经筋手法干预膝骨关节炎模型兔骨骼肌收缩力学的改变

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2972

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
腘绳肌：是大腿后侧的肌群，包括半腱肌、半膜肌、股二头肌，腘绳肌与强有力的股四头肌相对应，它收缩的主要功能就是屈膝和后伸髋关节，是维持膝关节稳定性的重要动力性稳定结构。
一指禅手法：用拇指指端、罗纹面或偏峰着力于一定位或经络穴位上，沉肩垂肘，以腕关节悬屈，运用腕间的摆动带动拇指关节的屈伸活动，以使之产生的功力轻重交替、持续不断地作用于经络穴位上，又称为一指禅推法。

背景：团队前期研究发现，足阳明经筋及足太阳经筋在膝骨关节炎的发病中起重要的作用，二者循行对应的是腘绳肌及股四头肌。在经筋辨证指导下以手法治疗膝骨关节炎取得较好疗效，但其作用机制尚不明确。
目的：观察经筋手法对兔膝骨关节炎骨骼肌收缩力学改变的影响。
方法：12 只新西兰兔随机分为经筋手法组、常规手法组和对照组，每组 4 只，均以Videman右后膝伸直位固定制动法构建右膝关节炎模型。经筋手法组及常规手法组分别在造模后第 2 天接受经筋手法及常规手法治疗，3次/周，治疗2周；对照组造模成功后正常饲养。治疗结束后1周对各组兔大腿股四头肌及腘绳肌进行收缩力学实验测试。实验经广州中医药大学实验动物伦理委员会批准(批准号：20190221018)
结果与结论：①在治疗 2周后2个手法组股四头肌及腘绳肌的单收缩幅度、强直收缩幅度、弹性模量优于对照组(P < 0.05)。经筋手法组的单收缩幅度、强直收缩幅度优于常规手法组(P < 0.05)；②结果说明，经筋手法可以有效改善兔膝关节炎模型骨骼肌的收缩力学指标，从而改善临床症状，延缓疾病的进展。
https://orcid.org/0000-0003-1332-9772(黄旭东)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 经筋手法, 骨关节炎, 骨骼肌, 力学, 动物, 模型

Abstract: BACKGROUND: The team’s previous research found that foot-Yangming meridian and foot-Taiyang meridian play an important role in the pathogenesis of knee osteoarthritis, with the correspondence to the hamstring muscle and quadriceps muscle, respectively. Under the guidance of meridian syndrome differentiation, manipulative therapy for knee osteoarthritis has achieved good results, but its mechanism of action is not yet clear.
OBJECTIVE: To observe the effect of aponeurotic channel manipulation on contractile mechanics of the skeletal muscle in rabbits with knee osteoarthritis.
METHODS: Twelve New Zealand rabbits were randomly divided into three groups, a musculoaponeurotic manipulation group, a conventional manipulation
group and a control group, with four rabbits in each group. The right knee arthritis model was established by the method of video right rear knee extension and fixed brake. The former two groups were treated by musculoaponeurotic manipulation and conventional manipulation respectively on the 2nd day after modeling, three times a week for 2 weeks in total. Rats in the control group were fed normally. At 1 week after the end of the treatment, the quadriceps and hamstring muscles of the right thigh were taken for contractile mechanics test. The experiment was approved by the Experimental Animal Ethics Committee of Guangzhou University of Chinese Medicine (approval No. 20190221018)
RESULTS AND CONCLUSION: After 2 weeks of treatment, the single contraction amplitude, tetanic contraction amplitude and elastic modulus of the quadriceps femoris and hamstring muscle in the two treatment groups were better than those in the control group (P < 0.05). The amplitude of single contraction and tetanic contraction in the musculoaponeurotic manipulation group was better than that in the conventional manipulation group (P < 0.05). These findings indicate that musculoaponeurotic manipulation can effectively improve the contractile mechanics index of rabbit knee osteoarthritis model, so as to improve the clinical symptoms and delay the progress of the disease.

Key words: musculoaponeurotic manipulation, osteoarthritis, skeletal muscle, mechanics, anima, model

中图分类号:

黄旭东, 易志勇, 韩清民. 经筋手法干预膝骨关节炎模型兔骨骼肌收缩力学的改变[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(2): 201-204.

Huang Xudong, Yi Zhiyong, Han Qingmin. Musculoaponeurotic manipulation changes contractile mechanics of the skeletal muscle in rabbits with knee osteoarthritis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(2): 201-204.

图/表（结果） 1

参考文献

[1] MOBASHERI A, BAY-JENSEN AC, VAN SPIL WE, et al. Osteoarthritis Year in Review 2016: biomarkers (biochemical markers). Osteoarthritis Cartilage. 2017;25(2): 199-208.
[2] Zult T, Gokeler A, van Raay JJ AM, et al. An anterior cruciate ligament injury does not affect the neuromuscular function of the non-injured leg except for dynamic balance and voluntary quadriceps activation. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017;25(1):172-183.
[3] 黄旭东,韩清民,陈小勇．95例膝骨关节炎六经筋辨证分布规律的临床研究[J].辽宁中医杂志,2010 37(11):2187．
[4] 黄旭东,韩清民.经筋辨证外治法治疗足太阳经筋型膝骨关节炎的临床对照研究[J].吉林中医药,2016,36(10):1024-1026.
[5] 黄旭东,韩清民.膝骨关节炎足太阳经筋证腘绳肌柔韧性的临床对照研究[J].广州中医药大学学报,2016,33(4):502-505.
[6] 曾俊华,马笃军,彭力平,等.实验兔膝骨关节炎模型的建立及鉴定[J].中国临床研究,2016,29(5):679-682.
[7] Shimoura K, Iijima H, Suzuki Y, et al.Immediate effects of transcutaneous electrical nerve stimulation on pain and physical performance in individuals with pre-radiographic knee steoarthritis: a randomized controlled trial.Arch Phys Med Rehabil.2018;9(7):713-724.
[8] ØIESTAD BE, JUHL CB, EITZEN I, et al. Knee extensor muscle weakness is a risk factor for development of knee osteoarthritis. A systematic review and meta-analysis. Osteoarthritis Cartilage.2015;23(2):171-177.
[9] CULVENOR AG, RUHDORFER A, JUHL C, et al. Knee Extensor Strength and Risk of Structural, Symptomatic, and Functional Decline in Knee Osteoarthritis: A Systematic Review and Meta-Analysis.Arthr Care Res.2017;69(5):649-658.
[10] VANNINI F, SPALDING T, ANDRIOLO L, et al. Sport and early osteoarthritis: the role of sport in aetiology, progression and treatment of knee osteoarthritis.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc.2016;24(6):1786-1796.
[11] ENGEBRETSEN A H, MYKLEBUST G, HOLME I, et al.Intrinsic risk factors for acute knee injuries among male football players: a prospective cohort study. Scand J Med Sci Sports. 2011;21(5): 645-652.
[12] Wada O, Kurita N, Kamitani T, et al.Influence of the severity of knee osteoarthritis on the association between leg muscle mass and quadriceps strength: the SPSS-OK study.Clin Rheumatol. 2012;12(11):123-135.
[13] Norte GE, Hertel JN, Saliba S, et al.Quadriceps Function and Patient-Reported Outcomes After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction in Patients With or Without Knee Osteoarthritis. J Athl Train. 2013;31(4): 511-526.
[14] 安丙辰,郑洁皎,沈利岩.膝骨关节炎与膝关节伸、屈肌群肌力的相关性研究[J].医用生物力学, 2015, 30(2): 174-178.
[15] DeVita P, Aaboe J, Bartholdy C, et al.Quadriceps-strengthening exercise and quadriceps and knee biomechanics during walking in knee osteoarthritis: A two-centre randomized controlled trial. Clin Biomech (Bristol, Avon).2015;51(1): 40-48.
[16] 张伟强,李波,李帆冰.膝骨性关节炎分期与疼痛部位的相关性研究[J].云南中医学院学报,2016, 39(5):78-81.

引言

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。
1.2 时间及地点实验在2019年5月至12月于广州中医药大学实验动物中心完成。
1.3 材料 12只雄性健康成年新西兰兔，体质量(1.68± 0.26) kg，由广东省医学动物实验中心提供，许可证号：SCXK(粤) 2019-0058。该研究符合国家及学校制订的有关实验动物保护和使用的指南，已取得广州中医药大学实验动物伦理委员会批准(批准号：20190221018)。
1.4 实验方法

1.4.1 实验分组及骨关节炎模型的构建 12只新西兰兔应用随机数字分组分为常规手法组、经筋手法组和对照组，每组4只，均釆用Videman右后膝伸直位固定制动法建立膝骨关节炎模型[6]，固定2周。具体步骤见图1。

模型判定：饲养2周后于对照组随机抽取1只麻醉后处死观察期其关节软骨退变情况，用于造模后检测造模是否成功。可见关节软骨退变增生明显，周边出现大量骨赘，关节间隙变窄，符合膝骨关节炎改变(见图2)。

1.4.2 各组处理方法
(1)经筋手法组：①经筋梳理、查找筋结病灶点：动物取仰卧位，施术者沿着足阳明经筋方向(从髌骨前方向大腿前侧至大腿上段)整体梳理足阳明经筋循行部位的肌肉、肌腱、韧带。采用一指禅的手法沿着足阳明经筋(从足侧向头侧) 进行点、拨、弹、按、揉等梳理手法；再取俯卧位，沿着足太阳经筋循行(从膝后侧腘窝处走大腿后侧至坐骨结节)方向进行梳理寻找筋结病灶点，对筋结点筋聚点进行标记。②筋结点松解、关节拔伸：松解重点在股四头肌所属的肌内外侧肌、股中间肌及股直肌；腘绳肌所属的股薄肌、半腱肌、股二头肌。采用一指禅的手法对前期梳理所得的经筋病灶点进行松筋解结消灶，强调要重点松解股四头肌及腘绳肌所属的肌肉、肌腱、筋膜等部位。同时参照膝骨关节炎常规手法操作规范进行推揉髌骨、膝髋关节摇摆、拔伸牵引等操作。操作时注意寻找经筋循行部位的筋结点、筋聚点进行松解。操作时手法避免用力过度集中，应做到柔和有力，从容和缓以达到舒筋止痛的效果。手法频率60-80次/min。每次推拿治疗约20 min，3次/周，治疗2周。
(2)常规手法组：参照“国家中医药管理局‘十一五’重点专科膝痹病(膝骨关节炎)协作组诊疗方案”的手法操作规范进行操作。该手法包括推揉髌骨、松解手法、摇髋关节、膝关节拔伸牵引等治疗手法。手法频率60-80次/min。每次推拿治疗约20 min，3次/周，治疗2周。
(3)对照组：造模成功后正常饲养2周。
1.4.3 收缩力学分析疗程结束后麻醉兔，对各组兔股四头肌及腘绳肌标本进行收缩力学分析。
(1)弹性模量测量：于治疗结束1周后对各组兔进行实时剪切波超弹性成像检测，超声检测前动物禁食10-16 h，采用法国SuperSonic Imagine AixP10rer型实时SWE超声诊断仪对各组股四头肌与兔腘绳肌行活体弹性模量测量。测试前剔除动物右下肢全部毛发，先取俯卧位测量腘绳肌再取仰卧位测量股四头肌，除患肢外，将其余肢体固定在兔台上，使右下肢处于放松状态，待兔安静后，再使用超声检查肌肉弹性模量。
首先使用常规二维超声以横切面检查肌腹，再沿纵切面进行旋转90°以测量肌腹，一般设置深度为1.0-2.0 cm，一旦感兴趣的部位则启动SWE模式(即弹性成像模式)，统一将感兴趣区设置成直径为2 mm的圆形区域，距表面皮肤0.5-1.0 cm，超声仪以声辐射脉冲(SonicTouchTM)施加对肌肉组织的刺激，超高速成像技术(UltraFastTM)则探测超声辐射脉冲产生的剪切波，生成组织弹性图。在图像稳定2.0-3.0 s后，应用Q-BOX测量肌肉的杨氏模量(测量区域杨氏模量的平均值、最大值和最小值)。
(2)收缩幅度(Pt)测量：实验前动物禁食8-12 h，兔麻醉后，俯卧固定于兔台上。在腘窝处切开皮肤，由下肢轴线向上直到坐骨结节止点，继续向下剪开皮肤至胫骨近端内侧腘绳肌肌肉止点，小心剥离皮肤、筋膜、暴露肌层。分离腘绳肌至胫骨近端内侧腘绳肌肌肉止点，保持腘绳肌与胫骨内侧的肌肉止点连续。并手术缝线进行结扎固定于胫骨与腘绳肌肌腱止点处。再取兔于仰卧位，沿着髌骨上缘至大腿前方，分离并取出股四头肌，保持股四头肌与髌骨的连接处，待2条牵引肌肉到生理状态的绷紧状态后，将其连接于张力换能器(肌肉张力换能器JH-2204005，50 g，成都仪器厂)，将肌肉上的结扎线、肌肉走行、张力换能器上的结扎线维持在一条直线上。
使用支架固定张力换能器，使用信号采集线与MR-6240生物信号采集系统处理器(RM-6240四道生理记录仪，成都仪器厂)相互连接。将刺激电极平行扎入股四头肌与腘绳肌肌腹，然后启动示波按钮，先调节在支架上张力换能器的位置，并使基线维持在-2后再次归零。接下来就是选择刺激器的作用参数(波宽5 ms，延时1 s)，首先采用单刺激，作用强度从零开始逐渐逐步增加，每次増加0.1 V为宜，注意密切观察肌肉收缩幅度及其收缩曲线变化，直至找到股四头肌与腘绳肌单次收缩的最大收缩幅度(Pt)，并记录下来以待后续统计。强直收缩：利用已经找到的股四头肌与腘绳肌单收缩的最大刺激幅度(Pt)的60%为基准，给予股四头肌与腘绳肌连续刺激，同时缓慢增加刺激强度，注意股四头肌与腘绳肌收缩曲线的变化，最后可以得到股四头肌与腘绳肌强直收缩的最大收缩幅度(Pt)。
1.5 主要观察指标兔股四头肌与腘绳肌单收缩幅度(Pt)、强直收缩幅度(Pt)、弹性模量(kPa)。
1.6 统计学分析采用 SPSS 22统计软件包进行统计分析，所有数据采用x±s表示。所有数据先进行正态性检验及方差齐整性检验，符合正态分布及方差齐的数据资料采用单因素方差分析，各组间分析采用LSD中Dunnett’s post hoc检验。不符合正态检验或方差不齐的数据，采用非参数检验。以P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

膝骨关节炎病变的组织包括关节软骨、滑膜、半月板、关节周围的韧带、肌腱、肌肉及软骨下骨[1]，其中维持膝关节力学稳定的最主要因素是肌肉和韧带，韧带起到静力性作用，而肌肉则发挥动力性作用，他们的损伤可导致膝骨关节炎[2]。对于临床最常见的老年退行性膝骨关节炎，肌肉的退变损伤在膝骨关节炎发病及进展中起了重要的作用[7]。
肌肉损伤功能降低在膝骨关节炎发生发展的作用得到了广泛关注。在膝关节周边的众多肌肉中，主要伸膝肌群-股四头肌以及主要屈膝肌群-腘绳肌的损伤退变在膝骨关节炎的发病中起了很重要的作用。股四头肌由股中间肌、股内外侧肌及股直肌组成，而腘绳肌则包含股薄肌、股二头肌以及半腱肌。ØIESTAD等[8]发现出现膝骨关节炎影像学病变往往存在伸肌无力。CULVENOR等[9]证实膝骨关节炎症状加重和功能退化与伸肌无力相关。与此同时，股四头肌使用过度产生超负荷应力同样也可导致膝骨关节炎发生[10]。ENGEBRETSEN等[11]发现伸肌的过度使用导致膝关节应力异常，更易导致膝骨关节炎。WADA等[12]与NORTE等[13]发现膝骨关节炎患者股四头肌与正常人的肌肉功能对比，其肌肉的肌纤维长度、力量和厚度都有所下降。安丙辰等[14]发现膝骨关节炎的股四头肌及腘绳肌肌力均出现不同程度降低。DEVITA等[15]认为伸肌和屈肌协同作用在维持膝关节稳定中发挥重要作用，膝关节周围的肌肉可稳定、保护和加固膝关节，如“夹板”可保护膝关节，肌肉的损伤显著增加了罹患膝骨关节炎的机会。
肌肉及其附属结构的损伤在中医上均属于“筋伤”范畴，而中医手法治疗“筋伤”是中医的特色及长项。中医经典理论将下肢的肌肉及其附属组织如肌腱、筋膜按照经络循行，分为足六经筋。按照患者压痛点及筋结点分布与经筋循行对应进行经筋辨证发现[3]：膝骨关节炎患者临床以足阳明经筋及足太阳经筋证最多，两者合计占到约75%。这里面所占比例最大的是足阳明经筋病症，占到59.86%，而足阳明经筋在病灶点的总数里占41. 97%，有81个；足太阳经筋占30. 05%，有58个[3]。《素问·阴阳类论篇》曰“太阳为父，位置最高。《灵枢•营卫生会篇》指出“太阳主外”，卫外固表，是保护人体的第一道屏障，为“诸经之藩篱”。《伤寒论》中受外邪后也一般先表现为太阳经病变。同时作者也注意到，其他经筋病变往往影响到足太阳经筋，引起该经筋的病变，这是因为阳明经筋病变导致膝关节屈伸不利，久之可能引起太阳经筋挛缩；而少阳、三阴经筋病变也可能散布到太阳经筋，因而在病灶点频次前6位有3个属于足太阳经筋。同时其他研究者也得出了类似的结论。张伟强等[16]发现在早期膝骨关节炎疼痛部位主要为足阳明经及足太阳经的循行部位(80.1%)。并通过2年的观察随访，对其后续的传变进行了研究，结果也显示膝骨关节炎的发病及进展与六经筋理论有一定相关性。
作者应用中医手法针对膝骨关节炎模型的足阳明经筋病症(股四头肌)、足太阳经筋(腘绳肌)进行治疗，发现对于股四头肌以及腘绳肌的收缩力学改善明显，特别是在经筋辨证理论指导下的中医手法治疗，针对膝关节周围最主要的两个骨骼肌：股四头肌(主要的伸膝装置)、腘绳肌(主要的屈膝肌肉)以及他们的附属组织，进行针对性的治疗，可更加明显的改善肌肉的收缩力学特性。这就提示在膝骨关节炎的中医手法治疗时，应该更加强调对股四头肌、腘绳肌及其周围筋膜、肌腱止点的治疗，特别是对于经筋循行部位的筋结筋聚点的查找治疗。相较与进行单纯的痛点按摩及关节被动活动，能够取得更加良好的效果。也应当注意的是在治疗时不应一味地追求改善肌肉收缩力学性能的改善，因为膝关节功能的维持更主要依靠股四头肌、腘绳肌这2个膝关节周围最重要肌肉的相对平衡。某个肌肉收缩力的过大很容易导致2个肌肉的力学不平衡，这很可能就是临床上膝骨关节炎患者常见的牵扯痛的来源。由于目前手法治疗促进膝骨关节炎膝周肌肉损伤修复的分子生物学基础研究欠缺，影响了临床的推广及疗效的提高，这也是下一步研究的重点。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程