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肌腱的特性與退化病變模型之介紹

肌腱像彈簧,老化彈力差

「肌腱」,有別於肌肉或韌帶。「筋」是比較通俗的名稱,但它較為籠統。「筋」可能包含:肌肉、肌腱、筋膜、腱膜、韌帶等軟組織。

實際上,不同軟組織的機械特性、生理特性、營養供應等各有差異,因此不同軟組織受傷的治療方式也不盡相同。

 

顯微鏡下的肌腱

健康的肌腱含有 95% 的第一型膠原蛋白(type I collagen)。與肌肉不同,肌腱並不會主動收縮。在顯微鏡下觀察它的膠原蛋白排列會發現長的很像波浪一般,或有如正弦函數曲線的角度波折(crimp angle)。

 

肌腱的物理特性

怎麼評估肌腱是否健康呢?除了用顯微鏡觀察肌腱組織以外,還可以直接測量它的物理特性,並以材料力學上的硬度(stiffness)來表示肌腱的抗張能力,它的單位是「牛頓/米」。我們可以想像成當肌腱被伸展時,肌腱本身可以承受多少的力量。

讓我們觀察以下的模型:假如有兩條相同公司出產的彈簧,但一老一新,用它們掛著相同的重物。

老的彈簧因為使用太久,彈性不如新的彈簧,所以會拉長的較多;而新的彈簧才剛出廠,彈性很好,所以拉長得較少。這時我們會說:「新彈簧硬度高,老彈簧硬度低 」

當肌腱受力時也是類似的情境。

健康的肌腱硬度比較高,抗形變的能力比較好,像「新彈簧」;而受傷後癒合不良或退化的肌腱,硬度則會下降,像「老彈簧」。

因此,當承受相同重量的負荷時,退化病變的肌腱因為硬度下降,所以須被迫伸展得更多!若當這個外力超過肌腱所能負荷的伸展量時,就可能產生肌腱的撕裂傷或斷裂。

 

肌腱退化病變的理論模型

根據 Dr. cook 所提出的的模型,肌腱退化的過程中會歷經三個階段,分別為:

  1. 反應性肌腱病變(reactive tendinopathy)

  2. 肌腱修復不良(tendon dysrepair)

  3. 退化性肌腱病變(degenerative tendinopathy)

這三個階段是一個動態過程,增加或減少適當或不適當的負荷,會決定肌腱的性質往哪一個階段前進或後退。

紅色箭頭代表承受過大的負荷,綠色箭頭代表承受適當的負荷。

 

以下我們來簡單描述一下這個過程:

反應性肌腱病變(Reactive tendinopathy)

臨床上,反應性肌腱病變常常是由於承受一個急性過大的負荷引起,例如:從高處跳下,或是直接被敲擊都有可能。此時肌腱會發生短時間的適應,透過增加橫截面積來增加硬度以降低外來的應力,此時肌腱裡的水份會增加,摸起來變得比較粗。如果負荷減輕,或是經過適當的休息時間後,肌腱可能會逆轉回正常的狀態。

 

肌腱修復不良(Tendon dysrepair)

承接著反應性肌腱病變,當肌腱持續接受過大的負荷,且缺乏休息復原的時間,則會慢慢漸進至肌腱修復不良。在這個階段,會發現肌腱內的細胞數量增加,主要是軟骨細胞,其次是一些肌纖維母細胞,這會導致肌腱內的蛋白聚醣及膠原蛋白顯著增加,造成膠原蛋白分離與基質紊亂。同時還會觀察到新生的微血管和神經往肌腱內部生長。

 

退化性肌腱病變(Degenerative tendinopathy)

承接著肌腱修復不良,肌腱可能會繼續惡化演進成退化性病變,在這個階段會發現肌腱內有大量的細胞凋零,並充滿了新生的微血管,第一型膠原蛋白也被第二或第三型膠原蛋白所取代,在這個階段的可逆性已經很低了。最後有趣的是,同一條肌腱上,上述 3 個階段是可同時存在的。

 

總結來說:肌腱接受「負荷」的方式,會直接影響肌腱未來的健康!

 

延伸閱讀:

 

參考文獻:

體驗人體工學

甫銓 陳
甫銓 陳

作者

【陳甫銓的物理治療筆記】專業物理治療師,希望能藉由藉由實證醫學支持的物理治療,分享臨床經驗,讓您遠離疼痛。


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