综述:骨骼肌疲劳更新与骨骼肌损伤的重叠:肌肉损伤连续体

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Sports Medicine - Open 4.1

编辑推荐:

  这篇综述创新性地提出骨骼肌疲劳(muscle fatigue)与损伤(muscle damage)并非独立事件,而是构成动态的"肌肉损伤连续体"(muscle injury continuum)。文章系统梳理了两者在Ca2+ 调控异常、酶泄漏(如CK)、炎症反应等生理机制上的重叠,强调代谢应激(metabolic stress)与机械超负荷(mechanical overload)的协同作用,为运动员负荷监控(如ACWR模型)和个性化预防策略提供了新视角。

  

背景:代谢疲劳与机械损伤——过时的二分法?

传统观点将骨骼肌疲劳归因于ATP耗竭和乳酸堆积,但新证据显示无机磷酸盐(Pi
)积累才是关键因素,它通过干扰肌浆网Ca2+
释放和肌丝Ca2+
敏感性导致收缩功能障碍。而机械损伤则被认为源于高张力负荷,特别是离心收缩时肌节过度拉伸引发的"爆裂肌节"现象(popping sarcomere theory)。然而,这种二元划分正受到挑战——低pH和高乳酸浓度在生理温度下对肌功能影响有限,且酶泄漏(如CK)在耐力运动后同样显著,提示代谢与机械因素的复杂交织。

疲劳与损伤的生理重叠

低频力持久抑制

低频率疲劳运动可导致持续数天的力输出下降,这种"延长性低频力抑制"(PLFFD)与肌浆网Ca2+
释放障碍相关。值得注意的是,这种现象在离心收缩后尤为明显,且独立于代谢变化,凸显机械应力在疲劳-损伤过渡中的关键作用。

钙离子介导的损伤级联

剧烈运动时,胞内Ca2+
超载激活磷脂酶和蛋白酶,破坏细胞骨架完整性。超马拉松运动员研究中观察到的CK峰值与肌Ca2+
含量同步升高,证实了这种"钙悖论"——既参与疲劳调控又触发损伤。

炎症反应的协同放大

马拉松等耐力运动后,IL-6水平可升高百倍,中性粒细胞浸润持续3周。这种炎症风暴在疲劳与损伤共存时呈现"1+1>2"效应:代谢产物如Pi
和ROS削弱组织修复能力,而机械损伤释放的肌红蛋白等又加剧炎症应答。

肌肉损伤连续体:从微损伤到完全撕裂

基于上述机制,作者提出创新性的"损伤连续体"模型:急性疲劳(acute fatigue)→残余疲劳(residual fatigue)→慢性疲劳(chronic fatigue)→微损伤→肌肉拉伤→完全撕裂。该连续体的推进速度取决于:

  • 负荷特征:高频低载(high-cycle loading)或低频高载(low-cycle loading)
  • 组织耐受性:受肌刚度、流体变化等影响
  • 恢复状况:72小时恢复期对腘绳肌可能不足

运动实践启示

损伤监控的双向性

疲劳可能具有"双面刃"效应:前期离心运动诱导的疲劳反而能产生保护效应(如预激活快肌纤维),但持续疲劳会改变运动模式——例如足球运动员疲劳时腘绳肌在摆动末期承受更大拉伸,损伤风险增加3倍。

生物标志物组合策略

  • 急性期:乳酸+氨(代谢压力指标)
  • 亚急性期:CK+肌红蛋白(膜完整性指标)
  • 慢性期:IL-6+皮质醇(炎症/应激指标)
    需注意CK的"高反应者"个体差异可达20倍,结合肌张力图(tensiomyography)等力学评估更可靠。

结论与展望

突破性的连续体模型为理解职业运动中18年未下降的肌肉损伤率提供了新视角。未来研究需突破实验室条件限制,开发能同步监测Ca2+
震荡、肌节变形和能量代谢的多模态技术,最终实现从"损伤后治疗"到"疲劳期干预"的范式转变。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号