力, 造成肌肉力量下降,当继续运动,酸痛症状减弱 时,肌肉力量恢复。 »肌肉损伤,造成肌肉固有的产生力量的能力下降。
– DOMS不会造成长期肌肉力量的下降,当症 状消失时,肌肉力量重新恢复。
DOMS的发生发展进程 (1) 剧烈的肌肉收缩(特別是离心收缩), 导致肌肉甚至结缔组织结构性的伤害。 (2) 钙质从肌浆网中流失并聚在线粒体, 限制了氧化磷酸化(即ATP停止产生) (3) 钙质建立同时活化某些酶(蛋白酶)使 得细胞蛋白质,包括收缩性蛋白质的分解。 (4) 肌肉蛋白质的分解形成一个发炎的过 程,包括前列腺素及组织胺的增加。 (5) 组织胺、钾、前列腺素以及包围肌纤 维水肿等累积,刺激游离神经末梢(痛感受器 )造成DOMS的感觉。
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