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难怪按摩这么舒服!哈佛科学家首次揭示按摩促进肌肉修复的原理

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药明康德内容团队编辑

腰酸背痛的时候,按摩让人感觉得到了“治愈”。很多运动员还会在训练后让理疗师按摩或使用筋膜枪等工具来放松肌肉。

尽管按摩是种传统而常用的康复手段,但按摩为什么有效,最近刚刚获得了科学的解释

哈佛大学的科学家们发现,按摩和免疫之间有着过去不为人知的关系,通过清除肌肉组织中引起炎症的免疫细胞和炎症因子,按摩可以帮助受损的肌肉恢复得更快、更强壮


这项研究最近发表在《科学》旗下子刊Science Translational Medicine

在这项研究中,为了系统地分析按摩提供的机械刺激究竟让肌肉发生了什么变化,以及哪些参数可以最大限度地修复肌肉,生物学家和制造机器人的专家合作,设计了一台自动按摩仪,给肌肉受损的实验小鼠进行腿部按摩。

用这台按摩仪,研究人员可以精确地控制按摩力度和频率,连续多日反复按摩受损的肌肉组织。与此同时,这台按摩仪兼容超声波扫描,可以同时检查肌肉组织在不同力度下发生的应变。


研究人员自制的按摩仪正在给睡着的小鼠按摩腿部肌肉 | 参考资料[1]

按摩了14天,研究人员发现,相比没有按摩的受损肌肉,按摩后的肌肉修复速度加快了一倍,还大大减少了组织中留下瘢痕的可能性。比较肌肉纤维的横截面积来看,按摩后肌肉纤维的强度也恢复得更好。

实验数据还表明,治疗期间施加的力越大,受损肌肉恢复得越强壮

看来,按摩提供的机械刺激确实有助于修复受损的肌肉。不过,研究人员还想要弄清楚背后的原因。


免疫荧光图像显示,受损肌肉接受机械治疗(右)后,肌纤维类型组成与健康肌肉的组成更相似,不同于未经治疗的肌肉(左)| 参考资料[2];Credit:哈佛大学Wyss研究所

于是,研究人员紧接着对切除下来的小鼠肌肉从分子水平进行了详细评估。分析了各种与炎症相关的因素后,研究人员发现,经过三天的按摩,小鼠肌肉中的促炎性细胞因子和趋化因子开始急剧下降。

这些炎症物质已知会激活一类叫做嗜中性粒细胞的免疫细胞。因此,研究人员进一步查看了肌肉组织的嗜中性粒细胞,确实观察到这些细胞的数量在接受治疗的肌肉组织中大大减少。

这些结果提示,按摩施加到肌肉上的力可以把炎症细胞因子和嗜中性粒细胞从受损的肌肉中“挤”出去


向小鼠肌肉中注入荧光分子的实验结果显示,按摩三天后(上图),组织中分布的嗜中性粒细胞(粉色)数量明显减少| 参考资料[1];Credit:哈佛大学Wyss研究所

后续的实验中,研究小组又进一步解释了为什么清除这些免疫因素会有助于肌肉修复。

原来,肌肉祖细胞(MPC),也就是负责分化产生各类肌肉细胞的细胞,受到了嗜中性粒细胞的直接影响。一方面,嗜中性粒细胞分泌的物质有助于刺激肌肉祖细胞增殖,这在修复肌肉的早期阶段非常重要,可以为肌肉再生打好基础;但另一方面,一味专注于数量增加,在肌肉修复的后期,则会妨碍肌肉祖细胞继续分化形成新的肌肉纤维。因此,及时将这些免疫细胞清除出损伤部位,可以改善肌肉再生。

基于这些发现,研究人员提出,要获得最佳的肌肉修复效果,最好是在肌肉损伤后的第三天消除嗜中性粒细胞。果然,当研究人员试着在小鼠肌肉损伤后的第三天从它们的血液中设法消除嗜中性粒细胞后,不需要按摩,肌肉修复也表现出了改善。


图 | pixabay

研究团队表示,他们计划在较大的动物身上继续开展类似的实验,验证按摩在分子和细胞水平上的治疗效果,并最终测试人类。

研究作者之一Conor Walsh教授认为这一有关按摩的发现非常重要,“因为表明我们可以用一种非药物、非侵入性的方式影响人体免疫系统的功能。”

Wyss研究所的Donald Ingber教授则评论说,这项研究揭示了力学生物学和免疫学之间以前全新类型的相互作用,并且这种相互作用对肌肉组织愈合至关重要,此外研究人员描述的新型按摩疗法,效果可能与化学疗法或基因疗法一样强大,还更简单,侵入性更小。

如果能在人类中验证成功,意味着按摩是一种基于科学的疗法。而通过挖掘按摩疗效背后的机制,科学家还可以开发新的药物,让其他一些很难被触及的部位——比如大脑,也获得治疗效果。

参考文献

[1]Bo Ri Seo et al., (2021) Skeletal muscle regeneration with robotic actuation–mediated clearance of neutrophils. SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE. DOI: 10.1126/scitranslmed.abe8868

[2] Retrieved Oct. 11, 2021 from https://wyss.harvard.edu/news/massage-doesnt-just-make-muscles-feel-better-it-makes-them-heal-faster-and-stronger/

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