《Frontiers in Physiology》：Physiological mechanisms and organism response in youth sports activities-related musculoskeletal injuries
摘要部分：
青少年运动员的肌肉骨骼损伤发生在与其生理基础根本不同于成人的生物学背景中，因为快速的生长、生长板（Physis）脆弱性、未成熟的骨软骨结构、内分泌变化以及骨、肌肉和肌腱适应的不同步性，重塑了损伤易感性和组织恢复能力。本综述整合当前证据表明，青少年运动中的损伤风险并非仅由负荷驱动，而是源于发育生物学与运动暴露之间的相互作用：诸如生长板和牵拉性骨突（Traction Apophyses）等与生长相关的薄弱点，使其易发生独特的损伤模式；低能量可利用度和激素紊乱可能损害骨量积累并增加应力性损伤风险；肌力与肌腱刚度增长的不匹配可能加剧过度使用性病理，尤其是在生长加速期。这些风险进一步受到骨骼成熟度、性别、早期运动专项化、社会心理因素以及训练量骤变的影响。因此，预防策略已从通用建议转向神经肌肉训练、教育以及日益个体化的负荷管理模型，尽管在常见损伤的治疗阈值、早期专项化的真正利弊以及筛查和预防应特异化到何种程度方面，仍存在重要的争议。青少年运动医学的未来进展将依赖于一个发育学的、精准导向的框架，该框架整合生物力学、内分泌学、心理学和实施科学，以实现年龄感知的风险分层、个性化预防和更好的长期结局。
论文主体部分总结：
1 引言
参与青少年运动在促进身心健康、培养团队精神和建立健康生活习惯方面具有不可替代的价值。然而，与运动参与相关的肌肉骨骼损伤风险给公共卫生和临床医学带来了重大挑战。青少年并非“缩小版成人”；其独特的生长和发育生理学从根本上决定了其损伤模式、风险因素及修复反应与成人不同（Parry et al., 2024; Putukian et al., 2026）。每年，大量年轻运动员因运动损伤寻求医疗关注，足球、篮球和橄榄球等热门运动的损伤负担尤为沉重（Mandorino et al., 2023; Lee et al., 2026）。这些损伤不仅导致即时疼痛和功能丧失，迫使运动员暂停训练和比赛，还可能对生长发育产生长期影响，包括骨骼畸形、关节退变加速以及未来再损伤风险显著增加（Park et al., 2023）。探究青少年肌肉骨骼损伤背后的生理学机制和机体反应，是实现有效预防、精准诊断和优化管理的基础。该研究领域的核心在于理解正在生长的组织，包括骨骼、生长板、肌腱和韧带，如何应对外部机械负荷，以及个体发育阶段、激素环境和遗传背景等因素如何调节适应与损伤之间的平衡。例如，在青少年生长突增期，快速的骨骼纵向生长与肌腱-肌肉单元长度-张力关系的暂时性失衡被认为是各种过度使用损伤（如奥斯古德-施拉特病（Osgood-Schlatter disease）和塞弗病（Sever’s disease））的关键生理基础（Wedderkopp et al., 2026）。近年来，运动医学、生物力学、发育生物学和运动生理学的跨学科融合，深化了学术界对青少年运动损伤的理解，使其从纯粹的现象学描述转向探索分子、细胞和系统层面的机制（Schlecht et al., 2026）。本综述综合了关于青少年肌肉骨骼损伤生理机制的当前研究进展，聚焦关键学术争议，识别现有知识空白，并为未来研究和临床实践提供前瞻性建议。
2 损伤的生理学基础：从生长板脆弱性到组织适应性
青少年肌肉骨骼系统以生长和成熟为动态特征。生长板由软骨细胞构成，是骨骼纵向生长的活跃部位，其机械强度远低于相邻的骨组织。重复性应力使生长板成为易受损的结构薄弱点，使其易发生骨骺损伤或骨突炎（Armento et al., 2023）。例如，投掷活动中对肱骨近端生长板的重复扭转和拉伸应力可能导致“少棒肩（Little League shoulder）”，本质上是肱骨近端骨骺的Salter-Harris I型骨折（Lintner et al., 2023）。同样，膝关节处的胫骨结节（奥斯古德-施拉特病）和髌腱止点（辛丁-拉森-约翰逊病（Sinding-Larsen-Johansson disease））作为牵拉性骨突，在强大、重复的股四头肌收缩下易发生炎症和微撕裂，形成临床上常见的膝前痛综合征（Wada et al., 2024; Wedderkopp et al., 2026）。
除了结构脆弱性，青春期的激素环境对骨骼健康和组织适应性具有决定性影响。雌激素和睾酮在促进骨矿化和提高骨矿物质密度方面发挥着关键作用。功能性下丘脑性闭经在女性青少年运动员中并不少见。其核心机制涉及能量可利用度不足导致的下丘脑-垂体-卵巢轴（HPO轴）功能抑制，引发低雌激素状态（Wong et al., 2025）。这一状态直接损害了青春期关键的骨量积累过程，导致骨矿物质密度降低和骨微结构受损，从而显著增加应力性骨折的风险（Armento et al., 2023; Atadja et al., 2024; Wong et al., 2025）。最近的研究进一步在男性运动员中识别出类似的病理生理三联征，特征为低能量可利用度、性腺功能减退和骨量减少，突显了能量平衡对青少年运动员（无论性别）骨骼健康的重要性（Armento et al., 2023）。
组织的适应性反应和失衡是过度使用损伤的另一个关键生理机制。训练旨在诱导肌肉和肌腱产生积极的适应性变化，如肌力增加和肌腱刚度增强。然而，这些适应可能不同步。研究已识别出青少年运动员中肌力与肌腱刚度之间存在潜在“失衡”（Domroes et al., 2024; Domroes et al., 2025）。当肌力发展迅速而肌腱刚度相对滞后时，肌腱在最大收缩时经历的应变（变形）增加。这可能超过肌腱的安全承载范围，增加肌腱病变或断裂的风险。一项针对青少年女性手球运动员的研究通过个性化负荷干预成功降低了膝伸肌肌肉-肌腱失衡的发生率，证明了针对性训练可以引发更协调的组织适应（Domroes et al., 2025）。在分子层面，最近的动物模型研究揭示了性别差异的潜在机制：在同等疲劳负荷下，雌性小鼠前交叉韧带（ACL）的胶原基质损伤大于雄性，且修复反应更缓慢、调控更精细。相比之下，雄性表现出增强的增殖性和迁移性细胞反应（Schlecht et al., 2026）。这些在损伤反应上潜在的生理差异可能部分解释了女性运动员ACL损伤和再损伤发生率较高的原因。
3 风险因素的多维性：早期专项化、骨骼成熟度、性别差异与训练负荷的相互作用
青少年运动损伤的发生是多种内源性和外源性风险因素复杂相互作用的结果。理解这种多维性是制定有效预防策略的前提。
早期运动专项化已成为日益被认识的独立风险因素。它通常定义为全年专注于单一运动项目并排除其他运动，常伴随高强度训练。大量证据表明，早期专项化与过度使用损伤风险增加显著相关（Li et al., 2023; Nagano et al., 2023; Buser et al., 2025; Thurber et al., 2026）。其机制可能涉及重复的单一动作模式对特定组织造成持续应力，而缺乏足够的恢复或多样化的刺激，同时限制了整体运动技能和身体素质的全面发展。早期专项化在网球和体操等个人项目中尤为突出（Thurber et al., 2026）。一项针对日本运动员的回顾性研究显示，在团队运动（如足球、篮球）中，从小学到高中保持专项化的运动员在高中时期出现过度使用损伤的比例显著高于非专项化运动员（Nagano et al., 2023）。
生物年龄或骨骼成熟度是另一个核心内源性因素。骨骼年龄常与实际年龄不同步，使处于生长加速期的青少年风险升高。通过预测成年身高百分比等方法评估骨骼成熟度，有助于提高损伤风险评估的精准度（Davis et al., 2023）。研究观察到不同成熟阶段存在不同的损伤模式：生长相关损伤（如骨突炎）在青春期早至中期达到高峰，而肌肉拉伤和关节扭伤在成熟晚期阶段更常见（Monaco et al., 2026）。在男性青少年足球运动员中，损伤的总体发生率、严重程度和负担随年龄增长而增加，其中骨骼损伤在U14年龄组达到高峰，这与青春期生长突增高峰相对应（Weishorn et al., 2023）。
损伤流行病学存在显著的性别差异，源于解剖、激素和神经肌肉控制等多个维度的生理变异。系统综述证实，在同一运动中，女性运动员在膝关节损伤、足/踝损伤、骨应力性损伤和脑震荡方面的风险高于男性；相反，男性运动员在髋/腹股沟损伤、腘绳肌损伤和急性上肢骨折方面的风险更高（Hardaker et al., 2024）。在橄榄球等高接触性运动中，青少年女性的总体损伤率、脑震荡率以及在擒抱时的损伤率均显著高于男性（Shill et al., 2023; West et al., 2023a）。这种差异不仅体现在发生率上；如前所述，分子层面修复反应的差异表明，损伤后的生理恢复过程也可能表现出性别特异性（Schlecht et al., 2026）。
训练负荷（包括量、强度和频率）是主要的可修饰外源性因素。训练量超过组织修复和适应能力是过度使用损伤的直接诱因。每周训练小时数超过生物年龄常被用作高风险负荷的简单指标（Li et al., 2023）。训练和比赛负荷的骤增、恢复不足以及在季前赛期间未完全康复的既往损伤，都被认定为竞技赛季新损伤的重要风险因素（Sonesson et al., 2023）。值得注意的是，早期专项化、高训练负荷和特定的成熟阶段常常交汇，共同放大损伤风险。例如，表现出身材高大和高度专项化的年轻男性篮球运动员，报告生长相关膝关节疼痛的风险显著升高（Koyama et al., 2026）。
4 损伤预防与管理策略的演变：从神经肌肉训练到个性化方案
在对损伤风险因素认识深化的驱动下，预防策略已从通用方法发展到基于情境的个性化干预。
神经肌肉训练目前代表了证据最强、实施最广泛的损伤预防策略之一。此类方案通常整合力量、平衡、敏捷性和运动专项技术训练，旨在优化运动模式、增强关节稳定性和提高组织负荷耐受性。在足球（例如“FUNBALL”计划）和橄榄球等团队运动中，神经肌肉训练已证明在降低总体损伤发生率，特别是严重损伤方面有效（West et al., 2023b; Ob?rtinca et al., 2025）。对于有脑震荡史的青少年女性运动员，虽然神经肌肉训练有效，但其在降低下肢肌肉骨骼损伤风险方面的相对效力可能不如无脑震荡史的运动员显著，这表明高风险亚群可能需要强化或差异化的干预措施（McPherson et al., 2024）。
个性化预防与管理是当前的前沿方法。其核心概念在于识别个体特异性风险因素（如肌肉-肌腱失衡、关节活动度受限、生物力学缺陷），并据此设计针对性干预。例如，通过评估膝关节伸肌最大自主收缩时的髌腱应变，可以识别出表现出明显失衡模式（如“肌腱刚度不足”或“肌力不足”）的运动员。然后，可以为这些个体分配个性化的负荷训练计划，专门设计以优先适应肌腱或肌肉（Domroes et al., 2024; Domroes et al., 2025）。这种精准化方法在降低青少年手球运动员肌肉-肌腱失衡发生率方面取得了良好效果。同样，对于板球快速投球手，腰椎骨应力损伤的管理策略正从通用的“功能性”管理（主要基于症状）向针对特定人群的“结构性”管理演变。这包括通过连续MRI监测骨愈合进展以指导康复，旨在实现骨性愈合而非纤维性愈合，以获得更好的长期预后（Orchard et al., 2023）。
教育作为干预关键组成部分的价值日益凸显。提高运动员、教练和家长对过度使用损伤迹象、生长模式和科学训练原则的认识，为促进行为改变奠定了基础。一项涉及青少年排球运动员的随机对照试验表明，教育计划显著提高了运动员对过度使用损伤和青少年生长过程的知识水平（Lau et al., 2025a）。此外，青少年报告损伤的意愿受到知识、态度和社会规范等多种因素的影响。加强相关教育可能减少损伤隐瞒，促进及时就医（Cheever et al., 2024）。
5 学术争论与关键争议
尽管研究在持续进行，学术界在青少年运动损伤的多个关键方面仍存在重大争议。
主要争议集中在特定损伤的最佳治疗策略，特别是手术与非手术干预的选择上。对于青少年锁骨中段骨折，绝大多数研究表明非手术治疗效果良好；然而，定义手术指征（如显著移位和短缩）的界限仍在讨论中（Patel et al., 2023）。对于首次发生髌骨脱位的青少年，虽然非手术管理仍是首选方法，但关于是否存在一个可受益于早期手术干预的高危亚群（例如，伴有显著骨软骨骨折或明显解剖异常者）的争论仍在继续（Sinikumpu et al., 2023）。在管理腰椎滑脱症（Lumbar Spondylolysis）时，关于支具的必要性和确切疗效也存在分歧观点（Helenius et al., 2025; Virkki et al., 2025）。
其次，围绕早期运动专项化的利弊存在相当大的争议。一方面，专项化被视为通往精英表现的潜在途径；另一方面，大量证据将其与过度使用损伤风险增加、运动员倦怠和运动生涯缩短联系起来（Buser et al., 2025; Thurber et al., 2026）。争议的核心在于是否所有运动和所有水平的运动员都应避免早期专项化，以及“早期”的具体年龄界限应如何界定。一些观点认为，在具有关键早期技术窗口的运动项目（如体操、花样滑冰）中，一定程度的早期专项化可能是必要的，但必须结合科学的负荷管理和全面的身体素质训练。
此外，关于预防策略应“通用化”还是“高度特异化”的讨论仍在进行。传统的神经肌肉训练方案主要采用通用设计。虽然有效，但它们面临依从性问题以及“从研究到实践”的转化鸿沟（Lau et al., 2025b）。因此，学者们倡导开发“情境驱动”的预防方案，在设计干预措施时充分考虑特定运动、性别、年龄组、文化背景甚至个别团队的独特需求和实施场景（Shill et al., 2023; Lau et al., 2025b）。例如，鉴于青少年女性橄榄球运动员损伤率更高的特点，越来越多的呼吁要求制定女性特异性的损伤预防策略（Shill et al., 2023）。然而，高度特异性方案的高开发成本和有限的可扩展性引发了关于其效能增益是否值得投入的疑问，需要进一步的验证研究。
6 识别研究缺口
虽然当前研究已取得显著进展，但也揭示了关键的证据空白和未解决的问题。
首先，关于社会心理因素和损伤报告行为的研究仍处于初级阶段，缺乏有效的干预策略。青少年运动员的损伤经历常伴随焦虑和抑郁等心理问题，而强烈的运动员身份认同可能加剧损伤后的心理困扰（Park et al., 2023）。然而，关于青少年运动员损伤后心理健康筛查工具和有效干预措施的研究明显匮乏。同时，青少年常因害怕失去比赛机会或让团队、教练失望而隐瞒损伤（Cheever et al., 2024）。尽管已知知识、态度和社会规范影响报告意愿，但设计有效干预来改变这种行为并促进早期诊断和治疗仍然是一个重大空白。
其次，性别差异背后的生物学机制在很大程度上尚未阐明。尽管流行病学数据清晰地显示了损伤模式的性别差异，但这些差异的分子、细胞和生理学基础仍不充分理解。例如，虽然导致女性ACL损伤风险较高的生物力学因素已被广泛研究，但对更基础机制的研究，如前述动物实验揭示的细胞外基质损伤和修复反应的性别差异（Schlecht et al., 2026），仍然有限。还需要纵向研究来阐明激素（如雌激素、松弛素）如何动态影响肌腱和韧带的材料特性及损伤反应。
第三，长期结局数据严重缺乏。绝大多数研究集中于损伤的短期管理和恢复比赛时间线；然而，我们对于青少年期运动损伤是否以及如何影响成年后的关节健康、功能能力和生活质量知之甚例如，未完全愈合的青少年腰椎滑脱症或膝关节骨软骨损伤导致中年期退行性关节病变的风险有多大？板球快速投球手腰椎骨应力损伤的“结构性”管理是否真正延长了他们的高水平运动生涯（Orchard et al., 2023）？回答这些问题需要长达数十年的前瞻性队列研究，而目前这方面的证据几乎不存在。
最后，缺乏标准化的诊断和分类阻碍了研究的可比性。这在一些相对罕见的损伤中尤为突出。例如，在患有指骨骨突应力损伤的青少年攀岩者中，缺乏被广泛接受的影像学分类系统，给跨研究比较和荟萃分析带来了相当大的挑战（Sch?ffl et al., 2025）。统一且可操作的诊断和严重程度分级标准是推进任何损伤领域研究的基础。
7 结论与未来方向
与青少年运动活动相关的肌肉骨骼损伤是由复杂生理机制驱动的多因素问题。当前研究已从描述流行病学模式进展到探索基础领域，包括生长板生物学、组织适应与失衡、激素调节和性别特异性生理反应。当代风险因素模型纳入了日益复杂的框架，以解释早期专项化、骨骼成熟度、性别差异和训练负荷变量之间的多方面相互作用。预防范式正转向个性化、情境驱动的方法，神经肌肉训练、运动员教育和个性化负荷管理构成了综合干预策略的基础要素。
然而，持续的学术争论凸显了临床决策的内在复杂性，而重大的研究缺口则指明了未来研究的关键优先方向。展望未来，该领域的研究和实践将沿着以下高潜力方向推进：
第一，深度的跨学科整合。未来研究必须跨越运动医学、发育生物学、生物力学、内分泌学、心理学和康复工程之间的学科界限。例如，应通过整合运动负荷监测、激素水平检测、基因多态性分析和高级影像组学，开发多维度的个体损伤风险预测模型。对运动员综合症（三联征）（Triad）的全面理解和管理需要运动医学医师、营养师、内分泌学家和心理学家的密切合作（Armento et al., 2023; Wong et al., 2025）。
第二，推进精准和个性化医学。基于生物标志物、可穿戴设备数据和人工智能算法开发个性化损伤风险预警和干预策略将成为前沿。研究应侧重于开发具有成本效益的、易于在社区层面实施的个性化评估工具[例如，改进参考文献（Schley et al., 2025）中的风险评估工具]和训练方案。
第三，填补长期结局和转化研究的空白。迫切需要启动大规模、长期的前瞻性队列研究，追踪青少年运动员进入成年期甚至中年期，以明确早期运动损伤的长期后遗症。同时，应加强实施科学的研究，重点探索如何将基于证据的预防措施（如神经肌肉训练）以高保真度和高依从性整合到不同层次和情境的青少年运动训练体系中，从而真正弥合从研究到实践的鸿沟（Lau et al., 2025b）。
第四，加强对社会心理层面的关注。将心理健康筛查和干预常规整合到青少年运动员损伤后的管理过程中，并制定有效策略以鼓励安全的运动参与文化和及时的损伤报告行为，对于保障他们的身心健康至关重要（Park et al., 2023; Cheever et al., 2024）。
总之，保护青少年运动员免受运动损伤，确保他们安全、可持续地从运动活动中获益，是一项系统工程，需要持续的科学创新、多学科协作以及社会各部门的共同参与。通过阐明生理机制并战略性地解决现有知识空白，我们正迈向一个以青少年运动损伤精准预防和优化管理为特征的新时代。
