腿为什么会抽筋
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腿抽筋,就是指腿部的阵发性不自主强烈肌肉收缩。注意这个定义,阵发性的,不自主的,强烈的,肌肉收缩。强烈的肌肉收缩也可叫肌肉痉挛(cramp)。其实肌肉痉挛有很多种,所有如果不同时满足上述几个条件,就跟 我们谈的不是一回事,也不在本文讨论的范围里了。根据这个定义,腿抽筋这个说法是不正确的,因为筋一般指肌腱。肌腱是不会收缩的。不过既然大家已经叫惯了,姑且用之。
美国人叫这种腿抽筋叫charlie horse。为什么叫charlie horse?维基说是由于曾经有一个有名的美国棒球运动员,叫Charlie Radburn,外号“Old Hoss”,经常有腿抽筋,所以人们用了他的外号给脚抽筋命名了。我不知道这种说法是否正确,只知道Charlie Radburn一辈子所患的病中,最令他头痛的疾病是梅毒。
其实这种阵发性的不自主的强烈的肌肉收缩并不止发生在腿部,全身都可以发生,只是腿部常见一些罢了。其他一些常见的部位是手,脖子,肩膀,背部,和腹部。写字写累了,大鱼际会抽筋;有人说数钱数到手抽筋,虽说有点言过其实,但也有可能。腹肌笑到抽筋,很多人都尝试过。
腿抽筋经常发生在运动后,特别是长时间或剧烈运动后(Exercise-related Muscle Cramps), 但也可发生其他场合,如在酷热环境中(Heat-chock),在睡觉时(Sleep-related Muscle Cramps),在妊娠期(Pregnancy-related Muscle Cramps),在做血液透析(Dialysis-related Muscle Cramps)时,在脊髓损伤时,在神经病变时,在肌肉病变时,等等。在这些场合中发生的肌肉痉挛,虽诱发因素不同,其肌肉痉挛过程其实都是一样的,所以症状相同,患者的痛感也相同。腿抽筋只是一种症状,不是一种疾病。它是多种不同疾病或情况时的一种共同表现。
腿为什么会抽筋?这是一个有着近乎诺贝尔奖难度的问题,因为多年来,许多运动生理科学研究者对这个课题做了不少研究,然而到目前为止还没有一个统一的说法。归纳说来,有下面几种理论。
1.电解质失衡论(脱水论)。这个理论是说当运动时出汗过多,大量的水分和电解质通过皮肤流失,造成体内电解质浓度下降,从而造成腿抽筋。这个理论很容易被人想当然的接受,但经不起推敲,已经被很多研究所否定。运动出汗时丢失最多的电解质是钠。钠在体内的储存主要分为三部分,第一部分存在于血液中,即我们常说的血钠,这部分的钠浓度容易被测定。第二部分存在于细胞内,称为细胞内钠,临床上无法测定,只有在实验中用特殊仪器测定。第三部分存在于细胞外,即细胞和血管之间的组织中,称细胞外钠。出汗时丢失的首先是细胞外钠。一般细胞外钠浓度比细胞内高,这个浓度差越大,细胞越敏感,越容易引起收缩。当出汗导致细胞外钠浓度降低,细胞的收缩敏感性应该降低才是,不应该发生痉挛。有些研究认为肌肉抽搐与低钾低钙有关,但也有很多争议。
2.疲乏论。这也是从观察得来的推测,理论上缺乏有说服力的解释为什么肌肉疲倦了反而会痉挛。
3.极端坏境论。这是根据煤矿工人和蒸汽机房工人发生腿抽筋几率高的现象推测出来的,理论上的解释大概离不开电解质失衡论。
4.遗传性代谢异常论。这是由于观察到有些遗传性肌病的病人有频繁的腿抽筋,这些病人的肌肉有明显的糖或脂代谢异常。
5.神经控制失常论。这是神经病理学家比较倾向的理论,见后面详述。
运动生理学家中持电解质失衡论和疲乏论的研究者居多。然而,这些理论都没能解释为什么同样表现的腿抽筋会出现在众多条件不同的场合中,而且有时腿抽筋发生时并无任何极端的情况。比如,睡眠时腿抽筋,既无电解质失衡,又无疲乏,又不是极端环境,又不是代谢异常。睡觉而已,为什么会有腿抽筋呢?这是电解质失衡论,疲乏论和极端环境论无法解答的。
不同的情况所导致的这些腿抽筋中,什么是共通的?
要解答这个问题,首先要知道了解一下肌肉收缩是怎样控制的。一块肌肉里有很多根肌纤维,每一根肌纤维都有一根神经纤维控制。神经纤维连接于肌肉和脊髓之间。脊髓接受从大脑皮层来的指令。当我们有意识地想使用某块肌肉时,信号从大脑通过脊髓和神经传到肌肉,在神经和肌肉纤维的接头处释放神经递质乙酰胆碱,使肌肉细胞膜受激,从而发生一系列连锁反应,造成肌肉纤维收缩。
如果肌肉只收缩不放松,那就是肌肉痉挛( cramps)。肌肉的收缩跟放松之间的控制是通过一套复杂的神经发射完成的。让我们来看一看下面一张图。
http://www.ualberta.ca/~aprochaz/research_spindle_intro.html
肌肉的肌腹上有一组叫做肌梭(muscle spindle)的张力感受器,这些肌梭张力感受器在肌肉收缩时发出的信号,通过感觉神经传回到脊髓,经正反馈中间神经元连接到指挥同一肌肉收缩的神经元上,造成肌肉持续收缩。另外在肌腱里还有一组叫做高尔基器(Golgi tendon organ)的牵拉感受器,这些牵拉感受器在肌肉收缩时被牵拉,诱发其发出信号通过感觉神经传回脊髓,经过负反馈中间神经元接到指挥肌肉收缩的神经元上,抑制收缩的信号冲动。由此可以看出,肌梭压力感受器和高尔基器牵拉感受器的作用是相反的。任何原因造成肌梭的传入活性增加,或高尔基体的传入活性降低,都有可能导致肌肉痉挛。
肌肉—高尔基感受器—感觉神经--脊髓中间神经元--运动神经—肌肉,这是一个让肌肉放松的反射回路。如果这个回路中某一环节发生障碍,这肌肉就只能收缩不能放松,也就是发生肌肉痉挛。
说到这里我们大概可以解释为什么引起同样一个腿抽筋的原因可以是那么的不同了。
长跑,游泳等导致腿抽筋的原因是由于高尔基体的暂时性功能异常。高尔基器上的感觉纤维在每次肌腱受牵拉而受到挤压时,细胞膜上的钠通道打开,细胞膜外的钠离子按浓度差流入细胞内,诱发神经冲动。如果局部细胞外的钠浓度因出汗导致钠丢失或水浸泡导致钠弥散(电解质失衡论,极端环境论),或反复进入细胞而没有及时补充(疲乏论)等原因而降低,钠浓度差低于阈值,这抑制性神经冲动就不能形成,收缩的肌肉就不受控制而发生痉挛。这种高尔基器功能异常是暂时的,休息一会儿就能恢复正常。临床上我们常见顽固性肌痉挛的病人,这些病人多有感觉神经或脊髓后角的疾病(神经控制失常论)。遗传性代谢异常造成肌痉挛的,多是遗传性肌肉疾病的病人。睡觉是发生腿抽筋的,是由于大脑对脊髓的下行性抑制冲动减低,造成肌梭压力感受器反射弧的兴奋性增高。
那么,肌痉挛有没有办法预防和控制呢?
理论上,如果你知道你的腿抽筋是什么原因引起的,对症治疗最有效。然而,大部分有腿抽筋的人都是原因不明。
民间有说吃香蕉可以预防腿抽筋的,其理论根据是说香蕉含有钾,吃香蕉可补钾。这种说法毫无根据。且不说低钾与腿抽筋的关系并无定论,吃几公斤香蕉也不能提高血钾含量。
对于运动造成腿抽筋的,并没有理论上实践上行之有效的预防方法。习惯上的预防方法多是根据常识,就是运动前充分补充水和电解质以及运动前做好足够热身运动,尤其是牵拉肌肉的热身运动,运动中尽量避免极端气候环境和过劳,运动中间及时补充水和电解质。
由于肌肉痉挛主要发生在红纤维,而红纤维主要是靠脂肪作为能量来源的,大运动量的运动前应当适当补充高脂食物。
有些药物临床上用于病理性肌痉挛的人,健康人中如果有家族性肌痉挛倾向的,也不妨试试这些药,如:Quinine Sulfate,Vitamin E,Verapamil,Gabapentin,Diltiazem,Magnesium,Zinc,等。中药芍药甘草汤据说也有点作用。这些药如果要用的话,应该在医生的指导下使用。
现在我们回到Charlie Radburn的例子。为什么他会经常腿抽筋呢?我的推测是,他的梅毒导致了脊髓痨,这是梅毒的一个常见的并发症。这个脊髓痨破坏了肌腱高尔基体的反射弧,从而导致经常性的腿抽筋。有没有猜错?有兴趣的人可以去开馆验尸。