肌肉的生物力学特性十篇

肌肉的生物力学特性篇1

关键词：生理学基础；解剖学基础；生物化学基础；生物力学基础

力量素质是肌肉力量的综合反应，无论是绝对力量还是相对力量，都离不开人体神经肌肉系统完全被激活时所释放出的力量，而肌肉全部力量的总和在实践中又称为最大力量，最大力量的激发，是生理、解剖学、生物化学和生物力学共同作用的结果。

1.肌肉力量训练的生理学基础

肌肉力量是机体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力来完成运动的能力。从生理学角度来看，肌肉力量的大小取决于肌纤维的类型、肌肉的体积、肌肉的长度和收缩速度三方面。

1.1肌纤维的类型

肌纤维通常由慢肌和快肌组成，也称为Ⅰ型和Ⅱ型，其中快肌又分为快缩无氧糖解肌纤维即Ⅱa型和快缩有氧糖解肌纤维即Ⅱb型两个亚型。这两类肌纤维具有完全不同的形态、结构和机能特征，主要特征见表1。对处于自然生长发育中的青少年来说，肌纤维类型所占的百分比处于动态的发展，男性的Ⅰ型纤维从出生到35岁呈倒“U”型变化，9岁前Ⅰ型纤维的百分率显著增加，19岁后则显著减少；青春期男性的Ⅰ型纤维百分率比青春期女性的高，青春期女性的Ⅱ型纤维百分率比青春期男性的高，但20-29岁年龄段女性的Ⅰ型纤维百分率比男性高，Ⅱ型纤维在青春期后期达到成年人的百分率。

表1 肌纤维类型的主要特征

1.2肌肉的体积

肌肉的绝对力量与该肌肉的生理横断面积呈正相关，而肌肉的生理横断面积由肌纤维的数量和大小决定。肌纤维数量的增加是指肌纤维在运动训练中表现出的肌纤维分裂或生成现象，增加的是肌肉中的蛋白质，主要表现为肌凝蛋白的增加，其含量的增加可以使肌肉收缩的力量和速度得到提高；肌纤维的大小表现为肌纤维的增粗，当运动时，通过肌肉不断收缩与放松，促使毛细血管增加，结缔组织变厚，能量储备增加，横断面也随之增大。

对于青少年来说，肌纤维的大小从童年早期到青春期是呈线性、连续增加的。男性的平均肌纤维面积一直增长到25岁，男女肌纤维直径在16岁时达到峰值。青春期男性的平均肌纤维面积和增长速度比女性大，女性平均增长约3.5倍，男性平均增长约4.5倍，且男性的Ⅱ型纤维尤其是Ⅱb型纤维的大小增加更多。下肢肌纤维面积增长约20倍，而上肢肌纤维面积在同时期增加7-12倍。

1.3肌肉长度和收缩速度

肌肉在收缩时的初长度与肌纤维中每个肌节的长度有关，肌肉收缩产生的张力大小很大程度上取决于活化的横桥数目。肌肉收缩前初长度的增加可以通过运动训练来达到。在训练中通过增加用力距离来改进技术动作并积极发展身体各部位关节的柔韧性来增加肌肉收缩前的初长度，使粗肌丝和细肌丝处于最佳叠加状态，使得肌凝蛋白丝和肌纤蛋白丝发生横桥数目最多，致使肌肉的张力最大。

肌肉收缩速度与肌肉力量存在一定的关系，当肌肉做向心收缩的速度线性增加的时，肌肉力量表现出非线性下降，而肌肉做离心收缩的速度线性增加时，肌肉力量表现出相应的增加。

2.肌肉神经系统的解剖学基础

肌肉力量并不完全由肌肉的性质决定，神经控制能力也起着很大的关系，神经肌肉系统的抑制机能及自生抑制可以有效的阻止肌肉力量超出骨骼和关联组织的承受范围，力量训练反过来又可以减低或抵消机体的自生抑制机制以保证肌肉能够产生更大的力量。而神经肌肉系统对肌肉力量的影响主要表现在牵张反射、腱梭、中枢神经系统的机能状态和肌肉工作的协调能力四个方面。

力量训练可使运动中枢产生强而集中的兴奋过程，发放高频率兴奋冲动，募集更多的运动单位参与工作。运动单位的招募形式分为两类，一是由激发频率作为归类向度，通过增加激活频率，把多次牵拉叠加以产生较大的力量；另一种是由运动单位被激活的数量作为归类向度，募集的运动单位越多，则产生的力量越大。当动员的运动单位数量不变时，中枢神经系统发出的神经冲动越高，肌肉收缩力量越大。因此，肌肉收缩的最佳效果是由神经冲动的合理频率的提高，即运动兴奋性提高，而引起调动肌肉工作能力的较多肾上腺素、去甲肾上腺素、乙酰胆碱及其生理活性物质的释放，使力量增大的。因此，中枢神经系统的功能状态可以直接影响肌肉的力量，并对力量素质的发展和发挥起着极为重要的作用。

3.肌肉力量训练的生物化学基础

ATP是一种存在于细胞内（胞浆和核浆内）、由自身合成并课迅速分解被直接利用的一种自由存在的化学能形式，提供肌肉收缩的能量而产生人体动作。ATP在人体中的贮量极其有限，远不能满足身体活动的需要。所以，必须边分解、边合成，才能不断的供应肌肉活动的需要。ATP再合成所需的能量来自三条途径：（1）磷酸原系统； （2）糖酵解系统 （3）有氧系统。见图1

5.小结

生理学是肌肉量训练的微观理论基础，可以较深层次的认识肌肉的内部构造、类型和特点；肌肉神经系统的解剖学将应激反射性原理引入肌肉力量训练，解释了肌肉运动的神经机制原理；生物化学的能量学理论基础结合能量低些的特点解释了肌肉在不同强度下共作的机理；生物力学则将数学和物理学的知识引入肌肉力量训练中，便于数学化、精确化、科学化的解析肌肉动作技术，探寻最合理、最有效的动作方法。

参考文献

[1] 邓树勋，王健，乔德才.运动生理学[M].高等教育出版社，2009.

[2] 徐振海，胡德平.儿童少年的解剖生理特点与体育运动[J].杭州教育学院学报，1996（2）：35-41.

[3] 胡玉洲.少年儿童生理特点与训练中应注意的问题[J].体育成人教育学刊，2006，22（6）：94.

[4] 秦素荣.试论儿童少年的生长发育规律与体育运动[J].山西师范大学体育学院学报，1995（2）：91-94.

肌肉的生物力学特性篇2

表面肌电图是在肌肉表面，通过电极引导记录下来的神经肌肉系统活动的生物电信号，随着肌肉运动时产生微小的生物电变化，表面肌电图的指标均会发生相应的变化。机体疲劳的外在表现与神经内在电改变紧密相关，针灸推拿对运动疲劳具有缓解作用，可以促进肌肉疲劳的恢复，有助于建立科学的训练方法。

关键词：表面肌电；运动疲劳；针灸；推拿

【中图分类号】

R453 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）08-0041-01

表面肌电（surface electromyographic，sEMG））图，也称动态肌电图，是从皮肤表面通过电极引导，记录下来的神经肌肉系统活动的生物电信号。在目标肌肉表面放置电极， 采集肌肉活动/动作（等张、等长、等速）时的肌电信号，定量和定性分析神经肌肉功能， 并可推测神经肌肉的病变特性。目前表面肌电图主要适用于康复医学中功能及疗效的评价与治疗和体育运动中疲劳相关的肌肉力学分析。表面肌电图作为一种无创的检测方法，在运动性肌肉疲劳研究中发挥重要作用，对运动疲劳的判定也有着重要的实用价值。

1 运动疲劳

运动疲劳是生理疲劳（physical fatigue）和精神疲劳（mental fatigue）的综合表现。目前运动性疲劳的发生机制具有多种学说解释，这些学说都多与神经系统有关。人体的任何行为都是受神经系统所支配，疲劳的外在表现同神经内在电变化是密切相关的。

中医并没有明确运动疲劳的定义，但是从古代就早有对疲劳的认识，并且认识到运动是引起疲劳的一个主要原因。中医认为，过度运动所导致的疲劳，极易于损伤人的气血。《素问・举痛论》曰：“劳则气耗……劳则喘息汗出，外内皆越，故气耗矣。”[1]孙思邈《千金要方》中五劳即有一为疲劳：“五劳者，一曰志劳，二曰思劳，三曰忧劳，四曰心劳，五曰疲劳。”[2]自20世纪七、八十年代起，对运动疲劳开始进行系统研究，在1982年美国波士顿第5届国际运动生物化学学术会议上，提出了新的疲劳定义：机体生理过程不能持续其机能在特定水平上进行，或不能维持预定的运动强度。

2 表面肌电技术

2.1 表面肌电发展：

表面肌电信号是通过电极引导、放大、显示和记录下来的从人体骨骼肌表面获得的神经肌肉系统活动时的生物电信号[3]。在17世纪60年代，法朗西斯科・瑞迪发现了肌肉能产生电活动，这是早期的肌电研究。一直到20世纪前，由于设备与技术的限制，对于肌电研究并不多。20世纪以后，随着科技的进步，表面肌电技术得到进一步的研究进展。

2.2 表面肌电信号的分析指标

2.2.1 时间域分析：

时间域分析是指可以在时间维度上反映肌电曲线变化特征的评价指标。 时间域包括积分肌电（iEMG）、均方根（RMS）、平均振幅（MA）等，其中iEMG是肌肉电信号在整流滤波求单位时间内曲线下面积的总和。可以反映肌电信号随时间进行的强弱变化，是疲劳评价的重要手段[4]。

2.2.2 频率域分析：

频率域包括平均功率频率（MPF）、中心频率（CF）及中位频率（MF）等，主要的分析方法是对sEMG信号进行快速傅立叶因地转换（FFT），从而获得sEMG信号的频谱。一般情况下，无论是动态还是静态运动，随着运动疲劳的产生，sEMG的FFT曲线可以发生不同程度的左移现象，并且导致反映频谱曲线特征的MPF和MF产生相应的下降[3]。

2.2.3 小波分析：

小波分析法是将时间域和频率域结合起来分析的一种非线性分析方法，具有可变的时间域和频率域的分析窗口，为信号的实时处理提供了一条可靠的途径。小波分析可以实现信号的时变谱分析，是表面肌电信号分析的有力工具。

2.3 表面肌电应用：

sEMG在分析肌肉的功能状态中广泛应用，分析研究肌肉损伤病变、肌肉收缩速度、肌肉间协调性以及肌纤维成分等。疲劳程度的判断一般可以通过自身的感觉以及外部表现来确定。sEMG评价肌肉疲劳则可以成为科学而有效的依据。sEMG对肌肉疲劳的测定，在体育科研与康复医学中有着重要的意义。sEMG信号会随着运动性肌肉疲劳的产生而产生相应的变化。杨春红[5]运用线性和非线性分析方法对肱二头肌运动进行监测，分析不同强度等长收缩诱发局部肌肉疲劳及恢复过程中表面肌电信号特征的变化规律。实验结果显示，sEMG信号在线性和非线性特征指标在不同强度等长负荷诱发局部肌肉疲劳的过程中均表现出良好的规律性。即随着局部肌肉疲劳的发展，sEMG信号的随机性程度下降，周期性逐渐增强。疲劳过程中肌电信号AEMG、MPF、C（n）和%DET的变化具有良好的规律性，而在恢复期第2秒肌电信号AEMG、MPF、C（n）和%DET与肌肉收缩至力竭时相比显著得到恢复。除了AEMG，其余指标在前10秒恢复很快，随后恢复速度变慢。恢复初期sEMG信号特征的快速变化提示中枢控制因素可能发挥更大的作用。

3 中医相关调节方法

3.1 中医针灸：

针灸对于运动性疲劳有显著的效果。针刺以经络学说为理论论据。经络是人体运行气血、联络脏腑的通路。而穴位是这些通路上特殊的“点”。针灸通过刺激穴位，疏通经气，调节脏腑气血，增强机体的免疫力，促进机体功能恢复正常。针灸治疗的特点是效果明显，并且没有副作用。邢方印[6]利用小波分析将表面肌电进行时间和频率的局域变换，同时结合心率的改变，在研究中发现，针刺具有缓解下肢运动肌肉疲劳的作用，针刺局部穴位可以改善腓肠肌收缩功能，促进腓肠肌疲劳的缓解。另有学者通过观察针刺侠白穴对双侧肱二头肌上的表面肌电指标与肌肉疲劳的变化，实验显示针刺组的MF和MPF值比对照组明显提高，得出针灸对缓解肌肉疲劳有效的结论[7]。

3.2 中医推拿：

中医推拿是解除肌肉紧张与痉挛的有效方法，推拿是一种良好的物理刺激，可以引起局部生理、生化变化，并通过神经反射和神经体液调节来影响各个器官系统的功能，从而纠正运动功能失调，消除疲劳，提高运动能力。推拿可以针对运动性疲劳所发生部位的不同，采取不同的手法对身体进行放松。推拿不但可以直接放松肌肉，同时可以解除引起肌肉紧张的原因，它能够有效消除精神紧张、肌肉僵硬以及局部疲劳，促使静脉血液回流，减轻心脏负担，清除血乳酸，加速机体恢复。合理的按摩能够有效地减轻运动后肌肉酸痛的感觉，按摩部位也应根据运动的专项特点和疲劳程度而定。一般是按摩运动负荷量大的部位。推拿按摩可使肌肉纤维被动活动，使被牵拉的肌肉放松，消除疲劳，由于肌肉毛细血管扩张与后备毛细血管开放致血液循环加快，使肌肉需要的氧气和营养物质得到及时的补充，提高神经、肌肉及器官的活性，并可以促进乳酸等代谢产物的吸收和排泄，因而可以起到提高工作效率和消除疲劳的作用。刘强[8]利用表面肌电技术来评价中医推拿对拳击运动员专项训练后上肢肌肉疲劳后的恢复效果，经实验证实，平均功率频率（MPF）降低，所以MPF可以作为中医手法推拿对肌肉疲劳后恢复效果的评价指标。王念宏[9]在临床上通过对患者进行推拿治疗发现，患者股四头肌的激活水平较对照组明显升高，中位频率和积分肌电水平较对照组升高，推拿组肌力及抗疲劳水平较对照组明显增加，也初步验证了推拿可以有效缓解骨骼肌的疲劳，促进肌力恢复。

4 结论

表面肌电图监测是安全、易掌握、非侵入性记录肌电的一种量化方法。在控制良好的条件下，表面肌电信号活动的变化能够在较大程度上反映肌肉活动的局部疲劳程度。无论是动态运动还是静态运动，一般来说，伴随运动性疲劳的发生与发展，sEMG的时域值在运动至疲劳过程中，总体趋势是上升的，并且sEMG的频域频谱曲线可以发生不同程度的左移，其中相关肌电指标MF与MPF会随之降低。针灸推拿疗法对运动疲劳具有缓解作用。通过监测运动员运动时的表面肌电信号，能够反映出肌肉的疲劳与兴奋程度，利用针灸推拿疗法对运动疲劳具有的缓解作用，有助于建立科学的训练方法。

参考文献

[1] 杨永杰. 黄帝内经[M].北京：线装书局，2009：80.

[2] 唐・孙思邈.备急千金要方[M].山西：山西科学技术出版社，2010：569.

[3] 王健，金小刚. 表面肌电信号分析及其应用研究[J]. 中国体育科技，2000，08：27-29.

[4] 王奎，刘建红，宋刚. sEMG技术在评价运动性疲劳方面的方法及应用[J]. 安徽体育科技，2004，03：49-51.

[5] 杨红春，王健，张海红. 等长收缩诱发肌肉疲劳及恢复过程中表面肌电信号特征变化规律[J]. 生物物理学报，2005，05：64-69.

[6] 邢方印，张莉，卢虎英，等. 基于表面肌电图的针刺缓解腓肠肌群疲劳的评价[J]. 中国康复理论与实践，2012，06：588-590.

[7] 尹文举. 针刺缓解肱二头肌疲劳的表面肌电变化研究[D].北京中医药大学，2011.

肌肉的生物力学特性篇3

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SPSS 16.0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 20 60

内收肌群峰力矩（N·m） 76.00士3.56 96.67士21.31

外展肌群峰力矩（N·m） 44.33士18.12 43.33士15.97

内收肌群总功（J） 122.67士8.18 129.67 士12.50

外展肌群总功（J） 62.33士16.76 60.58士25.39

内收肌群平均功率（W） 24.33士5.31 62.67士12.39

外展肌群平均功率（W） 12.67士4.11 27.00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：

[1] 黄巍，毛一平，王健.青年大学生动态等速肌力性别差异的实验研究[J].中国体育科技.2002.38（7）：13-15.

[2] 王大安.等速技术与运动性肌肉损伤[J].中国组织工程研究与临床康复.2009.13（24）：4750-4753.

肌肉的生物力学特性篇4

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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肌肉的生物力学特性篇5

关键词 肌肉松弛药 合理用药 专家共识

中图分类号：R971.8 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2015）05-0004-06

Understanding of

the Expert Consensus of the Rational Application of Muscle Relaxants （2013）

Hang Yannan*， WEN Daxiang， YU Weifeng

（Department of Anesthesiology， Renji Hospital， School of Medicine， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200127， China）

Abstract This paper uses relevant literatures and clinical experience for the interpretation and understanding of the Expert Consensus of the Rational Application of Muscle Relaxants （2013）. A couple of hot issues such as the selection and clinical application methods of muscle relaxants， their application in laparoscopic surgery and critically ill patients and allergies， and the new antagonists will be discussed so as to provide a reference for the clinical rational use of muscle relaxants.

Key words muscle relaxants; clinical application; expert consensus

《肌肉松弛药合理应用的专家共识》自2009年首版以来，受到全国同仁们的欢迎。经二次修订，最新版的《肌肉松弛药合理应用的专家共识（2013）》[1]也已，对肌肉松弛药的合理应用更具有临床指导意义。现对其中几个热点问题讨论如下。

怎样选择和应用肌肉松弛药

目前临床上使用的肌肉松弛药有琥珀胆碱、维库溴铵、罗库溴铵、阿曲库铵、顺阿曲库铵和米库氯铵等。一般讲，只要没有禁忌证，上述肌肉松弛药均可应用于气管插管和全身麻醉维持。但要做到精确麻醉和合理应用，则应熟悉各肌肉松弛药的药效学和药代动力学。

气管插管时怎样选用

经静脉诱导施行气管内插管时多选用起效较快的肌肉松弛药或增加肌肉松弛药的剂量以缩短其起效时间。3 ～ 4倍95%有效剂量（95% effective dose， ED95）的琥珀胆碱（1.5 ～ 2.0 mg/kg）的起效时间在1.0 min内;3倍ED95的罗库溴铵（0.9 mg/kg）的起效时间在1.0 ～ 1.5 min间;4 ～ 6倍ED95的维库溴铵（0.2 ～ 0.3 mg/kg）或顺阿曲库铵（0.2 ～ 0.3 mg/kg）的起效时间可缩短到2 min左右。但增加剂量会使肌肉松弛药的肌肉松弛作用时间延长，故对短小手术不宜使用。此外，对是否应继续使用琥珀胆碱尚有争议。如其用于气管插管，1 mg/kg的剂量已能满足气管插管要求。现临床上在施行气管插管时多应用中、短效非去极化肌肉松弛药。

1.2 全身麻醉维持时如何应用[2]

1）经静脉单次间断注射。我国常用的中、短效肌肉松弛药为维库溴铵、罗库溴铵和顺阿曲库铵，而阿曲库铵有组胺释放作用，巳较少应用。对肝、肾功能不全以及老年、心脏病和危重患者，建议选用顺阿曲库铵。一般主张经静脉单次给药，追加剂量为首次用量的1/5 ～ 1/3，间隔时间为30 min左右，但对年老体弱和肝、肾功能不全患者可适当延长间隔时间。如果术中没有肌张力监测，应对患者密切观察，根据手术进程掌握最后1次追加肌肉松弛药的时间。若离手术结束时间太近追加用药，则术后等待肌肉松弛作用消退的时间就较长。经静脉间断给予肌肉松弛药的血药浓度难以维持在稳定状态，患者肌肉松弛的程度会随着血药浓度的变化而改变，尤其是在应用短效肌肉松弛药时很难维持一个相对恒定的肌肉松弛水平。

2）经静脉持续输注。中、短效肌肉松弛药可经静脉持续输注，输注速率应根据肌张力进行调节，其中对血药清除快和半衰期短的肌肉松弛药，经静脉输注数分钟后即可获得稳态血药浓度。米库氯铵经静脉持续输注适用于短小手术如腹腔镜手术等，对终末期肾衰竭患者也安全、有效，特别适用于停药后需肌张力迅速恢复、但不希望用抗胆碱酯酶药拮抗的患者。对中效肌肉松弛药（顺阿曲库铵和罗库溴铵），建议在肌张力监测下进行持续输注，以免药物蓄积;长效肌肉松弛药不宜采用经静脉持续输注方式给药。

3）靶控输注（target controlled infusion， TCI）[3-4]。维库溴铵、罗库溴铵和顺阿曲库铵可采用TCI给药。TCI能维持稳定的肌肉松弛效应并减少肌肉松弛药的用量，有利于术后肌肉松弛作用的消退。由于药物效应与效应室的药物浓度密切相关，故通过调整效应室靶浓度就可大致判断肌肉松弛的程度。维库溴铵和罗库溴铵的效应室靶浓度分别为0.15 ～ 0.20和0.8 ～ 1.0 μg/ml，停止输注给药后的恢复均较快，适用于麻醉维持。TCI给药方法采用美国斯坦福大学Shafer编写的Stanpump，由电缆R232串行口和Graseby 3500组成TCI系统，选用Plaud药代动力学参数模型，有利于预测肌张力恢复时间和把握逆转药效的时机。以肌张力监测结果作为药效的特异性反馈指标，由此形成闭环TCI被认为更符合临床的实际需要。

腹腔镜手术需要深度肌肉松弛

腹腔镜手术需行二氧化碳气腹，其中上腹部手术的气腹压力常用12 ～ 15 mmHg，下腹部手术需10 ～ 12 mmHg。气腹压力的高低会影响患者术中的呼吸、循环和炎性因子的释放。麻醉和肌肉松弛的程度与气腹压力及对机体的影响直接相关，较低的腹内压（

腹腔镜手术时需要达到较深的肌肉松弛程度，临床上应达强直刺激后计数（post-tetanic count， PTC）=1或2、或者达到四联刺激（train-of-four stimulation， TOF）=0。在较深的肌肉松弛状态下，可以完成普通外科、心胸外科、神经外科、眼科、显微外科和腹腔镜等手术，并能改善外科操作条件、降低气腹压力，尤其是在行后腹膜腹腔镜手术时的益处更为明显[11]。但此时应注意以下事项：①需要肌张力监测。不同部位的骨骼肌对肌肉松弛药的敏感性不同，如罗库溴铵的ED95在膈肌是0.50 mg/kg，而在拇内收肌仅为0.24 mg/kg;颤搐高度恢复至90%的时间，膈肌为35 min，拇内收肌却长达64 min。有效松弛膈肌较拇内收肌所需的肌肉松弛药剂量大，恢复也更快。拇内收肌的肌肉松弛程度不能完全反映腹部肌群的张力。另外，气腹腹腔镜手术本身也会减弱肌肉松弛药的作用[11]。因此，腹腔镜手术中尤其需要持续监测肌肉松弛药的作用，以维持深度肌肉松弛状态。②优化术中肌肉松弛药的用药管理，始终维持PTC=1或2、或者TOF=0，深度肌肉松弛状态必须维持到标本切除、止血等主要手术步骤完成之后，而腹腔镜手术不需要逐层闭合腹部切口即可告完成。总之，应选择合适的停药时机，注意在复苏期严密观察，精准评估肌肉松弛作用的消退情况，避免残余肌肉松弛作用导致并发症，同时适时拔除气管导管，保障患者安全。③肌张力监测可以在术中指导单次追加肌肉松弛药的时间，也可以提示调整持续输注药物的剂量，从而根据肌肉松弛作用监测和手术进展情况选择合适的停药时机，减少术毕时的残余肌肉松弛作用。应选用中、短效肌肉松弛药，尽量不在手术后期追加中效非去极化肌肉松弛药。对患者、尤其是老年患者，应防治低体温、酸血症以及水和电解质紊乱，否则可造成肌肉松弛药的蓄积。还应注意药物间的相互作用，以此调整肌肉松弛药的用量。④合理使用肌肉松弛药拮抗药。Srivastava等[12]分析了多项研究结果后得出以下结论：不使用拮抗药较使用拮抗药的残余肌肉松弛作用发生率高，不使用拮抗药的自然恢复并不可靠。但掌握拮抗药的使用时机及剂量至关重要，在低肌肉松弛程度（TOF=0.4 ～ 0.6）时，使用小剂量拮抗药（如新斯的明20 ～ 30 μg/kg）即能达到有效拮抗肌肉松弛药的作用。拔管前应评估肌肉松弛作用的消退情况，保持机械通气直到肌肉松弛药的作用完全消退。

关注肌肉松弛药的过敏反应

在法国，肌肉松弛药是麻醉期间引起过敏反应的最常见原因，但发生率已从1984-1989年间的81%降至1999-2000年间的58%[13]。法国2013年的调查还显示，8年间在局部或全身麻醉期间的过敏反应发生率约为1/10 000，其中由肌肉松弛药引起的比例（1 068/1 816）最高[14]。在澳大利亚西部，肌肉松弛药同样是引起术中过敏反应的最常见原因[15]。罗库溴铵或维库溴铵与其他非去极化肌肉松弛药间可发生交叉过敏反应，而顺阿曲库铵的交叉过敏反应发生率最低[16]。我国全身麻醉量大，肌肉松弛药的应用日趋广泛，其引起的过敏反应也时有报告。根据可引起的过敏反应发生率的大小，肌肉松弛药可分为高危（发生率>40%）如琥珀胆碱和筒箭毒，中危（发生率20% ～ 40%）如维库溴铵、顺阿曲库铵、阿曲库铵和米库氯铵，低危（发生率约10%）如泮库溴铵和罗库溴铵。

分类[17]

过敏反应可分为：①过敏反应。受免疫系统调节，为速发型变态反应。②过敏样反应。受化学物质调节，系由药物直接作用于肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面、导致组胺释放引起，无抗体参与，第1次用药即可发生。但组胺释放不等于过敏反应。发生过敏反应时，免疫球蛋白E（immunoglobulin E， IgE）与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE受体结合，使机体处于致敏状态。一旦再次接触变应原，就会发生肥大细胞和嗜碱性粒细胞的脱颗粒，快速释放组胺、嗜中性粒细胞趋化因子、血小板激活因子、前列腺素和白三烯等细胞因子，进而产生一系列的临床症状。过敏反应的严重程度与组胺释放的水平呈正相关关系。正常情况下，组胺的血浆浓度为0.6 ng/ml，半衰期2 ng/ml时，会使肾上腺释放大量的儿茶酚胺而兴奋交感神经，致使皮肤出现红斑、心率增快20 ～ 30次/min。组胺H1和H2受体的激活还可使全身血管阻力降低80%，导致血压下降。但组胺对冠状动脉既有收缩、又有扩张作用，有时可致发生冠状动脉痉挛和心律失常。若组胺的血浆浓度>15 ng/ml，可致心收缩力下降、心脏传导阻滞、支气管痉挛和肺血管收缩;>50 ng/ml，可引起组胺性休克，严重者出现发绀和心脏骤停。

诊断

有关研究指出，为诊断肌肉松弛药的过敏反应，最好在过敏反应发生4 ～ 6周后测定特异性IgE或进行皮肤敏感试验[18]。

1）皮肤敏感试验。在过敏反应发生后6周时，在前臂或背部皮肤进行点刺或皮内试验的过敏反应诊断敏感性可达94% ～ 97%（表1）。由于肌肉松弛药皮肤敏感试验阳性结果的预测价值不大，故不推荐用于术前常规检测。但对有肌肉松弛药过敏史的患者，皮肤敏感试验结果具有很高的实用价值[19-21]。

2）特异性IgE检测。特异性IgE能检测变应原位点中含有的季铵或叔胺基团，有助于诊断不同肌肉松弛药之间交叉过敏反应的发生。在无法进行皮肤敏感试验时，特异性IgE检测可协助诊断[22]。

3）检测纤溶酶和组胺。血浆纤溶酶水平超过25 μg/ml时即可能发生过敏反应。过敏反应发生后1 ～ 6 h内都可检测到血浆纤溶酶水平升高，其对过敏反应的诊断敏感性达64%，特异性达89.3%，阳性预测率达92.6%，阴性预测率为54.3%。血浆组胺浓度升高对过敏反应的诊断敏感性达75%，特异性达51%，阳性预测率达75%，阴性预测率为51%。

4）白细胞组胺释放试验。白细胞组胺释放试验的诊断敏感性达71%。但此法成本高且耗时长，不推荐常规使用。

常用肌肉松弛药的过敏反应

1）去极化肌肉松弛药琥珀胆碱。Brereton等[15]在2000-2009年间对220例患者进行了皮肤敏感试验，结果发现有43例患者呈阳性，其中罗库溴铵用药者占65%、琥珀胆碱用药者占29%，琥珀胆碱可与其他肌肉松弛药发生交叉过敏反应。

2）非去极化肌肉松弛药。与维库溴铵相比，罗库溴铵的IgE介导的过敏反应发生风险较高（分别为2.8/10万和8.0/10万，P=0.001 3）。欧洲有米库氯铵引起过敏反应的个例报告。阿曲库铵或顺阿曲库铵引起过敏反应时有时没有皮肤表现。国内也有罗库溴铵、维库溴铵和顺阿曲库铵引起过敏反应的报告，但多数未用皮肤敏感试验进行诊断证实。

3）肌肉松弛药拮抗药sugammadex[23-26]。在罗库溴铵引起过敏反应及休克时，使用sugammadex可改善患者的血流动力学，但也有动物实验显示sugammadex不能缓解罗库溴铵引起的过敏反应[27]。Sadleir等[23]报告了使用sugammadex逆转罗库溴铵作用时引起3例严重过敏反应的情况，提示sugammadex-罗库溴铵复合物也是一个潜在的过敏原。Jeyadoss等[24]报告，1例腹主动脉瘤手术患者在接受sugammadex后立即发生了主要表现为心血管衰竭的危及生命的过敏反应，经用大剂量肾上腺素和液体复苏处理后得以缓解。这是使用sugammadex后发生罕见、但严重的过敏反应的个例，可能与sugammadex和IgE抗体与罗库溴铵之间存在竞争性结合有关，应在体外进行进一步的研究。目前，对有肺部疾病或过敏性疾病的患者，临床上在使用sugammadex时应谨慎或考虑不用[28]。关于sugammadex引起过敏反应的问题尚需进一步研究。

重症监护病房（intensive care unit， ICU）中危重患者使用肌肉松弛药的益处和风险

在20世纪80-90年代，美国ICU中约有30%的危重患者需接受较长时间的机械通气，其中对50%左右的患者使用了肌肉松弛药。使用肌肉松弛药可使机械通气管理变得容易，但也致使临床使用肌肉松弛药过多。近10多年来，随着呼吸机同步性能不断提高、呼吸相关治疗模式增多和对使用肌肉松弛药后并发症的担忧，肌肉松弛药的使用率已大大降低。据上海交通大学医学院附属仁济医院外科ICU统计，机械通气患者的肌肉松弛药使用率为5%左右（文献报告为10% ～ 15%），其主要使用指征为：①消除患者自主呼吸与机械通气的对抗;②控制患者抽搐和胸壁僵直、消除寒战;③降低患者的呼吸做功并减少氧耗;④降低颅内压诊治要求、严格维持患者静止不动;⑤用于急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome， ARDS）患者治疗。

脓毒症患者使用去极化肌肉松弛药易出现严重的高钾血症，同时他们对非去极化肌肉松弛药的敏感性下降，但发生机制尚不清楚[29-31]。有研究证实，对接受全身麻醉手术的严重脓毒症患者，使用标准剂量的顺阿曲库铵的起效时间迟缓且作用减弱[29]，此时应适当增加肌肉松弛药的用量。

在一项对加拿大39个ICU中168例危重甲型H1N1流感感染患者进行的前瞻性研究中，研究者经对28%的持续低氧患者在辅助通气期间使用肌肉松弛药，结果显示肌肉松弛药能降低患者的氧耗、改善氧合、减少呼吸做功、增加胸壁顺应性、降低炎性介质的释放、避免通气过度、防止人机不同步并有助于肺复张的治疗[32]。Papazian等[33]也报告，对ARDS患者在机械通气期间使用肌肉松弛药可改善氧合、减少呼吸机相关肺损伤。研究者对术后2 d的340例严重ARDS患者分别使用顺阿曲库铵或安慰剂治疗，结果发现这2组的28 d死亡率分别为23.7%和33.3%、90 d死亡率分别为31.6%和40.7%（P均=0.05），而肌肉软弱的发生率无明显差异。但也有报告称，对ICU中患者使用肌肉松弛药并不影响死亡率。近年文献指出，在对ARDS患者机械通气时，短期使用顺阿曲库铵不会增加气压伤、肌肉软弱和死亡率的风险[34]。不过，对ICU中的危重ARDS患者使用肌肉松弛药的益处-风险比尚有争议，需进行进一步的深入研究[35-36]。

对新肌肉松弛药拮抗药的认识

sugammadex是甾体类肌肉松弛药的新型特异性拮抗药，能以一分子对一分子的比例选择性、高亲和性地包裹罗库溴铵或维库溴铵，然后经肾脏排泄，从而使患者血和组织中的罗库溴铵或维库溴铵浓度迅速下降、神经肌肉接头功能恢复正常。sugammadex可明显降低术后残留肌肉松弛作用，显著提高罗库溴铵和维库溴铵使用的安全性，临床应用前景广阔[37-38]。鉴于sugammadex的安全性和有效性，2008年7月欧洲麻醉协会已推荐sugammadex用作罗库溴铵或维库溴铵神经肌肉阻滞作用的常规逆转药物，在成人中可用于紧急逆转罗库溴铵的神经肌肉阻滞作用，在2 ～ 17岁儿童和青少年中可用于常规逆转罗库溴铵的神经肌肉阻滞作用[39-41]。

临床研究证实，sugammadex能够快速、安全和有效地逆转罗库溴铵和维库溴铵的神经肌肉阻滞作用，但其潜在的不良反应和对各器官功能的可能不良影响还待更多研究的揭示。由于sugammadex只能逆转甾体类非去极化肌肉松弛药的肌肉松弛作用，临床适用范围存在一定的局限性。calabadionⅠ是一种新在研肌肉松弛药拮抗药。Hoffmann等[41]在对以成年雄性Sprague-Dawley鼠为对象的研究中发现，在给予罗库溴铵3.5 mg/kg后再经静脉注射calabadionⅠ90 mg/kg，实验鼠至自主呼吸恢复时间和TOF比恢复到0.9的时间较自然恢复时间短的多[分别为（15±8）、（84±33）s和（12.3±1.1）、（16.2±3.3）min];在给予顺阿曲库铵0.6 mg/kg后再经静脉注射calabadionⅠ150 mg/kg，实验鼠至自主呼吸恢复时间和TOF比恢复到0.9的时间亦较自然恢复时间短的多[分别为（47±13）、（87±16）s和（8.7±2.8）、（9.9±1.7）min）]。研究还发现，逆转过程对实验鼠的心率、平均动脉压以及动脉血气分析结果均无明显影响。calabadionⅠ与肌肉松弛药的结合物在1 h内经尿液的排泄量超过90%。该研究显示，calabadionⅠ能够快速逆转甾体类和苄异喹啉类肌肉松弛药的肌肉松弛作用，而且安全性好、无蓄积性。calabadionⅠ现正在进行临床试验，若日后能获准上市，将有利于提高肌肉松弛药临床应用的安全性。

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肌肉的生物力学特性篇6

【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（surface electromyography，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±0.21 3 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。

参 考 文 献

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肌肉的生物力学特性篇7

[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

Review on prevention and treatment of skeletal muscle atrophy

XU Shousheng

College of Human Kinesiology， Beijing Sport University， Beijing 100084， China

[Abstract] Skeletal muscle atrophy refers to the mass loss and the functional incapacitation of the muscle， which usually caused by the long time of malnutrition， single limb uselessness， or denervation. It is essential to find out the causes or the etiology and to cancel them for the effective treatment and prevention of the diseases. As to the skeletal muscle atrophy caused by the weightlessness， uselessness or aging， the conditions are unavoidable or can′t be removed for a special duration， which was deserved to study in the long run. The article summarized the research findings on the skeletal muscle atrophy prevention and treatment in different fields such as Chinese traditional medicines， western medicines， biological products， acupuncture， gene treatment and so on. Further more， different exercises were emphasized which were crucial to prevent and even to treat the skeletal muscle atrophy.

[Key words] Skeletal muscle atrophy； 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10 d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120 μg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8

1.注意、情绪和信心与短跑中肌肉放松的相互作用

1.1注意是人的心理活动对一定对象的指向和集中

一个优秀运动员应将自己的注意力集中和指向自己所参加的比赛，而不是周围的观众，对方队员的干扰或其他无关的事物上。运动员适宜的精神状态，能使机体处于良好的竞技状态中。注意力的高度集中，使神经系统和肌肉系统的协调配合处于良好的状态，这是运动员完成技术动作，发挥机体最大潜能，取得优良成绩的有力保障。

1.2情绪是人对客观事物的切身体验或反映

运动员在运动场上将受到外界事物（如气候、场地、器械、观众、对手）的影响，当外界事物对他持欢迎态度时，他就会在接触这些事物的过程中产生愉快，喜爱，高兴等良好情绪。而当外界事物对其持否定态度时，就会产生厌恶，痛苦，愤怒，紧张，害怕等有害情绪。这些外界事物严重影响着运动员的情绪。受到外界不良干扰越大，情绪波动越大，使大脑皮层的神经系统受到刺激，不能很好地和肌肉系统协调配合，对技术的发挥，成绩的提高，机体潜能的利用都是不利的。因此在训练比赛中，运动员应注意加强自身的心理承受能力，尽量做到不受或少受外界事物的影响。保持适宜的，稳定的情绪是使肌肉协调工作，发挥人体机能的必要条件，对加快跑速有很重要的意义。

1.3运动员正确技术的发挥，成绩的取得与其自信心有很大关系

能够以适宜的心态，很客观、准确地评价自己，对比赛和取得优异成绩充满信心，就会使神经系统处于最佳状态，在其支配下，肌肉系统积极放松协调工作，发挥最大运动能力，为取得好成绩打下基础。而缺乏信心，就会严重制约神经系统和肌肉系统的协调配合，就会制约正确技术和人体最大潜力的充分发挥。 因此，在短跑训练中要重视心理训练，不仅可使运动员精力集中，排除外界干扰，也可使运动员学会如何在跑动中保持放松协调的能力，更可使运动员更多的神经单位支配肌肉活动，提高动作频率及跑动力量。有利于建立短跑的“速度感”、“节奏感”，提高放松能力。

2.短跑技术中肌肉放松对短跑的作用

2.1 肌肉放松对短跑作用的运动生理学分析

2.1.1 肌肉放松能增大肌肉收缩的力量。

肌肉放松有利于增加肌肉收缩前的初长度，在生理条件范围内，肌肉收缩前的初长度拉的越长，收缩时表现的力量越大。反之，肌肉处于紧张状态，初长度就越短，收缩时表现的力量越小。肌肉放松还有利于肌肉协调功能的改善，动用更多肌纤维数量参加工作，使肌力增加。

2.1.2 肌肉放松能提高肌肉及关节的灵活性和柔韧性。

影响关节灵活的一个重要因素是关节周围肌肉的体积、弹性和伸展性。肌肉放松，能使关节周围的韧带、肌肉的伸展性得到提高，减少韧带活动的粘滞性和关节活动阻力，使关节运动幅度增大。在短跑中后蹬完成屈大腿时，若大腿后群肌的放松能力差，伸展性不好，会影响髋关节的灵活性，减小动作的幅度，使步幅受到影响，影响跑速。

2.1.3 肌肉放松有利于全身协调运动，加速运动技能的形成，提高完成动作技术的质量。

运动技能的形成过程中，若肌肉放松能力差，不该收缩的肌肉收缩，该放松的肌肉不会放松，肌肉始终处于紧张状态，将造成肌肉紧张不协调，多余动作多。造成运动技能形成慢。反之，肌肉放松能力强，肌肉迅速收缩和转换能力高，将提高各协同肌群之间与对抗肌群之间的关系，减少因对抗肌群产生的阻力，利用全身协调运动形成运动技能快。

2.2从生物力学、运动解剖学角度看肌肉放松能提高步频和步长，并使二者形成最佳匹配

2.2.1 步频是指单位时间内两换的次数，步频的快慢主要取决于肌肉能否快速地收缩和放松

短跑时肌肉的活动达到最大的强度，整个机体处在极其紧张的状态中，大脑皮质兴奋、抑制过程要迅速频繁地转换交替，同时不断接受来自于骨骼肌的大量冲动，处于高度兴奋状态。因此，肌肉强有力的收缩和迅速放松，相互交替协调配合才能使人体发挥本身最大的能力，获得最高的向前位移速度。而肌肉的收缩与放松过程取决于神经系统的灵活性，灵活性越高，肌肉收缩速度就越快，频率就越快，速度也越快。肌肉放松能减少肢体的转动惯量，提高摆动角速度，提高步频。然而神经系统的兴奋和抑制，肌肉的收缩与放松是相互联系、相互依赖、相互对立的统一体。过度紧张收缩会导致皮质细胞很快疲劳，而降低肌肉的收缩能力，只有适当的放松，才能提高皮质细胞的兴奋过程而使肌肉更有力地收缩，从而提高步频。

2.2.2 步长是指跑时每一步的大小

从解剖形态来说，步长受身高和腿长的影响，但是，下肢力量的增大对于步长的增大起着非常重要的作用，而放松技术则能提高肌肉收缩的力量和速度，保证力量的充分发挥。后蹬时，如果后蹬腿主动肌和对抗肌能充分放松，且使主动肌在收缩前增加初长度，就可增加主动肌收缩的幅度，可使后蹬动作更充分，增大了蹬地的力量；后蹬结束后，大腿带动小腿积极向前上方摆动时，前摆大腿的对抗肌放松，能增大抬腿的高度和远度，同时由于增大了蹬地的力量，运动员在两条腿分别做后蹬与前摆动作时，如果髋、膝、踝关节的有关对抗肌放松，可使关节周围的韧带、肌肉的伸展性得到提高，减少韧带活动的黏滞性和关节活动阻力，使关节运动幅度加大，提高关节灵活性，自然会增大两腿的分腿角，就能加大步长。而下肢蹬地的力量越大，腿蹬得越直，步长就越长。肌肉放松有利于减少着地距离，增大着地角，减少阻力。因此放松能改善大脑运动中枢神经兴奋和抑制的相互转换速度，增加关节的灵活性和动作的幅度，从而增大步长，提高跑速。

3.提高短跑运动员肌肉放松能力的途径和方法

3.1 建立合理有效的短跑技术是肌肉放松的前提

短跑技术的高度自动化，总是和肌肉的高度协调放松分不开的，技术动作要符合运动生物力学和运动解剖学的要求，才能使肌肉更协调放松的完成动作练习。因为合理实效的技术本身就对各运动器官的用力提出了高度协调配合的要求。同时还应克服一些不良细节，如跑动中咬牙切齿，反而造成肌肉紧张。

3.2改善神经系统兴奋与抑制过程转换的灵活性。

神经系统兴奋与抑制过程转换的灵活性与运动活动中肌肉的基本能力有关，特别是影响中枢神经系统调节对抗肌之间协调性的改善，以及对肌肉紧张与放松能力的提高。改善神经系统的灵活性，训练中常常用10秒内的支撑高抬腿跑等时间控制在10秒以内的高强度练习。

3.3进行专门的肌肉放松训练。

3.3.1 通过心理学手段进行肌肉放松训练。

它是运动员通过语言暗示、意志和想象的力量，有意识的使身体、心理处于平衡状态。调节植物神经系统的机能，促使肌肉放松。如进行想象放松法，让运动员有意识的在头脑中积极的想象在短跑中肌肉内部收缩和放松的感觉、节奏，想象自己在跑动过程中很轻松自然，这种练习能提高肌肉收缩和放松的协调性，提高动作精确性。常用方法还有自我暗示放松法和位移放松法等。

3.3.2 跑动中进行肌肉放松训练。

在向运动员反复强调说明肌肉放松对短跑促进作用的情况下，采用减少外界阻力的顺风跑、放松大步跑、惯性跑、弹性跑、下坡跑等，让运动员边跑边体会肌肉放松的感觉。

3.3.3 通过医学、生物力学手段提高肌肉放松能力。

如进行桑拿、按摩、针灸等手段。

3.3.4 是在每次练习间歇和运动训练后，进行整理放松活动、静力牵引等。

肌肉的生物力学特性篇9

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。

参考文献：

[1]焦岩，江横，周振华，等.A型肉毒毒素治疗面肌痉挛的临床疗效分析[J].重庆医学，2010，39(6):653-655.

[2]冯学中.A型肉毒毒素治疗面肌痉挛的临床观察[J].河南医学研究，2013，22(6):903-904.

[3]王国栋，赵永波.不同稀释度A型肉毒毒素治疗偏侧面肌痉挛的疗效观察[J].中国全科医学，2009，12(15):1428-1429.

肌肉的生物力学特性篇10

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。