运动创伤的生物学基础

运动创伤学,运动创伤的生物学基础,8，40005000mL,20(8001000mL)时，会出现乏力、头晕、口渴、面色苍白、心跳加快、血压下降等全身不适症状,30(12001500mL)，可出现休克，甚至危及生命,第一节 软组织损伤的病理基础,一、血管及血流的异常改变（一）损伤性血管破裂（皮下出血，局部血肿）,1、出血的分类,1）动脉出血,来势凶猛，颜色鲜红，随心脏搏动从近心端呈喷射状涌出。大动脉出血可以在数分钟内导致患者死亡，需急送医院抢救。,2）静脉出血,血色暗红，血液自伤口的远心端呈持续性、缓慢地向外流出，危险性小于动脉出血。,3）毛细血管出血,血色介于动脉和静脉血之间血液在创面上呈点状渗出并逐渐融合成片，最后渗满整个伤口，常常能自行凝固，一般没有危险性。,2止血的方法,(1)冷敷法,冷敷可使血管收缩，减少局部充血，降低组织温度，抑制神经的感觉，因而有止血、止痛、防肿的作用，常用于急性闭合性软组织损伤。冷敷一般用冷水或冰袋敷于损伤局部，常与加压包扎和抬高伤肢法同时使用。,(2)抬高伤肢法,将受伤肢体抬至高于心脏，使出血部位压力降低，此法适用于四肢小静脉或毛细血管出血的止血。常在绷带加压包扎后使用，在其他情况下仅为一种辅助方法。,(3)加压包扎止血法,有创口的可先用无菌纱布覆盖压迫伤口，再用三角巾或绷带用力包扎，包扎范围应比伤口稍大，在没有无菌纱布时，可使用消毒卫生巾、餐巾等代用。这是目前最常用的一种止血方法，此法适用于小静脉和毛细血管出血的止血。,(4)加垫屈肢止血法,前臂、手和小腿、足出血时，如果没有骨折和关节损伤可将棉垫或绷带卷放在肘或膝关节窝上，屈曲小腿或前臂，再用绷带作“8”字形缠好。,(5)直接指压止血法,用手指指腹直接压迫出血动脉的近心端。为了避免感染，宜用消毒敷料、清洁的手帕或清洁纸巾盖在伤口处，再进行指压止血。,(6)间接指压止血法,又称止血点止血法，是止血方法中最重要、最有效、且极简单的一种方法。压迫时用手指把身体浅部的动脉压在相应的骨面上，阻断血液的来源，可暂时止住该动脉供血部位的出血，适用于动脉出血，但只能临时止血。重要的止血点有6个，颞浅动脉止血点、颌外动脉止血点、锁骨下动脉止血点、肱动脉止血点、股动脉止血点、胫前、胫后动脉止血点。,(7)止血带止血法,橡皮止血带,气性止血带(如血压计袖带),布制止血带,橡皮止血带,橡皮止血带是用特制的胶皮管，操作时左手在离带端约10cm处由拇指、食指和中指紧握，使手背向下放在止血带的部位，右手持带中段绕伤肢一圈半，然后把带塞入左手的食指与中指之间，左手的食指与中指紧夹一段止血带向下牵拉，使之成为一个活结，外观呈A字型。,2.气性止血带常用血压计袖带，操作方法比较简单，只要把袖带绕在扎止血带的部位，然后打气至伤口停止出血。3.布制止血带将三角巾折成带状或将其他布带绕伤肢一圈，打一个蝴蝶结，取一根小棒穿在布带圈内，提起小棒拉紧，将小棒依顺时针方向纹紧，再将绞棒一端插入蝴蝶结内，最后拉紧活结并与另一头打结固定。,回顾：,1.怎样鉴别外出血?2.常用的止血方法有哪些?,第一节 软组织损伤的病理基础,一、血管及血流的异常改变（一）损伤性血管破裂（皮下出血，局部血肿）（二）充血和淤血： 损伤刺激可使小动脉舒张，动脉血流入损伤局部组织血管内的血量增多，即充血损伤后静脉血管因受外力挤压，或受创伤组织水肿压迫，使血液回流受阻，即淤血（三）血管痉挛和血栓形成,细胞变性或坏死：细胞水样变性或坏死是软组织损伤中最常见的病理类型,1.水样变性：轻度及中度的损伤表现，损伤停止并适当处理，可逆转为正常2.细胞坏死：组织和细胞最严重的不可复性的变化（损伤的外力作用于局部组织达到一定强度和持续一定时间，均能引起组织及细胞死亡）坏死细胞：无光泽、无弹性、无血供、无功能,组织的炎症反应：以组织变质、渗出和细胞增生为其共同特点的病理过程（其本质是一种对抗组织损伤的防御性反应）,一般闭合性损伤发生无菌性炎症反应为主变质：局部组织的变性和坏死渗出：血液中的液体和细胞成分通过血管壁进入组织的过程增生：炎症局部的代谢产物及炎性介质可刺激细胞增生,第二节 软组织损伤的修复与再生,修复：损伤造成机体部分细胞和组织丧失后，机体对所形成的缺损进行修补的过程，发挥着组织的重建作用再生1）概念： 组织缺损后由其邻近的同种细胞分裂增生来完成修复过程，称为再生。2）再生的影响因素： 组织类型、损伤程度、局部血液循环等。纤维性修复： 通过肉芽组织来完成，最后形成以胶原纤维为主的瘢痕组织代替损伤的组织,一、软组织损伤的再生能力,再生的分类：完全再生、不完全再生皮肤、表皮及结蹄组织肌肉筋膜及肌腱神经细胞,软组织损伤的伤口愈合：三个主要部分,1.伤口结缔组织的修复：止血、凝血块、巨噬细胞清除坏死组织、成纤维细胞长入、瘢痕组织（纤维化的肉芽组织）2.伤口收缩：伤口边缘的新生肌纤维母细胞的收缩牵拉引起3.表皮及其他组织再生：如皮肤附件遭到完全破坏，则不能在生，将由瘢痕取代,第一期：渗出期，35d，主要是血浆渗出和白细胞浸润，是愈合的准备阶段第二期：纤维组织增生期，614d，主要变化是成纤维细胞的大量出现及胶原纤维的形成第三期：瘢痕形成期，1年以后，主要变化是纤维组织继续增加,软组织伤口愈合的分类,二期愈合与一期愈合过程主要区别,第三节 影响软组织损伤后 再生修复的因素,全身体因素：年龄、营养、药物局部因素：感染、坏死组织、异物、局部血液循环状态、血肿、活动和制动在良好全身状态下，遭受损伤的局部 “无细菌、无异物、无血供障碍”，而且伤口对合良好 ，愈合越为理想。, 肥大瘢痕：有一些伤口愈合后，瘢痕有高出皮面的肥厚倾向，常需一年或数年后可自发变扁平 瘢痕疙瘩：在二期愈合的伤口出现概率较高，瘢痕组织过度生长，在皮肤伤形成红色、高起、质韧、外形不规则、表面光滑发亮的肿瘤样包块,软组织损伤后的转归, 机体任何部位的组织受损伤后，其转归都存在着康复和死亡两种结局 完全康复：损伤性变化完全消失，受损伤结构得到完全修复，功能代谢恢复正常 不完全康复：损伤变化得到控制，主要症状消失，但仍遗留一定的病理状态 痊愈：软组织的感觉和运动能力得以完全恢复，基本上已接近受伤前状态，没有留下任何后遗症状,肌萎缩软组织损伤后最常见的具有代表性的后遗 症为肌萎缩及肌粘连肌萎缩：外力对肌组织的直接损害、失用 性肌萎缩、支配肌肉活动的神经受损失用性肌萎缩的肌体积缩小，发生不同程度的肌肉松弛、弹性差、肌力也相应下降有时萎缩的肌组织体积反而增大，这是由于骨骼肌细胞间有大量脂肪细胞代偿性增生使骨骼肌体积反而增大，这种现象称为假肥大性萎缩, 肌粘连：严重的软组织损伤恢复不良，或 长期慢性损伤，以致领近组织或器官的接 触面由纤维素或新生的纤维组织连接在一 起，造成肌肉粘连。（纤维蛋白渗出、坏死组织及炎性渗出物） 肌粘连使肌纤维排列发生紊乱，使肌肉内 部正常解剖结构发生微细畸变及错位，消 弱了肌纤维的弹性，限制了肌纤维的正常 收缩功能，使肌纤维作功能力降低,第五节 骨骼肌运动损伤的病理、生理学基础,肌外膜,肌束膜,肌内膜,一、骨骼肌的结构,二、骨骼肌的作用,1、肌肉收缩与舒张，维持姿势和完成动作2、影响因素：遗传、营养、激素、运动3、分类：快肌（白）、慢肌（红）,三、骨骼肌损伤的病理,运动员骨骼肌损伤的分类1.急性损伤 2.缺血性损伤 3.慢性骨骼肌损伤骨骼肌急性损伤的病理1.主要反应是水肿与炎症，断裂的部位多位于肌肉与肌腱的连接处2.48h后炎性细胞增生以及成纤维细胞增多，7-11d水肿与炎性反应逐渐被吸收，以后肌肉出现再生即纤维化与肌管形成,骨骼肌慢性损伤的光镜组织组化病理1.骨骼肌变性改变：颗粒变性、Browman变性Zenker变性、玻璃样变、蜡样变性 2.骨骼肌的再生：坏死组织的清除肌细胞核增殖（骨骼肌的再生必须具备两个条件： 1.坏死区恢复血运； 2.肌膜的完整及附着在上）骨骼肌劳损时糖代谢改变,延迟性肌肉酸痛（DOMS), 定义：是指机体进行大运动量训练后，特 别是强度突然增加或新的不习惯的练习， 尤其是离心运动后一段时间内所出现的肌 肉酸痛现象。问题：1、运动结束后多久出现酸痛？2、做什么样的运动容易出现DOMS？离心？向心？,延迟性肌肉酸痛（DOMS),特点： 1.一般在运动结束后24h出现， 24-48h达到高峰，可持续5-7d或更长时间2.好发于离心运动，特别是大强度离心性，常见于肌肉远端和肌腱连接处,DOMS的临床表现 1.DOMS出现于运动结束后24h，临床表现为肌肉僵硬，重者疼痛剧烈，阻碍运动。 大量的实验室资料表明,大强度离心运动后肌肉疼痛出现在运动后24小时,24-48小时疼痛达到最高峰,以后逐渐缓解,7-10天后完全消失.临床表现为肌肉僵硬,肿胀,压痛等.2.好发于离心运动或大运动量运动后，大量的研究指出酸痛程度离心等长向心schwane让受试者分为两组:下坡跑组及平地跑组,在迸行相同的运动量后,下坡跑组即离心运动组出现DOMS,而平地跑组无此现象3.肌力减退：除了出现DOMS症状外，还有运 动后即刻肌力减退，以及产生DOMS峰值时，还伴随出现肌力的再次降低,4.肌电图变化：酸痛肌肉的肌电波显著增大，肌电幅度随肌肉酸痛的减轻而减小。5.肌肉缩短的能力下降：跨过关节的屈肌,其缩短能力可以用关节屈曲的角度来评价。肘关节角度可代表屈前臂肌的缩短能力，大强度离心运动后即刻受试者努力屈曲肘关节的屈曲角大于运动前,表明其脉关节屈肌缩短能力下降,以后逐渐缓慢恢复。6.肌纤维自发性缩短现象的出现，可能是结缔组织的缩短所致。屈前臂肌在大强度离心运动后,受试者放松手臂,自然下垂,测肘关节伸直角度,发现其伸直角度减小,在运动后3天达高峰,以后逐渐恢复。Jones对肌肉做肌电图检查后,认为其伸直角度减小是非收缩成份缩短的结果,很可能是结缔组织的缩短7.血清中肌肉酶活性增高：离心运动后引起血清酶活性明显增高。,DOMS的病因,肌肉的过度使用造成DOMS，其酸痛程度与肌肉收缩的强度、运动持续时间及关节运动幅度有关，而强度因素最为重要1.肌肉组织损伤学说Hough报道，运动中的机械作用、自由基的产生和代谢废物堆积直接刺激神经末梢或渗透造成张力增加而压迫神经末梢；运动后继发损伤阶段，肌肉和结缔组织再恢复过程中形成的粘连撕开，造成疼痛。,2.代谢产物堆积学说：,Helwes在50年代提出， DOMS是由于肌肉中的乳酸堆积所致。但在运动后1h后测定血液和肌肉中存留的乳酸值已接近安静时水平，故认为该学说并不确切。3.肌肉痉挛学说：Devries等人指出，肌肉疼痛激发了一个正反馈的环路,引起某些 致痛物质 增加,进一步反射性引起肌肉强直痉挛,肌肉痉挛,缺血,4.酶活性紊乱学说Friden报道离心训练导致DOMS后2d，血清CK和GOT含量分别升高36%和17%。简接的证明DOMS的发生和肌纤维损伤有关,5.炎症反应学说有研究认为，运动后血液中的前列腺素含量增多，导致组胺分泌增加，以致一系列的反应使肌纤维水肿而压迫神经末梢而产生疼痛； Francis等人发现用抗炎药物阿司匹林可以使实验组酸痛程度减轻和肘关节伸展程度提高,DOMS的评定,4级评定法（1）无酸痛:不感觉到影响或症状;(2)轻度酸痛:手指触压时有酸痛和僵硬感;(3)中度酸痈:肢体屈伸时有酸痛和僵硬症状,轻度妨碍肌肉功能;(4)严重酸痛:明显的酸痛和僵硬等症状,严重妨碍肌肉功能,限制动作范围。 6级评定法：0级:不疼,无任何不适感;1级:肌肉酸痛很轻,只在用手捏压时才明显,动作毫不受限;2级:感到肌肉酸痛,特别是动作幅度大时,但没有或只有轻微动作受限,夜里对睡眠不影响;3级:肌肉酸痛明显,动作受限(肘屈、伸幅度变小),但可忍受活动,夜里睡眠尚好;4级:比3级重,特别是晚上人睡受影响,有时可被疼醒;5级:肌肉酸痛严重,干扰正常活动及动作,夜里持续痛,妨碍睡眠。如果酸痛程度处于两级之间.,就记半级,如:2.5级。7级评定法：06级10级评定法：看水银压力计的刻度，作客观酸痛指标，并据此分为10级,DOMS的治疗,针刺与静力性牵张拉法1.针刺能够抑制骨骼肌纤维超微结构变化或促进变化结构恢复，缓解或抑制酸痛引起的肌痉挛和线粒体肿胀，对缓解DOMS有良好的作用；另外，针刺可降低细胞内钙离子浓度，缓解肌肉痉挛和韧带异常。2.有研究测定静力牵张疗法前后肌电图发现：牵拉开始时肌肉放电显著，牵拉到适宜限度，则出现电静息状态；静力牵张疗法可以刺激肌肉中高尔基腱组织，使其发生抑制性冲动，也可阻断肌梭兴奋性过高引起的痉挛。,灸疗：,有研究指出，离心运动引起的DOMS再运动后第1、2、3天用艾条灸机体的血海、凤池、足三里能降低DOMS所致的血清CPK增值幅度，且能促进肌力恢复，升高疼痛阈按摩疗法： Smith等对受试者进行2h离心训练后再易酸痛部位按摩30min后发现，按摩能明显缓解酸痛， CK升值幅度较小，且可升高血清中可的松水平每天按摩2-4次，每次10-30min可获得满意效果,音乐电疗 南京体院陈淑云应用乐电疗治疗运动员DOMS26例,效果显著。其具体作法是选用患者喜爱的音乐为原则,其多为节奏鲜明的迪斯科舞曲或歌曲。电极板用湿布套紧,以绑带捆扎于治疗穴位,必要时以沙袋加压,穴位选用:股外斜肌酸痛用殷门(或腰眼)+酸痛、僵硬最明显的阿是穴;腓肠肌酸痛选用承山+殷门穴,双腿可同时选用5个电极板,治疗时间为30分钟。她指出音乐本身对调节大脑皮层的兴奋点,消除中枢性疲劳有义好作用,而音乐的旋律。节奏和音响强度的变化所控制的局部电流刺激受损肌肉使酸痛肌加快恢复。,口服维生素C疗法超声脉冲波疗法抗炎药物疗法钙离子拮抗剂疗法中药治疗其他疗法,DOMS的预防, 从医学角度，可以服用一定剂量的抗炎、 抗氧化药物，再疼痛肌肉处抹消炎去痛药 从物理角度，可以采用冷敷、按摩，或电 疗、热水浴等方法缓解肌肉症状 从训练角度，再练习安排上尽量避免突然 增加练习强度；应采用循序渐进原则，将 离心和向心力量练习交替安排；训练后应 充分牵拉肌肉 针对性的准备活动和充分的整理活动与牵 拉活动可以缓解DOMS的症状,第六节 腱末端病的病理、生理学基础,腱末端病（enthesiopathy），是指肌腱或韧带止点部因关节长期的运动、摩擦或劳损引起局部组织变性、炎症改变，从而引发临床症状。如：髌骨末端病、跟骨跟腱止点末端病、网球肘、 腘绳肌的坐骨止点等,腱末端的结构及分型,腱末端结构由浅至深分别由腱纤维、纤维 软骨层、潮线、钙化软骨层和骨组织构成,腱末端分类：1）滑车型腱止点2）弯曲牵拉型腱止点3）牵拉型腱止点,腱末端的功能,腱末端的主要功能：将肌肉收缩所产生的 应力通过止点均匀地传递到骨骼上腱末端发挥了缓冲和分散应力的作用：1.腱末端的胶原纤维呈波浪状排列，且富含弹性纤维，有类似弹簧的作用2.纤维软骨带在被牵拉时会变形缓冲应力，并且纤维软骨带的氨基多糖有防止牵拉损伤的作用3.腱纤维穿过钙化层入骨组织时，其纤维不是垂直进入骨，而是斜向进入的，可大大减少拉应力4.在肩袖和跟腱下的关节软骨有缓冲牵拉应力作用,腱末端病的病理, 腱及腱围：组织变黄，失去光泽，有血管 入侵；波浪状纤维改变；可有血管及脂肪 组织侵入腱内；在腱围组织中有怒张的血 管，或毛细血管动脉化及硬化。 纤维软骨带：有血管入侵，个别病例可有 透明软骨样改变 钙化软骨层：潮线增厚不规则，个别病例 有镜下撕脱骨折骨组织：髓腔纤维变。,预防及治疗应首先考虑合理安排运动量和 运动强度腱末端部的损伤应采用规范、合理治疗， 以防止医源性损害曲绵域等人曾做过实验，注射药物，如丹参、可的松及透明质酸酶，都易产生腱病，类似末端病,第七节 韧带运动损伤的病理、生理基础,韧带的组织结构,韧带的主要成分是水，占60%80%，胶原成分占韧带干重的70%80%，其中90%为I型胶原，胶原纤维之间交联结构的形成对胶原纤维的强度特性非常重要。,韧带损伤, 韧带损伤可因外力直接致伤，也可因为关 节活动超越正常范围时，韧带被牵拉而产 生损伤,按损伤程度分：1.不全损伤：韧带拉伤后，部分纤维断裂； 损伤局部肿胀、疼痛和压痛；可因局部出血形成瘀斑；关节活动时会加重疼痛，但关节活动无异常,2.完全损伤：韧带的完全断裂，可有不全损伤的全部症状和体征， 另外最显著的特点是关节在被活动时可出现异常活动，可通过X线检查来诊断,韧带损伤修复重建的生物学过程,韧带断裂后的愈合分三个阶段：炎症期、 修复期和改建期1.炎症期：局部血肿形成，韧带断端各种细胞浸润，大量成纤维细胞向血凝块浸润并增殖2.修复期：成纤维细胞产生大量胶原纤维，桥接韧带断端，在成纤维细胞和血管内皮细胞中，生长因子强表达，促进细胞分化、增殖。3.改建期：胶原含量增加，胶原纤维排列趋于规律， III型胶原表达减少，逐渐以I型胶原代替,韧带修复重建的影响因素, 影响因素主要有：损伤程度、损伤部位和 治疗方式 损伤程度较大的伤害可造成较大的断端间 隙，可延迟愈合甚至不愈合不同的损伤部位有不预后 有研究表明，控制下的被动活动可加快愈 合、促进胶原排列、提高韧带的生物力学 性能，而损伤后的制动只会获得相反的效 果,第八节 关节软骨运动损伤的病理、生理学基础, 软骨的结构：软骨由软骨组织及其周围的 软骨膜构成，不含神经纤维、血管及淋巴 管软骨组织由软骨细胞、基质及纤维构成软骨的分类：透明软骨、弹性软骨、纤维软骨,关节软骨的营养,关节软骨无神经和血管，仅在最深层由骨 质供应少许血管，主要营养来自关节滑液在关节运动时软骨的生理性压缩变形产生 的唧筒作用，使滑液营养成分进入软骨软骨细胞都能合成基质，且代谢非常活跃 以维护周围基质的内环境稳定摄取的滑液中的营养成分要通过两层弥散 障碍：滑膜组织及滑液、软骨基质,关节软骨损伤的病理,软骨细胞和基质的显微损伤：软骨细胞的受损，主要是影响细胞合成胶原和蛋白多糖的能力（ 蛋白多糖的减少、组织水合的增加和软骨结构的破坏）软骨损伤：单独的部分或全层软骨损伤软骨和软骨下骨的损伤（软骨骨折）：损伤的程度较深，使软骨下骨遭到损伤，通过潮线的损伤可导致出血和凝血块形成，从而激活了一系列的炎症反应,病因,Refior（1978）等人用特制的固定装置将兔膝固 定，同时又将关节面拉分开，固定4个月后，关节 软骨发生病理性改变，很像骨关节炎的改变, 曲绵域等人将兔固定于特制的马达牵拉器上使膝 抗阻2kg伸屈，每分钟60次，每日6小时，共40小 时，然后取材作病理检查曲绵域等人将兔固定于平台，台尾立一固定板 墙。然后以直流电刺激股四头肌，使膝伸直足蹬 板墙。每分钟60次，1日6小时，40天后取距骨作 病理检查发现以上三个实验，都出现软骨细胞坏死，炎症 等症状,生物医学工程技术再软骨损伤修复中的应用 组织和细胞移植修复关节软骨损伤，主要 包括软骨膜和骨膜移植、自体或异体关节 软骨移植及软骨细胞移植等 组织工程化软骨的研究是当前组织工程研 究的热点，也是组织工程学方法成功运用 于制造临床移植替代物的出色例子,第九节 膝关节半