第一节运动系统

第一节运动系统运动系统由骨、骨连接和骨骼肌三种器官组成。骨以不同形式（不动、微动或可动）的骨连接联结在一起，构成骨骼skeleton,形成了人体体形的基础，并为肌肉提供了广阔的附着点。肌肉是运动系统的主动动力装置，在神经支配下，肌肉收缩，牵拉其所附着的骨，以可动的骨连接为枢纽，产生杠杆运动。运动系统顾名思义其首要的功能是运动。人的运动是很复杂的，包括简单的移位和高级活动如语言、书写等，都是以在神经系统支配下，肌肉收缩而实现的。即使一个简单的运动往往也有多数肌肉参加，一些肌肉收缩，承担完成运动预期目的角色，而另一些肌肉则予以协同配合，甚或有些处于对抗地位的肌肉此时则适度放松并保持一定的紧张度，以使动作平滑、准确，起着相反相成的作用。运动系统的第二个功能是支持，包括构成人体体形、支撑体重和内部器官以及维持体姿。人体姿势的维持除了骨和骨连接的支架作用外，主要靠肌肉的紧张度来维持。骨骼肌经常处于不随意的紧张状态中，即通过神经系统反射性地维持一定的紧张度，在静止姿态，需要互相对抗的肌群各自保持一定的紧张度所取得的动态平衡。运动系统的第三个功能是保护，众所周知，人的躯干形成了几个体腔，颅腔保护和支持着脑髓和感觉器官；胸腔保护和支持着心、大血管、肺等重要脏器；腹腔和盆腔保护和支持着消化、泌尿、生殖系统的众多脏器。这些体腔由骨和骨连接构成完整的壁或大部分骨性壁；肌肉也构成某些体腔壁的一部分，如腹前、外侧壁，胸廓的肋间隙等，或围在骨性体腔壁的周围，形成颇具弹性和韧度的保护层，当受外力冲击时，肌肉反射性地收缩，起着缓冲打击和震荡的重要作用。一、骨骨bone是以骨组织为主体构成的器官，是在结缔组织或软骨基础上经过较长时间的发育过程（骨化）形成的。成人骨共206块，依其存在部位可分为颅骨、躯干骨和四肢骨。各部分骨的名称、数目见下页表。1．骨的形状人体的骨由于存在部位和功能不同，形态也各异。按其形态特点可概括为下列四种（图2-1）。图2-1骨的形态（一）长骨longbone主要存在于四肢，呈长管状。可分为一体两端。体又叫骨干，其外周部骨质致密，中央为容纳骨髓的骨髓腔。两端较膨大，称为骺。骺的表面有关节软骨附着，形成关节面，与相邻骨的关节面构成运动灵活的关节，以完成较大范围的运动。（二）短骨shortbone为形状各异的短柱状或立方形骨块，多成群分布于手腕、足的后半部和脊柱等处。短骨能承受较大的压力，常具有多个关节面与相邻的骨形成微动关节，并常辅以坚韧的韧带，构成适于支撑的弹性结构。（三）扁骨flatbone呈板状，主要构成颅腔和胸腔的壁，以保护内部的脏器，扁骨还为肌肉附着提供宽阔的骨面，如肢带骨的肩胛骨和髋骨。（四）不规则骨irregularbone形状不规则且功能多样，有些骨内还生有含气的腔洞，叫做含气骨，如构成鼻旁窦的上颌骨和蝶骨等。骨的名称、数目表名称数目颅骨脑颅骨6种（额、顶、枕、筛、颞、蝶骨）8躯干骨面颅骨9种（上颌、下颌、鼻、泪、颧、犁、下鼻甲、腭、舌骨）15椎骨（颈柱7；胸柱12；腰柱5；骶骨1；尾骨1）26肋骨24胸骨1上肢骨上肢带骨肩胛骨2自由上肢骨锁骨2肱骨2尺骨2桡骨2腕骨16掌骨10指骨28下肢骨下肢带骨髋骨2自由下肢骨股骨2髌骨2胫骨2腓骨2跗骨14跖骨10趾骨28听小骨62．骨的构造骨以骨质为基础，表面复以骨膜，内部充以骨髓，分布于骨的血管、神经，先进入骨膜，然后穿入骨质再进入骨髓。（一）骨质骨质bonesubstance由骨组织构成。骨组织bonytissue含大量钙化的细胞间质和多种细胞－即骨细胞、骨原细胞、成骨细胞和破骨细胞。骨细胞数量最多，位于骨质内，其余的则位于骨质靠近骨膜的边缘部。骨质由于结构不同可分为两种：一种由多层紧密排列的骨板构成，叫做骨密质；另一种由薄骨板即骨小梁互相交织构成立体的网，呈海绵状，叫做骨松质。骨密质质地致密，抗压抗纽曲性很强；而骨松质则按力的一定方向排列，虽质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。不同形态的骨，由于其功能侧重点不同，在骨密质和骨松质的配布上也呈现出各自的特色。以保护功能为主的扁骨，其内外两面是薄层的骨密质，叫做内板和外板，中间镶夹着当量的骨松质，叫做板障，骨髓即充填于骨松质的网眼中。以支持功能为主的短骨和长骨的骨骺，外周是薄层的骨密质，内部为大量的骨松质，骨小梁的排列显示两个基本方向，一是与重力方向一致，叫做压力曲线；另一则与重力线相对抗而适应于肌肉的拉力，叫做张力曲线，二者构成最有效的承担重力的力学系统。以运动功能见长的长管状骨骨干，则有较厚的骨密质，向两端逐渐变薄而与骺的薄层骨密质相续，在靠近骨骺处，内部有骨松质充填，但骨干的大部分骨松质甚少，中央形成大的骨髓腔。在承力过程中，长骨骨干的骨密质与骨骺的骨松质和相邻骨的压力曲线，共同构成与压力方向一致的统一功能系统（图2-2）。图2-2骨小梁模式图骨质在生活过程中，由于劳动、训练、疾病等各种因素的影响，表现出很大的可塑性，如芭蕾舞演员的足跖骨骨干增粗，骨密质变厚；卡车司机的掌骨和指骨骨干增粗；长期卧床的患者，其下肢骨小梁压力曲线系统变得不明显等。（二）骨膜骨膜periosteum由致密结缔组织构成，被覆于除关节面以外的骨质表面，并有许多纤维束伸入于骨质内。此外，附着于骨的肌腱、韧带于附着部位都与骨膜编织在一起。因而骨膜与骨质结合甚为牢固。骨膜富含血管、神经，通过骨质的滋养孔分布于骨质和骨髓。骨髓腔和骨松质的网眼也衬着一层菲薄的结缔组织膜，叫做骨内膜endosteum。骨膜的内层和骨内膜有分化成骨细胞和破骨细胞的能力，以形成新骨质和破坏、改造已生成的骨质，所以对骨的发生、生长、修复等具有重要意义。老年人骨膜变薄，成骨细胞和破骨细胞的分化能力减弱，因而骨的修复机能减退。（三）骨髓骨髓bonemarrow是柔软的富于血管的造血组织，隶属于结缔组织。存在于长骨骨髓腔及各种骨骨松质的的网眼中，在胚胎时期和婴幼儿，所有骨髓均有造血功能，由于含有丰富的血液，肉眼观呈红色，故名红骨髓。约从六岁起，长骨骨髓腔内的骨髓逐渐为脂肪组织所代替，变为黄红色且失去了造血功能，叫做黄骨髓。所以成人的红骨髓仅存于骨松质的网眼内（图2-3）。3．骨的化学成分和物理特征骨不仅坚硬且具一定弹性，抗压力约为15kg/mm2，并有同等的抗张力。这些物理特性是由它的化学成分所决定的。骨组织的细胞间质由有机质和无机质构成，有机质由骨细胞分泌产生，约占骨重的1/3，其中绝大部分(95%)是胶原纤维，其余是无定形基质，即中性或弱酸性的糖胺多糖组成的凝胶。无机质主要是钙盐，约占骨重的2/3，主要成分为羟基磷灰石结晶，是一种不溶性的中性盐，呈细针状，沿胶原纤维的长轴排列。将骨进行锻烧，去除其有机质，虽然仍可保持原形和硬度，但脆而易碎。如将骨置于强酸中浸泡，脱除其无机质（脱钙），该骨虽仍具原形，但柔软而有弹性，可以弯曲甚至打结，松开后仍可恢复原状。图2-3骨的构造模式图有机质与无机质的比例随年龄增长而逐渐变化，幼儿骨的有机质较多，柔韧性和弹性大，易变形，遇暴力打击时不易完全折断，常发生柳枝样骨折。老年人有机质渐减，胶原纤维老化，无机盐增多，因而骨质变脆，稍受暴力则易发生骨折。4．骨的表面标志骨的表面由于肌腱、肌肉、韧带的附着和牵拉，血管、神经通过等因素的影响，形成了各种形态的标志，有些标志可以从体表清楚的看到或摸到，成为临床诊断和治疗中判断人体结构位置的重要根据。（一）骨面的突起：由于肌腱或韧带的牵拉，骨的表面生有程度不同的隆起，其中明显突出于骨面的叫突；末端尖的叫棘；基底部较广逐渐凸隆的叫隆起，其表面粗糙不平的叫粗隆或结节，有方向扭转的粗隆叫转子；长线形的高隆起叫嵴；低而粗涩的叫线。（二）骨面的凹陷：由于与邻位器官、结构相接触或肌肉附着的影响而形成。大而浅的光滑凹面叫窝，略小的凹叫小窝或小凹；长的叫沟；浅的如手指的压痕叫压迹。（三）骨的腔洞：由于容纳某些结构或空气，或由于某些结构穿行所形成。一般将较大的空间称为腔、窦、房，小者叫小房；长的骨性通道叫管；腔或管的开口叫口或孔，边缘不完整的孔叫裂孔。（四）骨端的标志：骨端圆形的膨大叫头或小头，多为被覆着软骨的关节面，头下方较狭细处叫颈；椭圆形的膨大叫髁；髁的最突出部分叫上髁。此外，较平滑的骨面叫面，是肌肉的附着处；骨的边缘称缘，缘的缺口或凹入都叫切迹，是血管、神经或肌腱的通过处。5．骨的发生和发育概况骨发生于胚胎时的间充质。约在胎龄第8周，脊索的周围以及其它部分由间充质分化出胚性结缔组织，形成膜性骨。以后膜性骨的大部分被软骨所取代，再由软骨发展成骨；小部分则直接从膜性骨衍化为骨。由结缔组织膜或软骨衍化为骨的过程叫骨化。这一过程从胚胎时期开始，直至生后骨的发育完成为止。由膜骨化的叫原骨；由软骨衍化的骨叫次骨。（一）膜化骨：颅顶骨和面颅骨的发生属于此型。胚胎时期膜性骨的一定部位的细胞，分化出成团的成骨细胞，成骨细胞产生胶原纤维和基质，基质内钙盐渐沉积，形成骨组织小岛，叫做骨化中心。再由此中心向周围生成幅射状的骨梁，骨梁再生小梁并互相结合成网，网眼内充以胚性造血组织。膜性骨的表层部分形成骨膜，骨膜下还分化出一种破骨细胞，在成骨细胞不断造骨的同时，破骨细胞破坏已建成的骨质并将之吸收，在这样不断造骨又不断破坏骨的相反相成的矛盾运动中，骨不断生长的同时被改建和重建，使骨达到成体的形态。颅骨一般均由几个骨化点骨化然后愈合成一骨，其骨质的外层不断生成，内层不断破坏、吸收和改建，使颅腔的容积不断扩大。（二）软骨化骨：四肢骨（锁骨除外）和颅底骨的发生属于此型。胚胎早期在膜性骨的基础上形成与成体骨形状相似的软骨性骨，表面复以软骨膜。软骨化骨由软骨膜和软骨内同时进行。软骨膜化骨形成骨密质及其外层的骨膜；软骨内骨化形成骨松质及充填于其内的骨髓。长管状骨的骨化，首先是软骨体中间部的软骨膜内层分化出成骨细胞，由它产生细胞间质并有钙盐沉积，形成圆筒状的骨领。此时间充质和血管侵入软骨体中央，分化出造骨与破骨细胞，形成初级骨化中心，并由此向两端不断发展，在最初骨化中心部位由于破骨细胞将骨质破坏、吸收而产生空腔，即骨髓腔，侵入的间充质转化为红骨髓。到降生前后，软骨的两端也出现骨化中心，叫初级骨化中心，先进行软骨内化骨，然后进行软骨膜化骨，形成骨骺。当骨干和骨骺两者的骨化都接近完成时，中间仍保留一层软骨，叫做骺软骨。骨的发育基于两种机制：一是骺软骨不断增生，骨干端又不断骨化，使骨得以不断长长，直至20岁左右，骺软骨不再增长也被骨化，骨干与骨骺相连，二者的嵌接处形成一条粗糙的骺线；另一是骨膜内层不断地层层造骨与改建，其内部骨髓腔也不断造骨、破骨与改建，从而使骨干不断增粗、骨髓腔也不断的扩大。由于造骨和破骨互相矛盾互相制约的作用，使骨在长长变粗的同时，依据内、外环境诸多因素的影响，骨质的构筑得到不断的改建，使骨达到了以最少的原料而具有高度的韧性和硬度统一体的效能（图2-4）。短骨的骨化过程与长骨骨骺相似，但首先从软骨膜开始化骨，然后再进行软骨内化骨。图2-4长骨的发育模式图二、骨连接人体骨和骨之间藉助于结缔组织、软骨或骨连接起来。从连接形式上可分为直接连接（不动连接）和间接连接（可动连接，关节）两种。1．直接连接（一）韧带连接两骨之间靠结缔组织直接连结的叫韧带连接。韧带ligament多呈膜状、扁带状或束状，由致密结缔组织构成。肉眼观呈白色，有光泽，附着于骨的地方与骨膜编织在一起，很难剥除，有的韧带由弹性结缔组织构成，肉眼观呈淡黄色，叫做黄韧带（如项韧带）。一般的韧带连接允许两骨间有极微的动度。但有些骨与骨之间，两直线缘相对或互以齿状缘相嵌，中间有少量结缔组织纤维穿入两侧的骨质中，使连结极为紧密，叫做缝，如颅骨的冠状缝和人字缝。（二）软骨结合相邻两骨之间以软骨相连接叫软骨结合。软骨组织属结缔组织的一种，呈固态有弹性，由大量的软骨细胞和间质构成，由于间质的成分不同，又有透明软骨、纤维软骨和弹力软骨的区分。第一助骨连于胸骨的软骨属透明软骨，而相邻椎骨椎体之间的椎间盘则由纤维软骨构成。由于软骨具有一定弹性，所以能做轻微的活动。