第二章软组织损伤的病因病理

构成人体各种组织和器官的软组织都有一定的抵御损伤的能力，只有在致伤性因素作用于人体的某一部位并超过人体组织抵御能力时，才能造成这些组织或器官解剖结构上的破坏和生理功能上的紊乱。

第一节软组织报伶的病因学研究

软组织损伤的原因很多。机械力的作用，如打击、挤压、碾挫、切割或高处坠落等；物理性因素，如高温、寒冷、电流、放射线等；化学性因素，如酸、碱、毒气等；生物性因素，如虫咬蜚等，只要达到一定的强度，就可以造成损伤。
不同的病因可造成不同的损伤，致伤因素决定着损伤的性质。如机械性损伤，一般都发生在直接受伤的部位或其附近；亦可由于对冲力的作用，使损伤发生在对侧，由于旋转和牵拉从而造成远离作用部位的损伤。放射性损伤，由于高速穿透力的作用，可造成深层组织和器官的损伤。又如酸与碱虽然都可造成化学性损害，但酸与组织接触后，因能使蛋白质迅速凝固，使表面结痴，故相对较为浅表，只要迅速去除病因，深层组织可不被累及；而碱虽对组织损害速度比酸慢，但它能透人较深层组织，从而形成深层组织损害。
损伤可以是单一因素的结果，也可以是几种因素的共同作用。不同的外在因素可以引起不同的损伤，而同一外在因素在不同的情况下，引起损伤的种类、性质与程度又可以不同。以机械性损伤为例，外力的大小、作用方式、时间和速度，以及物体的形状、体积、硬度等所造成的损害则完全可以不同。
损伤的病因还包括机体的疲劳、注意力的分散等健康状况的低下以及风寒湿等气候条件的变化，甚至年龄亦可成为引起损伤的重要因素之一。例如跌倒，在年轻人常可不造成任何损害，而老人就很可能引起较重的软组织损伤，甚至同时合并骨折等。

第二节软组织报仿的生物办学特征

骨骼构成人体的支架，维系这个支架的正常解剖位置的稳定以及人体的一切生命活动，都离不开附着其周围软组织的力学效应的作用，因此对软组织生物力学特性的研究，对于提高对软组织损伤的病因病理的认识，提高临床防治水平和疗效是十分必要的。
一、骨骼肌肉的生物力学
肌肉结构和肌肉类型：心肌形成心脏；平滑肌无纹状肌形成空腔内脏；骨骼肌通过肌键与骨连接，能进行活动。

鬓

袄祖积报仿

、鉴、，, ‘笼：, ，认；获才

一临瘫研究

骨骼肌是人体内最多的组织，占总体重的40 ％一45 % ，共有43 。块以上。· 骨骼肌一般右侧与左侧成对，最积极活动肌肉不到80 对。骨骼肌由肌肉细胞、神经血管网及细胞外结缔组织基质构成，这种结构对于抗御损伤，使其各自的组织结构单位组合能够进行有效收缩，带动关节活动及肌肉组织和器官运动是非常重要的。骨骼肌正是由于有这种巨大的适应性、变异性和可靠性，人们把它作为研究和解释动物运动的理论和复杂系统设想的试验材料，在最近儿百年中，特别是近年来，其有关理论得到迅速的发展。
（一）骨骼肌的结构
骨骼肌的基本组成成分是肌纤维。肌纤维是由许多细胞融合而成的多核细胞合胞体。肌肉的两端是肌健，肌肉跨越一个或多个部分与骨骼相连。肌纤维为很长的单个“细胞”，但通常比肌肉长度短得多，这是由于纤维的排列与肌肉的长轴相倾斜。肌纤维排列可以与肌肉的长轴平行或斜行，后者的排列包括羽状、双羽状甚至更为复杂的纤维排列。
肌细胞膜是包绕单个肌纤维的结缔组织，许多肌纤维为肌束膜所包绕形成了肉眼可见的纤维束。肌纤维束由结缔组织包绕组成，这种结构使肌束中的纤维同步收缩。整个肌肉周围包有的结缔组织称为肌外膜。肌外膜宽松地包绕在肌表面，因而肌肉长度能够变化，供应肌纤维营养的血管同样也在结缔组织中有足够的长度来满足肌肉收缩舒张时长度的变化。
除了在显微水平呈现高度有条理的结构形式，肌纤维的排列也非常有序，并且与其功能特征和收缩性相配合。当肌纤维缩短时，假定肌肉的体积不变，此时肌键沿长轴线被牵拉，而肌纤维排列变得更呈羽状，因此，肌纤维和肌腔收缩不是同直线的。虽然肌纤维的羽状结构减小了肌纤维收缩时传向肌健的力，使肌纤维收缩力传向肌键呈降低结果，但是这种结构可以使在一很小的羽状结构横切面中排列大量的肌纤维。
肌纤维产生的最大收缩力通常是与它的横截面积成正比的，但肌肉收缩时缩短的总长度和速度是与肌纤维本身的长度成比例的。肌肉如果收缩以产生收缩力为主，它的结构则以较多的短肌纤维排列成羽状为特点。而肌肉收缩以产生速度为主而产生较小力量时，肌肉结构的特点则是由数量少而长度较长的肌纤维组成。一般地说，各个肌肉中肌纤维的结构排列与该肌肉的功能相适应是完成其功能的结构基础之一二
在临床上，肌肉由于肖接损伤或去除神经支配而导致失去功能，可用移植另一肌腔单位来治疗。选择大小、长度合适的肌膛非常重要，因肌肉收缩时产生的收缩力的大小取决于肌腹中肌纤维的数量、大小和构造排列，因此，损伤的肌肉与被移植的肌肉的特性需彼此吻合。
（二）骨骼肌纤维的类型
骨骼肌的功能单位是运动单位，包括羊一的运动神经元以及其所支配的所有肌纤维。这单位是肌肉内的最小部分，可独立收缩，当受到刺激时，运动单位内的所有肌纤维一致行动。运动单位的纤维对刺激表现为全反应或无反应：即要么有最大的收缩，要么毫无收缩。然而，不同的肌纤维在收缩速率、强力的产生和易疲性r －都有不同的表现。
有许多方法区分肌肉纤维。最早玩enzini 于1678 年就从解剖学角度区分红肌与白肌。至1873 年Ran ' er 按肌肉的收缩速度和易疲性来区分肌肉。虽然骨骼肌的分类方法和命名很复杂，但最近从组织学和组织化学观察，从肌肉的不同收缩性能和代谢性能，将肌纤维区分为三种特定类型（表2 一1 ) :

第二章权组识投佛铸病因病理

鬓

获租织报伤

临露研究

获零常毒只嚣斤黑鑫滋

公中二章获组妞报佛的病目病理

表2 一l 人类骨骼肌纤维类型的特点
I 型n ＊型皿。型其他名称红，慢肌（ST ）白，快肌（F ] ' ）快酵解任G ) 慢氧化（50 ）快氧化酵解（FOT )
收缩速度慢快快收缩力低高高易疲劳性耐疲劳易疲劳极疲劳需氧量高中等低厌氧量低中等高运动单位大小小较大最大密度高高低

最常用的区别肌纤维类型的组织化学技术是基于肌球蛋白对ATP 的水解能力以及不同肌纤维中不同代谢途径所涉及的酶和底物。降解ATI 〕 的酶被称为肌运球蛋白ATP 酶或更常被称为肌球蛋白ATP 酶，肌球蛋白ATP 酶的活性的差异是由于它有几种不同的蛋白形式。慢肌纤维的肌球蛋白具有酸稳定性。而碱不稳定性在快肌纤维中，则恰与之相反。根据滑行学说，肌球蛋白是最重要的收缩蛋白，因为它可降解ATP 获得能量以形成肌动球蛋自复合物，而且肌球蛋白之磷酸腺昔的活动也同肌肉收缩内在的速度直接相关。
通过组织化学染色所反映出的纤维类型的结构，生化和生理特性可以对几种类型的纤维作出大致描述。肌原纤维之间也存在细微的差别。人们普遍将肌纤维分为三种类型。已有的证据和分类表明这三种类型之间并不是绝对分开的，也可能还存在其他的类型。
l 刮或慢氧化型纤维的组织化学特征是，碱性条件下用肌球蛋白ATP 酶染色时呈较浅颜色，而用产生氧化反应的酶和底物染色时呈较深颜色。这个类型的纤维比其他类型纤维的收缩和舒张时间要长。肌肉的收缩时间与电刺激（如快或慢）后产生哪种类型的力量相关，舒张时间与刺激停止后肌肉力量的下降率相关。I 型纤维比较抗疲劳。从结构上说，这些纤维有较多的线粒体和毛细血管。
n 型肌纤维又可分为几种类型，通常指n 、、llB 型两种。nB 型或快酵解型纤维是具有最快的收缩时间和最小的抗疲劳能力。与它的生理特性相一致，这种类型的纤维具有完善的酵解能力和不完善的氧化系统。nB 型纤维有每运动单位最多的肌纤维数目、最大的轴突和最大的细胞体。11 八型或快速氧化酵解型运动单位位于l 型和n 。刚之间，它的收缩时间快于I 型纤维但慢于nB 纤维，它的抗疲劳性也介于l 到和且B 型运动单位之间。在nA 型运动单位中，氧化和酵解代谢系统均具备完善。神经轴突的直径和每一运动单位中肌纤维的数量也介于I 型和nB 型运动单位之间。n ，和n . ，型之间的生理学、组织化学和生物化学特征不很明显，不像这两种类型纤维与I 型纤维之间有那么明显的差别。从生物化学的角度观察，不同肌纤维在肌小节的结构蛋白上也存有差异。肌球蛋白，原肌球蛋白和肌原蛋白随着肌纤维类型的不同而有结构上的大小差异。大部分哺乳食肉类动物，包括人类，也有n 。型纤维，它最主要存在于领肌肉，这类型肌纤维有独特的肌球蛋白，它的生理学和组织化学特征介于11 ；和n ，之间。初生时，10 ％的肌纤维可能是n 。型，这一比例在出生后一年就下降到2 % ，在一些耐力犁运动员，运动训练期间某些肌肉中可能会有10 ％的U 。型纤维。虽然这种纤维被认为是I 型和U 型纤维之间的一种传统的形式，但是仍需对此类型的存在和功能作出明确的解释。
（三）骨骼肌与脆连接
肌健和肌腹内与环绕肌腹的结缔组织属薪弹性结构。肌肉收缩产生的力传导到肌健部位才能

必

毅租织报伟膺，篆J ：、、：: ；· ：, ，、。事

临雍研究

实现肢体的活动和人体运动。肌肉和肌键的结合部位实现肌肉收缩力量的传递。肌与键连接是高度重叠的膜结构，这种重叠使它的表面面积增加10 一20 倍。自力与施加的力成正比且同接触面成反比，因此肌与键连接的面积增加愈多，受力就愈少。此外，由于肌与健连接的膜结构几乎与肌健轴平行排列，自力会由张力转变为切力。
人们对肌肉一肌腿连接处的组织学和分子学组成一直进行着深人的研究。研究发现，细肌丝终止于浆膜下，此部分肌浆膜的密度低于肌细胞膜．它似乎与收缩蛋白在肌细胞膜的结合有关。至少两个细胞骨架蛋白，纽带蛋自和跺蛋白连接细肌丝与细胞外结构蛋白。一个独立的结构必然与肌肉细胞膜相连接，可能的分子连接是一个大的称作整合素的透明膜糖蛋白，它对细胞内和细胞外结构蛋自具有亲和力，存在丁肌与健连接的细胞膜内。用电子显微镜可见在肌与腿连接的细胞外面有发育完全的基底膜，在这· 区域由肌原纤维产生并传导到细胞膜的力可以传递到肌腔的胶原纤维〔 〕
（四）骨骼肌的收缩
肌肉收缩过程中细胞的活动是在整个神经肌肉系统及肌肉收缩的生理基础水平上发生的。在研究肌肉收缩时，限定肌肉活动的条件是非常重要的，因为许多因素会影响肌肉的收缩。多数情况下，是在控制长度或强力状态的条件下研究肌肉的收缩特性，在等长试验中保持肌肉的长度恒定，测定它所产生的收缩力。相反，在等张（相同负荷）试验中则使肌肉收缩对抗一恒定的负荷，来测量肌肉收缩时随时间而变化的长度。近年来，人们应用在等速活动状态下，即保持肌肉以J 迫定的速度短缩或延伸，来进行肌肉功能活动的评定。
肌肉收缩产群力量，如果阻力负荷低于肌肉所产生的力，肌肉发生收缩这种状况被定义为向心性运动（向心性收缩）；如果阻力负荷大于肌肉所产生的力，肌肉将被拉长，这种状况被定义为离心性运动（或离心性收缩）。传统的肌肉收缩定义使人产生某些混淆，肌肉能同时收缩和被拉长，或许把这种情况称作离心性活动而不是离心性收缩，那么混淆会减少一些。收缩通常是指肌肉在激活状态下的活动，！而不论它的长度是否增加、不变或减少。
肌肉收缩时在骨杠杆上施加的力称为肌肉张力，在肌肉卜承受的外力称为抗力或负荷。当肌肉发挥其力时，它产生翻转效应，或在相关关节上）“二生力矩（转矩），这时肌力施加线往往离关节运动‘卜心