各型大鼠肌纤维在离心运动时肌肉损伤中的变化
王作军 郭建生
摘 要 目的： 考察各型肌纤维在离心运动时肌肉损伤中的变化. 方法： 未经训练的雌性SD大鼠随机分为安静对照组与离心运动组. 离心运动组大鼠在-22°倾角的跑台上以14 m/min的速度完成90 min运动. 运动后即刻取两组大鼠肱三头肌内侧头进行连续冰冻切片，然后给予HE， ARS， SDH， NADH-TR以及酸性及碱性预孵的m-ATPase染色检查. 以茜素红S(ARS)染色阳性作为肌纤维损伤的早期指标. 结果： 运动后即刻， (21.4±5.1)%的肌纤维出现桔红色的ARS阳性染色,与安静对照组之(0.3±0.2)%相比P<0.01，其中，SO， FOG， FG各型肌纤维的阳性率分别为(0.4±0.2)%， (10.5±3.6)%， (59.2±7.9)%，两两比较均有P<0.01. 结论： 离心运动中，F型，特别是FG型肌纤维容易受损.
关键词：肌纤维 离心运动 肌，损伤
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0 引言
离心运动导致的肌肉损伤经常发生，但对其机制及影响因素仍不十分清楚[1]. 我们考察了各型肌纤维在离心运动时肌肉损伤发生中的变化.
1 材料和方法
1.1 材料 成年雌性SD大鼠12只，体质量(207±23) g，本校实验动物中心；茜素红S (ARS)，英国British Drug Houses Ltd.；NADH-Na2，上海伯奥生物科技公司；ATP，华美生物工程公司；氯化硝基蓝四唑(NBT)，上海前进试剂厂.
1.2 方法 大鼠随机分为2组，①安静对照组；②离心运动组. 离心运动组大鼠在-22°倾角的跑台上以14 m/min的速度运动90 min. 运动后即刻取两组大鼠的肱三头肌内侧头进行连续冰冻切片，然后给予HE， ARS[2]， SDH， NADH-TR以及酸性及碱性预孵的m-ATPase染色检查： ①ARS染色阳性率的判定：选择ARS染色切片，以镜台标尺刻度点确定观察视野，计数40倍物镜下肌纤维总数及ARS阳性纤维数. 以ARS阳性纤维数除以肌纤维总数即得到该肌肉ARS染色阳性率. ②各型肌纤维ARS阳性率的判定：ARS染色观察视野的选定同前. 绘制视野草图后，通过观察相应区域之m-ATPase及NADH-TR染色确定每个肌纤维的类型. 简言之，碱性预孵的m-ATPase染色淡染者判断为SO型，浓染者再根据NADH-TR染色的浓淡分别确定为FOG及FG型. 以各型肌纤维ARS阳性纤维数除以该型肌纤维总数，即得该型肌纤维的ARS阳性率. 数据用(X±s)表示， 用t检验分析.
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2 结果
运动后即刻肌纤维胞体普遍增大，个别肌纤维出现“中央核”，ARS染色见大量的肌纤维呈轻度的橘红色钙阳性染色，其阳性率(X±s) 为(21.4±5.1)%，安静对照组为(0.3±0.2)%，差异非常显著(P<0.01). 对照m-ATPase及NADH-TR染色，这些肌纤维几乎全部为F型，尤其是FG型. 各型肌纤维ARS染色阳性率(X±s)分别为：SO型(0.4±0.2)%，FOG型(10.5±3.6)%，FG型(59.2±7.9)%，他们两两比较均有P<0.01.
3 讨论
钙超载可能是离心运动性肌肉损伤发生的重要环节，而ARS染色可以早期发现钙超载现象[3]. 本结果发现ARS阳性染色主要发生于FG型(即Ⅱb型)纤维，这提示FG型(即Ⅱb型)纤维易于在离心运动中受损. 其原因可能是由于此型纤维具有最为狭窄的Z-带[4]. 在电镜下，Ⅰ型(即SO型)纤维具有5条清晰的M-桥，及较宽的Z-带；Ⅱa型(即FOG型)纤维有3条清晰、2条模糊的M-桥，其Z-带宽度中等；而Ⅱb型(即FG型)只有3条可见的M-桥，其Z-带最为狭窄. 由于Z-带可能是肌原纤维收缩链的最薄弱环节[5]，因此，我们推测由于具有最窄(很可能也意味着最薄弱)的Z-带，是FG型(Ⅱb型)纤维容易遭受损伤的根源之一. 由于最易受损的FG型纤维的代谢特征是缺乏氧化磷酸化能力，因此，氧化磷酸化能力可能在离心运动性肌肉损伤中起作用. 一种可能的解释是：在运动的早期(比如头10 min)，FG型纤维即出现疲劳. 由于ATP再生成障碍，他们便进入僵直状态，紧接着的对僵直纤维的牵拉，就可能造成肌纤维的机械性破坏[1]. 此外，由于ATP匮乏，线粒体缓冲Ca2+的能力下降，导致胞浆内Ca2+升高，直接通过钙超载机制造成损伤. 由于耐力运动训练可以增强肌纤维氧化磷酸化能力[6]，促使FG型纤维向FOG型转化[7]，因此长期训练有可能起到预防离心运动性肌肉损伤的作用. 这有待于我们进一步证实.
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致 谢 本校军队卫生学教研室龚书明教授、陈尧明教员， 病理学教研室赵一岭、马福成教员对本工作给予指导与帮助.
作者简介：王作军， 男， 1966-09-23， 甘肃省武威市人， 汉族. 1989年第四军医大学军医系六年制本科毕业， 1996年第四军医大学康复医学硕士毕业， 讲师， 主治医师， 疼痛学会会员. 发表论文6篇. 电话：(029)3577141(办)，3577670(宅)
作者单位：王作军 第四军医大学唐都医院康复医学科，陕西 西安 710038
郭建生 第四军医大学西京医院理疗科
参考文献
1 Friden J, Lieber RL. Structural and mechanical basis of exercise-induced muscle injury. Med Sci Sports Exerc, 1992; 24(5): 521-530
, 百拇医药
2 Kiernan JA. Histological and histochemical methods: Theory and practice. 2nd Ed. London: Pergamon Press, 1990: 222-223
3 王作军，郭建生，王伯云et al. 肌肉离心运动后即刻大量肌纤维出现肌浆及肌核钙超载. 第四军医大学学报，1997；18(增)：91
4 Sjostrom M, Friden J, Ekblom B. Fine structural details of human muscle fibers after fiber type specific glycogen depletion. Histochem, 1982; 76(4): 425-438
5 Friden J, Sjostrom M, Ekblom BA. Morphological study of delayed muscle soreness. Experientia, 1981; 37(5): 506-507
6 Baldwin KM, Klinkerfuss RL, Terjung RL et al. Respiratory capacity of white, red, and intermediate muscle: adaptive response to exercise. Am J Physiol， 1972; 222(2): 373-378
7 Allemeier CA, Fry AC, Johnson P et al. Effects of sprint cycle training on human skeletal muscle. J Appl Physiol, 1994;77(5):2385-2390, http://www.100md.com
摘 要 目的： 考察各型肌纤维在离心运动时肌肉损伤中的变化. 方法： 未经训练的雌性SD大鼠随机分为安静对照组与离心运动组. 离心运动组大鼠在-22°倾角的跑台上以14 m/min的速度完成90 min运动. 运动后即刻取两组大鼠肱三头肌内侧头进行连续冰冻切片，然后给予HE， ARS， SDH， NADH-TR以及酸性及碱性预孵的m-ATPase染色检查. 以茜素红S(ARS)染色阳性作为肌纤维损伤的早期指标. 结果： 运动后即刻， (21.4±5.1)%的肌纤维出现桔红色的ARS阳性染色,与安静对照组之(0.3±0.2)%相比P<0.01，其中，SO， FOG， FG各型肌纤维的阳性率分别为(0.4±0.2)%， (10.5±3.6)%， (59.2±7.9)%，两两比较均有P<0.01. 结论： 离心运动中，F型，特别是FG型肌纤维容易受损.
关键词：肌纤维 离心运动 肌，损伤
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0 引言
离心运动导致的肌肉损伤经常发生，但对其机制及影响因素仍不十分清楚[1]. 我们考察了各型肌纤维在离心运动时肌肉损伤发生中的变化.
1 材料和方法
1.1 材料 成年雌性SD大鼠12只，体质量(207±23) g，本校实验动物中心；茜素红S (ARS)，英国British Drug Houses Ltd.；NADH-Na2，上海伯奥生物科技公司；ATP，华美生物工程公司；氯化硝基蓝四唑(NBT)，上海前进试剂厂.
1.2 方法 大鼠随机分为2组，①安静对照组；②离心运动组. 离心运动组大鼠在-22°倾角的跑台上以14 m/min的速度运动90 min. 运动后即刻取两组大鼠的肱三头肌内侧头进行连续冰冻切片，然后给予HE， ARS[2]， SDH， NADH-TR以及酸性及碱性预孵的m-ATPase染色检查： ①ARS染色阳性率的判定：选择ARS染色切片，以镜台标尺刻度点确定观察视野，计数40倍物镜下肌纤维总数及ARS阳性纤维数. 以ARS阳性纤维数除以肌纤维总数即得到该肌肉ARS染色阳性率. ②各型肌纤维ARS阳性率的判定：ARS染色观察视野的选定同前. 绘制视野草图后，通过观察相应区域之m-ATPase及NADH-TR染色确定每个肌纤维的类型. 简言之，碱性预孵的m-ATPase染色淡染者判断为SO型，浓染者再根据NADH-TR染色的浓淡分别确定为FOG及FG型. 以各型肌纤维ARS阳性纤维数除以该型肌纤维总数，即得该型肌纤维的ARS阳性率. 数据用(X±s)表示， 用t检验分析.
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2 结果
运动后即刻肌纤维胞体普遍增大，个别肌纤维出现“中央核”，ARS染色见大量的肌纤维呈轻度的橘红色钙阳性染色，其阳性率(X±s) 为(21.4±5.1)%，安静对照组为(0.3±0.2)%，差异非常显著(P<0.01). 对照m-ATPase及NADH-TR染色，这些肌纤维几乎全部为F型，尤其是FG型. 各型肌纤维ARS染色阳性率(X±s)分别为：SO型(0.4±0.2)%，FOG型(10.5±3.6)%，FG型(59.2±7.9)%，他们两两比较均有P<0.01.
3 讨论
钙超载可能是离心运动性肌肉损伤发生的重要环节，而ARS染色可以早期发现钙超载现象[3]. 本结果发现ARS阳性染色主要发生于FG型(即Ⅱb型)纤维，这提示FG型(即Ⅱb型)纤维易于在离心运动中受损. 其原因可能是由于此型纤维具有最为狭窄的Z-带[4]. 在电镜下，Ⅰ型(即SO型)纤维具有5条清晰的M-桥，及较宽的Z-带；Ⅱa型(即FOG型)纤维有3条清晰、2条模糊的M-桥，其Z-带宽度中等；而Ⅱb型(即FG型)只有3条可见的M-桥，其Z-带最为狭窄. 由于Z-带可能是肌原纤维收缩链的最薄弱环节[5]，因此，我们推测由于具有最窄(很可能也意味着最薄弱)的Z-带，是FG型(Ⅱb型)纤维容易遭受损伤的根源之一. 由于最易受损的FG型纤维的代谢特征是缺乏氧化磷酸化能力，因此，氧化磷酸化能力可能在离心运动性肌肉损伤中起作用. 一种可能的解释是：在运动的早期(比如头10 min)，FG型纤维即出现疲劳. 由于ATP再生成障碍，他们便进入僵直状态，紧接着的对僵直纤维的牵拉，就可能造成肌纤维的机械性破坏[1]. 此外，由于ATP匮乏，线粒体缓冲Ca2+的能力下降，导致胞浆内Ca2+升高，直接通过钙超载机制造成损伤. 由于耐力运动训练可以增强肌纤维氧化磷酸化能力[6]，促使FG型纤维向FOG型转化[7]，因此长期训练有可能起到预防离心运动性肌肉损伤的作用. 这有待于我们进一步证实.
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致 谢 本校军队卫生学教研室龚书明教授、陈尧明教员， 病理学教研室赵一岭、马福成教员对本工作给予指导与帮助.
作者简介：王作军， 男， 1966-09-23， 甘肃省武威市人， 汉族. 1989年第四军医大学军医系六年制本科毕业， 1996年第四军医大学康复医学硕士毕业， 讲师， 主治医师， 疼痛学会会员. 发表论文6篇. 电话：(029)3577141(办)，3577670(宅)
作者单位：王作军 第四军医大学唐都医院康复医学科，陕西 西安 710038
郭建生 第四军医大学西京医院理疗科
参考文献
1 Friden J, Lieber RL. Structural and mechanical basis of exercise-induced muscle injury. Med Sci Sports Exerc, 1992; 24(5): 521-530
, 百拇医药
2 Kiernan JA. Histological and histochemical methods: Theory and practice. 2nd Ed. London: Pergamon Press, 1990: 222-223
3 王作军，郭建生，王伯云et al. 肌肉离心运动后即刻大量肌纤维出现肌浆及肌核钙超载. 第四军医大学学报，1997；18(增)：91
4 Sjostrom M, Friden J, Ekblom B. Fine structural details of human muscle fibers after fiber type specific glycogen depletion. Histochem, 1982; 76(4): 425-438
5 Friden J, Sjostrom M, Ekblom BA. Morphological study of delayed muscle soreness. Experientia, 1981; 37(5): 506-507
6 Baldwin KM, Klinkerfuss RL, Terjung RL et al. Respiratory capacity of white, red, and intermediate muscle: adaptive response to exercise. Am J Physiol， 1972; 222(2): 373-378
7 Allemeier CA, Fry AC, Johnson P et al. Effects of sprint cycle training on human skeletal muscle. J Appl Physiol, 1994;77(5):2385-2390, http://www.100md.com