肌腱生理学概述：损伤和疾病对肌腱结构、功能及愈合过程的影响

《Orthopaedics and Trauma》：An overview of tendon physiology: the impact of injury and disease on structure, function and healing

　　腱组织是连接肌肉与骨骼的关键结构，具有高度特化的胶原纤维和弹性蛋白组成，确保机械强度与柔韧性平衡。损伤由急性创伤、慢性劳损或糖尿病、类风湿关节炎等系统性疾病引发，修复过程分血肿形成、炎症反应、肉芽组织增生和重塑四个阶段。诊断依赖超声和MRI等影像技术，治疗涵盖保守康复、手术干预及PRP、干细胞等生物疗法。研究焦点包括腱细胞 mechanotransduction 机制、炎症介质与ECM重塑的相互作用、胶原成熟分子信号及新型生物标志物开发。

　　

Rianna Graham | Chido Donald Nwankwo

Rianna Graham，英国布莱顿皇家萨塞克斯郡医院创伤与骨科部门创伤与骨科专业医师，拥有BMBS和CT资格。无利益冲突声明。

摘要

1. 肌腱是连接肌肉和骨骼的重要结构，它们在实现运动的同时维持关节的稳定性。肌腱具有高度特化的结构，由排列整齐的I型胶原蛋白、蛋白聚糖、糖蛋白、弹性蛋白以及独特的细胞外基质组成，这种结构确保了肌腱在机械强度和柔韧性之间的平衡。当肌腱因急性创伤、慢性过度使用或系统性疾病而受损时，其完整性会受到破坏，从而导致疼痛、功能障碍以及沉重的医疗负担。本文综述了当前关于肌腱解剖学、细胞和分子调控机制以及损伤后多阶段修复过程的认知，同时探讨了包括保守治疗、康复训练到先进外科干预在内的现代诊断方法和管理策略，还涉及了富血小板血浆（PRP）、干细胞应用和基因调控等新兴生物疗法。此外，本文还强调了肌腱再生过程中面临的挑战，以及糖尿病、类风湿性关节炎和慢性肾病（CKD）等系统性疾病对肌腱完整性的影响。通过将实验室研究成果与临床实践相结合，本文旨在为制定明智的诊疗决策并提供更好的骨科护理效果提供全面参考。

引言

1. 肌腱不仅仅是简单的纤维结构，它们是动态的组织，在肌肉骨骼系统中发挥着关键作用，充当肌肉与骨骼之间的桥梁。肌腱传递收缩力，从而促进运动并维持关节稳定。由于其重要作用，无论是由于突发性创伤、重复性微损伤还是系统性的代谢紊乱引起的损伤，都对临床治疗带来了重大挑战。随着运动参与度的增加和人口老龄化，临床医生亟需了解影响肌腱健康和修复的机械和生物学因素。
2. 本文结合了当前的研究成果和临床见解，深入探讨了肌腱的生理学特性、损伤的病理生理机制以及随后的愈合过程，还评估了各种诊断技术和旨在促进修复的治疗方法。

结构与组成

1. 肌腱主要由I型胶原蛋白构成，这些胶原蛋白以高度有序且紧密排列的形式存在，赋予了肌腱卓越的拉伸强度。¹在胶原蛋白基质中，蛋白聚糖、糖蛋白和弹性蛋白相互交织，共同决定了肌腱的粘弹性——这对运动中的能量储存和恢复至关重要。细胞外基质（ECM）的高含水量也调节了肌腱的承重能力和整体生物力学特性。

肌腱细胞的功能与细胞外基质的维持

1. 肌腱细胞在维持肌腱稳态中起着核心作用。在受到机械负荷时，这些细胞会上调与胶原蛋白合成和细胞外基质更新相关的基因。⁵通过机械转导途径，肌腱细胞将机械刺激转化为生化信号，从而增强胶原蛋白的交联和基质的完整性。然而，老化、重复性应力等因素可能损害肌腱细胞的功能，导致细胞外基质成分发生变化，使组织更容易受损。

肌腱损伤类型

1. 肌腱损伤通常分为急性和慢性两种类型，这两种损伤都会破坏肌腱内部正常的胶原纤维结构。肌腱损伤可发生在所有年龄段的人群中，常见症状包括疼痛、肿胀、淤血以及功能下降，影响患者的工作能力和参与体育活动的能力。总体而言，肌腱疾病较为普遍，对生活质量造成显著影响，并带来较大的经济负担。

肌腱愈合阶段

1. 肌腱修复是一个多阶段的过程。大致可分为四个阶段：
   1. 1. 止血：受伤后立即在损伤部位形成血块，该血块释放细胞因子和生长因子，启动愈合过程。
   2. 2. 炎症阶段：止血后很快会出现急性炎症反应，中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞等炎症细胞会浸润损伤部位，清除碎片并分泌相关因子。

   诊断与评估

   1. 准确诊断对于肌腱损伤和退行性疾病的处理至关重要。详细的病史采集和临床检查（重点关注疼痛、僵硬、肿胀和功能障碍）是基础步骤。影像学技术，尤其是超声和磁共振成像（MRI），对于评估损伤程度、区分急性和慢性损伤以及指导治疗决策至关重要。¹¹针对特定生物标志物的研究仍在进行中。

   康复与功能恢复

   1. 康复是肌腱修复的重要组成部分。早期、有控制的运动可以刺激胶原蛋白的合成并促进纤维的有序排列，从而降低再次受伤的风险。康复方案通常是渐进式的，并根据个人需求进行定制，包括拉伸和强化练习以及功能性训练等。

   肌腱生物学中的未解之谜

   1. 尽管已有大量研究，但肌腱生物学的许多方面仍不明确。未来的研究应重点关注以下问题：
      1. 肌腱细胞中的机械转导机制。
      2. 炎症介质与细胞外基质重塑之间的相互作用。
      3. 调控肌腱从临时性基质向成熟基质转变的分子信号。
      4. 能够预测愈合结果并指导个性化治疗的新型生物标志物。

   肌腱修复策略的进展

   1. 生物材料和组织工程的创新为肌腱修复带来了新的可能性。

   讨论

   1. 机械负荷与生物修复之间的相互作用对肌腱功能至关重要。急性损伤和慢性退行性过程都会破坏这种微妙的平衡，导致细胞反应异常和细胞外基质紊乱，进而影响肌腱的机械性能，降低其强度并增加再次受伤的风险。
   2. 全面理解肌腱生物学——从胶原纤维的微观结构到复杂的生物化学过程——对于优化骨科护理至关重要。

   结论

   1. 肌腱生理学是肌肉骨骼功能的基础，无论是由于急性损伤还是慢性退行性病变导致的肌腱功能障碍，都会给骨科护理带来重大挑战。本文详细介绍了肌腱的复杂结构，包括有序的胶原纤维和特化的细胞外基质，以及肌腱细胞和生长因子在维持组织完整性中的关键作用。急性创伤和慢性过度使用会引发一系列细胞和分子层面的变化。