骨骼
人或動物體內或體表堅硬的組織
骨骼(bone,skeleton):人或動物體內或體表堅硬的組織。分內骨骼和外骨骼兩種,人和高等動物的骨骼在體內,由許多塊骨頭組成,叫內骨骼;節肢動物、軟體動物體外的硬殼以及某些脊椎動物(如魚、龜等)體表的鱗、甲等叫外骨骼。通常說的骨骼指內骨骼。
骨骼是組成脊椎動物內骨骼的堅硬器官,人體的骨骼起著支撐身體的作用,是人體運動系統的一部分。成人有206塊骨。骨與骨之間一般用關節和韌帶連接起來。
古生物學家熟知的、首次發現於澳大利亞的伊迪卡拉動物化石距今5.7億年前,它們都是沒有硬骨骼的軟軀體動物。已知最早的具有硬的外骨骼(外殼)的動物化石是寒武系最底部的所謂“小殼化石”,它們是一些小到只有幾毫米長的錐形的或異形的小管,其礦物成分是碳酸鹽或磷酸鹽,這可以說是動物最早的骨骼化。
藍菌
動物外骨骼的出現與藍菌的鈣化。
令人驚奇的是,寒武紀初始藍菌和其他一些藻類也出現了鈣化現象。動物與植物幾乎同時骨骼化(鈣化)這一現象引起古生物學和沉積學家們的興趣,並引起一場關於骨骼化原因的討論與爭論。多數古生物學和沉積學家都認為,新元古代海水化學的變化促進了骨骼的進化產生。例如英國沉積學家Riding認為,在元古宙末到寒武紀之初,海水中鎂-鈣比值m(Mg)/m(Ca)下降,碳酸鹽岩中白雲石減少、方解石增多,這種變化與鈣化的藍菌出現相關。同時元古宙末海水中磷酸鹽豐富,這和一些磷酸鹽的小殼動物化石的出現有關。但俄國學者分析了元古宙末(文德期)到早古生代的碳酸鹽時發現,鎂與鈣的比值並沒有大的變化。另一方面,美國學者Grotzinger(1989)認為元古宙末海水鈣的含量下降,海水的鈣離子從早元古代的飽和或過飽和狀態逐漸下降到新元古代晚期和寒武紀初期的低於飽和點的狀態。因此,骨骼化的原因可能不在海水化學環境,而與生物本身有關。
寒武紀初始的動物外骨骼的出現與藍菌的鈣化。a.寒武紀早期鈣化的絲狀藍菌Girvanella;b~d.長江西陵峽震旦系燈影組頂部(靠近寒武系底界)的小殼化石:圓口螺Circothecasp.(b)三槽阿拉巴管Anabaritestrisulcatus(c)和震旦蟲管Sinotubulitessp.
元古宙末,多細胞底棲植物和浮游植物繁盛,隨著動物的第一次適應輻射,海洋生態系統的生物多樣性大大增長,食物鏈層次增多,物種之間競爭加劇。一些學者認為,生態系統中可能出現了肉食性和植食性的動物,骨骼化首先是對生態系統內部新關係的反應。換句話說,藍菌和其他藻類植物的鈣化可能是對植食性動物的採食的防護,一些小的無脊椎動物的礦化的外殼的產生可能也是對捕食動物的適應。如果上述解釋是對的,那麼我們可以說,骨骼最初是作為防護(防衛)系統而進化產生的。動、植物幾乎同時骨骼化可能與元古宙末至寒武紀初的海洋生態系統內部種間關係複雜化相接。
從化學組成上看,可以區分出以無機礦物為主要成分的骨骼和以有機質為主要成分的骨骼。多數無脊椎動物的骨骼以碳酸鈣(方解石、文石)為主要成分,幾丁質外骨骼見於節肢動物等較高等的無脊椎動物。幾丁質是一種多糖(氨基多糖)類有機物,節肢動物(甲殼類,昆蟲等)的外骨骼主要是由幾丁質和礦化(磷酸鈣化)的膠原纖維(一種蛋白質)組成。陸地植物的支撐基礎是木質素,是多聚的芳香族化合物。從進化出現的順序看,以碳酸鈣、磷酸鈣和硅質的無機成分為主的骨骼出現較早,其次是幾丁質骨骼,然後是鈣化的膠原纖維型骨骼。植物的木質化比較晚些。
水母
骨骼在進化過程中,其防護功能與支撐功能互相結合,例如無脊椎動物外骨骼既是支撐系統,又是防護系統。脊椎動物骨骼的主要功能是支撐,其防護功能讓位於皮膚。
A.頭足類(直角石)的外骨骼:主要功能是防護;
B.甲殼動物的幾丁質外骨骼:具有防護與支撐雙重功能;
C.脊椎動物的內骨骼:主要功能是支撐,防護功能由皮膚承擔。
絕大多數無脊椎動物的骨骼位於體外,即外骨骼。動物的外骨骼體制既有它的優越性,也有其限制性,外骨骼體制的優越性在於支撐、運動、防護三項功能緊密結合。外骨骼體制的限制性也很突出,例如:
無鱗硨磲
(2)生長的限制。動物的軟軀體的生長受到堅硬的外骨骼的限制。於是我們看到昆蟲是如何艱難地“蛻皮”的,但腹足類的螺旋形殼和某些環節動物的管狀殼並不影響其內的軟軀體的生長。
(3)呼吸的限制。節肢動物的外殼骨骼是體表呼吸的障礙,堅硬的外骨骼也不可能進化出像陸地脊椎動物那樣的“負壓呼吸”系統。昆蟲的氣管式呼吸系統的效率較低,限制了軀體體積的增長。
骨骼化是生物結構複雜化的基礎,骨骼系統又是生物形態進化的限制因素。骨骼是組成脊椎動物 內骨骼的堅硬器官,功能是運動、支持和保護身體;製造紅血球和白血球;儲藏礦物質。骨骼由各種不同的形狀組成,有複雜的內在和外在結構,使骨骼在減輕重量的同時能夠保持堅硬。骨骼的成分之一是礦物質化的骨骼組織,其內部是堅硬的蜂巢狀立體結構;其他組織還包括了骨髓、骨膜、神經、血管和軟骨。
顱骨:(8腦顱骨)額骨、篩骨、蝶骨、枕骨(不成對)頂骨、顳骨
(15面顱骨)鼻骨、淚骨、齶骨 上頜骨、下鼻甲、顴骨 下頜骨、舌骨、犁骨(不成對)
軀幹骨:24脊椎、一胸骨、12對肋骨、一尾骨、一骶骨
四肢骨:1肩胛骨、1鎖骨、1肱骨、1尺骨、1橈骨、8腕骨、5掌骨、14指骨*2(上肢骨64)
1髖骨、 1股骨、1髕骨(膝蓋骨)、1脛骨、1腓骨、7跗骨、5跖骨、14趾骨*2(下肢骨62)
透視物種進化與動物骨骼親密接觸
支持功能:骨骼構成骨架,維持身體姿勢。
造血功能:骨髓在長骨的骨髓腔和海綿骨的空隙,透過造血作用製造血球。
貯存功能:骨骼貯存身體重要的礦物質,例如鈣和磷。
運動功能:骨骼、骨骼肌、肌腱、韌帶和關節一起產生並傳遞力量使身體運動。
大部分的骨骼或多或少可以執行上述的所有功能,但是有些骨骼只負責其中幾項。
1.骨骼“支撐者”:鈣
人的骨骼是“活”的,當鈣攝入不足時,骨骼中的鈣就會釋放到血液里,以維持血鈣濃度,導致骨密度越來越低,骨質越來越疏鬆,進而引發骨折、骨質退行性增生或兒童佝僂病。
營養策略:有人做過統計,在普通人一天的膳食中,平均只能攝入250—350毫克鈣,與中國營養學會建議的每日800—1000毫克鈣攝入量相差甚遠。
專家指出,年輕時就要多吃含鈣食物,才能為骨骼儲蓄充足的鈣。一般情況下,多吃牛奶、豆製品、海帶、蝦皮等,就能夠滿足正常人補鈣的需要。
烹飪時可以放點醋,有助鈣質溶解,幫助吸收。喜歡吃肥肉、油炸食品等高脂肪食物,以及愛吃鹹的人,要特別注意補鈣,因為油脂和鹽會抑制鈣的吸收。
2.骨骼“加油站”:維生素D
它能促進腸道鈣吸收,減少腎臟鈣排泄,就像加油站一樣,源源不斷地把鈣補充到骨骼中去。如果缺少維D,骨頭的硬度會降低,形成“軟骨症”。幼兒往往顱骨、胸廓發育不全,容易佝僂;孕婦、老人的下肢、骨盆等處骨骼力量則會減退。
營養策略:人體90%的維D依靠陽光中的紫外線照射,通過自身皮膚合成;其餘10%通過食物攝取,比如蘑菇、海產品、動物肝臟、蛋黃和瘦肉等。
專家指出,補維D最安全、有效、經濟的方法是曬太陽。美國研究人員建議,天氣晴朗時,每天正午前後兩小時內,不擦防晒霜,暴露40%以上的皮膚,曬太陽5—15分鐘就足夠。對於長年在寫字樓辦公的人來說,隔著玻璃照射陽光達不到補維D效果,最好假期多進行戶外運動。
3.骨骼“混凝土”:蛋白質
如果長期蛋白質攝入不足,不僅人的新骨形成落後,還容易導致骨質疏鬆。有研究發現,不愛吃肉、豆製品,長期缺少蛋白質的人,容易發生髖骨骨折。
營養策略:常吃富含膠原蛋白和彈性蛋白的食物,對骨骼健康最有益,比如牛奶、蛋類、核桃、肉皮、魚皮、豬蹄膠凍等。正常人不需要額外服用蛋白粉等保健品。蛋白質攝取過多反而對骨骼不利,會使人體血液酸度增加,加速骨骼中鈣的溶解和尿中鈣的排泄。
4.骨骼“保衛者”:鎂
人體60%—65%的鎂存在於骨骼中。專家表示,在新骨的形成中,鎂起到重要作用。骨骼中鎂的含量雖然少,可一旦缺乏,會讓骨頭變脆,更易斷裂。
長期缺鎂,還會引發維生素D缺乏,影響骨骼健康。飲食中鎂攝入低的女性,骨骼密度也較低。
營養策略:紫菜、全麥食品、杏仁、花生和菠菜等都富含鎂。每星期吃2—3次花生,每次5—8粒就能滿足一個人對鎂的需求;多喝水也能促進鎂的吸收。
5.骨骼“穩定劑”:鉀
人體每個細胞都含有鉀元素,骨骼也不例外。它的主要作用是維持酸鹼平衡,參與能量代謝和神經肌肉的正常功能,這對於骨骼的生長和代謝是必不可少的。發表在美國《環境營養》期刊上的一項研究還指出,鉀能夠防止鈣流失,使骨骼更硬朗。
營養策略:要想補鉀,多吃香蕉、橙子、李子、葡萄乾等水果,西紅柿、土豆、菠菜、山藥等蔬菜,以及紫菜、海帶等海藻類食品是最安全有效的方法。特別是橙汁,裡面含有豐富的鉀,而且能補充水分和能量。鉀補充劑最好不要輕易服用,因為它可能對心臟不利。
6.骨骼“添加劑”:維生素K
就像食物需要一定的添加劑一樣,骨頭也需要添加劑維K來激活骨骼中一種非常重要的蛋白質——骨鈣素,從而提高骨骼的抗折能力。
哈佛大學研究表明,如果女性維K攝入較低,就會增加骨質疏鬆和股骨骨折的危險。荷蘭研究則發現,補充維K能促進兒童骨骼健康,減少關節炎的發生。
營養策略:膳食中,蔬菜葉片的綠顏色越深,維K的含量就越高。每天只要吃500克蔬菜,其中包含300克以上的深綠葉蔬菜,就能有效預防維K不足。
長期服用抗生素的人,腸道菌群平衡可能被破壞,影響維K的合成,要特別注意多吃綠葉蔬菜。此外,維K是一種脂溶性維生素,補充時最好不要生吃蔬菜,而是加調味油炒熟。
7.骨骼“清道夫”:維生素B12
維B12是唯一含有礦物質磷的維生素,對維持骨骼硬度起著重要作用。它就像個“清道夫”一樣,能清除血液中的高半胱氨酸,保護骨骼,防止因為高半胱氨酸過多導致的骨質疏鬆,甚至是髖骨骨折。
營養策略:動物肝臟、貝類、瘦牛肉、全麥麵包和低脂奶製品,都是富含維B12的食品。不過,老人很難吸收維B12,植物性食物(螺旋藻等藻類除外)中不含維B12,所以50歲以上的人和素食者可適當服用補充劑,每天攝入的標準是2.4微克。
如何從骨骼中找到確定性別、年齡等信息的線索,在中國河南省安陽縣安豐鄉西高穴村的一處東漢大墓的搶救性挖掘,大墓主人很有可能是三國時期的梟雄曹操。考古學家給出的證據之一就是他們從骨骼中推斷出墓中一具遺骸系男性且死亡年齡大約是60歲,這與曹操66歲的享年十分相近。此次挖掘中,除了疑似曹操的骨骸外,專家還發現了兩具合葬的女性骨骸。
利用骨骼判斷性別的方法很多,總體上可分為兩類:對比觀察法和儀器測量法。前者是指用肉眼觀察骨骼的形態差異來判定性別。一般而言,男性骨骼比較粗大,表面粗糙、肌肉附著處的突起明顯,骨密質較厚,骨質重;而女性骨骼比較細弱,骨面光滑,骨質較輕。不過長期從事體力活動的婦女,其骨骼與男性無顯著差異。這時可以通過骨盆來判別,由於女性承擔了生育的任務,因此骨盆上口的尺寸(骨盆內部尺寸)要大一些。這種差異自胎兒期就已呈現出來,性成熟后更加明顯。除此之外,顱骨、胸骨、鎖骨、肩胛骨以及四肢長骨等也存在一定的性別差異。後者是指使用骨骼測量儀對遺骸的長、寬、高、角度及厚度進行測量。將所得數據與男性均值及女性均值相比較;或依據相應的數學手段,將數據代入回歸函數中計算。進而判斷性別。
骨骺
對於成年骨骸的年齡鑒定,通過觀察比較骨骼的形態學變化更為常用。兒童期時,骨組織有機質的成分較多,使得骨骼的韌性大,硬度小。到了成年期,無機質的比例漸漸升高,約佔70%,這時的骨骼不但堅硬,而且彈性韌性都很良好,時至老年期,無機成分進一步升高,骨骼變得更脆,同時在骨質增生和吸收的作用下,骨骼的形態也發生了相應的改變。推測成年期及以後的骨骸的年齡時,觀察恥骨聯合面是最佳方法之一。以此處的骨骼特徵推斷年齡,誤差可控制在5年之內,倘若死亡年齡在20~40歲之間的話,誤差甚至可以縮窄至兩年左右。隨著技術的進步,藉助數量化模型的手段來分析恥骨聯合面的年齡特徵還可以讓結果更加準確。此外胸骨也具備隨年齡增長而規律性變化的特點,據此推斷年齡的準確性僅次於恥骨聯合面。
在考古挖掘中,顱骨一般保存相對完好,因此從這裡也能找到不少鑒別年齡的線索。顱骨是由29塊骨骼組成的結構,除下頜骨外,其他顱骨間均以骨縫相連。這些微小縫隙的存在允許顱骨可以微量滑動。雖然大部分顱骨骨縫的癒合速度在個體之間差異較大,但依然能為年齡的劃分提供寶貴的信息。比如顱骨基底縫的癒合時間相對比較穩定,一般在20~25歲,通過觀察基底縫的融合情況可以判斷骨骼主人是否為成年人。當人步入老年期(50~60歲)后,骨縫發生完全融合併消。因此綜合這些信息,有經驗的考古專家拿到一具顱骨時,僅憑肉眼就可以大致判斷出顱骨主人死亡所處的年齡段。
dna
如果你的醫生說你的骨骼過於單薄欠強壯——關鍵的是採取一些步驟延緩骨關節炎的進展。我們如果進行補鈣、運動、不吸煙、不酗酒、進行定期的骨密度測試。所有的這一切都是必要的措施,尤其對於骨密度較低的女性而言更應該如此。如果骨骼密度的測試后結果不理想的話,就應該著手進行一些策略的改變。與你的醫生交流。影響骨健康的因素很多。如使用某些藥物治療慢性疾病會改變骨的健康。因此,我們必須全面監測骨質疏鬆的發展和相關的風險係數。如服藥后的一些癥狀,如頭昏輕微的疼痛、丟失平衡能力,這些因素都容易導致你發生跌倒的風險。醫生可能會與你解釋你的風險因素,同樣也會建議你預防與治療骨丟失的措施。
頭骨和椎骨
在購買補充劑之前應該要認真看標籤說明。這樣做是為了確保你購買的補充劑是高品質和符合你的情況的補充劑。不要忘記維生素D!大部分鈣片或大部分維生素片劑含有維生素D。然而,你可以從食物里獲得維生素D(強化的牛奶製品、蛋黃、鹽水魚如金槍魚和肝臟)。研究支持維生素D3的吸收與儲存勝過維生素D2。
如果你在服用骨質疏鬆的藥物,那就應該服用大量的鈣製劑。很多患者認為他們在服用治療骨質疏鬆的藥物就不必要服用鈣製劑,那是不對的,醫生有時也忽視了強調這一點。有必要的話,服用鈣的補充劑,有的病例醫生會給患者開高劑量的鈣與維生素D片劑。
補充鈣與骨質疏鬆葯可以終止骨質的丟失。允許骨質的自我更新的過程。骨骼需要有壓力的刺激才會使其更加的強壯,這就是負重訓練可以使骨骼更加強壯。在開始任何運動訓練之前應該諮詢你的運動醫學醫生。讓他們為你設計符合你體質特點的運動處方。我們建議:每日堅持步行。行走、慢跑、輕鬆的有氧運動可以是骨和肌肉進行對抗重力——是骨骼承受壓力。使骨更加健壯。騎自行車是對骨有很好的方式。它提供一定的阻力,這樣可以改善肌肉和強壯骨質。如果你的條件允許的話,每周進行五次30分鐘負重的訓練。最少要進行每周三次30分鐘的訓練。核心肌肉力量的訓練是很重要的訓練。進行腹部肌肉和腰部的肌肉訓練、瑜伽、普拉提和太極拳都可以讓你的脊柱獲得好的穩定性。脊柱周圍的肌肉得到強壯可以增加脊柱的穩定性,而瑜伽、普拉提和太極拳可以幫助你有好的平衡能力。預防跌跤有好處。如果進行瑜伽、普拉提和太極拳的訓練一定要遵循導師的指導,確保自己的運動在專業的監督下損傷的風險是最低限度。
不要吸煙與適度飲酒(中度酒)。尼古丁對骨有損害。告誡那些煙民如果不戒煙的話醫生對你的幫助是微乎其微。吸煙的行為將抵消所有的藥物作用。適度的飲酒對人體有益。每周1~2次的頻率。過度的飲酒將導致骨質的丟失。如果吸煙與過度飲酒將造成骨質的嚴重損害。
骨礦物質的密度檢查(BMD)是唯一確認你鈣丟失程度的監測方法。黃金標準骨密度檢查是雙極能量X-ray吸收測量學(dual energy absorption metry (DEXA)),這是低輻射最精確的測試方法。你應該選擇什麼樣的測試頻率呢?如果你正在服用骨質疏鬆葯或遭遇某種風險因素,那你就需要每六月測試一次。在測試之前,應該與你的保險公司進行諮詢,有些保險是提供每兩年進行骨密度的測試。一般我們會在獲得保險公司的同意後進行骨密度的測試,進行的測試通常是年度的測試,在測試后通常緊隨著治療的措施。
盲目減肥
適當的脂肪,能通過生化作用轉化成雌激素等,增加鈣的吸收,促進骨的形成,防止骨質疏鬆。不少都市現代女性過度追求苗條,在減去脂肪的同時也減掉了骨量,年紀輕輕就被發現有骨質疏鬆的癥狀。因此,白領女性保持適當體重是非常有必要的。美國一項研究發現,女性在節食18個月以後,體重雖減了3公斤,但是骨密度也會隨之下降。由於脂肪層和肌肉薄弱,一旦發生意外,比如不小心扭傷、摔倒、擠壓時,就比其他人更易骨折。另外,體形瘦小的人脂肪組織和肌肉較薄,也容易發生骨質疏鬆,並且伴隨著骨質疏鬆性骨折。
愛穿高跟鞋
女性愛美是天生的高跟鞋更是給女性的美做出了不小的貢獻,但也給你的骨骼健康帶來不小的麻煩。正常情況下,腳部有三個受力點:第一、第五個腳趾和腳跟。而穿高跟鞋時,身體前傾,重心前移,人體重量幾乎都落在前兩點,這會引起上半身的脊椎問題。
人體骨骼圖
天冷穿裙子
人體骨骼、關節的抵抗力和血液循環相關。穿裙子勢必將下肢暴露在空氣中,受到寒冷的刺激,會使腿部血管痙攣,使膝關節周圍供血減少,最終導致關節抵抗力下降。經年累月,患風濕性關節炎的可能性就大大增加。
整天宅在家裡
如果說以前導致骨質疏鬆主要是蛋白質攝入不足,現在陽光直照不足則成為主因了。現代人補鈣意識有所提高,但25~35歲之間的人多為辦公一族,進了家門幾乎一天都不出來,也不喜歡運動,不愛曬太陽,導致維生素D缺乏,補了鈣卻無法充分吸收的遺憾便產生了。一旦有骨質疏鬆,就容易出現用力后骨折、腰椎間盤突出、腰部扭傷等問題。
酷愛碳酸飲料
常喝可樂也會降低女性骨密度,而骨密度與骨折風險緊密相連,哈佛大學公共衛生研究所的一項研究顯示,喜歡喝汽水類飲料的女性,骨折的幾率是不喝汽水者的3倍;而愛喝可樂的女性,骨折的幾率是不喝汽水類飲料的5倍。研究人員的解釋是,可樂中含有磷酸,不僅會降低人體對鈣的吸收,還會加快鈣的流失;喝可樂的女性還有可能牛奶攝取量不足,使身體缺乏鈣質。
遊戲迷
醫學研究證明,脊椎相關疾病患者越來越年輕,與電腦有著直接的關係。由於滑鼠的使用,導致右邊頸部用力較多,頸椎協調不平衡,容易誘發一側肌肉、韌帶緊張。而長時間使用電腦使頸椎保持強直姿勢,腰椎長期承受身體的重量,都會導致脊椎相關疾病的發生。