2.1 骨骼肌形态结构及工作原理 人全身有400-600块骨骼肌，通常附着于骨骼上，对于人的生命和活动起着非常重要的作用。骨骼肌收缩受意识支配，故又称“随意肌”。由于在显微镜下观察其呈横纹状，又名“横纹肌”。骨骼肌细胞呈纤维状，不分支，有明显横纹，肌细胞内有许多沿细胞长轴平行排列的细丝状肌原纤维。每一肌原纤维都有相间排列的明带(Ⅰ带)及暗带(A带)。明带染色较浅，而暗带染色较深。暗带中间有一条较明亮的线称H线，H线的中部有一M线。明带中间，有一条较暗的线称为Z线。两个Z线之间的区段，叫做一个肌节，长1.5-2.5 μm。
目前认为，骨骼肌收缩的机制是肌丝滑动原理。其过程大致如下：①运动神经末梢将神经冲动传递给肌膜。②肌膜的兴奋经横小管迅速传向终池。③肌浆网膜上的钙泵活动，将大量Ca2+转运到肌浆内。④肌原蛋白TnC与Ca2+结合后，发生构型改变，进而使原肌球蛋白位置也随之变化。⑤原来被掩盖的肌动蛋白位点暴露，迅即与肌球蛋白头接触。⑥肌球蛋白头ATP酶被激活，分解ATP并释放能量。⑦肌球蛋白的头及杆发生屈曲转动，将肌动蛋白拉向M线。⑧细肌丝向A带内滑入，I带变窄，A带长度不变，但H带因细肌丝的插入可消失，由于细肌丝在粗肌丝之间向M线滑动，肌节缩短，肌纤维收缩。⑨收缩完毕，肌浆内Ca2+被泵入肌浆网内，肌浆内Ca2+浓度降低，肌原蛋白恢复原来构型，原肌球蛋白恢复原位又掩盖肌动蛋白位点，肌球蛋白头与肌动蛋白脱离接触，骨骼肌进而处于松弛状态。
2.2 骨骼肌损伤机制
2.2.1 代谢损伤
钙失调：损伤后的肌肉细胞中的钙离子增多，主要来源于以下几个途径：①通过细胞膜上的电压依赖性钙通道，使得细胞膜外的钙离子进入细胞内。②细胞外的钙离子通过肌肉收缩产生的牵拉作用进入细胞内。③细胞膜的通透性增加，导致细胞膜外的钙离子进入细胞内。④细胞膜上的钙泵活性下降,使胞浆内钙滞留，不能外流到细胞外[1-2]。
能量失调：目前，很多的研究表明，在肌肉的收缩过程中，能量的消耗和代谢产物的堆积也对骨骼肌的功能产生影响。线粒体可以调节细胞内的钙的摄取和释放，同时还具有氧化代谢和生成体内所需ATP的作用[3]。若钙离子代谢异常，导致ATP生成减少，造成离子的代谢紊乱，钠泵的活性减低，水分子随着钠进入细胞内，导致细胞水肿，线粒体肿胀，而导致能量的进一步减少，最终导致骨骼肌细胞损伤，运动机能下降[4]。
氧自由基：骨骼肌会产生活性氧和活性氮。当进行正常运动时或低强度运动时，骨骼肌需要少量或生理水平的活性氧，而肌肉的疲劳和无力往往由高浓度的活性氧所致[5]。
当机体进行大强度的剧烈运动时，运动应激产生很多的自由基，但是，机体的代谢能力无法将产生的自由基清除掉，这使得骨骼肌细胞处于长时间的氧化应激状态，进而导致损伤的发生。
2.2.2 机械损伤[6]
肌细胞膜损伤：反复的高强度的肌肉收缩可对肌细胞膜产生很大的牵拉作用，当这种牵拉作用产生的张力超过细胞膜所能承受的范围时，将使得细胞膜损伤或细胞膜通透性增加，引起肌细胞产生一系列变化，导致肌肉超微结构变化。
细胞骨架损伤：细胞骨架对维持肌节的正常结构起着非常重要的作用，在运动过程中，高张力的机械牵拉会使细胞骨架的正常结构受到影响，从而造成肌肉收缩蛋白结构破坏。
肌细胞收缩成分的机械性损伤：收缩成分的损伤是肌原纤维在受到被动牵拉时所发生的损伤或肌微丝的降解。这种损伤的原因也许并不如此简单，可能涉及蛋白质空间结构的破坏和ATP能量转换障碍。蛋白质的功能与其空间结构有关，空间结构又依赖各种化学键维持，而肌肉运动时横桥的摆动恰好是蛋白质空间结构的改变。由于离心收缩时横桥的摆动与其正常摆动的方向相反，这就有可能导致维持其空间结构的化学键的破坏和结构的损伤。
邻近肌节受力不平衡：肌肉在正常状态下，邻近肌节的长度和收缩速度本身存在轻微的不平衡状态，在不同的收缩形式下，这种不平衡状态会使邻近肌节的受力产生不平衡。成为骨骼肌损伤的条件。
2.2.3 炎症损伤 有不少证据表明，延迟性肌肉酸痛的产生伴随着炎症反应的发生，而炎症反应也可能是导致延迟性肌肉酸痛的因素。在延迟性肌肉酸痛发生时，循环内白细胞介素1、白细胞介素6及白细胞含量增多，Smith[7]发现在延迟性肌肉酸痛产生的部位会出现局部的发红、发热、肿胀、疼痛等炎症反应，还可以造成机能障碍，在肌纤维间可以见到巨噬细胞等炎症反应细胞，以及组胺游离等现象，导致肌肉酸痛。有研究发现，使用抗生素、维生素不能或不能明显减轻延迟性肌肉酸痛,而用顺势疗法(能加重炎症反应的药物处理)亦不能加重延迟性肌肉酸痛。以上说明延迟性肌肉酸痛有着独立的过程[8]。
2.3 骨骼肌修复机制 骨骼肌细胞在损伤后应答分为3个时期：损伤期，修复期和再生期。损伤期包括细胞实质的坏死、间质的破裂、血肿的形成及炎细胞的浸润。修复期的特点为静止的肌原细胞的活化，从而进入细胞循环，移动到损伤的部位并且增殖。骨骼肌损伤的最后一个时期为再生期，其特点为纤维组织再生和成熟[9]。
2.3.1 胰岛素样生长因子在骨骼肌修复中的作用机制 骨骼肌卫星细胞在骨骼肌的生长发育、损伤修复和移植中均起到很重要的作用。在成体的肌细胞中，卫星细胞处于静息状态，而不进行有丝分裂，但是，当受到外界刺激时，如损伤、牵拉等，卫星细胞就能够被激活[10]。卫星细胞的增殖分化可以增加肌纤维的数量和类型，对肌肉损伤产生有利的影响，从而改变肌肉愈合的质量。
目前已知胰岛素样生长因子1是骨骼肌损伤修复中细胞内含量丰富的细胞因子，与骨骼肌细胞的分化和增殖密切相关，通过结合抑制剂的信号通路的靶点，来消除或减少抑制剂的量，从而增加卫星细胞信号转导的通路的数量和卫星细胞的数量和活性，进而达到修复运动损伤的作用。
肌肉损伤会引起不同的生长因子释放到细胞外环境中，这些因子可以由损伤的纤维组织、更新的肌管、巨噬细胞等炎症细胞产生，或者来源于血流。它们在肌肉再生的不同过程中起到很重要的作用。在肌肉损伤和运动的应答中，肌细胞表达胰岛素样生长因子1和胰岛素样生长因子2。胰岛素样生长因子1是与成肌细胞的增殖和分化均有关的生长因子。在肌肉再生中胰岛素样生长因子1的自分泌限制肌肉损伤。另一方面，再生的肌细胞使胰岛素样生长因子2表达，在分化晚期对成肌细胞分化的过程起作用。
在肌细胞中线粒体胰岛素样生长因子的活性由胰岛素样生长因子1和线粒体活性蛋白酶(MAPK/ERK1/2)通路诱导，这种通路是通过ERK1/2的磷酸化作用来诱导线粒体活性，其作用为使细胞增殖。
骨骼肌细胞的分化与胰岛素样生长因子1和胰岛素样生长因子2均有关，胰岛素样生长因子2通过与胰岛素样生长因子1受体的结合进而对肌细胞的分化产生影响。胰岛素样生长因子1具有极强的促肌肉蛋白合成效应，诱导肌肉蛋白合成，其作用的主要信号通路为磷酸酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3k/Akt/mTOR)通路[11]。
2.3.2 骨骼肌损伤中过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活子1α(PGC-1α)在骨骼肌修复中的作用机制 骨骼肌对运动适应可以表现在线粒体的含量增加和构成改变上，即“线粒体生物合成”。过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子是调节线粒体生物合成的关键性信号分子，当骨骼肌受到缺血、缺氧、低温、收缩及运动等刺激下，可导致其表达增加，进而启动线粒体DNA复制和转录而诱导线粒体生物合成。5’-磷酸腺苷激活的蛋白激酶(5’-AMP activated protein kinase，AMPK)在其中可能发挥着重要作用[12-15]，其可以通过一氧化氮、肌细胞增强因子2和P38MAPK等靶点对过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活子1α mRNA和蛋白表达产生刺激，并作用于核呼吸因子、线粒体转录因子A等转录因子，从而在骨骼肌线粒体生物合成中发挥重要作用。
2.3.3 肿瘤坏死因子α在骨骼肌修复中的作用机制 骨骼肌肿瘤坏死因子α的表达可能在离心运动诱导的骨骼肌炎症、氧化应激损伤以及氧化还原稳态调节过程中发挥重要作用，肿瘤坏死因子α主要通过p38MAPK、核因子kB等途径对生肌过程发挥调节作用，表现为促进增殖和早期分化。
p38MAPK途径：P38MAPK通路被认为是肌生成的开关[16]，研究发现，肿瘤坏死因子α在骨骼肌损伤修复中发挥调节作用是通过激活P38MAPK信号途径来实现的。
核因子kB途径：MyoD是成肌调节因子MRFs家族的成员之一，是成肌的决定因子[17]。骨骼肌肿瘤坏死因子α表达可能通过运动过程中核因子kB的两阶段活化触发，线粒体O2-合成增多可能诱导核因子kB在运动过程中的第一次活化，核因子kB首次活化诱导的肿瘤坏死因子α以及运动骨骼肌延迟性呼吸爆发可能是核因子kB在运动后 24 h第二次活化的原因。体外培养实验提示肿瘤坏死因子α是通过激活核因子kB进而抑制肌分化的，而这种抑制作用是可逆的。
2.4 骨骼肌损伤的临床治疗
2.4.1 中医疗法对延迟性肌肉酸痛的影响
中药制剂：中医理论认为，肌肉损伤的治疗以活血化瘀、清热解毒、清热凉血为主。目前有关复方中药用于运动延迟性肌肉损伤的研究较少[18]。中草药不仅可以促进肌肉血液循环，改善微循环功能，加速炎性产物和渗出物的吸收，而且中药复方的使用对提高肌肉功能、提高运动能力具有显著的效果。相比于西药，中药有着更少的不良反应。而中药作为具有中国特色的治疗手法，对延迟性肌肉酸痛的治疗效果也得到了肯定。屈红林等[18]认为补充复方中药能明显保护肌细胞膜结构和功能的完整性，稳定蛋白质和氨基酸的分解，减轻运动过程中对蛋白质的利用程度，从而改善运动能力，延缓运动性肌肉损伤和疲劳的发生。
按摩疗法：刘仁建等[19]认为通过推拿按摩手法作用挫伤部位的体表及穴位，可引起局部经络反应,激发和调整经气，疏通经络，同时增强气血生化，推动气血运行，起到祛瘀、消滞、止痛之功效。按摩能在损伤早期有效促进胰岛素样生长因子Ⅰ基因和蛋白的表达，从而加速受损组织的修复，有效提高损伤肌肉恢复的速度和质量。
针灸疗法：潘华山等[20]通过实验发现，针刺“肾俞”、“阳陵泉”、“内关”和“足三里”穴，大鼠骨骼肌线粒体电镜下的病理变化减轻，运动能力加强，疲劳延缓。针灸降低了骨骼肌丙二醛的含量,提高了超氧化物歧化酶的活性，降低肌细胞线粒体膜电位，提高钙离子含量，从而达到抗疲劳的效应。这与针刺对自由基的生成、积累产生抑制，加强抗过氧化能力，保护巯基免受自由基攻击，有效抑制线粒体内游离Ca2+外流，提高线粒体氧化代谢能力有关。这也是刺激相关穴位产生平衡阴阳、益精补肾的作用机制之一。但更深入的机制探讨，需要结合线粒体呼吸链电子漏旁路机制进一步阐述。
2.4.2 西药对延迟性肌肉酸痛的治疗
西药对骨骼肌再生及炎症反应起作用[21]：药物可以减轻肌肉损伤和促进功能的恢复，进而有助于减少经济上的负担和缓解身体上的痛苦。虽然治疗肌肉损伤的药物很少，但是有很多对于如缺血-再灌注等心血管并发症有作用的药物也可以起到促进发生相似情况的骨骼肌的再生的作用。
药物对于肌肉消耗或炎症疾病也被认为是对肌肉退化和再生的调节。现阶段肌肉损伤后修复的最基本的目的是控制炎症和促进肌纤维的再生，最终目的是提高肌肉的功能。药物可以通过加强新的纤维形成来促进肌纤维的再生或者增加现有肌纤维的大小来达到修复的目的。
依达拉奉治疗骨骼肌损伤：大量研究表明缺血-再灌注产生的自由基引起快速过氧化而导致肌肉损伤。Hori等[22]通过小鼠缺血-再灌注损伤模型高度模拟了肌肉组织学上的损伤，且认为用依达拉奉进行预治疗对于大鼠一段时间的缺血-再灌注后导致的肌肉损伤有保护作用。依达拉奉对缺血-再灌注损伤的保护作用是通过直接阻止骨骼肌中自由基的快速过氧化损伤，同时也可以减少二次损伤和炎症的浸润。
2.4.3 理疗对延迟性肌肉酸痛的影响 对于延迟性肌肉酸痛的治疗，临床上常用的疗法包括物理疗法及运动疗法。有研究表明，对于缓解和治疗延迟性肌肉酸痛，拉伸运动疗法或点刺激均效果不明显。而有研究者发现，热水浸泡能减轻延迟性肌肉酸痛症状。目前，普遍认为冰水疗法在肌肉损伤治疗中的作用为限制炎症的应答，对于运动损伤的应用也很普遍。Sellwood[23]认为，对于离心运动诱导的肌肉损伤，冰水浸泡对于疼痛、水肿和功能恢复没有益处，实际上，在延迟性肌肉酸痛发生后，应用冰水治疗可使运动员在随访中疼痛加重。
此外，李泽望[24]认为将理疗方法与中药治疗相结合的综合疗法，对于延迟性肌肉酸痛的治疗可达到相当满意的效果。
