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中國組織工程研究與臨床康復(fù)11卷14期2007-04-08出版
羅才貴溫元強(qiáng)朱德良羅建綜述
成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，四川省成都市
成都中醫(yī)藥大學(xué)四川省成都市
羅才貴，男，1949年生，四川省峨眉山市人，漢族，1976年成都中醫(yī)藥大學(xué)畢業(yè)，主任醫(yī)師，主要從事骨傷推拿治療脊柱病的研究
四川省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（2005-2007）；
四川省教育廳專項(xiàng)基金（2005A059）；
四川省中醫(yī)局
收稿日期：2006-12-23
修回日期：2007-02-09
目的：
通過分析Ca2+與骨骼肌的關(guān)系，進(jìn)一步闡述頸椎椎后肌肉組織內(nèi)Ca2+-ATP酶與頸椎病的關(guān)系，及頸部軟組織的病理變化。
方法：
應(yīng)用計(jì)算機(jī)檢索PubMed1985-01/2006-12相關(guān)骨骼肌損傷與肌組織Ca2+-ATP酶關(guān)系方面的文獻(xiàn)，檢索詞“Ca2+pump，Ca2+-ATPase，skeletalmuscle”，限定文獻(xiàn)語言種類為English。同時(shí)計(jì)算機(jī)檢索CNKI與萬方數(shù)據(jù)庫1990-01/2006-12相關(guān)鈣ATP酶與骨骼肌損傷的關(guān)系，及頸椎病發(fā)病病因的文獻(xiàn)，檢索詞“鈣ATP酶（Ca2+-ATP酶），骨骼肌，頸椎病病因”，限定文獻(xiàn)語言種類為中文。
對資料進(jìn)行初審，選取包括Ca2+-ATP酶與肌組織損傷相關(guān)的文獻(xiàn)，開始查找全文。
納入標(biāo)準(zhǔn)：
Ca2+-ATP酶活性變化與骨骼肌損傷密切相關(guān)的文獻(xiàn)研究。
排除標(biāo)準(zhǔn)：
重復(fù)研究，Meta分析類文章。
共檢索到4050篇關(guān)于Ca2+-ATP酶活性變化，骨骼肌損傷及頸椎病發(fā)病原因等方面的文獻(xiàn)，終會(huì)納入24篇符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)。
結(jié)果：
目前對酶活性變化與骨骼肌損傷的關(guān)系研究已較為廣泛。而骨骼肌損傷作為頸椎病發(fā)病的一個(gè)因素，以酶活性變化作為指標(biāo)來觀察頸椎病發(fā)病時(shí)頸部軟組織病理變化情況，及治療后軟組織病理變化情況的研究則較為少見。
眾多研究表明，Ca2+是參與骨骼肌收縮的重要離子之一，與骨骼肌的生理病理有密切關(guān)系，而肌細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的重要蛋白質(zhì)之一，骨骼肌慢性勞損易導(dǎo)致ATP酶活性下降，而酶活性的下降加重骨骼肌損傷，而引發(fā)系列疾病。強(qiáng)迫屈頸體位作為頸椎病發(fā)病的危險(xiǎn)因素之一，可使頸椎椎后肌肉Ca2+-ATP酶活性降低，酶活性降低致使肌細(xì)胞損傷，并終會(huì)導(dǎo)致骨骼肌損傷而發(fā)病。
結(jié)論：
Ca2+-ATP酶活性變化是頸部軟組織病理變化的一個(gè)重要指標(biāo)之一。同時(shí)，該酶的活性變化也與頸椎病發(fā)病有著密切的關(guān)系。
關(guān)鍵詞：Ca2+；Ca2+-ATP酶；頸椎??；探討
0引言
近年來，大量的研究使人們逐漸認(rèn)識(shí)到頸部肌肉的變性造成頸部動(dòng)力性失衡的發(fā)生與發(fā)展，終會(huì)導(dǎo)致椎間關(guān)節(jié)及椎間盤纖維環(huán)退行性改變。頸部軟組織在頸椎發(fā)病環(huán)節(jié)中，不僅僅是癥狀的具體體現(xiàn)，更是該病發(fā)病的一個(gè)重要病因，作為頸椎病的一個(gè)重要發(fā)病原因，應(yīng)當(dāng)加以詳細(xì)研究，但目前對于頸椎病椎后軟組織病變的研究主要集中在解剖、血液循環(huán)和生物力學(xué)特性等方面，而在頸椎病發(fā)病后以椎后肌肉酶學(xué)活性的變化作為相關(guān)觀測指標(biāo)的研究，在國內(nèi)外尚少見。尤其是在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，以肌組織酶活性的前后變化作為研究指標(biāo)來闡釋中醫(yī)藥對該病的確切療效，則未見有前期報(bào)道。本文將從頸椎椎后肌肉組織Ca2+-ATP酶活性變化方面，來探討頸椎病發(fā)病中頸部軟組織的病理變化，這將對闡述頸椎病的發(fā)病機(jī)制有重要意義，同時(shí)為中醫(yī)藥治療頸椎病所取得確切療效的闡釋提供思路。
1、Ca2+是參與骨骼肌收縮的重要離子之一
從肌細(xì)胞膜上動(dòng)作電位的產(chǎn)生到以肌絲滑行為基礎(chǔ)的收縮之間存在著一個(gè)重要的中介過程——骨骼肌的興奮收縮耦聯(lián)，而肌質(zhì)網(wǎng)終池膜對Ca2+的通透性改變引起Ca2+的貯存、釋放和重?cái)z是此耦聯(lián)3個(gè)主要步驟之一。
當(dāng)肌細(xì)胞膜興奮而出現(xiàn)動(dòng)作電位時(shí)，這一電變化沿橫管膜向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)布，并深入到三聯(lián)體和肌小結(jié)附近，引起終池膜對Ca2+的通透性突然升高，于是終末池中Ca2+順著濃度差向肌漿擴(kuò)散，肌肉安靜時(shí)肌漿中Ca2+濃度低于10-7 mol/L。但在膜開始去極化短時(shí)間內(nèi)，Ca2+濃度可增高100倍，達(dá)到10-6mol/L，肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合可觸發(fā)肌絲滑行，引起肌肉收縮。興奮終止時(shí)，肌漿中的Ca2+濃度迅速下降，肌肉放松，恢復(fù)到原來的靜息狀態(tài)。
而頸椎椎后肌肉的正常收縮是維持頸椎力學(xué)平衡的一個(gè)重要條件，一旦椎后肌肉正常的收縮功能被破壞，如長期的低頭工作使頸肌過勞，引起頸肌慢性勞損，久之頸肌肌力減弱，致使頸椎的動(dòng)靜力平衡失調(diào)，不能維持頸部正常的生理功能，終會(huì)導(dǎo)致頸椎病的發(fā)生。
2、Ca2+與骨骼肌疲勞、損傷的關(guān)系
大量生物學(xué)和醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞Ca2+代謝異常是引起肌肉結(jié)構(gòu)和機(jī)能變化從而導(dǎo)致疲勞產(chǎn)生的重要因素之一。此方面的研究，在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較為廣泛。李雷等研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞Ca2+濃度的變化使機(jī)體產(chǎn)生不同程度的應(yīng)激和損傷，Ca2+濃度的改變導(dǎo)致疲勞和細(xì)胞凋亡的同步發(fā)生，細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡，無論是細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高或下降，對細(xì)胞都有損傷作用。關(guān)于Ca2+濃度對橫管（T管）功能的影響，Howell和Otetliker進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的Ca2+的積累（T管中Ca2+的濃度為0．8μmol/kg）可能減弱甚至阻止T管活動(dòng)，從而阻礙了肌絲滑行的完成。馮照軍研究肌球蛋白橫橋發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)至衰竭時(shí)心肌與腓腸肌的肌球蛋白Ca2+-ATP泵活性明顯降低，Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡。Byra認(rèn)為在長時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)送到肌漿網(wǎng)狀組織中的Ca2+會(huì)減少，這樣能量生成量減少，不能滿足運(yùn)動(dòng)需要使機(jī)體產(chǎn)生疲勞。Belcastro等認(rèn)為長時(shí)間運(yùn)動(dòng)所引起的能量下降是因?yàn)镃a2+不均衡導(dǎo)致收縮連接過程中斷所致。王長青等通過試驗(yàn)研究表明胞漿中Ca2+濃度增加，說明肌漿網(wǎng)等的攝鈣能力降低，使肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白形成的橫橋分裂減慢，影響肌肉的放松，Ca2+濃度增加激活蛋白水解酶和磷酸酶等造成肌纖維蛋白的降解，進(jìn)而引起肌肉收縮能力的下降，導(dǎo)致肌肉疲勞。
3、Ca2+-ATP酶及其功能
Ca2++-ATP酶是離子泵P型家族中的成員，由一條肽鏈構(gòu)成，它有10個(gè)跨膜α螺旋，因其具有自動(dòng)磷酸化特性，因此被歸屬為P型ATP酶。
ATP酶存在于組織細(xì)胞及細(xì)胞器的膜上，是生物膜上的一種蛋白酶。它在物質(zhì)運(yùn)送、能量轉(zhuǎn)換以及信息傳遞方面具有重要的作用。機(jī)體在缺氧或病理狀態(tài)下，ATP酶活力發(fā)生一系列轉(zhuǎn)變，所以ATP酶活力的大小是各種細(xì)胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標(biāo)。肌肉運(yùn)動(dòng)的直接能源物質(zhì)是ATP，而ATP的水解速率又決定于ATP酶活性的高低，因而，ATP酶活性是影響肌肉收縮張力和收縮速率的重要因素。
而位于骨骼肌細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（肌質(zhì)網(wǎng)）膜上的Ca2+-ATP酶是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的重要蛋白質(zhì)之一。肌肉舒張時(shí)釋放到肌漿中的Ca2+濃度迅速下降，便是由于肌質(zhì)網(wǎng)中鈣泵活動(dòng)的結(jié)果，即：Ca2+-ATP酶作用是將導(dǎo)致細(xì)胞收縮的肌漿Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)到肌質(zhì)網(wǎng)中儲(chǔ)存，使細(xì)胞回到靜息狀態(tài)。這是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程，需要消耗ATP提供能量，Ca2+-ATP酶每轉(zhuǎn)運(yùn)2個(gè)Ca2+需要消耗一分子的ATP。Ca2+-ATP酶是肌質(zhì)網(wǎng)膜上重要的跨膜蛋白，占肌質(zhì)網(wǎng)膜蛋白總量的百分之60，對細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的調(diào)節(jié)具有重要作用。
4、Ca2+-ATP酶與頸椎病的關(guān)系
隨著現(xiàn)代生活和現(xiàn)代工作方式人群的不斷增加，使人們遭受風(fēng)寒濕邪侵襲及屈頸機(jī)遇大幅度上升，造成頸椎病的發(fā)病率不斷提高。
流行病學(xué)調(diào)查表明，不良的勞動(dòng)姿勢是職業(yè)性肌肉骨骼損傷的一個(gè)重要因素，其中比較主要的是強(qiáng)迫體位的影響，而強(qiáng)迫屈頸體位是頸椎病發(fā)病的危險(xiǎn)因素之一。強(qiáng)迫體位使機(jī)體產(chǎn)生的靜態(tài)負(fù)荷容易引起肌肉疲勞，肌肉疲勞產(chǎn)生與肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+釋放減少有關(guān)，長時(shí)間連續(xù)肌肉收縮可以使肌質(zhì)網(wǎng)的Ca2+-ATP酶活性降低，對Ca2+的再吸收能力下降。而細(xì)胞漿內(nèi)Ca2+負(fù)載增高抑制了線粒體的氧化磷酸化過程，而中等強(qiáng)度訓(xùn)練可對Ca2+-ATP酶活性產(chǎn)生正性調(diào)節(jié)作用，從而提高細(xì)胞漿對Ca2+的清除能力，延緩肌肉產(chǎn)生疲勞時(shí)間，且有研究表明靜態(tài)牽拉負(fù)荷能導(dǎo)致肌細(xì)胞胞漿Ca2+濃度顯著增加，而骨骼肌損傷可能是由于胞漿鈣濃度升高和異常Ca2+內(nèi)流所致。
Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶是存在于生物膜上的一種蛋白質(zhì)，其活力的大小是細(xì)胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標(biāo)。二者均參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+平衡，當(dāng)胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高時(shí)，Na+-K+-ATP酶通過Na+-Ca2+交換來調(diào)節(jié)，Ca2+-ATP酶則直接將Ca2+泵出細(xì)胞或轉(zhuǎn)移至亞細(xì)胞器，如線粒體、肌漿網(wǎng)等。而研究表明肌肉在靜態(tài)負(fù)荷下等長收縮達(dá)到比較大隨意收縮的百分之15～20時(shí)，血液循環(huán)減弱，可致組織缺血，代謝產(chǎn)物清除減慢，長時(shí)間可造成肌肉損傷。肌肉組織由于長期缺血缺氧，線粒體功能障礙，ATP生成不足，則使依賴于ATP供能的Na+-K+-ATP酶及Ca2+-ATP酶活性下降。
Na+-K+-ATP酶活性下降主要使細(xì)胞膜電位紊亂，并且也影響了調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+平衡的功能，Ca2++-ATP酶活性下降導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載激惹一系列代謝紊亂，兩者均可致結(jié)構(gòu)退變，甚至喪失生命力。而整個(gè)肌細(xì)胞的損傷，終會(huì)導(dǎo)致骨骼肌損傷，椎后肌肉如若不能正常調(diào)節(jié)頸椎動(dòng)力學(xué)平衡，導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)失衡，進(jìn)一步引起頸部椎體-韌帶-椎間盤組織構(gòu)成的靜力平衡系統(tǒng)的失衡，終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)頸椎系統(tǒng)生物力學(xué)功能的紊亂，使頸椎穩(wěn)定性喪失，出現(xiàn)頸椎間盤的退變而發(fā)病。
5、討論
肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度及其動(dòng)態(tài)平衡不僅參與肌肉收縮等即刻反應(yīng)，而且在肌肉損傷和改建等過程中也起著重要作用。而Ca2+-ATP酶是參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的重要蛋白質(zhì)之一，對維持骨骼肌正常收縮功能有著重要的作用，也是關(guān)系到頸椎后部肌肉調(diào)節(jié)頸椎力學(xué)系統(tǒng)平衡的一個(gè)重要因素。
頸椎病作為一種常見病，而椎后軟組織病變作為頸椎病發(fā)病的一個(gè)重要原因及癥狀的具體體現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)在今后的醫(yī)學(xué)研究中得以重視。而觀察椎后軟組織在發(fā)病前后的酶學(xué)變化情況，將對深入了解頸椎病發(fā)病中頸部軟組織的病理變化，闡釋頸椎病的發(fā)病機(jī)制有重要作用。同時(shí)，在臨床中醫(yī)藥治療頸椎病過程中，將酶學(xué)作為觀察指標(biāo)，觀察中醫(yī)藥治療頸椎病對頸椎后部軟組織的影響，尤其是對軟組織病理變化的影響具有重要的指導(dǎo)意義。這將對說明中醫(yī)藥治療頸椎病的確切療效，更好的指導(dǎo)臨床應(yīng)用。充分發(fā)揮中醫(yī)藥治療頸椎病等相關(guān)疾病的優(yōu)勢，提升其在臨床應(yīng)用中的地位具有重要的意義。