肌肉的生物力学特性篇1

[关键词]骨骼肌萎缩；预防；治疗；机制

[中图分类号]R68[文献标识码]A[文章编号]1673-7210（2017）03（c）-0034-04

Reviewonpreventionandtreatmentofskeletalmuscleatrophy

XUShousheng

CollegeofHumanKinesiology，BeijingSportUniversity，Beijing100084，China

[Abstract]Skeletalmuscleatrophyreferstothemasslossandthefunctionalincapacitationofthemuscle，whichusuallycausedbythelongtimeofmalnutrition，singlelimbuselessness，ordenervation.Itisessentialtofindoutthecausesortheetiologyandtocancelthemfortheeffectivetreatmentandpreventionofthediseases.Astotheskeletalmuscleatrophycausedbytheweightlessness，uselessnessoraging，theconditionsareunavoidableorcan′tberemovedforaspecialduration，whichwasdeservedtostudyinthelongrun.ThearticlesummarizedtheresearchfindingsontheskeletalmuscleatrophypreventionandtreatmentindifferentfieldssuchasChinesetraditionalmedicines，westernmedicines，biologicalproducts，acupuncture，genetreatmentandsoon.Furthermore，differentexerciseswereemphasizedwhichwerecrucialtopreventandeventotreattheskeletalmuscleatrophy.

[Keywords]Skeletalmuscleatrophy；Prevention；Treatment；Mechanism

骨骼肌萎缩（简称肌萎缩）主要是指骨骼肌质量减少、肌肉功能的降低，肌萎缩的发生是骨骼肌蛋白质降解与合成出现负平衡的综合表现，影响因素包括相关激素变化、活性氧组织水平变化以及细胞凋亡等[1-3]。导致肌萎缩的常见原因有长期营养不良、全身性或局部肢体的运动减少或缺失、失神经支配等，查明和去除致病原因是治疗和预防疾病的重要前提。由于长期营养不良导致的骨骼肌萎缩在去除病因、持续补充全面营养的情况下，就可以逐步改善。而对于致肌萎缩因素无法避免（如太空飞行、老年退行性变化）或暂时无法去除（如骨折术后患肢外固定）的情况下，发生的如废用性骨骼肌萎缩、增龄性骨骼肌萎缩，如何有效防治尤显意义深远。本文从西药、中药、生物制品以及电磁刺激、针灸和基因治疗等方面综述肌肉萎缩防治的研究成果，同时强调不同的运动锻炼在防治肌萎缩中的重要作用。

1药物治疗

当前缺乏专门用于防治废用性肌萎缩的药物，但临床发现一些原本用于治疗哮喘、高血压等疾病的药物却显现出防治肌萎缩的功效。近年来药物防治废用性肌萎缩的研究和临床观察日益受到关注。

1.1中药治疗

骨骼肌处于动态的新陈代谢之中，肌肉的合成需要原料和底物，也需要调节，中医强调“药食同源”，利用中医药防治废用性肌萎缩是我国的一大特色。当归、银杏叶、川芎、黄芪、冬虫夏草等多被用来防治废用性骨骼肌的萎缩。孙亚志等[4]观察了以具有活血功效的当归、桂枝为主要成分的强肌中药改善后肢去负荷大鼠比目鱼肌血流量和肌肉力学的情况，为航天防护肌肉萎缩提供实验依据。国外学者对防护失重引起的肌萎缩措施和方法同样进行了大量的研究。美、苏航天器上曾采用的主要防o手段是体育锻炼，体育锻炼对防止肌萎缩有一定的良好效果，但会占用航天员许多宝贵的工作时间。经过几十年的探索，组药配方和加工工艺不断改善，新推出的防治肌萎缩中药制剂一直应用于保障一线。

主要化学成分包括黄酮类、萜类、氨基酸类等多种物质的银杏叶提取物EGB761具有降低病损性细胞凋亡速度、抑制蛋白酶C等作用，黄智[5]指出EGB761能明显提高废用性萎缩骨骼肌的湿重、总蛋白含量，提高Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性，对废用性肌萎缩的发生具有一定的抑制作用，在一定的剂量范围内具有明显的量效关系。

具有活血化瘀、扩冠、抑制血小板聚集、扩张血管等作用的川芎嗪和具有活血、滋补功效的黄芪对失重导致肌纤维mATPase活性升高有显著的抑制作用，对失重状态下慢肌向快肌的转化以及失重性肌萎缩均有明显的对抗作用，它们很可能成为预防和治疗失重性肌萎缩的理想药物[6]。丹参、刺五加、熟地、杜仲等多味中草药组成不同的方剂，被用于失重状态下大鼠机能干预的研究，积累了丰富的科学资料[7]。

用冬虫夏草提取液灌胃进行大鼠尾部悬吊废用性肌萎缩干预效果的研究中发现，冬虫夏草中D-甘露醇和多糖类物质是免疫增强剂和调节剂，可以防止骨骼肌废用大鼠的免疫系统机能衰退。冬虫夏草可以减轻肌肉废用后心脏泵血功能的减退、虫草素能够降低肌细胞内钙离子浓度、对肌梭的兴奋作用而具有显著的防治骨骼肌废用性萎缩的功效[8]。金晔华等[9]在用通过中医辩证采用补肾健脾方，探讨了该方剂对地塞米松诱导大鼠骨骼肌萎缩的影响。传统医学在用药方面重视相生相克和配伍，开发中药和研究中药，一个方面是提取和观测中药的有效成分或者主要成分，另一方面是相关中药成分的复方研制，从传统医学宝藏中挖掘防治骨骼肌萎缩的有效方法。

1.2西药及生物制品的治疗

骨骼肌蛋白质的分解代谢、合成过程受到体内许多激素、细胞因子、蛋白酶体抑制剂的影响和调控。废用状态下的骨骼肌不论其血液循环，还是局部的调节物质均会发生相应变化。同化类调节物质的减少或者异化类调节物质的增多，是肌萎缩的形成因素之一。针对促合成代谢调节物质减少的情况，补充适量的生长因子对防治肌萎缩不失为一种有效的方法。

1.2.1胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子（IGF）是70个氨基酸残基组成的多肽，分为IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ两类，IGF-Ⅰ可以增加骨骼肌蛋白的合成。Zdanowicz等[10]利用IGF-Ⅰ与内源性结合蛋白3（BP3）的复合物治疗后肢悬吊10d大鼠的废用性肌萎缩，发现IGF-Ⅰ和BP3可以减少肌蛋白的分解，显著恢复大鼠的体重和肌肉量。

1.2.2肝细胞生长因子肝细胞生长因子（HGF）于1984年从肝切除后的残余肝组织中被发现，其活性不具有种属特异性。HGF能刺激多种类型细胞分化、增殖、迁移及形态的发生，促进血管新生。黄炎等[11]观察HGF对大鼠后肢石膏固定4周后的腓肠肌湿重及收缩功能的影响，发现局部注射HGF能显著提高废用性萎缩腓肠肌的收缩功能和肌肉湿重，对防治废用性萎缩有明显效果。HGF对骨骼肌的作用机理可能是通过减少肌球蛋白和肌动蛋白的分解代谢、有效抑制骨骼肌废用时慢肌纤维向快肌纤维的转换、骨骼肌废用时促进肌卫星细胞的增殖与分化等。

1.2.3盐酸克仑特罗盐酸克仑特罗为选择性β2肾上腺素受体激动剂，临床上主要用于治疗哮喘和支气管痉挛，又名氨哮素。当其大剂量应用时，氨哮素可增强肌肉发育，降低脂肪沉积，因此又称“瘦肉精”。研究证明，给成年人每天120μg是安全剂量，氨哮素能抑制失神经肌肉纤颤电位衰减和肌纤维截面积缩小，抑制肌蛋白丧失。Herrera等[12]将大鼠后肢悬吊2周，每天给予氨哮素注射治疗发现，悬吊加氨哮素组大鼠的比目鱼肌、趾长伸肌的质量下降明显低于尾悬吊组，显示出有效地抑制因废用性肌萎缩的效果。

1.2.4氯化胆碱补充氯化胆碱可能对于神经-肌肉接头的神经递质乙酰胆碱的合成有一定的益处。高云芳等[13]发现氯化胆碱对模拟失重条件下大鼠比目鱼肌慢肌纤维向快肌纤维的转化与模拟失重引起的肌萎缩均有显著的对抗作用，并指出氯化胆碱在离体实验中能够兴奋蟾蜍的肌梭，能明显抑制废用的梭内肌mATPase活性升高，提示对肌梭的兴奋作用可能是氯化胆碱抑制骨骼肌萎缩的机制之一。此外，肌肉在废用状态下存在着神经-肌肉接点功能的退化迹象，因此，氯化胆碱有可能通过增加神经递质乙酰胆碱、改善神经-肌肉接点功能，或者影响大鼠比目鱼肌内动脉的扩张来等多种途径而改善肌萎缩。有研究显示，周围神经释放的乙酰胆碱可能具有肌肉营养因子的作用，这种作用可能通过抑制肌肉的胶元合成和减少溶酶体蛋白水解，从而达到减轻肌萎缩和肌纤维化程度的效用[14-15]。

其他用于防治废用性肌萎缩的药物还有重组人生长激素（rhGH）、促肾上腺激素释放因子2受体（CRF2R）激动剂、癸酸诺龙、肌酸、氯沙坦[16]、维生素D[17]、亮氨酸等。另外，近年还有研究报道维生素E、白藜芦醇、线粒体营养素对动物肌萎缩都有较好的对抗作用。这些药物对不同致废用形式的肌萎缩、对不同月龄的实验动物或者不同年龄的人分别显现不同的防治效果。

2物理治疗

针灸、电磁疗仪、缺血预处理等方法都被用于肌萎缩防治的尝试。

2.1电刺激治疗

不论是失重条件下肌梭传入神经冲动减少，还是因神经损伤导致运动神经电信号传出受阻，骨骼肌纤维因为丧失支配神经信号而处于去功能化状态，同时失去神经营养性作用。许多研究者选用不同频率和强度的电刺激进行治疗，取得一定效果，提示被动运动、电刺激具有一定的减缓尾吊大鼠比目鱼肌萎缩的作用，并且被动运动有助于预防肌肉粘连；低频电刺激可以部分地对抗模拟失重使肌肉萎缩及肌梭的传入冲动减少等变化。Chang等[18]选择肌湿重、肌纤维直径和肌纤维组成为指标，发现脉冲式磁疗能一定程度上减缓肌肉重量的减轻，增加肌纤维直径。目前尝试的物理疗法还有局部肌肉按摩和震动，包绕紧扎在患肢上的电磁疗设备通电以后除了给肢体按摩外，同时该束带还具有热敷功能，效果有待量化确证。

2.2针灸及拔罐治疗

针灸和拔罐在疾病的预防及治疗方面有着独特的效果。临床观察，针灸及拔罐对废用性肌萎缩的治疗也有显著的效果。有研究对70例下肢骨折固定术后的患者行针配合头穴按摩治疗，发现患肢的周径及肌力较对照组有显著的提高；尝试七星针叩刺加拔罐治疗局限性肌萎缩也取得了良好效果[19]。

2.3血管阻塞治疗及热应激治疗

缺血/再灌注对于器官的应激是有益的，在这个过程中会有嵝菘说鞍撞生。缺血/缺氧预处理可激发机体内源性保护机制，对随后严重的缺血、缺氧产生一定的预防和保护作用。适度的间断性血管阻塞可以诱导体内生长因子的分泌增加，促进骨骼肌增生。间断的血管阻塞，使该动脉所供应的组织暂时性缺血缺氧，开放血管，原本短时间缺血缺氧的组织得到一个血液再灌注的效果。Takarada等[20]对交叉韧带修复术的患者术后第3天开始到第14天每天行大腿近端血管阻塞，结果表明缺血预处理能有效抑制术后肢体制动引起的骨骼肌萎缩。胡跃林等[21]以大鼠比目鱼肌为观察对象，研究结果也支持缺血预处理能明显减轻大鼠骨骼肌缺血/再灌注损伤的程度的观点。

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肌肉的生物力学特性篇2

关键词：A型肉毒毒素；脑血管病后肢体痉挛；临床治疗效果

作为具有较强毒力的细菌外毒素，肉毒杆菌毒素能够使突触前膜乙酰胆碱的释放获得有效抑制，从而取得肌肉松弛性麻痹效果，肌张力障碍性疾病中应用A型肉毒毒素能够取得一定的治疗效果，本次研究特就脑血管病后肢体痉挛应用A型肉毒毒素肌肉注射治疗的临床治疗效果进行探讨和分析。

1资料与方法

1.1一般资料采用随机数表法随机选择于2011年7月~2012年9月在我院行脑血管病后肢体痉挛治疗的50例患者，31例脑梗死患者，19例脑出血患者，所选患者均经临床确诊，患者肢体张力有明显增高。患者年龄43~72周岁，平均年龄（56.7±3.2）岁，病程3个月~1年，共31例男性，19例女性。罹患运动神经元病、Lamber-Eaton综合征、重症肌无力的患者，存在严重糖尿病、肾病和肝病的患者，有哮喘史、过敏反应史或者孕期、妊娠期患者以及注射部位出现感染和近期内应用过吗啡、奎宁等会对神经肌肉接头传递造成不良硬影响药物的患者均不纳入本次选择范围。

1.2方法对全部患者行保妥适A型肉毒毒素注射治疗，100U/支[1]。不得与其他肉毒梭菌速度制剂护患药物应用剂量，通过滴定法确定应用剂量。使用1ml注射器生理盐水稀释100UA型肉毒毒素，稀释过程中需要应用注射器沿安瓿壁缓慢注入生理盐水，尽量放慢速度避免产生气泡，为了取得理想的治疗效果，不得应用放置时间超过4h的溶液。根据痉挛程度、受累靶肌的多少和大小决定药物应用剂量，总计量不超过600U，注射稀释液时需要保证无菌性。根据患者指、腕、上肢肘关节屈曲痉挛需要选择指浅屈肌、指深屈肌、拇对掌肌、拇收肌、桡侧腕屈肌、尺侧腕屈肌、肱肌、肱桡肌以及肱二头肌等，若患者踝关节背屈困难或者踝内翻则选择小腿三头肌、胫骨前肌、胫骨后肌；足外翻加选腓骨长肌、腓骨短肌；拇趾过伸加选拇长伸肌等。对于表浅大块的肌肉可采用徒手定位注射技术，目前常采用"反向牵拉指压法"，而深部精细复杂的肌肉则需要电刺激定位注射技术。若腓肠肌、肱三头肌、肱二头肌等存在较高持续肌张力则需要对上述肌肉行4~6点注射治疗，其他肌肉则减少注射点位，通常为2个点，注射单位为15U，行注射治疗时应避免将药物注入血管中。对患者的治疗效果进行观察和分析，若患者肱二头肌肌张力下降，则应适时指导患者进行功能锻炼，主要锻炼方式包括伸肘前臂支撑、旋转手臂以及肘伸肌活动和被动牵拉训练，持续锻炼7d后，若没有取得理想的效果，肱二头肌张力未见明显下降，肘关节屈曲僵硬没有获得明显改善，注射后对患者的治疗效果进行观察，若效果不甚理想可于注射后3个月行二次注射，行药物治疗后需要持续进行功能锻炼，锻炼时间不得短于15d[3]。应用BTX-A治疗后，患者2w内不得应用其他任何可能会对肌张力造成影响的药物。

1.3观察指标对患者的患肢肌肉张力、联合运动程度、关节伸屈僵硬情况进行动态观察。采用改良Ashworth分级（MAS）评定肌张力，采用改良巴氏指数评定生活自理活动能力（ADL）。

2结果

全部50例患者所有患者均未发生局部红肿热痛现象，没有患者出现严重不良反应。行BTX-A治疗后72h内即可取得治疗效果，治疗10~14d后药效获得显现。经过治疗后全部患者肌张力均获得显著下降，联合运动程度获得明显减轻，较治疗前关节屈伸活动度增大。A型肉毒毒素肌肉注射疗效通常能够维持较长时间，约为3~6个月，随访结果显示经过治疗后全部患者肌张力均降低，生活自理能力获得明显提高。同一评定者前后2次改良Ashworth评分比较见表1。

3讨论

痉挛是上运动神经元综合征患者肢体被动运动阻力的速度依赖性增强。在临床水平，与脑损伤或脊髓损伤后肢体痉挛患者产生运动阻力有关的因素主要有神经原性因素：过度的肌肉收缩肌；生物力学因素：肌肉和其他软组织僵硬并缩短。故痉挛如果不治疗，就会发生恶性循环，受累肌群没有力量对抗痉挛性张力障碍所致收缩，结果造成肢体姿势异常。从而导致软组织缩短，收缩的肌肉发生进一步的生物力学变化。这些变化进而可阻碍肌肉的伸长．进一步加重张力障碍。若采取有效的措施解除痉挛可避免继发适应不良、功能损害，避免丧失活动和参加活动的能力。因此，对脑血管病后肢体痉挛患者进行对症治疗能够使患者的肢体功能获得有效改善。脑血管病患者发病后肢体痉挛通常是上肢呈屈肌痉挛模式，下肢呈伸肌痉挛模式，对脑血管病后肢体痉挛应用A型肉毒毒素肌肉注射治疗能够使肢体痉挛获得更加显著的改善，同时配合功能锻炼能够使运动功能获得恢复，使患者的日常工作和生活获得有效改善和优化。

A型肉毒毒素属于高分子蛋白神经毒素，是肉毒杆菌生长繁殖过程中的产物，能够对外周胆碱能神经末梢发挥选择性作用。对患者行注射治疗后3d左右即可取得一定的治疗效果，部分患者在进行毒素注射后24h即可见效，疗效持续时间较长，可使患者肌肉接点的介质传递功能获得理想恢复，作用原因为经轴突末端芽生作用以及突触前膜蛋白逆转[5]。A型肉毒毒素注射治疗本身安全性比较好，一般不会出现全身反应，应用安全性较高。

本次研究结果表明，A型肉毒毒素肌肉注射治疗应用于脑血管病后肢体痉挛中能够在短期内取得一定的治疗效果，耐受性很好，能降低痉挛患者的肌肉张力，同时配合功能锻炼能够缩短恢复速度，使患者的肢体功能及生活自理能力得到提升和改善。

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肌肉的生物力学特性篇3

【摘要】目的观察生物电刺激治疗痉挛型脑性瘫痪的临床疗效。方法30例痉挛型脑性瘫痪患儿随机分为治疗组和对照组，每组15例，所有患儿均接受bobath技术、推拿、改善脑循环治疗。治疗组在以上基础上应用生物电刺激对双下肢进行肌电触发的生物反馈刺激。在疗程开始与结束时，采用粗大运动功能测量量表（GMFM）中D、E功能区进行站立和行走的功能评定，应用日常生活评分（ADL），同时应用肌电图对肌张力进行评估。结果治疗后两组各项指标较治疗前均有改善（p

【关键词】生物电刺激肌电图痉挛型脑瘫下肢运动功能

脑性瘫痪是儿童致残的主要原因之一，其中痉挛型脑瘫达60-70%，关键问题在于肌张力痉挛性增高，主要表现在髋的内收肌群、股四头肌群、小腿三头肌群前臂肌群等，其中股四头肌和小腿三头肌与患儿下肢功能紧密相关。Bobath技术以及针灸推拿被临床广泛应用于脑瘫患儿的治疗。近年来，生物电刺激在治疗脑卒中患者后期康复中起着越来越重要的作用。并且高晶等研究中发现，生物电刺激能有效缓解脑瘫患儿下肢肌张力，改善下肢运动功能，但疗效上不肯定。本研究旨在通过对比两组脑瘫患儿治疗前后GMFM、ADL评分和肌电积分，进一步探讨生物电刺激治疗脑瘫的可行性。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2007年6月-2010年8月我科收治的的痉挛型脑瘫患儿30例，其中，男性18例，女性12例，年龄在2-5岁。选择标准：诊断与分型均符合第九届全国小儿脑瘫康复会议制定的诊断及分型标准；下肢腓肠肌肌张力异常增高；没有认知障碍，可充分配合治疗；降低肌张力可改善功能；无关节固定挛缩；具有选择性站立行走能力。

排除标准：正在接受抗痉挛药物治疗；曾接受过选择性脊神经或周围神经切断术；治疗前半年内使用过肉毒毒素注射；下肢曾接受矫形手术。

1.2分组

将30名患儿按照入院先后顺序随机分为治疗组和对照组，每组各15例，两组病例的年龄、性别、病变性质、程度等比较均无显著差异，具有可比性。

1.3方法

1.3.1治疗方法

两组患儿均采用常规治疗，即Bobath技术、推拿、药物改善脑循环治疗，每天一次。治疗师均有5年以上康复工作经验，且按摩手法经过统一培训。

治疗组15名患儿在进行上述治疗的同时，加用经皮电神经刺激（TENS）。所选用治疗仪为同一厂家、同一型号。治疗时将电极放在患儿股四头肌的位置，以低频脉冲直流电刺激神经纤维，从而刺激肌肉收缩和缓解痉挛。

1.3.2参数设置

脉宽：为患儿治疗时脉宽多选择在50-60μs;

强度：TNES的强度目前并没有一个金标准，一般视患儿个人情况及治疗的具体情况而定。一般选用患儿最大承受强度。高频率可根据需要，维持在肌肉有可见的收缩。

1.3.3肌电图监测

表面肌电图（surfaceelectromyography，SEMG）又称动态肌电图，是从肌肉表面引导和记录在肌肉活动时神经肌肉系统生物电变化的一维时间序列的电信号，并经计算机处理为具有对肌肉功能状态特异和敏感的依赖性的时、频变化值，常被用于神经肌肉的评价。

在为两组患儿治疗的同时，将表面肌电图的电极放在患儿的股四头肌上，通过SEMG信号来评价患儿神经肌肉系统的功能状态。

1.3.4统计学分析

应用SPSS17.0软件处理，计量资料用x-±s表示，组内比较采用重复测量方差分析，组间比较采用独立样本t检验，（p

2结果

表1治疗前后两组GMFM和ADL评分（p

治疗组3022.58±4.2014.52±10.41

对照组1527.31±4.8522.63±13.39

观察组1537.35±4.9427.74±12.87

表2治疗前后功能位肌电积分（p

治疗前306.36±0.85

对照组153.40±0.43

观察组151.10±0.213讨论

脑瘫的康复训练中，常规的治疗方法如：Bobath疗法、推拿法等，对改善患儿的下肢运动功能有重要的作用，而神经肌肉电刺激，可引起肌肉节律性收缩，促进局部血液循环，延缓肌肉萎缩，增强肌力，还可促进神经再生和传导功能恢复。［6］

Kerr等［7］对60例脑瘫患儿进行TENS电刺激治疗随机对照试验发现，TENS电刺激治疗组与安慰剂对照组有显著差异。江沁等［8］进行了Hufschmidt电刺激又称为痉挛肌电刺激在痉挛型脑瘫儿童中的应用，结果发现治疗前4个月，电刺激有较明显的效果，电刺激的疗效呈跳跃式。Hazlewood等［9］采用附加功能电刺激14例脑瘫患儿足背屈肌及股四头肌，可明显改善脑瘫患儿的步态，说明FES是一项改善脑瘫患儿步态的有效方法。由此可见，生物电刺激治疗对改善脑瘫患儿的下肢运动功能起到了很大的作用。通过我们的实验，在对治疗组加用生物电刺激治疗后，患儿的GMFM和ADL评分均高于对照组。（见表1）

作为评价患儿在治疗过程中肌肉神经功能的一个指标，表面肌电图以其价格便宜，无创性等特点被越来越多的应用。研究表明，肌肉随意静力收缩时，用表面电极测定的肌电积分值与肌肉强力之间呈正相关；肌电积分值与肌张力呈正相关。表面肌电在评估神经肌肉功能状况时所用的各种定量方法，不仅可用于评价治疗前患者受损神经肌肉功能的状况及与健侧的差异，而且可用于观察治疗前后患侧神经肌肉功能的进步情况，并通过这2种评价相结合来调整和制定出更具有针对性的个体化的治疗方案，同时也作为临床上客观评价各种治疗方法有效性的一种新手段，已越来越被人们所重视［10］。张学君等［11］通过针灸治疗痉挛型脑瘫患儿的过程中使用表面肌电图作为治疗效果的一种反馈，认为借助表面肌电图的使用，可以“中病即止”，从而避免“虚虚实实”之患，故可采用SEMG信号来评价脑瘫患儿神经肌肉系统的功能状态。在我们为患儿治疗过程中，同样采用SEMG信号作为评定患儿股四头肌功能状态的一项指标，证实通过生物电刺激治疗的患儿，功能位肌电积分高于对照组患儿。（见表2）由我们的研究可以表明生物电刺激治疗能降低痉挛型脑瘫患儿的下肢肌张力，明显提高下肢运动功能。

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肌肉的生物力学特性篇4

摘要为了研究肩关节在等速离心运动条件下做内收外展运动时肌肉力量特征的生物力学参数，随机从沈阳体育学院抽取12名学生为研究对象，对他们进行等速离心肌力测试，在角速度为20°/s、60°/s时肩关节内收外展肌群的峰力矩、总功、平均功率，发现等速离心运动时肩关节内收肌群峰力矩、总功随着角速度的增大而增大，但幅度较小，外展肌群峰力矩、总功无明显变化；等速离心运动时内收肌群峰力矩、总功大于外展肌群峰力矩、总功；等速离心运动中肩关节内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而增大。

关键词肩关节肌肉力量等速运动

等速肌力测试系统，在有效性、准确性、安全性等方面均具有明显优势，被视为肌肉功能评价的“黄金方法”[1]。峰力矩指肌肉收缩产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最高点处的力矩值[2]，被视为等速肌力测试的黄金指标和参考值[3]，总功人体肌肉收缩是把化学能转化为机械能和热的过程，在能量转变过程中肌肉克服了阻力，使物体产生了位移，因此肌肉便做了功。功率是指物体在单位时间内所做的功，用来表示肌肉的工作效率。肩关节由于其解剖结构的特征与其他关节相比，研究时相对比较难控制，因此，对肩关节的研究较少。基于这点，本文采用等速肌力测试系统，对沈阳体育学院普通学生右侧肩关节内收外展肌群进行测试，通过测得普通人群肩关节做内收外展运动时，肩关节内收外展肌群的生物力学参数，为今后研究体育运动技术、康复医学、工农业生产操作技术的生物力学提供基础参数。

一、实验对象与方法

（一）实验对象

以沈阳体育学院普通学生作为本次研究对象（共计12名）。

（二）实验方法

1.时间及地点：实验于2012-11-05在沈阳体育学院运动生物力学重点实验室完成。

2.测试指标：主要观察指标：肩关节内收外展肌群的峰力矩、总功、平均功率。

3.实验方案：测试时先进性3次适应性练习，然后进行6次正式测试，不同角速度测试之间的间隔时间为1min。，等速离心测试角速度分别为20°/s、60°/s。

4.数理统计法：采用SPSS16.0统计软件包对所测试数据进行独立样本t检验处理，结果均以x±s表示。

二、结果

表1肩关节内收外展肌群等速离心收缩测试结果与分析

角速度2060

内收肌群峰力矩（N·m）76.00士3.5696.67士21.31

外展肌群峰力矩（N·m）44.33士18.1243.33士15.97

内收肌群总功（J）122.67士8.18129.67士12.50

外展肌群总功（J）62.33士16.7660.58士25.39

内收肌群平均功率（W）24.33士5.3162.67士12.39

外展肌群平均功率（W）12.67士4.1127.00士12.57

（一）从表1中我们可看出以下几个问题：内收肌群峰力矩、相对峰力矩随着角速度的增加而增大，但增加幅度较小，外展肌肌群峰力矩、相对峰力矩基本保持不变，等速离心收缩内收肌群峰力矩大于外展肌群峰力矩。显然当前的结果内收肌群峰力矩，相对峰力矩违背了传统的离体肌肉力矩与速度关系的，最大的差别就是所测人体关节内收肌群峰力矩随着角速度的增加而增加。该实验所获得的肩关节等速离心收缩内收肌群肌力特征同以前所获得的其它关节等动离心收缩肌力特征不一样，这可能是因为离体肌的力量速度关系是由单一动物肌肉实验得出来的，描述的仅是纯肌肉属性，而人体肌群的离心运动力矩与速度关系是受大量不同因素（神经、肌肉、键和骨骼系统）所影响。有些研究表明，等速离心运动产生的力矩较恒定，与运动速度无关，等速离心运动的这种现象称为持平现象，目前认为这种现象与神经—肌肉单位在离心运动时产生的抑制及保护性机制有关。本实验所获得的肩关节等动离心收缩外展肌群肌力特征同以前所获得的其它关节等动离心收缩肌力特征是基本一致的[4]，对此，可能的解释为：当肌腱所受的张力达到了一定水平而有可能损伤肌肉时，位于骨骼肌肌腱中的腱器官（高尔基氏腱器）就向中枢神经系统发放返回冲动，对运动神经产生抑制作用，抑制肌肉的活动，以防止肌肉拉伤。

（二）从表1中可以看出：内收肌群总功，相对总功随着角速度的增而略有增大，外展肌群总功，相对总功无明显变化；内收肌群总功、相对总功大于外展肌群总功、相对总功。肩关节内收外展肌群做等速离心运动，内收肌群总功、相对总功稍有增大，这与前面所得数据一致，前面的结果显示肩关节做内收外展运动时内收肌群的峰力矩随着角速度的增大而稍有增大。功是衡量力的作用效果的一个标志，由于肩关节内收肌群肌力矩随着角速度的增大而增大，表明肩关节肌力输出也随着增大，而所有受试者在同一测试时肩关节的活动范围是不变的，即肩关节完成一次内收外展动作所经历的角位移（转角）是不变的，根据转动物体做功公式：A=fMdn（其中，A为功，M为力矩，n为转角），即肩关节内收外展肌群所做的功等于内收外展肌群力矩对内收外展角度的积分，可以看出，在同一测试由于转角n是一定的。所以功随着肌力矩的变化而变化，所以总功、相对总也随着角速度的增大而增大。而外展肌群肌力矩值在测试角速度下无显著变化，导致总功、相对总功也无显著变化。

（三）从表1可以看出：内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而明显增大，内收肌群平均功率大于外展肌群。这是因为，总功、相对总功在测试角速度下无显著变化，而随着测试速度的增大，完成一次动作所需的时间缩短，由：功率=功/时间，可知，肩关节内收外展肌群等动离心收缩平均功率、相对平均功率随测试速度的增大而增大。这也提示，在高速度状态下锻炼肩关节内收外展肌群的离心爆发力效果会好一些。这一点更加证明了峰力矩的“持平说”。

三、结论

（一）等速离心运动时肩关节内收肌群峰力矩，总功随着角速度的增大而增大，但幅度较小，外展肌群总功，相对总功无明显变化。

（二）等速离心运动时内收肌群峰力矩、总功大于外展肌群峰力矩、总功。

（三）等速离心运动中肩关节内收外展肌群平均功率随着角速度的增大而增大。

参考文献：

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肌肉的生物力学特性篇5

柔韧性可分为静力性柔韧性和动力性柔韧性。静力性柔韧性是指关节被动地移动经过其运动全范围的范围量值。动力性柔韧性是指通过肌肉收缩关节所能运动的范围――通常是经过其运动的中范围。

静力性柔韧性对预防损伤极为重要，因为做某些动作时周围组织必须伸展到超出正常活动限度的程度。动力性柔韧性能使肢体几乎毫无阻力地快速移动经过所需的关节运动的特定范围。柔韧性的提高能使运动员在保持良好的人体平衡情况下完成动作。人体平衡能使运动员承受的阻力减小到最低限度。通过观察发现，水平高的短跑运动员都具有较好的膝、髋部柔韧性。柔韧性差的短跑运动员在正常的步幅中无法使膝、髋关节做全范围运动，从而导致步长和节奏明显地小而差。

运动员需要“平衡的柔韧性”，这样身体所有部位就能在不改变技能或动作的情况下产生最令人满意的应答。因此，运动员要坚持实施一种平衡发展的训练计划来提高柔韧性。

1、伸展练习的生物物理因素

伸展就是指长度会增加的组织的线性变形。实验研究的结果表明，当一块放松的肌肉进行物理性伸展时，绝大多数伸展阻力都产生于结缔组织的结构以及肌肉和肌肉周围的鞘，而不是产生于肌纤维组成成分。影响结缔组织被牵伸形式的物质特性有两个：粘性和弹性。弹性能使结缔组织产生恢复性(弹性)变形，而粘性则能使结缔组织产生持久性(塑性)变形。影响结缔组织弹性伸展与粘性伸展的因素有多种，如：用力大小、用力的持续时间和组织的温度等。通常情况下，在用力较小、结缔组织温度较高的情况下，结缔组织结构变弱的程度最小；而在用力较大、结缔组织温度较低时，该组织结构变弱的程度最大。这就意味着通过慢速伸展温度高的结缔组织，并把

每一次伸展姿势保持较长一段时间，能够最有效最安全地提高柔韧性。

2、伸展练习的神经生理因素

2．1在肌肉、肌腱和关节的其他结构中有一种叫做本体感受器的感受器――肌梭和高尔基氏腱器，它们作用于动作的精确与协调。肌梭对肌肉长度及某些感觉末梢的变化非常敏感，而高尔基氏腱器则对肌腱的变化和肌纤维长度的变化有着灵敏的感觉。

2．2交互抑制。这是主动肌收缩引起对抗肌反射性放松的抑制。因为主动肌的感觉冲动抑制了对抗肌的运动性冲动，防止了对抗肌产生反射性收缩，所以主动肌与对抗肌实际上并不相互对抗。

3、伸展练习的分类

3．1静力性伸展

这是一种含有对抗肌的伸展练习，在练习时通过使对抗肌处于极度伸展姿势并保持长于6秒钟的时间，以便使高尔基氏腱器产生反应，于是肌肉能在不超越伸展能力极限的情况下以放松形式伸展。当把一种伸展姿势保持了一段时间时，练习者不再会感到有肌张力，且肌肉能再伸展一点，同时产生反向牵张反射。

3．2曲线伸展

曲线伸展利用了主动肌的重复收缩来促使对抗肌快速伸展，因此这种伸展是利用对抗肌和结缔组织的一系列反射或受到的牵拉来增加关节运动幅度的。曲线伸展很容易引起肌肉酸痛，同时因为反射产生的用力超出组织伸展能力极限就可能出现损伤，因此，在训练过程中并不提倡这种“快速用力”的伸展方法。

3．3高级伸展――能产生本体感受的神经肌肉易化作用的伸展

这种本体感受的神经肌肉易化作用能使高尔基氏腱器更易发挥神经肌肉的功能。在柔韧性训练中，这种伸展练习需要运动员之间的相互配合。值得注意的是在练习时，不要使练习者的对抗肌过度牵伸，以免产生与曲线伸展时出现的相同的危害。因为能主动产生本体感受的神经肌肉易化作用的练习含有主动肌群的向心收缩，这种收

缩可以提高该肌群的力量，所以在提高柔韧性方面这种伸展练习更为有效。

4、伸展练习的注意事项

4．1伸展到稍有不适感为止。运动员应使肌肉被动伸展到即将产生痛觉的位置，随后慢慢地还原到开始姿势，以避免产生肌肉组织的损伤。

4．2应把静力性伸展练习分为运动员赛前和训练课前以及比赛和训练课后为促进放松、减少肌肉酸痛而采用的伸展练习和适合于柔韧性训练的伸展练习。准备活动和整理活动中进行伸展练习，其目的是使肌肉和关节等组织能伸展到现有的极限程度；而柔韧性训练中进行伸展练习的目的则是提高关节现有的运动幅度。因此，在训练计划的安排上应区别对待。

肌肉的生物力学特性篇6

为深入研究池塘生态养殖对鲫鱼肌肉品质的影响，实验比较了生态养殖模式（ST）与高密度养殖模式（GM）下鲫鱼肌肉的营养成分、质构特征及组织形态。结果表明：ST肌肉的粗蛋白、粗脂肪显著高于GM（P<0.05），pH值显著高于GM（P<0.05）；肌肉中共检测到16种氨基酸，其中ST肌肉的氨基酸总量、必需氨基酸总量、非必需氨基酸总量及风味氨基酸总量显著高于GM（P<0.05）；肌肉质构特征分析指出两者存在一定差异，但不明显；肌肉组织形态显示ST较GM的肌纤维直径更小，肌纤维密度更大。因此，鲫鱼在生态养殖模式下营养价值和肉质品质均能得到显著提高。

关键词：

鲫鱼；生态养殖；营养成分；肌肉品质

随着经济发展和人们生活水平的提高，消费者对鱼肉已不再满足于数量的供给，而对品质和安全提出了新的要求。当前在养殖产量不断提升过程中，因为诸多不足，大部分养殖水产品表现出鱼肉肉质不紧实、含粗蛋白少、体脂肪多、香味淡、适口性欠佳等不足[1]。如何能让养殖鱼类具有与野生鱼类一样的品质，成为水产从业者关注的问题。目前为止，对鱼肉品质的改善主要可以通过遗传选育、饲料营养调控以及养殖环境调控等方法[2]。相关研究指出，鱼肉品质通常会随养殖模式的不同而出现差异[3-5]。鲫鱼作为我国重要的淡水养殖品种之一，为了解决近年来养殖过程中出现疾病频发等问题，生态养殖呈快速发展的趋势。实验通过在人工创造的生态环境下养殖，分析了生态模式（ST）鲫鱼与高密度养殖模式（GM）鲫鱼的肌肉营养成分、质构特征及纤维切片的差异。探讨了池塘生态养殖模式下生产出具有营养价值高、肉味鲜美的高品质水产品的可行性，并为找到一种可规模化应用、有很高的推广价值和市场前景广阔的新型养殖模式提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

ST鲫鱼样本取自内江市农业科学院水产研究所生态养殖试验鱼池，池塘采用智能池塘管理系统，水面种植水生植物，生物技术调节水质，以复合发酵粮食为饲料。GM鲫鱼样本为常见的高密度池塘养殖模式。实验材料为鲜活鲫鱼，经外观检查体质健壮无病害，体质量（250±17）g。

1.2方法测定

1.2.1化学指标测定

水分含量的测定采用恒温烘干法（105℃），粗蛋白质测定采用微量凯氏定氮法（GB/T5009.5-2010）测定；粗脂肪测定采用索氏抽提法（GB/T5009.6-2003）测定；灰分测定采用550℃灼烧法（GB/T5009.4-2010）测定；氨基酸测定采用氨基酸自动分析仪，按照（GB/T5009.124-2003）法测定。

1.2.2质构特性

（硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性）、失水率、滴水损失测定质构特性测试条件设置如下：采用强度探头直径30mm，形变量40%，穿刺速度60mm/min，探头探测力0.5N，每个样品测试3次；失水率采用重物压制法，5kg重物压制3min；滴水损失采用充氮气包装4℃，悬挂48h。

1.2.3肌肉组织形态指标测定

选取鲫鱼背部肌肉和尾部肌肉横切肉取肉，样品大小为2cm×1cm×1cm，石蜡切片，苏木精染色。在10×40倍数下进行测量；每根肌纤维测定其长轴和短轴，取二者的算术平均值作为该条肌纤维的直径；随机选取5个视野，每个视野测量10根肌纤维，取其算术平均值作为肌纤维直径；随机选5个视野，统计每个视野中的纤维数，求平均值后换算成1mm2的纤维数，肌纤维密度单位为根/mm2。

1.3数据统计

实验数据采用Excel和SPSS软件进行单因素方差分析（one-wayANOVA），以P<0.05为差异有统计学意义标准。

2结果与分析

2.1基础营养成分对比

ST鲫鱼与GM鲫鱼的基础营养成分。可以看出ST鲫鱼的粗蛋白和粗脂肪较GM鲫鱼有显著的增加，水分和灰分的变化不明显。蛋白质和脂肪的含量标志着鱼肉的营养水平。鱼肉水分含量高，则蛋白质、脂肪含量将会减少，鱼肉品质就差；反之，鱼肉水分含量低，则蛋白质、脂肪含量就高，鱼肥嫩好吃，鱼肉品质就好[6]。

2.2氨基酸含量分析

肌肉氨基酸含量是肌肉品质研究的一项重要生化指标，氨基酸组成和各种氨基酸的相对含量是决定鱼体肌肉的营养价值和风味的重要因素[7-8]。两种样品中均检测到16种常见氨基酸，其中谷氨酸含量最多，组氨酸含量最少；ST氨基酸总量、必需氨基酸和非必需氨基酸都显著高于GM鲫鱼（P<0.05），而半必需氨基酸总量之间差异不大。鱼肉的鲜美味道目前一致认为是由天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸等4种氨基酸的含量决定，ST鲫鱼的4种氨基酸总量显著高于GM鲫鱼（P<0.05）。结果表明，鲫鱼生态养殖下，显著影响鱼体肌肉的蛋白质含量和氨基酸组成，鲜美度也显著提高。

2.3鱼肉质构特性的对比

鱼肉的质构特性是决定其可口性的重要因素，也是肉品的理化和感官指标。池塘生态养殖下的鲫鱼在肌肉硬度、弹性、咀嚼性和胶黏性方面表现更优，但与GM鲫鱼相比差异不具有统计学意义，原因可能是在生态养殖模式下，养殖周期短，未达到鱼肉质构特性发生显著变化的临界点。系水力是指肌肉保持水分的能力，其强弱与肌肉的蛋白质空间结构密切相关。肌肉系水力差，大量液体外流，可溶性营养成分和风味物质损失严重，肌肉变得干硬无味，肉品质量下降，而滴水损失和失水率为肌肉系水力的重要指标。相关研究指出，滴水损失越小、失水率越低，肌肉系水力愈好，ST鲫鱼的失水率和滴水损失都低于GM鲫鱼，但差异不具有统计学意义。pH值常作为评定肉质指标之一，直接影响肌肉组织的系水力。国外研究发现，人工养殖鱼肌肉的pH值比野生条件下要低[9]，ST鲫鱼的pH值要显著高于GM鲫鱼。可见，通过生态模式养殖，鲫鱼肌肉品质能接近或达到野生条件下。

2.4鱼肉的组织学指标对比

鱼的肌纤维特征被普遍用于鱼肌肉品质的评定。研究表明[10-11]，肌纤维直径越小，密度越大的品种，其肌内脂肪的沉积量要多于肌纤维粗而密度低的品种，口感也越好。ST鲫鱼的背部肌肉和尾部肌肉的肌纤维直径小于GM鲫鱼，肌纤维密度大于GM鲫鱼，但是差异不具有统计学意两种鲫鱼的基本结构相同，但是ST鲫鱼的尾部肌肉的肌束纤维致密程度高于GM鲫鱼，ST鲫鱼的肌纤维出现结块现象，表明ST鲫鱼肌肉更具有咀嚼性，口感也更好。

3讨论及小结

当前我国鲫鱼养殖模式依然多采用传统高密度养殖模式，主要特征有投饵量大、生长速度快、池塘水质恶化严重、病害频发及防治药物过度等，这对其生存和肉质都有不同程度的负面影响。有研究指出养殖鱼类会随着养殖模式的改变而选择相应的生存策略，其体质状况随之发生相应的变化，同种鱼在不同的养殖环境下，肌肉品质、口感等相差甚远[12]。内陆地区拥有有限的水产养殖资源，如何在提高池塘有效利用率的同时，鱼类的品质也能得到提高，值得关注。实验比较了在人工创造的池塘生态模式与传统高密度养殖模式下鲫鱼肌肉品质，结果表明ST鲫鱼的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸总量、必需氨基酸总量、非必需氨基酸总量和风味氨基酸总量显著高于GM鲫鱼（P<0.05），肌肉的pH值显著高于GM鲫鱼（P<0.05）；鱼肉质构特征、失水率、滴水损失和pH值分析都表明生态鲫鱼品质更好；肌肉组织形态显示ST鲫鱼较GM鲫鱼的肌纤维直径更小，肌纤维密度更大，肌纤维出现结块现象，肉质更为紧致，口感与野生鱼类肉质相似。因此，鲫鱼通过池塘生态养殖模式养殖，其肌肉品质能得到显著提高，这为改善鲫鱼肉质提供了一种途径，也提高了池塘的利用率，有助于推动水产养殖业可持续发展。

作者：苏建罗煜焦晓磊吴俊单位：内江市农业科学院

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