概述
人體的骨骼系統是由206塊骨頭及超過200個關節所組成,約佔成年人體重的15%。骨骼構成了人體的支架,支持人體的軟組織,賦與人體一定的外形,並承擔起全身的重量。如果沒有了骨骼系統,人只不過是地上的一團肉漿。骨骼亦具有保護體內重要器官的任務,如顱骨保護腦、胸廓保護心、肺等。骨骼也為肌肉提供了附著面,好讓肌肉收縮時能夠牽動骨骼作為杠杆,引起各種各樣的運動。骨的紅骨髓有造血的功能,而黃骨髓則有儲藏脂肪的作用。骨還是人體礦物鹽(特別是鈣及磷)的儲存庫,供應人需要時之用。
人體的骨骼可按其所在位置而分成中軸骨及四肢骨:
中軸骨 |
四肢骨 |
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顱骨(包括聽小骨及舌骨) |
29 |
上肢骨(包括肩胛骨及鎖骨) |
64 |
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椎骨 |
頸椎(7) |
26 |
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肋骨 |
12對 |
下肢骨(包括骨盤) |
62 |
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胸骨 |
1 |
化學成分
骨是由有機物(主要是骨膠原纖維和粘多糖蛋白,約佔骨總重量的30至40%)和無機物(主要是磷酸鈣,其次是碳酸鈣和氟化鈣,約佔骨總重量的60至70%)構成,骨的有機物使骨具有韌性,而無機物使骨具有硬度,骨整體的彈性和硬度也就是由這兩種化學成分的比例而決定。骨中有機物與無機物的比率會隨著年齡的改變而發生變化,成年人的骨含有 2/3 的無機物和 1/3 的有機物,這樣的比率使骨有最大的堅固性。根據力學測定,每平方厘米的股骨能承受170至220千克的抗壓(縮)強度(軸向)。由於兒童的骨是有機成分大而無機成分小,故硬度差,但韌性及可塑性大。雖然不易骨折,但卻容易彎曲變形。因此,兒童應特別注意良好的坐立姿勢。反之,老年人骨中的無機物隨年日而增多,有機物卻相對地減少,所以骨較脆而易折斷,而且不易愈合。因此,老年人不宜從事太過劇烈和幅度大的活動。
骨的形狀
人體骨骼的大小不一,但大致上可歸納為四類:長骨、短骨、扁骨及不規則骨。
長骨(long bone):長骨大部分呈長管狀,一般位於四肢(例:股骨、肱骨),主要在肌肉收縮時,作為杠杆而引起各式各樣的運動(特別是幅度較大的運動)。
短骨(short bone):短骨的形狀近似立方形(例:指骨),主要分佈在需要承受較大壓力及作靈活和複雜運動的部位(例:腕部、踝部)。
扁骨(flat bone):扁骨呈薄板狀,面積較大,適合於保護內臟器官(例:顱骨)和作肌肉的附著面(例:肩胛骨)。
不規則骨(irregular bone):不規則骨呈不規則形(例:椎骨),有些內部還含有空氣的腔隙,以減輕重量(例:上頜骨)。
骨的結構
骨是由骨組織、疏鬆結締組織、神經組織等構成,骨組織為其中的主要部分。骨內許多針狀或片狀,稱骨小樑(trabeculae)的骨質結構按照壓(重)力和張力方向有規則的排列著,這種排列方式能使骨以最經濟的骨質材料,達到最大的堅固性。骨小樑的排列,還會按壓(重)力和肌肉牽拉力的方向變化而作適應性改變。骨的裡面還充滿著骨髓,人體的骨髓分紅骨髓和黃骨髓兩種。在胎兒和幼兒時期,所有的骨髓都是具有造血機能的紅骨髓。隨著年齡的增長,除了扁骨,不規則骨和部分骨內的骨松質(例:髖骨、肋骨、胸骨、股骨等)的紅骨髓是終生存在外,骨髓腔內的紅骨髓都會被脂肪組織所取代,變為黃骨髓。黃骨髓並沒有造血的功能,但當人大量失血和惡性貧血時,黃骨髓則可以轉化為紅骨髓,從而執行造血的機能。
骨的生長
骨和身體其他的器官一樣,有豐富的血管和神經,它的細胞是在不斷新生和死亡,所以骨實在是一種極具生命力的器官。
骨的生長包括了骨的長粗和長長。骨在不斷增粗的過程中,管壁的厚度增加卻並不顯著。12至18歲間的兒童少年,骨骼尚未完全骨化(軟骨成骨的過程),尚有許多軟骨存在,所以骨增長的速度很快。一般在18至25歲期間,骨化過程逐漸完成,骨就不再長長,人也就不再增高。女性通常比男性提前2至3年完成骨化過程。影響骨生長的因素很多,當中包括:遺傳、種族、激素、營養、外力等。
腦垂體分泌的生長激素,對骨的生長尤為重要。幼年期間生長激素不足會導致生長遲緩,身材矮小;若分泌過多,又會令骨的生長過快,稱為巨人症。此外,甲狀線的分泌不足,亦會導致骨的生長起了障礙,令到身材矮小,智力低下。性腺分泌的激素對骨的生長成熟也起著重要作用,在性腺發育早熟的情況下,骨化過程亦會加快完成,骨也就不再增長了。
在營養方面,缺乏維生素甲會導致骨的畸形生長及骨骼生長緩慢,但過多又會令到骨變得脆和易折斷。缺乏維生素丙會使骨的生長停滯,骨折也不易愈合。缺乏維生素丁則會影響腸道對鈣和磷的吸收,因而導致骨組織不能鈣化,造成軟骨病。
在骨的骨化過程中,受壓力較大的部位比受壓力較小的部位發育得快。例如,足骨比手骨發育快。因此,正常的體力勞動及體育活動可促進骨骼強壯結實。反之,勞動或坐立姿勢不良則會使骨骼發生畸形的現象。
關節
關節(joint, articulation)是骨與骨連結的地方,由結締組織完成連結的任務。按關節的可活動程度,可分為不動關節(immovable joint, synarthrosis),半關節(semi-movable joint, hemiarthrosis)及動關節(movable joint, diarthrosis),人體大部分的關節都屬於動關節。
不動關節(immovable joint, synarthrosis)是骨與骨之間以結締組織相連結,中間並沒有任何間斷和縫隙(例:顱骨之間的連結)。
半關節(semi-movable joint, hemiarthrosis)是骨與骨之間以軟骨組織直接相連結,軟骨有呈列縫狀的空隙,活動範圍只有很小(例:椎骨的運結)。
動關節(movable joint, diarthrosis)是骨與骨之間的連結組織中有空隙,失去了連續性(例:肩關節、膝關節)。
關節的主要結構有關節面及關節軟骨、關節囊和關節腔。有些關節還有滑膜囊、關節內軟骨、韌帶和滑膜襞等輔助結構。關節的靈活性和運動幅度主要受下列因素所影響:
關節面積大小的差別:構成關節的兩個關節面的面積相差越大,關節越靈活,運動幅度也越大,但穩固性就差。
關節囊的厚薄與鬆緊程度:關節囊薄而鬆弛則關節越靈活,運動幅度越大,但穩固性差;關節囊厚而緊則關節靈活性差,運動幅度亦小,但穩固性卻高。
關節韌帶的多少與強弱:關節韌帶多而強則關節越穩固,但運動幅度卻小,關節亦欠靈活;關節韌帶少而弱則運動幅度大,關節也越靈活,但穩固性則差。
關節週圍的骨結構:關節週圍有骨突起,就會阻礙關節的活動,因而影響其靈活性及運動幅度。
關節週圍肌肉的體積、伸展性和彈性:關節週圍肌肉的伸展性和彈性好,則關節的運動幅度大而靈活;反之則小而差。此外,關節週圍肌肉的體積太大亦會影響到關節的靈活性與運動幅度。
年齡:兒童及少年的軟組織內水分較多,彈性亦好,所以關節的運動幅度大。隨著年齡的增長,軟組織內的水分減少,彈性亦下降,關節的運動幅度亦因而逐漸下降。
性別:女性軟組織內的水分和脂肪較多,所以彈性比男性好,關節的運動幅度也較大。
訓練水平:訓練水平高的人,他們關節的靈活性與運動幅度都一般較高。
鍛煉對骨骼和關節的影響
長期而有規律的體育鍛煉,可促進骨骼的新陳代謝,使到骨的內部結構得到進一步的改善(例:骨小樑按張力和壓力的變化而排列得更加整齊和有規律),因而使骨骼變得更加粗壯和堅固,不易折斷及變形。反之,若訓練不當,便會使到骨骼朝著不正常的方面發展。
不同的運動項目對人體不同部位骨骼的影響亦有所差異。例如,經常從事跑和跳的運動員,他們的跑跳動作對下肢骨的影響較大,對上肢骨的影響較小。又例如:跳遠運動員踏跳腳第二蹠骨的直徑增大、芭蕾舞演員的第二及第三蹠骨的骨密質增厚、足球員第一蹠骨的骨密質亦增厚等。就算在同一個人身上,若肢體所承受的負荷比較平均(例:游泳),兩側骨骼的發展亦相同;倘若某一側所承擔的負荷通常較大(例:投擲、拍類運動、劍擊等),則這一側的發展就越明顯。
有系統的體育鍛煉還可以使骨關節面骨密度增厚,從而能夠承受更大的負荷。體育鍛煉亦可以增強關節週圍肌肉的力量,使肌腱和韌帶變粗,令關節軟骨增厚,這都大大提高了關節的穩固性。不過,為了保持關節的靈活性及運動幅度,應該有系統地進行柔軟度練習(例:伸展運動),使到關節的穩固性與靈活性及運動幅度能夠同時得到均衡的發展。
References
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最近更新日期(Last
Updated):2009-06-22