高速跑步摆动末期股二头肌长头肌束主动缩短现象及其与肌腱交互作用的生物力学研究

本研究通过超声成像与表面肌电技术，揭示高速跑步摆动末期股二头肌长头（BFlh）肌束反常的主动缩短现象，突破传统MTU（肌肉-肌腱单元）拉伸致伤理论框架，为解释腘绳肌拉伤（HSI）机制提供新视角，成果发表于《Journal of Electromyography and Kinesiology》。

　　

高速跑步中腘绳肌拉伤（Hamstring Strain Injury, HSI）是运动员的“阿喀琉斯之踵”，尤其在短跑、足球等爆发性运动中，约12-33%的急性损伤与此相关。传统观点认为，摆动相末期（late swing phase）髋关节屈曲与膝关节伸展的复合动作会导致股二头肌长头（Biceps Femoris long head, BFlh）被动拉长，叠加高肌电活动，形成“拉伸-负荷”致命组合。然而，这一理论始终存在矛盾点：为何损伤多发生于MTU（Muscle-Tendon Unit）峰值应变时，而肌肉自身行为却未被直接观测？

韩国研究人员（作者单位未明确标注英文名称，但通讯作者Hae-Dong Lee的姓氏提示可能为韩国团队）在《Journal of Electromyography and Kinesiology》发表的研究，首次通过高精度超声动态捕捉BFlh肌束行为，颠覆了“被动拉长致伤”的经典假设。研究招募9名从事足球、篮球等高速跑运动的男性受试者，在70%、80%、90%最大速度下跑步，同步采集髋膝关节运动学、B型超声肌束影像及表面肌电（sEMG）数据。

关键技术方法

1. 实时超声成像：以高于既往研究（22帧/秒）的采样频率追踪BFlh肌束长度动态；
2. 多速度梯度设计：量化跑步速度对MTU应变的影响；
3. 肌电-运动学同步：关联肌肉激活时序与关节角度变化。

研究结果

MTU与肌束行为的“时空解耦”
随着跑步速度提升至80%、90%最大速度，BFlh的MTU长度变化显著增加（p<0.05），但肌束长度变化无统计学差异。摆动相早期至中期，肌束在弱激活下被动拉长；而晚期却出现“反直觉”的主动缩短伴强sEMG信号。这表明肌腱弹性缓冲了MTU的形变，使肌束避免过度拉伸。

速度依赖的损伤风险窗口
高速跑时MTU峰值应变增加主要由肌腱形变承担，但肌束主动收缩可能引发两种风险：① 肌腱储能释放时的瞬时高负荷；② 肌束缩短-拉长快速切换导致的微结构损伤。这一发现解释了为何高速跑HSI发生率更高。

讨论与意义
该研究首次实证BFlh在摆动末期并非传统认为的“被动牺牲者”，而是通过主动缩短参与制动。这种策略虽能保护肌束免于即时断裂，却可能因肌腱-肌肉的力学交互失衡诱发累积性损伤。未来需探究：① 主动缩短的神经控制机制；② 个体肌腱弹性模量与HSI易感性的关联。研究为设计针对性康复训练（如离心-向心复合训练）提供了理论支点。

结论
高速跑摆动末期BFlh肌束主动缩短是MTU功能解耦的关键特征，肌腱而非肌束主导了速度相关的长度适应。这一发现将HSI机制研究从“单纯拉伸模型”推向“肌肉-肌腱动态博弈”的新范式。