（一）外觀
本研究觀察正常大鼠阿基里斯肌腱的外觀為閃亮珍珠白色，長度 約為1 公分。與 Murrell 等 (1993) 對大鼠進行比較有無手術治療對 阿基里斯肌腱損傷復原的影響研究，結果是相同的。此外，Murrell 指出正常的阿基里斯肌腱橫斷面積為2mm2。本研究發現受傷後前14 天的肌腱，雖為白色，但可發現有一層乳白色半透明新生組織所包 覆，使整條肌腱變得更大更粗 (圖 4-2)。與 Murrell 等 (1998) 研究運 動對大鼠阿基里斯肌腱復原的影響，實驗的發現是相同的。Murrell 等更清楚指出受傷的肌腱長度為1.0-1.7 公分，橫斷面積為 6-10 mm2；Murrell 等指出，修復後的肌腱，長度約增加 20％、橫斷面積
本研究發現受傷後第 2 天，斷裂的肌腱已由新生組織覆蓋並接 合，但仍可清楚看見斷裂處及舊有的肌腱組織 (圖 4-3)，與 Murrell 的說明完全相同。用酒精棉擦拭外表後，在新生的透明組織中仍可發 現多處受傷時遺留下的血跡。Enwemeka 等 (1988) 解釋此現象是由 於肌腱受傷後的24 小時之內，有許多的巨噬細胞、淋巴細胞、纖維 母細胞快速侵入到受傷處及周圍所形成的，此現象稱為血腫
(hematoma)，目的是要清除殘碎的受傷組織及感染物質。
受傷後第 5 天，發現血腫的範圍減少，主要聚集在斷裂處。新生 的組織外型已接近圓條型，即阿基里斯肌腱外型 (圖 4-4)。受傷後第 14 天，可發現血腫已清除，有許多微血管新生且分佈其中 (圖 4-5)，
與Molloy 等 (2003)、Jozsa 與 Kannus (1997) 說明增生期，微血管芽 開始成長並與其他新生微血管開始連結，是相符合的。此外，斷裂處 仍隱約可見，表示新生組織已逐漸轉變成熟，但顏色仍未完全轉變。
受傷後第 28 天，乳白色的透明組織已轉變為乳白色不透明，且 看不到斷裂處 (圖 4-6)，血管數較第 14 天少。與 Jozsa 與 Kannus 對 於重塑期的說明是相同的，他們認為在重塑期時，新生的微血管會減 少，且新生較弱的第三類型膠原蛋白纖維會轉變為第一類型膠原蛋 白，使肌腱組織更為成熟，並增加抗拉強度。
小結：大鼠阿基里斯肌腱斷裂後均會有組織增生，受傷後第 2
天，肌腱及由透明新生組織所包覆結合；受傷後第5 天血腫幾乎消 失；受傷後第14 天可發現微血管增生、第 28 天微血管減少，新生組 織轉變成白色不透明。由這幾個不同時期的觀察，可發現雖然受傷後 修復的各時期並沒有明確的時間劃分 (Houglum, 1992)，但受傷的肌 腱仍循著發炎期、增生期、重塑期的順序復原發展。
（二）細胞增生
(1) 紫木蘇及伊紅染色觀察
由紫木蘇及伊紅染色觀察肌腱組織發現，正常的肌腱組織為粉紅 色，藍色部分為腱細胞，腱細胞排列呈一直線 (圖 4-7)，與過去研究 是相同的 (張東杰等，1987)。當肌腱受傷後第 2 天，可發現受傷處 有許多的細胞聚集，形狀為圓形，即所謂的發炎期發炎細胞聚集 (圖 4-8)。第 5 天時，細胞聚集量減少許多(圖 4-9)，與 Postacchini, Accinni, Natali, Ippolito, 與 DeMartino (1978) 指出的結果相同，認為發炎狀況 在肌腱受傷幾天後漸漸消失，大約在第 5 天，纖維組織開始增生。有 許多研究均認為發炎期主要在於受傷後1-3 天，之後發炎情形會漸漸 趨緩 (Wayne ＆ Leadbetter, 1992)。本研究的運動介入時間為受傷後 第5 天，是依循肌腱修復期所訂定，主要目的在於避免發炎期運動造 成進一步的傷害。Enwemeka (1992) 特別針對運動介入時間做研究，
將大鼠阿基里斯肌腱切斷後，比較受傷後第2 天及第 5 天運動介入與
「固定不動」對肌腱修復的影響。結果發現，受傷後第5 天進行運動 是最有利於肌腱的修復，其次是控制組 (不運動組)，而受傷後第 2 天進行運動的效果最差。他認為受傷後第 5 天運動是安全的，肌腱不 會再度斷裂，而且可以增加癒合後的抗拉強度。但並未證實在受傷後 第5 天運動介入確實未造成發炎反應加劇。本研究為了解在第 5 天介 入運動是否真的不會受傷組織進一步的發炎，因此在運動介入後的第 2 天 (受傷後第 7 天) 進行組織切片觀察，結果發現在受傷後第 5 天 運動介入 (組織仍有發炎)，跑步組的發炎細胞較控制組及游泳組 多；游泳組與控制組差不多 (圖 4-10a，4-10b，4-10c)，但在受傷後 第14 天各組均無發炎反應 (圖 4-11a，4-11b，4-11c)。由此可知，在 第5 天運動介入時，跑步運動可能使發炎反應增強，但不會使發炎期 持續到第14 天。
(2) 巨噬細胞免疫染色觀察
巨噬細胞的聚集是發炎期的一個重要指標之一，其中巨噬細胞的 聚集在受傷後第2 周幾乎已結束 (Wayne ＆Leadbetter, 1992) ，此外 巨噬細胞除了清除破碎組織與病原外，在肌腱受傷後也扮演著刺激纖 維母細胞增生的角色，可引起細胞外基質的合成或抑制細胞外基質的 退化。研究認為第一類型巨噬細胞迅速的侵入可以釋放扮演肌腱分解 作用 (catabolism) 的分子，進而產生第二類型巨噬細胞來調節肌腱的
合成代謝作用 (anabolism) (Marsolais, Cote, ＆Frenette, 2001)。
Godbout 等 (2006) 探討提早運動介入對大鼠阿基里斯肌腱修復的影 響，結果發現受傷後第3 天運動介入，第 3 天和第 7 天嗜中性白血 球 (neutrophiles)、第一型巨噬細胞、第二型巨噬細胞的聚集均顯著 高於不運動組，顯示在受傷後第3 天進行運動會使發炎期的發炎反應 更加劇烈。進一步觀察第28 天的肌腱水腫情形較嚴重，而恢復的斷 裂強度及剛性均比不運動組差，由此可知發炎期運動會使修復較差。
此外在第7 天進行運動介入，結果發現肌腱斷裂強度與不運動組未達 顯著差異；受傷後第 7 天開始運動比受傷後第 3 天開始運動效果好。
本研究為了確實了解肌腱受傷後的發炎情形，因此除了利用 H＆
E 染色外，也利用免疫染色法觀察受傷後巨噬細胞的聚集情形，以這 兩種方法交叉比對，可確實了解組織是否有發炎。結果發現本研究在 受傷後第2 天有許多巨噬細胞聚集在受傷處 (圖 4-13)，第 5 天已明 顯減少許多 (圖 4-14)，第 7 天，各組的巨噬細胞的聚集行為均已消 失 (圖 4-15a，4-15b，4-15c)。在此部分認為受傷後第 5 天進行跑步 或游泳介入並沒有造成巨噬細胞反應更強烈。
由本研究兩種染色法發現，受傷後第5 天的跑步運動介入會造成 發炎反應增強，與Enwemeka 等 (1992) 研究發現，受傷後第 5 天進 行運動修復優於不運動組的結果似乎有些矛盾。Enwemeka 等只進行
斷裂強度測試，沒有進行組織切片觀察，因此無法明確說明第5 天運 動是否會造成發炎反應增強。經本研究的切片觀察 (圖 4-10a，4-10b，
4-10c) 與斷裂強度測試 (表 4-9) 後，發現第 5 天跑步運動雖然會造 成發炎反應增強，但證實不影響第28 天肌腱恢復的斷裂強度，因此，
與Enwemeka 等的研究是沒有衝突的。
另外，由第 7 天的切片發現，跑步組受傷處的舊肌腱組織與新生 組之間的接合情形較差，均有些破裂的情形，而其他兩組均接合緊密 (圖 4-18a，4-18b，4-18c)。
小結：若要在受傷後第5 天進行運動介入，游泳較不會造成發炎 反應，而跑步運動會造成新舊組織接合較差。
（三）膠原蛋白增生
目前對膠原蛋白的研究不是操作複雜、容易產生誤差，就是費用 高，例如採用免疫組織法。所以近幾年有些研究採用苦味酸-天狼星 紅染色，以偏振光顯微鏡觀察膠原蛋白的變化 (艾進偉等，2005)。
因為肌腱膠原蛋白分子排列有序，具有雙折光性，並且富含鹼性胺基 酸，可與酸性染劑起強烈反應。苦味酸-天狼星紅即是一種強酸性的 染劑，每分子含6 個磺酸基，可和膠原分子起反應，明顯增強膠原蛋 白的雙折光性。在偏振光顯微鏡下，第一類型膠原蛋白呈紅色或紅黃 色，第三類型膠原蛋白呈綠色或偏藍色。
機械負荷 (mechanical loading) 會藉由賀爾蒙及生長因子及 integrins、細胞骨架 (cytoskeletal) 及某些離子通道的反應而導致細胞 外基質的適應，尤其是膠原蛋白的合成。在體外的 (in vitro) 研究中，
這些有關膠原蛋白合成的生長因子有TGF- 、IL-1、IL-6、IL-8、IGF-I、
FGF、NO、前列腺素 (prostaglandins)、VEGF、PDGF 等，都被發現 確實影響纖維母細胞的作用 (Kjaer 等, 2004)。 Zamora 與 Marini (1988) 指出，運動會使原本處於安靜狀態的腱細胞轉變成活化的腱 細胞，認為肌腱增生的過程是類似肌肉肥大。
Banes 等 (1995) 研究發現機械張力會增加 PDGF 及 IGF-I，此 外，Skutek, Van Griensven, Zeichen, Brauer,與 Bosch (2001) 發現機械 負荷會引起TGF- 、PDGF 及 bFGF 的分泌增加，而且從人類的肌腱 纖維母細胞中發現這些生長因子的表現也增加。Banes 等 (1999) 研 究發現受機械負荷的纖維母細胞會增加膠原蛋白及細胞外基質的組 成基因表現。Almekinders 等 (1993) 及 Langberg 等 (1999) 研究發現 受到機械刺激的人類纖維母細胞會增加前列腺素的釋放。這些因子是 共同調節膠原蛋白合成的訊息路徑 (Butt ＆Bishop, 1997)。
Godbout 等 (2006) 研究發現受傷後第 3 天運動介入會增加 28 天 後的膠原蛋白合成；且過去研究證實機械性負荷會增加膠原纖維排列 的一致性及聚合作用 (polymerization) 及加速葡萄糖胺聚糖
(glycosaminoglycans) 的生成 (Enwemeka 等, 1991；Vilarta and Vidal, 1989)。骨骼肌的機械性負荷會促進細胞質內膠原蛋白纖維的形成，
但對於「固定不動」的肌腱則沒有發生這樣的表現 (Enwemeka 等, 1991)。Ng 等 (1996) 稱這種像為「纖維母細胞的回饋環 (fibroblastic feedback loop) 」，即在受傷後會增加纖維母細胞的活性，伴隨新生的 膠原蛋白及橫向連結的形成。因為新生的膠原蛋白纖維對抗力的能力 較弱，因而回饋到纖維母細胞，使纖維母細胞合成更多的膠原蛋白，
且使其排列順從負荷的方向。
Pneumaticos, McGarvey, Mody,與 Trevino (2000) 以兔子的阿基里 斯肌腱做研究，探討受傷後提早活動與不活動對肌腱復原的影響，為 期共35 天。發現較早運動組的組織有較成熟的腱細胞，及成熟的膠 原蛋白。此外，觀察受傷後的第 4 天的組織，發現有許多的新生膠原 蛋白 (neocollagen)， 這些未成熟的新生膠原主要是由第三型膠原蛋 白所組成，認為這些新生組織主要是由橫向連結較弱的第三型膠原蛋
Pneumaticos, McGarvey, Mody,與 Trevino (2000) 以兔子的阿基里 斯肌腱做研究，探討受傷後提早活動與不活動對肌腱復原的影響，為 期共35 天。發現較早運動組的組織有較成熟的腱細胞，及成熟的膠 原蛋白。此外，觀察受傷後的第 4 天的組織，發現有許多的新生膠原 蛋白 (neocollagen)， 這些未成熟的新生膠原主要是由第三型膠原蛋 白所組成，認為這些新生組織主要是由橫向連結較弱的第三型膠原蛋