运动系统

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运动系统由骨、骨连结和骨骼肌三种器官组成。骨以不同形式连结在一起,构成骨骼。形成了人体的基本形态,并为肌肉提供附着,在神经支配下,肌肉收缩,牵拉其所附着的骨,以可动的骨连结为枢纽,产生杠杆运动。运动系统主要的功能是运动。简单的移位和高级活动如语言、书写等,都是由骨、骨连结和骨骼肌实现的。运动系统的第二个功能是支持。构成人体基本形态,头、颈、胸、腹、四肢,维持体姿。运动系统的第三个功能是保护。由骨、骨连结和骨骼肌形成了多个体腔,颅腔、胸腔、腹腔和盆腔,保护脏器。从运动角度看,骨是被动部分,骨骼肌是动力部分,关节是运动的枢纽。能在体表看到或摸到的一些骨的突起或肌的隆起,称为体表标志。它们对于定位体内的器官、结构等具有标志性意义。

编辑摘要
中文名: 运动系统
主要功能 : 运动 类型 : 人身体的一部分

目录

运动系统 - 基本介绍

广义的运动系统由中枢神经系统,周围神经和神经-肌接头部分;骨骼肌肉;心肺和代谢支持系统 组成。
狭义的运动系统由骨、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 - 主要功能

运动

人的运动系统人的运动系统

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运动系统加,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。

支持


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。

保护


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。[1]

运动系统 - 组成部分

一、骨

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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

(一)长骨long bone

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 short bone

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flat bone

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irregular bone

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蝶骨等。

运动系统 - 骨的构造

综述

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bone substance由骨组织构成。骨组织bony tissue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。

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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bone marrow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网眼内。

运动系统 - 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。

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。

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运动系统 - 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;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、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;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。

运动系统 - 发生和发育

综述

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。

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(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。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。

运动系统 - 肌的辅助装置

(一)筋膜

筋膜fascia可分为浅、深两层。浅筋膜superficial fascia为分布于全身皮下层深部的纤维层,有人将皮下组织全层均列属于浅筋膜,它由疏松结缔组织构成。内含浅动、静脉、浅淋巴结和淋巴管、皮神经等,有些部位如面部、颈部生有皮肌,胸部的乳腺也在此层内。

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深筋膜profundal fascia又叫固有筋膜,由致密结缔组织构成,遍布全身,包裹肌肉、血管神经束和内脏器官。深筋膜除包被于肌肉的表面外,当肌肉分层时,固有筋膜也分层。在四肢,由于运动较剧烈,固有筋膜特别发达、厚而坚韧,并向内伸入直抵骨膜,形成筋膜鞘将作用不同的肌群分隔开,叫做肌间隔。在体腔肌肉的内面,也衬以固有筋膜,如胸内、腹内和盆内筋膜等,甚而包在一些器官的周围,构成脏器筋膜。一些大的血管和神经干在肌肉间穿行时,深筋膜也包绕它们,形成血管鞘。筋膜的发育与肌肉的发达程度相伴行,肌肉越发达,筋膜的发育也愈好,如大腿部股四头肌表面的阔筋膜,厚而坚韧。筋膜除对肌肉和其它器官具有保护作用外,还对肌肉起约束作用,保证肌群或单块肌的独立活动。在手腕及足踝部,固有筋膜增厚形成韧带并伸入深部分隔成若干隧道,以约束深面通过的肌腱。在筋膜分层的部位,筋膜之间的间隙充以疏松结缔组织,叫做筋膜间隙,正常情况下这种疏松的联系保证肌肉的运动,炎症时,筋膜间隙往往成为脓液的蓄积处,一方面限制了炎症的扩散,一方面浓液可顺筋膜间隙的通向蔓延。

(二)腱鞘和滑液囊

一些运动剧烈的部位如手和足部,长肌腱通过骨面时,其表面的深筋膜增厚,并伸向深部与骨膜连接,形成筒状的纤维鞘,其内含由滑膜构成的双层圆筒状套管,套管的内层紧包在肌腱的表面,外层则与纤维鞘相贴。两层之间含有少量滑液。因此肌腱既被固定在一定位置上,又可滑动并减少与骨面的摩擦。在发生中滑膜鞘的两层在骨面与肌腱间互相移行,叫做腱系膜,发育过程中腱系膜大部分消失,仅在一定部位上保留,以引导营养肌腱的血管通过。

(三)滑液囊

在一些肌肉抵止腱和骨面之间,生有结缔组织小囊,壁薄,内含滑液,叫做滑液囊synovial bursa,其功能是减缓肌腱与骨面的摩擦。滑液囊有的是独立封闭的,有的与邻近的关节腔相通,可视为关节囊滑膜层的突出物。

运动系统 - 主要器官

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动物借以改变躯体位置、方位或姿势的组织器官系统。由骨骼关节和肌肉组成。

骨骼  

躯体的支架,由骨借关节和韧带互相连接而成。供肌肉附着,在运动中起杠杆作用。骨骼的形态和结构与其在运动中所担负的工作相适应。可分为:①主轴骨骼。由头骨、椎骨、肋骨和胸骨组成。头骨互相连接构成头颅。每一体节中有一椎骨,短而有较多的突起,互相连接而成脊柱,是躯体的主轴。颈部、胸部、腰部、荐部和尾部的椎骨分别称为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎。荐椎结合成荐骨,有利于接受来自后肢的推动躯体前进的力量。肋骨、胸骨和胸椎构成胸廓。②前肢骨骼。有肩胛骨、肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指节骨。肩胛骨为扁骨,位于胸侧壁前部,具有宽大的面积以供肌肉附着。肱骨为管状长骨,位于上臂。桡骨和尺骨并列于前臂,也是管状长骨。、羊的尺骨已退化并与桡骨结合,仅其近端发达,称为嘴。腕骨为一群短骨,分两排砌合一起,参与构成腕关节。掌骨为管状长骨,马有3枚、中间的1枚发达,两侧的2枚较小;牛、羊有2枚,1枚发达,实由2枚掌骨互相结合而成,另1枚很小;有4枚,中间的2枚发达,两侧的2枚较小。指骨包括指节骨和籽骨,马仅1指,牛、羊有2指,猪有4指,各有指节骨 3枚。③后肢骨骼。有髋骨、股骨、髌骨、胫骨、腓骨、跗骨、跖骨和趾节骨。髋骨为扁骨,由髂骨耻骨和坐骨结合而成,有宽大的面积供肌肉附着。左右髋骨与荐骨连合构成骨盆。股骨位于大腿,为管状长骨。髌骨位于膝关节,为籽骨。胫骨位于小腿,为管状长骨。腓骨细长,与胫骨并列,在马、牛、羊已退化,附着于胫骨。跗骨为一群短骨,分为3排砌合一起,参与构成跗关节。跖骨和趾节骨分别与掌骨和指节骨相同。

关节  

骨间互相连接的结构。有的关节结构简单,骨间的纤维组织或软骨组织连接很紧,相互之间基本上不能移动。有的关节结构较复杂,骨与骨借关节囊和韧带连结,相互之间可以移动。关节囊外层为纤维膜;内层为滑膜,能分泌滑液以减少摩擦力(图1)。滑膜关节依关节面的形状和活动方式可分为:可滑动的平关节,如腕掌关节;可作伸屈运动的单轴关节,如肘关节;可作旋转运动的单轴关节,如寰枢关节;可作伸、屈、内收、外展运动的双轴关节;可作伸、屈、内收、外展、环行和旋转运动的多轴关节,如髋关节。四肢的关节大多为进行伸屈运动的单轴关节。肩关节和髋关节在结构上为多轴关节;但马、牛、羊、猪的髋关节主要进行伸屈运动,肩关节只能进行伸屈运动。头部关节大多不能活动,但颞下颌关节能进行伸屈和滑动运动。脊柱的连接特殊,椎骨的椎弓由滑膜关节相连,椎体由纤维软骨相连。

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肌肉  

参与构成运动系统的肌肉属横纹肌,为运动系统的收缩组织,能以关节为支点,牵动被其所附着的骨而产生运动。运步和推动躯体前进是家畜运动的主要形式。与此有关的肌肉主要是脊柱肌,主要作用于脊柱和头颅,它的一些肌肉的收缩,具有抬头,稳定脊间关节和传导来自后股的力量的作用,从而推动躯体前进。分布于前、后肢的各种肌肉,各有不同的运动功能,起着协调和共济作用。如前肢数目多而较大的左右腹侧锯肌,具有悬吊作用,可缓冲震动。臂头肌具有提起前肢向前迈步的功能。后肢的臀股肌相当发达,为推动躯体前进的主力。

肌肉结构的中部称肌腹,由肌纤维构成,它能收缩和舒张;两端为腱,属纤维组织。肌肉收缩所产生的力量与肌纤维的数量成正比,缩短的幅度与肌纤维的长度成正比。肌纤维一般能缩短其原来长度的1/3~1/2。肌纤维中充满肌质网、线粒体、肌糖元和排列整齐的肌原纤维。肌原纤维由在电镜下表现为交错排列于暗带和明带的粗肌丝和细肌丝构成。位于暗带的粗肌丝含肌球蛋白;细肌丝含肌动蛋白,有一段位于明带,另一段伸入暗带并交错地位于粗肌丝之间(图 2)。当神经冲动传到时,粗肌丝的腺苷三磷酸酶被激活而使腺苷三磷酸分解产生能量;并使肌球蛋白与肌动蛋白结合成肌动球蛋白复合物,细肌丝因而全部拉进暗带,形成肌原纤维收缩。神经冲动停止时,则呈现一系列与此方向相反的活动。任何一个动作都是在神经统一支配下一群肌肉共同活动的结果。动物在休息期间,肌肉处于紧张状态,可保持身体的姿势和平衡。运动时则肌肉收缩,并产生张力。肌肉能否进行较长时间的工作取决于能否有足以保证肌纤维中的线粒体产生腺苷三磷酸的能量和氧的供应,以及代谢产物的排除。能量来自脂肪、葡萄糖和肌糖元的氧化。另外,肌纤维也有储备能源的功能。

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运动机制

  

家畜运步是指肢端自地面提起时,运用以肘关节为支点、力臂小于重臂的速度杠杆。肢端着地后躯体前进,是运用以肢端着地点为支点,力臂大于重臂的省力杠杆。如前肢的运步,先是随着肩关节、肘关节、腕关节和指节间关节的屈肌收缩,这些关节屈曲,肢端自地而提起;接着,随着伸肌收缩,这些关节伸展;同时由于躯体向前推进,前肢迈前一步,肢端着地。

之后,这些关节的伸肌(包括腕关节和指节间的屈肌)收缩,有关的关节伸展,推动躯体前进。后肢的运步基本上由后肢的有关关节,如髋关节膝关节、跗关节和趾节间关节及其肌肉进行着类似的伸屈活动,推动躯体前进。在四肢交替运动推动躯体前进的过程中,当后肢着地支撑身体时,躯体后部升起,重心前移;前肢着地支撑躯体时,躯体前部升起,重心后移。从而,躯体呈现不断的起伏波动。

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附图

 

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参考资料:
[1] ^ 引用日期:2010-08-30

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