中國組織工程研究與臨床康復(fù)11卷14期2007-04-08出版
羅才貴溫元強朱德良羅建綜述
成都中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，四川省成都市
成都中醫(yī)藥大學四川省成都市
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)項目（2005-2007）；
四川省教育廳專項基金（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)用計算機檢索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，檢索詞“Ca2+pump，Ca2+-ATPase，skeletalmuscle”，限定文獻語言種類為English。同時計算機檢索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，檢索詞“鈣ATP酶（Ca2+-ATP酶），骨骼肌，頸椎病病因”，限定文獻語言種類為中文。
對資料進行初審，選取包括Ca2+-ATP酶與肌組織損傷相關(guān)的文獻，開始查找全文。
納入標準：
Ca2+-ATP酶活性變化與骨骼肌損傷密切相關(guān)的文獻研究。
排除標準：
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，終會納入24篇符合標準的文獻。
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)病的一個因素，以酶活性變化作為指標來觀察頸椎病發(fā)病時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，而肌細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2+-ATP酶是調(diào)節(jié)細胞內(nèi)Ca2+濃度的重要蛋白質(zhì)之一，骨骼肌慢性勞損易導致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。強迫屈頸體位作為頸椎病發(fā)病的危險因素之一，可使頸椎椎后肌肉Ca2+-ATP酶活性降低，酶活性降低致使肌細胞損傷，并終會導致骨骼肌損傷而發(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重要指標之一。同時，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；頸椎病；探討
0引言
近年來，大量的研究使人們逐漸認識到頸部肌肉的變性造成頸部動力性失衡的發(fā)生與發(fā)展，終會導致椎間關(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)病的一個重要病因，作為頸椎病的一個重要發(fā)病原因，應(yīng)當加以詳細研究，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)和生物力學特性等方面，而在頸椎病發(fā)病后以椎后肌肉酶學活性的變化作為相關(guān)觀測指標的研究，在國內(nèi)外尚少見。尤其是在中醫(yī)學領(lǐng)域，以肌組織酶活性的前后變化作為研究指標來闡釋中醫(yī)藥對該病的確切療效，則未見有前期報道。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)病機制有重要意義，同時為中醫(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
從肌細胞膜上動作電位的產(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、釋放和重攝是此耦聯(lián)3個主要步驟之一。
當肌細胞膜興奮而出現(xiàn)動作電位時，這一電變化沿橫管膜向細胞內(nèi)擴布，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散，肌肉安靜時肌漿中Ca2+濃度低于10-7 mol/L。但在膜開始去極化短時間內(nèi)，Ca2+濃度可增高100倍，達到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，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平衡的一個重要條件，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，致使頸椎的動靜力平衡失調(diào)，不能維持頸部正常的生理功能，終會導致頸椎病的發(fā)生。
2、Ca2+與骨骼肌疲勞、損傷的關(guān)系
大量生物學和醫(yī)學實驗表明，細胞Ca2+代謝異常是引起肌肉結(jié)構(gòu)和機能變化從而導致疲勞產(chǎn)生的重要因素之一。此方面的研究，在運動醫(yī)學領(lǐng)域較為廣泛。李雷等研究發(fā)現(xiàn)，細胞Ca2+濃度的變化使機體產(chǎn)生不同程度的應(yīng)激和損傷，Ca2+濃度的改變導致疲勞和細胞凋亡的同步發(fā)生，細胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡，無論是細胞內(nèi)Ca2+濃度升高或下降，對細胞都有損傷作用。關(guān)于Ca2+濃度對橫管（T管）功能的影響，Howell和Otetliker進行了研究，發(fā)現(xiàn)運動產(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，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)，運動至衰竭時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認為在長時間的運動中，運送到肌漿網(wǎng)狀組織中的Ca2+會減少，這樣能量生成量減少，不能滿足運動需要使機體產(chǎn)生疲勞。Belcastro等認為長時間運動所引起的能量下降是因為Ca2+不均衡導致收縮連接過程中斷所致。王長青等通過試驗研究表明胞漿中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，進而引起肌肉收縮能力的下降，導致肌肉疲勞。
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個跨膜α螺旋，因其具有自動磷酸化特性，因此被歸屬為P型ATP酶。
ATP酶存在于組織細胞及細胞器的膜上，是生物膜上的一種蛋白酶。它在物質(zhì)運送、能量轉(zhuǎn)換以及信息傳遞方面具有重要的作用。機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胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標。肌肉運動的直接能源物質(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。
而位于骨骼肌細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（肌質(zhì)網(wǎng)）膜上的Ca2+-ATP酶是調(diào)節(jié)細胞內(nèi)Ca2+濃度的重要蛋白質(zhì)之一。肌肉舒張時釋放到肌漿中的Ca2+濃度迅速下降，便是由于肌質(zhì)網(wǎng)中鈣泵活動的結(jié)果，即：Ca2+-ATP酶作用是將導致細胞收縮的肌漿Ca2+轉(zhuǎn)運到肌質(zhì)網(wǎng)中儲存，使細胞回到靜息狀態(tài)。這是一個主動運轉(zhuǎn)過程，需要消耗ATP提供能量，Ca2+-ATP酶每轉(zhuǎn)運2個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，使人們遭受風寒濕邪侵襲及屈頸機遇大幅度上升，造成頸椎病的發(fā)病率不斷提高。
流行病學調(diào)查表明，不良的勞動姿勢是職業(yè)性肌肉骨骼損傷的一個重要因素，其中比較主要的是強迫體位的影響，而強迫屈頸體位是頸椎病發(fā)病的危險因素之一。強迫體位使機體產(chǎn)生的靜態(tài)負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。而細胞漿內(nèi)Ca2+負載增高抑制了線粒體的氧化磷酸化過程，而中等強度訓練可對Ca2+-ATP酶活性產(chǎn)生正性調(diào)節(jié)作用，從而提高細胞漿對Ca2+的清除能力，延緩肌肉產(chǎn)生疲勞時間，且有研究表明靜態(tài)牽拉負荷能導致肌細胞胞漿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)，其活力的大小是細胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標。二者均參與調(diào)節(jié)細胞內(nèi)Ca2+平衡，當胞漿內(nèi)Ca2+濃度升高時，Na+-K+-ATP酶通過Na+-Ca2+交換來調(diào)節(jié)，Ca2+-ATP酶則直接將Ca2+泵出細胞或轉(zhuǎn)移至亞細胞器，如線粒體、肌漿網(wǎng)等。而研究表明肌肉在靜態(tài)負荷下等長收縮達到比較大隨意收縮的百分之15～20時，血液循環(huán)減弱，可致組織缺血，代謝產(chǎn)物清除減慢，長時間可造成肌肉損傷。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胞膜電位紊亂，并且也影響了調(diào)節(jié)細胞內(nèi)Ca2+平衡的功能，Ca2++-ATP酶活性下降導致細胞內(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。而整個肌細胞的損傷，終會導致骨骼肌損傷，椎后肌肉如若不能正常調(diào)節(jié)頸椎動力學平衡，導致動力系統(tǒng)失衡，進一步引起頸部椎體-韌帶-椎間盤組織構(gòu)成的靜力平衡系統(tǒng)的失衡，終會導致整個頸椎系統(tǒng)生物力學功能的紊亂，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
肌細胞內(nèi)Ca2+濃度及其動態(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)頸椎力學系統(tǒng)平衡的一個重要因素。
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)病的一個重要原因及癥狀的具體體現(xiàn)，應(yīng)當在今后的醫(yī)學研究中得以重視。而觀察椎后軟組織在發(fā)病前后的酶學變化情況，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)病機制有重要作用。同時，在臨床中醫(yī)藥治療頸椎病過程中，將酶學作為觀察指標，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。