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骨骼肌延迟性损伤(delayed onset muscle injury，DOMI)是运动后的常见现象，可以引起多种症状如肌肉酸痛、疼痛、压痛、肿胀、僵硬和肌肉无力，甚至会造成肌肉和结缔组织的损伤。DOMI能导致肌肉力量、运动及功能范围降低，影响运动员水平的发挥，也影响到人们的日常生活。因此骨骼肌运动损伤修复一直是国内外研究的热点。本文通过追踪过去十年里关于活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)、Ca2＋的信号传导通路及肌肉运动损伤的中西医相关治疗的研究进展，简述了ROS堆积、Ca2＋失衡与DOMI之间的关系，总结目前物理疗法及中医药通过调节二者的信号通路在一定程度上抑制和修复DOMI引起的骨骼肌细胞损伤的研究现状，以期为治疗骨骼肌运动损伤的研究提供新思路。
职业运动员及非职业运动员进行高强度或急性的运动时骨骼肌会发生疼痛，一般8～10 h开始、24～48 h到达疼痛高峰，1周后疼痛减轻甚至消失[1]。以骨骼肌偏心运动为典型的运动类型引起的肌肉损伤通常会发生延迟性肌肉酸痛(delayed onset muscle soreness，DOMS)，DOMS主要表现为肌肉活动度及力量减小，出现这种现象时肌肉的工作能力下降，无法快速适应高强度训练及比赛[2]。现代理论多认为骨骼肌微小结构的损伤是造成骨骼肌延迟性损伤的主要原因，最终导致了DOMS的发生。
目前研究显示非线粒体源性ROS在胞质中形成或释放是骨骼肌疲劳运动时自由基产生的主要途径，其与5－脂肪氧合酶、环氧合酶、细胞膜NADPH氧化酶和黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XO)密切相关[3]。这些酶类能够催化某些化合物通过氧化失去一个电子形成超氧阴离子自由基(O2－)，并在强还原条件下被细胞内巯基化合物，特别是谷胱甘肽(glutathione，GSH)和硫氧化蛋白(thioredoxin，TRXSH2)等还原酶还原[4]。NADPH氧化酶是在运动过程中一个主要的活性氧发生器，在ADP和Fe3＋的存在下，NADPH氧化酶催化电子从NADPH转移到分子氧形成超氧阴离子[5]。当发生剧烈运动以至于无氧状态下，XO参与活性氧的产生，导致ATP高度降解，AMP产生次黄嘌呤及黄嘌呤作为XO的底物，利用氧分子产生ROS[6]。高浓度的ROS堆积可以促进释放非酶抗氧化系统，导致细胞功能受损及大分子损伤引发DOMI，而骨骼肌适量运动产生的ROS会激活抗氧化酶，反过来抵抗氧化应激作用，主要的酶有锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase，Mn－SOD)，铜锌超氧化物歧化酶(copper－zinc SOD，Cu Zn－SOD)，细胞外超氧化物歧化酶(extracellular superoxide dismutase，EC－SOD)，过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GPX)[7,8]。因此，非线粒体源性氧化酶虽然在骨骼肌疲劳运动期是ROS产生的的主要调节因素，但在适量运动期可与抗氧化酶系统相互作用，抵抗损伤，故长期，规律性的适量运动有助于运动员降低比赛是剧烈运动带来的骨骼肌损伤。
ROS造成肌肉损伤目前有3种理论学说：(1)ROS能够促进外膜的透化作用(mitochondrial outer membrane permeabilization，MOMP)，释放Cyto c至胞质，与凋亡蛋白激活因子1(apoptosis protein activating factor，Apaf－1)结合形成七聚体结构的凋亡蛋白，激活Caspase－9，引起级联反应，激活Caspase细胞凋亡途径，最终导致肌肉细胞凋亡或坏死。(2)ROS能够导致线粒体基因组mtDNA氧化损伤，当线粒体mtDNA持续出现氧化损伤时，线粒体解偶联蛋白2(uncoupling protein 2, UCP－2)受损，呼吸链功能下降，ATP生成减少，且电位依赖性阴离子通道1(voltage dependent anion channel 1，VDAC－1)开放，线粒体膜电位下降，ROS生成增多，释放入胞质内的Ca2＋增多聚集，而与释放的Cyto c共同作用，，最终导致骨骼肌细胞损伤。(3)ROS能够对线粒体的蛋白质造成氧化损伤极，典型的有铁调节蛋白、α－酮戊二酸脱氢酶和顺乌头酸，分别调节线粒体的铁稳态及TCA呼吸链[9]。铁调节蛋白1是ROS的效应蛋白，其可以维持线粒体铁稳态，进而影响氧化平衡。H2O2通过级联效应激活铁调节蛋白1的活性，从而上调转铁蛋白受体，导致细胞内铁蓄积。Fe2＋同氧一样，含量增加具有毒性作用，通过Fenton反应，可以生成大量的OH－的，进一步促进氧化损伤。线粒体蛋白质，包括TCA循环酶(α－ketoglutarate dehydrogenase，α－KGDH)α－酮戊二酸脱氢酶和顺乌头酸对于氧化损伤特别敏感。α－KGDH失活通过TCA循环对NADH产生影响，顺乌头酸具有氧化抑制作用，当谷氨酸进入TCA循环提供碳分子转化为α－酮戊二酸盐时，顺乌头酸活性减低，一方面促进Fe2＋和H2O2的形成，另一方面会破坏TCA循环使得ATP生成不足[10,11]。以上3种ROS损伤方式不是孤立存在的，氧化磷酸化偶联程度降低造成线粒体膜易于遭受氧化损伤，从而导致线粒体内多种酶的改变，引起肌肉运动性疲劳甚至发生特殊类型的损伤。根据不同的损伤进行相应的治疗将会最大程度上进行DOMI修复。
肌浆网是储存Ca2＋并促进信号转导的重要部位，线粒体迅速吸收Ca2＋使其成为细胞中Ca2＋缓冲区，与内质网相互作用共同调节Ca2＋稳态。由于运动使得线粒体膜上的腺嘌呤核苷酸转移酶受到抑制，ATP产量下降，Ca2＋转运至内质网中的Ca2＋泵(Ca2＋－ATPase)或肌浆网Ca2＋泵(sarcoplasmic－endo－plasmic－reticulum Ca2＋－ATPase，SERCA)活性降低，Ca2＋泵回不足，胞质内Ca2＋进一步增加，Ca2＋稳态遭到破坏[12]。与此同时线粒体在细胞内的数量、形态和分布一直处于一种动态平衡状态，这种动态现象是由线粒体分裂和线粒体融合两种动作调节，不仅影响线粒体总体的状态，还影响着线粒体之间的相互作用以及其本身的功能状态。线粒体的分裂主要是由动力样蛋白1(dynamin－like protein 1，DLP1/Drp1)和线粒体分裂蛋白1(fission 1，Fis1)来调控的。Ca2＋可通过介导Drp1磷酸化或去磷酸化作用来调节线粒体融合－分裂的平衡。Ca2＋激活蛋白磷酸酶2B(protein phosphatase 2B，PP2B)，促进Drp1的定位，加速线粒体分裂；Ca2＋通过电压依赖性钙离子通道(voltage－dependent calcium channels，VDCC)进入胞质，激活了钙调蛋白激酶Iα(calmodulin kinase alpha，CaMKIα)，导致Drp1与Fis1定位于线粒体表面，使线粒体加速裂解；Ca2＋还可以介导Drp1磷酸化和去磷酸化的状态，增强Drp1活性及其在线粒体上分布，加剧线粒体分裂，抑制线粒体呼吸链的作用及ATP的生成，促进细胞损伤[13]。由以上机制的研究不难看出，Ca2＋失衡对骨骼肌短期内会造成运动力量受阻，肌肉酸痛肿胀。长期进行有规律适量的运动耐受训练，将有助于骨骼肌内线粒体网络和数量的加强，增加对Ca2＋平衡的调控以及失衡耐受。
中、西医各种疗法可以通过调节氧化及抗氧化平衡和Ca2＋平衡来改善或者修复骨骼肌损伤。
目前在骨骼肌延迟性损伤的修复中发挥重要作用的西药以维生素C和维生素E为主。它们皆可通过调节ROS的通路调节氧化应激反应。但大量的研究表明，西药抗氧化剂可能中断了骨骼肌细胞内线粒体对于运动产生的适应能力[14,15]。当西药抗氧化剂处于高剂量水平时，运动诱导的氧化应激标志物含量增加。Childs等[16]的研究表明在7个人体周期性上臂运动的实验中，研究者分别使用了维生素E、维生素C及二者联合用药。维生素E能够抑制氧化应激标志物丙二醛(maleic dialdehyde，MDA)的产生，而维生素E和维生素C二者结合对丙二醛的含量无影响，维生素C单独作用则具有促进丙二醛增加的作用[17]。在另一组研究中，3 d的抵抗性运动后，血浆肌酸激(creatine kinase，CK)水平的表达：维生素E组高于对照组，然而这种增加是轻微而迅速的，抗氧化药物对于肌肉酸痛程度及运动表现水平没有影响[18]。Gomez－Cabrera等[14]表明，缓慢补充维生素C会通过抑制运动训练的有益作用来影响运动表达。这在人与动物中都有发生，通过分析动物肌肉表明抗氧化剂可以抑制Mn－SOD和谷胱甘肽过氧化酶(glutathione peroxidase，GPX)基因的表达。目前的研究揭露了抗氧化剂对于DOMI没有影响甚至起到损伤肌肉的作用。PNAS上最新的一篇研究揭露了其最新的细胞学机制，即短期高强度间隔性锻炼后足以引起肌肉细胞的钙离子通道持续变化，此变化是由于适应性自由基增加所引起的。在实验中也使用如维生素C和维生素E等抗氧化剂处理小鼠肌肉，结果表明抗氧化剂消除运动对钙离子通道造成的改变，这表明抗氧化剂的损伤作用可能是由于在抗氧化的同时阻断钙离子通道造成的[19]。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是重要的抗氧化应激酶，而许多中药具有提高SOD酶的活力，如细辛、黄芪丹参和当归，而当归具有提高大脑皮质中Ca2＋－ATP酶活性，降低脂褐素(lipofuscin，LPF)含量，高剂量时效果更加明显，细辛和黄芪丹参也分别具有促进组织清除MDA和提高谷胱甘肽(glutathione－peroxidase，GSH－px)的活性[20,21,22]。大豆异黄酮及白藜芦醇可以通过直接清除体内的活性氧或通过与抗氧化防御系统相互作用间接修复骨骼肌损伤，如：(1)与辅酶Q呈竞争性降低电子传递链复合物Ⅲ活性；(2)清除线粒体内产生的ROS；(3)抑制脂质过氧化反应，修复骨骼肌损伤[23]。目前的结果表明中药可以在抗氧化的同时也对机体有益的调节钙离子通道，但中药成分复杂，且实验的重复率低，有关具体有效作用单体还有待于进一步加强分析。
(1)针灸：王荣国等[24]通过建立家兔骨骼肌钝器伤模型，利用0.4 mA电针刺激发现总抗氧化能力(total antioxidative capacity，T－AOC)值最大，CK值及MDA值最小，肌肉损伤程度及脂质氧化程度最轻，对ROS清除能力最强；且针灸可以通过提高Ca2＋－ATP酶活性，调节Ca2＋循环来维持细胞内外及胞质与线粒体、肌质网等细胞器之间Ca2＋的动态平衡，降低Ca2＋对线粒体的损伤。(2)按摩：按摩通过抑制细胞色素氧化酶的下降、促磷酸肌酸激酶(promotion of creatine kinase，CPK)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)的恢复进而维持氧化磷酸化平衡治疗后发现按摩能够减轻炎症反应、抑制肌组织损伤、促进损伤周围微循环生成、促进损伤肌肉组织修复[25]。但目前认为因素对其影响较大。
综上所述，DOMI损伤中自由基过氧化学说及Ca2＋稳态失调是目前研究的热点问题，通过调控细胞凋亡、引起DNA损伤、改变骨骼肌超微结构等方面诱导DOMI的发生。了解ROS及Ca2＋失衡与DOMI之间的关系发现，中医推拿、针灸及传统中药、现代中药对治疗及预防DOMI损伤有一定的疗效，尽管西药在治疗DOMI的作用效果上存在一定质疑，但机制仍不完全明确。目前，由于中医物理疗法对执行者的技术能力要求较高，资源较少，大部分中药成分复杂难以掌控等原因，导致中医、中药在治疗骨骼肌延迟性损伤中仍存在较大困难。因此找到一种明确的快速修复骨骼肌损伤并加快代谢、无毒副作用或毒副作用小、依赖性低而经济实惠的综合性药物显得尤为重要，必将成为日后运动医学研究的重点内容。
