2022年10月3日

肌肉穿过:连接人体下肢肌肉和关节的僵硬

柴浦理工学院的研究

关节灵活性是衡量人类身体健康的重要指标，尤其是在决定运动表现时。它负责在压力条件下保护肌肉-肌腱单元，长时间抵抗外力，确保关节有更大的活动范围(RoM)。

因此，下肢关节僵硬会对身体健康产生负面影响，导致摔倒和运动损伤的风险增加。肌肉组织的硬度被认为会影响与之接触的关节的硬度。然而，这种联系还没有被充分探索，特别是在小腿肌肉(小腿三头肌)和踝关节发现于人类的下肢。

为了解决这个问题知识差距来自日本柴浦理工学院的赤城良大教授和早稻田大学运动科学学院的平田kosuke Hirata博士组成了一个研究小组，研究了肱三头肌僵硬度和踝关节被动僵硬度之间的年龄相关性。他们的研究发表在杂志上前沿生理学2022年9月5日。

“了解这种联系可以帮助提高关节的灵活性，提高运动表现，减少运动和/或日常生活活动中受伤的风险，并提高生活的整体质量年纪大的人赤木博士和平田博士在解释这项研究背后的动机时说。

为了达到这一目标，研究人员招募了40名年轻(21-24岁)和老年(62-83岁)成年男性作为研究对象。超声剪切波弹性成像技术被用来测量包括肱三头肌在内的肌肉的肌肉剪切模量(它是肌肉硬度的指示)，即内侧[MG]、外侧腓肠肌[LG]和比目鱼肌[Sol]。记录每位受试者在踝关节中立位(NP)和15°背屈位(DF15)时的膝关节完全伸展值。

踝关节的被动刚度由NP和DF15的被动力矩关节角(由被动/不自主踝关节背屈引起)形成的曲线的斜率估计，然后由体重归一化。为了评估关节刚度测量过程中的肌肉放松，记录了肱三头肌的MG、LG和Sol的肌电图(EMG)活动。然后对数据进行统计分析，以建立绝对、归一化踝关节刚度和肌肉剪切模量之间的联系。

分析表明，在年轻参与者中，DF15处踝关节的绝对刚度与肌肉剪切模量显著相关，但在老年参与者中没有，而在NP组中，两组都没有这种关联。DF15处踝关节正常化刚度也与两组中肱三头肌所有肌肉的剪切模量显著相关，而在NP时，两组仅与MG和LG相关。

赤木博士和平田博士在解释这些发现的结果时表示，他们的“结果表明，整个苏三头肌的僵硬程度，甚至是苏三头肌之间最柔软的肌肉Sol，都会影响踝关节的被动僵硬程度，尤其是当苏三头肌背屈并按体重正常时。”

研究人员发现，被动关节刚度与年龄无关。然而,肌肉年轻组颅三头肌的剪切模量明显高于老年组。另一方面，在DF15时，两组间无显著差异。