一、研究目的随着全民体育运动的开展及部队强军梦目标的提出,高强度的体育、训练活动日益增加。高强度的运动,尤其是离心运动易造成骨骼肌损伤,有研究表明其发病率为10%～55%,临床上主要表现为延迟性的局部肌肉肿胀、疼痛及肢体的活动受限等症状,而且肌肉的再生过程缓慢而易形成瘢痕组织,从而导致肌肉康复的受阻,使二次损伤的几率增加,对今后的运动和生活造成严重后果。因此如何准确地评价骨骼肌损伤的严重程度,及早有效地进行干预从而减少二次损伤概率,一直是运动医学领域研究的重点。本课题拟通过动物运动平台使实验动物运动不同时间来建立不同程度的急性骨骼肌损伤模型,取目标肌肉标本在光镜下观察不同运动负荷时间后在既定时间段的损伤情况;检测运动后大鼠血清肌酸激酶同工酶(CK-mm)水平变化及肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)等炎性因子的表达作为验证肌肉损伤的生化证据;同时结合红外热成像技术在运动后既定时间点对目标肌肉体表投射温度进行监测,根据所得数据分析三者之间存在的关系。旨在验证红外热成像技术作为一种无创简便的检查方法,在监测、判断肌肉运动性损伤方面的有效性及灵敏性。二、研究方法(一)实验分组及骨骼肌损伤模型的建立:将10周龄雄性Wistar大鼠180只中的100只按随机分配的原则分为对照组(KB组)、30分钟运动组(A组)、60分钟运动组(B组)、90分钟运动组(C组)和120分钟运动组(D组),共5组,每组20只。(另外80只大鼠作为A～D组在运动后既定时间点上取材后的补充,KB组不予补充)。对照组不施行运动负荷,运动组在-16°坡度的小动物运动平台上以16米/分钟的速度分别持续运动不同时间;(二)不同运动负荷后6个时间点(运动前、运动后即刻、运动后8小时、16小时、24小时及3天)上对目标肌肉红外热成像的监测:选取大鼠下坡跑离心运动时最易损伤的肱三头肌作为目标肌肉,A～D组大鼠于6个时间点上分别监测记录目标肌肉体表投射红外热成像数据;KB组同时间点记录数据,作为温度的正常生理波动;(三)检测骨骼肌不同的损伤程度:A～D组大鼠于5个时间点(运动结束后即刻、运动后8小时、16小时、24小时及3天)分别随机抽取4只将其颈椎脱位处死(KB组也于同时间段随机处死4只,同时对A～D组大鼠数量进行补充,对补充的大鼠进行编号,并用同样的造模方式进行运动),取右前肢肱三头肌内侧头下端肌腱和肌腹交界处约1.0mm×1.0mm×0.2mm肌肉块,进行常规石蜡包埋、HE染色;2、每只大鼠制作HE切片2张,在光镜下观察骨骼肌组织学变化,每张标本由两位研究人员在不同时间进行观察统计2次;(四)检测不同时间点大鼠体内生化指标的变化:在处死大鼠取肌肉标本的同时,抽取腹腔主动脉血液,同时检测血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)及肌酸激酶同工酶(CK-mm)水平;(五)根据所得数据结果进行统计学分析并对结果进行总结。三、研究结果(一)KB～D组与运动前监测数据之间无统计学差异;A～D组大鼠运动后即刻监测数据与运动前相比存在显著差异,但各组间比较无统计学意义;运动后8小时D组数据与运动前和其余各组相比存在显著差异,KB～C组间数据对比无明显差异;运动后16小时C、D组数据与同组运动前、A组、B组相比均有统计学差异,C、D两组间无明显差异;运动后24小时C、D组数值与运动前及其余各组相比有统计学差异,C、D组间差异不显著;运动后3天各组数据均无明显统计学差异;(二)KB组与A组各个时间段所取标本观察未见明显差异,肌细胞结构完整,排列整齐呈蜂窝状,未见炎性细胞浸润;B组运动后即刻标本仅出现少量肌细胞肿胀,其余时间段标本未见明显异常;C组运动结束后即刻标本可见肌细胞肿胀增多,有间质血管扩张,运动后16小时标本可见少量炎性细胞浸润,运动后24小时标本可见肌细胞肿胀范围变大,部分间质血管内有血栓形成,炎性细胞浸润较前增多;D组运动后即刻标本可见大部分肌细胞肿胀,原有蜂窝状结构模糊,间质血管大多扩张,运动后8小时标本可见少量炎性细胞浸润,运动后16、24小时标本可见炎性细胞浸润明显。运动后3天各组标本大致相同。(三)A组血清肌酸激酶水平在各个检测时间点上与KB组相仿,对比无统计学差异;B组数值于运动后即刻较KB组略有升高,但差异不显著,其余各时间点水平与KB组相仿,无统计学差异;C、D组肌酸激酶水平于各检测时间点上与KB组相比均有统计学差异,其中运动后24小时呈及显著差异,C、D量组间比较差异不显著。A～D组血清及肌肉内TNF-α含量在各个检测点未能检出;A、B组血清及肌肉内IL-6在各个检测点上未能检出,C、D组于运动后即刻检出血清IL-6水平增高,与对照组相比有显著差异,其余时间点与KB组相比无明显差异;A、B组血清及肌肉内IL-1β在各个检测点上未能检出,C、D组运动后即刻血清及肌肉内IL-1β表达水平均高于正常对照组,有统计学差异,运动后16小时C、D组血清内IL-1β表达水平达各自峰值,与对照组相比呈显著差异,24小时至3天后表达水平下降,但仍高于对照组,具有统计学差异。四、结论大鼠在离心运动,特别是力竭性离心运动中骨骼肌易出现损伤,并在组织学表现上表现为延迟性的特点。90分钟运动负荷是骨骼肌损伤的临界点,120分钟的力竭运动能使骨骼肌的损伤达到最大化。运动后的生化检验中血清CK检测能很好得对损伤进行判断,而炎性因子的表达以IL-1β更具代表性。红外热成像技术检测运动后目标肌肉体表投射温度的变化,在有骨骼肌运动性损伤的情况下其灵敏度不低于血清CK检验。因此红外热成像技术作为一种无创、简便的检查手段在对骨骼肌损伤的判断与监测中是值得推广的。