运动系统骨概述

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骨是运动系统的重要组成部分之一，主要起着支持体重、保护脏器和运动等作用。尽管不同部位的骨在形态、结构与功能方面存在差异，但是全身的骨有着共同的结构与功能特征

全身骨可分为中轴骨和附肢骨，其中中轴骨包括了颅骨和躯干骨，主要起保护脏器和支持等作用;而附肢骨包括了上肢骨和下肢骨，主要作为人体的运动杠杆，参与完成各种复杂的运动。

骨的概述

骨是一种器官，具有一定的位置、形态结构和功能。活体骨坚硬而富有韧性，有丰富的血管、淋巴管及神经，能不断地进行新陈代谢和生长发育，并有修复、再生和改建的能力。骨不仅随着年龄的增长有缓慢的变化，而且在外伤或疾病时可发生应激反应。正常的体力活动和科学的体育锻炼，可以促进骨发育或使骨发生良好改变;而长期废用时可导致骨发生退行性改变。骨的主要结构是骨质，由骨组织构成。其外被覆以骨膜，内容纳骨髓。

一、骨的分类

正常成人有块骨，其分类方法多种多样，通常可按照骨的部位和形态来区分。

（一）按部位分类

按部位可分为中轴骨和附肢骨（四肢骨）。

（二）按形态分类

按照形态，骨可分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨4类。

1.长骨

分布于四肢，呈长管状，分为一体两端。体又称骨干(骨体)，为中间较细的部分，内有空腔称骨髓腔，容纳骨髓。体的表面常有1-2个血管出入的孔，称滋养孔。两端膨大称骨骺，上有光滑的关节面，与相邻关节面构成关节。骨干与骺相邻的部分称干骺端，幼年时有骺软骨，骺软骨细胞不断分裂繁殖和骨化，使骨不断加长。成年后，软骨骨化，骨干与骺能融为一体，其间遗留一骺线。此类骨主要起支持作用，同时因其长度较长，在肌肉的牵引下杠杆作用明显，有利于增大运动幅度。

2.短骨

多成群分布于手腕部和足附部，近似立方形，常有多个关节面。短骨间彼此连结牢固，可分散压力，且使局部运动灵活。

3.扁骨

呈板状，面积较大，薄而坚固，多分布于人体中轴和上肢带处。主要构成颅腔和胸腔的壁，起保护和增大肌肉附着面积的作用，如脑颅骨和肋骨。

4.不规则骨

形状不规则，功能多样。多分布于躯干和颅骨处。有些不规则骨内有腔洞，称含气骨，如上颌骨。

此外，从骨的发生角度讲，将位于某些肌腱内、且由肌键或切带钙化而成的骨称为籽骨，体积较小，在运动中有减少摩擦和改变肌肉牵引方向和力矩的作用。髌骨是人体最大的籽骨。

二、骨的构造

活体的骨由骨膜、骨质和骨髓以及血管、神经等组成。实验课中所使用的枯骨主要由骨质构成。

(一)骨膜

骨膜包括骨外膜和骨内膜两部分。

1.骨外膜

骨外膜由致密结缔组织构成，被覆于除关节面以外的新鲜骨的表面，含有丰富的神经和血管，对骨的营养、再生和感觉有重要作用。

骨外膜可分为内、外两层：

(1)外层:致密，有许多胶原纤维束穿入骨质，使之固着于骨面。

(2)内层:疏松，分布有成骨细胞和破骨细胞。成骨细胞有产生新骨质的功能，而破骨细胞有破坏原骨质的功能，幼年期功能非常活跃，直接参与骨的生长发育;成年时转为相对静止状态，一旦发生损伤，如骨折，骨外膜又重新恢复功能，参与骨折处的修复愈合。如骨外膜剥离太多或损伤过大，则骨折愈合困难。因此，骨膜对骨的营养、生长发育和损伤的修复具有非常重要的作用。

2.骨内膜

骨内膜由薄层结缔组织构成，衬在髓腔内面和骨松质间隙内，也含有成骨细胞和破骨细胞，有造骨和破骨的功能。

(二)骨质

骨质是构成骨的主要成分，主要由坚硬的骨组织构成，分骨密质和骨松质两种。

1.骨密质

活体状态下呈白色，它质地致密如象牙，分布于长骨、短骨、扁骨以及不规则骨等所有骨质的表面。内有血管穿行，骨板绕血管排列。长骨骨干的骨密质特别厚，形成长骨的骨干的管壁。

骨密质由排列紧密而规则的骨板构成。其中，呈同心圆式围绕骨干表面排列的为外环骨板，位于骨髓腔周围亦呈同心圆式排列的为内环骨板。外环骨板层次较内环骨板多，且更整齐。在外环骨板与内环骨板之间有许多哈弗氏系统，即骨单位。哈弗氏系统由若干呈同心圆式排列的哈弗氏骨板及居中的哈弗氏管组成，在哈弗氏管内有血管和神经行走。各哈弗氏系统之间有不太规则排列的间骨板。

骨密质的上述构造特点，使其具有抗压、抗拉、抗弯以及抗扭转等力学特性，进而增强了骨密质的支持和保护等功能。

2.骨松质

骨松质呈大空隙的蜂窝状结构，由相互交织的针状或片状的骨板(即骨小梁)排列而成，配布于骨的内部。骨松质之间的间隙称网眼，内有红骨髓。骨小梁的排列与骨所承受的压力和张力的方向一致，一部分骨小梁的排列与压力方向一致组成压力曲线;另一部分骨小梁与骨所受的张力方向一致，组成张力曲线。骨小梁的这种配布，使骨以最少的材料便可达到最大的坚固性。骨受到压缩负荷时，是通过两端传递压力的。长骨两端的骨骺粗大，受力面积大，所受压强相对变小;骨干中空，既不影响负载能力，又可节省材料，使肢体轻巧，运动时耗能减小。

骨小梁的排列并不是一成不変的，当压力(重力)和肌肉拉力方向发生变化时，骨小梁的排列也发生适应性的变化。

颅盖骨表层为密质，分别称外板和内板，外板厚而坚切，富有弹性，内板薄而松脆，故颅骨骨折多见于内板。二板之间的松质，称板障，内有板障静脉经过。颅骨的这种“薄壳结构”，能承受较大的冲击力，这对颅骨在体育运动中，如足球运动中的头顶球等动作的完成具有重要意义。

(三)骨髓

骨髓是充填于骨髓腔和骨松质间隙内的软组织，分为红骨髓和黄骨髓两种。

1.红骨髓

具有造血作用，因含发育阶段不同的红细胞、血小板和某些白细胞，呈红色，称红骨髓。胎儿和幼儿的骨髓皆是红骨髓。

2.黄骨髓

5岁以后，长骨骨干内的红骨髓逐渐被脂肪组织代替，呈黄色，称黄骨髓，失去造血能力。但在慢性失血过多或重度贫血时，黄骨髓可转化为红骨髓，恢复造血功能。而在椎骨、髂骨、肋骨、胸骨及肱骨和股骨的近侧端等骨松质内，终生都是红骨髓。

(四)骨的血管、淋巴管和神经

骨的血管滋养骨质、骨膜、骨髓和骺软骨。因骨的种类不同，其血管的分布也不尽相同。

1.血管

长骨的动脉包括滋养动脉、干骺端动脉、骺动脉及骨膜动脉。滋养动脉是长骨的主要动脉，一般有1-2支，大多经骨干中段的滋养孔进入骨髓腔，分升支和降支达骨端，分支分布到骨干密质的内层、骨髓和干骺端。在成年人滋养动脉可与干骺端动脉及骺动脉的分支吻合。干骺端动脉和骺动脉均发自邻近动脉，从骺软骨附近穿入骨质。上述各动脉均有静脉伴行。不规则骨、扁骨和短骨的动脉来自骨膜动脉或滋养动脉。

2.淋巴管

骨膜的淋巴管很丰富，骨质内是否存在淋巴管尚有争论。

3.神经

主要为内脏运动神经和躯体感觉神经两种纤维。内脏运动神经伴滋养血管进入骨质内，分布到哈弗氏管的血管壁;躯体感觉神经多分布在骨膜，骨膜对张力或撕扯的刺激较为敏感，所以，骨受到冲击和刺激时可引起剧痛。

三、骨的化学成分和物理性质

骨的化学成分和物理性质皆指活体骨，而不是实验室用的枯骨。

(一)骨的化学成分

骨的化学成分由有机质和无机质组成。有机质主要是骨胶原纤维束和黏多糖蛋白等，构成骨的支架，赋予骨的形态，使骨具有弹性和韧性。无机质除水分外，主要是碱性磷酸钙、碳酸钙、氟化钙及氯化钙等钙盐，沉积在骨胶原纤维内，使骨坚硬挺实。

(二)骨的物理性质

用酸脱去骨的无机质，称为脱钙骨，骨仍具原骨形状，但非常柔软而有弹性;通过煅烧可去除骨的有机质，称为煅烧骨，虽形状不变，但脆而易碎。上述实验证明，骨的有机质使骨具有弹性和韧性，而无机质使骨具有硬度。

无机质和有机质两种成分的比例，随年龄的增长而发生变化。幼儿骨中有机质和无机质各占1/2，故骨的弹性较大，柔软，可塑性大，易发生变形，在外力作用下不易骨折或折而不断(即青枝状骨折)。因此，在幼儿及儿童青少年时期，应注意身体姿态的塑造。成年人骨有机质和无机质的比例约为3:7，最为合适，可使骨具有很大硬度和一定的弹性，较坚切。

对新鲜成人骨的生物力学性能的研究表明:骨的弯曲强度MPa，剪切强度54MPa，拉伸强度-MPa，杨氏模量18GPa。老年人的骨无机质所占比例超过75%，脆性较大而弹性较小，同时激素水平的下降影响了钙、磷的吸收和沉积，使骨质出现多孔性，骨组织的总量减少，进而表现为骨质疏松。当受到外力作用时，易发生骨折。因此，在进行老年人体育锻炼安排时，应以缓慢轻柔的活动为主，注意场地平整，避免因跌倒所造成的伤害发生。

四、骨的发生和生长发育

骨发生于中胚层的间充质，包括膜化骨和软骨化骨两种形式。约从胚胎第8周开始，间充质或先分布成膜状，以后在膜的基础上骨化，称为膜化骨;或者先发育成软骨，之后再骨化，称为软骨化骨。

(一)膜化骨

这种成骨的形式多见于扁骨。在间充质膜内有些间充质细胞分化为成骨细胞，产生骨胶原纤维和基质，基质中逐渐沉积钙，构成骨质。开始成骨的部位，称骨化点(或骨化中心)，由此向外作放射状增生，形成海绵状骨质。新生骨质周围的间充质膜即成为骨膜。骨膜下的成骨细胞不断产生新骨，使骨不断加厚;骨化点边缘不断产生新骨质，使骨不断加宽。同时，破骨细胞将已形成的骨质破坏吸收，成骨细胞再将其不断地改造和重建，此过程反复进行，最终达到成体骨的形态。

(二)软骨化骨

间充质内先形成软骨性骨维形，软骨外周的间充质形成软骨膜，膜下的一些间充质细胞分化为成骨细胞。固绕软骨体中部产生的骨质，称骨领。骨领处的软骨膜即成为骨膜。骨领生成的同时，有血管侵入软骨体，间充质也随之而形成红骨髓。

红骨髓内的间充质细胞分化为成骨细胞，开始造骨，此处即称原发骨化点(初级骨化中)。中心被破骨细胞破坏形成骨髓腔。胎儿出生前后，长骨骺处出现继发骨化点(次级骨化中心)，在骺部也进行造骨。骨膜、原发骨化点和继发骨化点不断造骨，分别形成骨干与骺，二者之间有骺软骨。此后，外周的骨膜不断造骨，使骨干不断加粗。骨髓腔内也不断地造骨、破骨与重建，使骨髓腔不断地扩大。同时，软骨也不断增长和骨化，使骨不断加长。近成年时，骺软骨停止增长，全部骨化，骨干与骨骺之间遗留一骺线(在X线下显影)。形成关节面的软骨，保留为关节软骨，终身不骨化。

(三)骨龄

骨龄是通过测定骨化中心萌出的时间、顺序、大小、形态、结构以及相互关系的变化反映体格发育程度，并通过统计处理，以年龄的形式、以岁为单位进行表达的生物学年龄。人类各骨的骨化均由骨化中心的出现开始，而后骨化中心的骨化区域不断扩大成形经过一系列规律性的形态变化逐渐成熟，达到成人骨的形态。在软骨内成骨的过程中，骨化中心的出现和骺软骨的完全骨化，具有一定的年龄规律，这种规律不分种族、民族或地区、发育提前或落后。因此，我们可以根据这些规律制定出相应骨龄标准，以此来判定儿童青少年的发育程度，为儿童青少年的生分龄赛的分组等提供依据。

五、骨的功能

骨的化学成分使骨具有既坚固又有弹性的物理性质，骨小梁的排列方向服从于力学规律，再加上骨松质和骨髓腔的存在，使骨在具有最大的坚固性的同时，又具有轻便的特点;在骨与骨相连接的部位，一般较为膨大，以增加骨的接触面积，增加关节的稳固性。骨的上述结构特点，使骨具有以下功能。

支持负重:骨与骨连结构成骨，形成人体的支架，具有支持人体的软组织(如肌肉、脏器等)和承担身体局部及全身重量的功能。

运动杠杆:骨在骨骼肌收缩时被牵引，绕关节运动轴转动，使人体产生各种运动，在运动过程中，骨起着杠杆的作用。因此，骨是人体运动的杠杆。

保护功能:骨借助骨连结形成腔隙，保护人体重要的器官。例如颅腔保护脑，椎管保护脊髓，胸腔保护心脏和肺等重要器官。

造血功能:红骨髓具有造血的功能。

钙磷仓库:骨是人体内钙磷的储备仓库。在人体的脏器与组织中，钙磷的含量以牙齿和骨组织为最多。

六、影响骨生长发育的因素

骨和所有的器官一样，它的生长、维持和重建受多种因素的影响。如遗传、种族、机械应力、神经、内分泌、营养、疾病及其他物理、化学因素等因素的影响。

遗传和种族因素:遗传和种族因素是影响骨生长发育的内在因素，但是骨的生长发育也以通过外在因素逐渐改变。

神经系统:神经系统可调节骨的营养过程。神经功能加强时，可使骨新陈代谢加快，促使骨质增生，骨坚切粗壮;反之，骨质变得疏松。神经损伤后的瘫痪病人，骨出现脱钙、疏松和骨质吸收，甚至出现自发性骨折。

内分泌激素:内分泌对骨的发育有很大作用.如果成年以前，垂体生长激素分泌亢进，促使骨过快过度生长，可形成巨人症;若分泌不足，则发育停滞导致侏儒症。成年人垂体生长激素分泌亢进，出现肢端肥大症。

维生素:维生素A对成骨细胞和破骨细胞的作用进行调节与平衡，保持骨的正常生长维生素D促进肠道对钙、磷的吸收，缺乏时体内钙、磷减少，影响骨的钙化，在儿童期可造成佝偻病，在成年人可导致骨质软化。

机械力:在骨的骨化过程中，稳定的张力会促进骨的生成。如骨由于受肌肉的牵引或其他器官的压迫而造成骨面的结节、压迹或沟、凹等。正常的体力活动和科学的体育锻炼可使骨骼强壮结实，不良的生活方式和习惯可以使骨发生形变，甚至使骨畸形，如网球运动员持球拍的手臂骨可较对侧粗壮。

据统计，成年人骨骼中每年约10％的骨组织通过骨的重建进行更新，骨的重建取决于骨的消除和沉积的平衡，即依赖于破骨细胞和成骨细胞的功能平衡。骨重建的类型和范围则取决于骨的力学负荷。例如在骨折愈合的初期，骨痂非常不规则，经过一定时间的吸收和改建，可基本恢复原有的形态结构。

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