肌肉骨骼系统的解剖结构

肌肉骨骼系统包括骨骼、骨骼肌、关节，以及连接和支撑它们的结缔组织。它的功能不仅限于可见的运动：它还有助于保护器官、维持姿势和分散负荷。

这些组织与神经系统协同工作：神经系统激活肌肉，并利用感觉信息引导动作。血管为系统中的活细胞供血。将解剖结构与具体任务联系起来，解剖学会更容易理解。

人们熟悉的“骨骼是杠杆，肌肉拉动骨骼”这一说法解释了四肢的大部分运动，但它也有局限。面部肌肉可以牵拉皮肤，舌头则通过肌肉作用改变形状。肌肉运动并不局限于使骨骼旋转。¹

成年人的常规骨骼包含206块骨。²这是一个有用的参考数量，并不要求每个人都完全一致。髌后籽骨是正常差异的一个例子：它是位于膝关节后方、部分人拥有的一块小型籽骨。³

骨盆是说明区域与骨骼类别差异的一个很有帮助的例子。髋骨属于附肢骨骼，而骶骨属于中轴骨骼。它们共同构成骨性骨盆。²

形状为功能提供线索

股骨等长骨具有骨干和膨大的两端。许多腕骨等短骨在较小的区域内分散力量。扁骨提供宽阔的表面并起保护作用，而椎骨等不规则骨形状更为复杂。籽骨在肌腱内发育；髌骨就是一个常见例子。⁴

这些是形状类别，而不是重要性排名。手部的一块小骨可能对某个特定动作至关重要，正如腿部的一块大骨对支撑和传递负荷很重要一样。

骨骼是一种器官，含有矿化组织、骨髓、血管、神经和结缔组织包膜。其基质由有机框架和矿物相组成；有机框架主要是I型胶原蛋白，矿物相富含磷酸钙。⁵

胶原蛋白有助于提供抗拉性能和韧性；矿物质则有助于提供刚度和抗压性。除了材料含量之外，材料的排列方式也很重要。骨骼强度不能简单归结为骨骼含有多少钙。⁶

两种形式都能承受负荷。对人体椎骨的研究建模展示了皮质外壳与骨小梁内部如何共同承担支撑作用。⁷ 它们的比例和排列因部位而异，骨小梁之间的空隙可以含有骨髓。⁶

骨髓将骨骼与血液连接起来

红骨髓含有造血组织。⁸ 成年人中，主要分布部位包括骨盆、椎骨、胸骨和颅骨，肱骨和股骨上部也有分布。其分布会在发育过程中发生变化。⁹黄骨髓含有较大比例的脂肪⁸，通常占据长骨骨干腔的大部分。⁶

需要记住的三种细胞作用

• 成骨细胞产生新的骨基质。
• 破骨细胞吸收已有的骨组织。
• 骨细胞嵌入骨基质中，有助于感知机械环境并协调组织维护。

骨骼周转是一种受调控的活动。骨形成和骨吸收通过细胞信号、激素、营养和负荷史进行协调；它们并不只是“好细胞”和“坏细胞”之间的较量。⁵

在发育过程中，骨骼通过两条主要途径形成。膜内成骨直接在发育中的结缔组织内形成骨骼，包括大部分颅盖骨。软骨内成骨取代软骨模型，并参与许多骨骼的形成和延长。¹⁰

在生长中的长骨内，生长板含有支持骨骼延长的软骨，并在此过程中逐渐被骨替代。生长板的闭合时间因骨骼和个体而异。闭合后，正常的生长板延长即告结束；拉伸不会重新打开生长板，也不会使成人四肢骨永久变长。

因此，骨的形成不会在身高停止增长时结束。成人骨骼仍能进行周转和修复，但其反应会受到年龄、健康状况、激素以及负荷性质的影响。^{10, 5}

使骨骼运动的肌肉只是肌肉组织的一种形式。骨骼肌、心肌和平滑肌都通过收缩蛋白产生力量，但它们的组织方式和控制机制不同。¹¹

骨骼肌：有组织的产力器官

肌纤维聚集成称为肌束的束。结缔组织层包围肌纤维、肌束和整个肌肉，有助于传递力量。在肌纤维内部，肌原纤维含有重复排列的肌节，肌动蛋白和肌球蛋白在其中相互作用。¹

将骨骼肌称为“随意肌”是一种便于理解的简称，但并非每次激活都由意识选择。姿势调整、反射和正常呼吸都可能涉及骨骼肌，而不需要有意识地关注。

主动收缩的肌肉在举起物体时可以缩短，在控制负荷时可以伸长，也可以在保持某个姿势时维持近乎不变的长度。这些动作分别称为向心、离心和等长收缩。“收缩”指主动产生力量，并不一定意味着肉眼可见的缩短。¹²

心肌：协调泵血

闰盘在机械和电学上连接相邻的心肌细胞。起搏细胞通常启动心律，而自主神经系统和激素调节其频率及其他特征。心脏血液供应丰富，并高度依赖氧化代谢；这支持其持续工作，但并不意味着心脏不会患病或不受供氧受损的影响。¹³

平滑肌：器官内的调节

平滑肌含有肌动蛋白和肌球蛋白，但没有形成横纹的规则肌节排列。它可以推动肠内容物、维持血管张力并改变内部通道的大小。其活动可能持续或呈节律性，具体取决于组织；它并不局限于收缩波。¹⁴

这些组织富含包括胶原蛋白在内的结缔组织成分，但彼此不可互换。它们的组织方式和附着部位适应不同的力学功能。

宽阔、呈片状的肌腱称为腱膜。筋膜是指包围、连接或分隔结构的结缔组织片层和网络，具体含义取决于解剖学背景。这两个术语都不表示一种与周围组织没有力学关系的孤立包裹物。¹⁶

软骨是一种特化的结缔组织

关节软骨覆盖许多关节表面，有助于以低摩擦分散接触力。纤维软骨构成膝关节半月板和椎间盘外周部分等结构。这些组织因承受的不同需求而在成分和组织方式上有所差异。¹⁷

成人关节软骨没有自身的血管，内在修复能力有限。但这并不意味着它没有活性。软骨细胞会维持周围的基质，与关节液的交换也有助于营养供应。它对负荷和损伤的反应不同于有血管组织。¹⁷

关节或骨连接处，是骨骼组成部分相互连接的部位。有些连接允许大幅度运动，另一些则几乎不能运动。结构分类描述连接组织以及是否存在关节腔。¹⁸

这些分类并不是一个简单的阶梯，不能认为每个软骨连接的活动度都高于每个纤维连接。不可动、微动和自由活动等功能术语描述的是连接的另一个方面。¹⁸

滑膜关节内部

• 关节面通常覆盖着透明软骨。
• 纤维性关节囊包裹关节，并提供支撑。
• 滑膜覆盖关节囊内侧的大部分区域，但不覆盖关节软骨，并参与形成滑液。
• 滑液有助于润滑和营养物质交换。
• 其他结构可能包括韧带、半月板、关节盘或关节盂唇，具体取决于关节。

滑囊是含有少量液体的小囊，可减少相邻运动组织之间的摩擦。有些滑囊与关节腔相通，而另一些则不相通。腱鞘在某些肌腱周围提供类似的滑动结构。¹⁹

关节面的形状会影响可能的运动。周围组织、主动控制以及关节的具体位置也很重要。

这些模型是有用的简化。膝关节通常被描述为改良型铰链关节或双髁关节：弯曲和伸直最为显著，但也会发生滚动、滑动和旋转。^{19, 20}

掌握少量词汇，就能打开这张地图

屈曲和伸展通常描述弯曲和伸直。外展和内收描述远离和靠近身体中线的运动，对于手指和脚趾则有特定的约定。旋转使结构绕轴转动。环转将多种运动结合起来，使远端描绘出一个圆。²¹

前臂旋前和旋后是通过桡尺关节的协调运动使手掌转动。它们并非仅靠扭转腕部产生。伸手去握门把手时，这种旋转可以与肩部运动、肘部伸展和手指的调整相结合。

肢体可以建模为绕关节旋转的杠杆。力的转动效应称为力矩，取决于力的大小以及力线到旋转轴的垂直距离。

与外部负荷的距离相比，肌肉力臂通常较短。因此，内部肌肉力和关节力可能远大于物体的重量。这是力学中的正常特征，并不自动意味着损伤。简单的杠杆计算本身不能预测损伤。²²

拮抗肌可以相互协作

“拮抗肌”和“主动肌”描述的是特定运动中的作用。肘屈肌和伸肌在机械上可以彼此对抗，但它们并不总是在完全激活和完全放松之间交替。

同时激活，即共同收缩，有助于调节肢体刚度和控制。一项人类伸手实验发现，参与者瞄准较小目标时，共同收缩程度更高。更多并不总是更好：恰当的模式取决于任务，并且会随着练习而改变。²³

位置既能被感知，也能被看见

本体感觉涉及对身体位置、运动及相关力量信息的感知。它依赖来自多个来源的信号，包括肌肉、皮肤和关节。肌梭和与肌腱相关的感受器提供的信息各不相同，并不是彼此独立的位置追踪器。²⁴

你通常不必持续观察肘部，就能判断它是否弯曲。平衡还提出了更多要求：视觉、内耳中的前庭系统、感觉输入和运动反应都会发挥作用。平衡问题不能归结为一块无力的肌肉或一个失灵的关节感受器。

这些结构上的差异有助于解释不同的运动可能性，但不能将任何一个关节简化为“稳定”或“灵活”这样的单一特性。²⁰

膝关节：共同运动的关节面

膝关节包括股骨与胫骨之间，以及髌骨与股骨之间的关节。半月板有助于分散接触负荷，而韧带和肌肉则引导运动。下台阶时，关节弯曲需要肌肉主动控制；膝关节并不是单纯承载体重、始终不变的铰链。²⁰

脊柱：一系列不同的连接

椎间盘连接着大多数相邻的椎体。其外层纤维环包围着较具凝胶状的中央髓核。成对的椎间小关节是有助于引导运动的滑膜关节。这些连接与韧带、肌肉及各区域骨骼的形状共同作用，使脊柱能够运动，同时支撑并保护神经结构。²⁵

颈段、胸段和腰段的运动各不相同。许多细微的运动贡献可以组合成更大的整体运动。这就是为什么伸手、回头看或转身面向交谈对象，会涉及多个关节之间的协调关系。

肌肉骨骼系统会对使用作出反应，但其中的组织并不会以相同的方式或速度适应。完成某项任务变得更容易，也可能是因为个人学会了更有效地协调动作。

组织的刚度也是一种技术性的机械属性，并不等同于日常所说的僵硬感。能够有效传递力量的肌腱，与能够舒适活动的关节，是相关但不同的两件事。

疼痛、僵硬、肿胀或无力可能源于不同的组织和过程。以下区分用于解释常见术语；不能据此仅凭简短描述诊断症状。

骨关节炎涉及整个关节

骨关节炎可能涉及软骨、软骨下骨、滑膜和其他关节组织的变化。美国国立关节炎、肌肉骨骼及皮肤病研究所（NIAMS）明确指出，它并不只是简单的“磨损”。症状和对功能的影响因人而异，不应认为日常活动必然会把关节磨坏。³²

类风湿关节炎是不同的疾病过程

类风湿关节炎是一种自身免疫性疾病，可引起炎症和损伤，通常会影响关节内膜，有时也会影响身体的其他部位。其病程因人而异。有效的治疗可以控制疾病活动，并帮助保护身体功能；严重畸形并不是每个人都不可避免的结局。³³

影像结果与个人感受需要结合起来考虑

一项系统综述发现，没有疼痛的人也常见许多脊柱影像学变化，而且这些变化的发生率会随着年龄增长而增加。这意味着影像学发现需要结合临床背景进行解读。但这并不意味着所有结构性问题都无害，也不意味着应当否定当事人的症状。³⁴

疼痛是一种真实的个人体验，会受到多种生物学和情境因素的影响。即使暂时无法明确找到简单的解剖学解释，也应尊重当事人的描述。³⁵

一种有用的方法，是将适当的活动与让活动易于进行的条件结合起来。目标是在尊重症状、既有疾病和个人偏好的同时，长期支持身体功能。

根据它所支持的能力选择活动

抗阻训练挑战肌肉产生力量的能力；负重活动为骨骼提供负荷；平衡练习则针对动作控制的另一部分。这些方式可以相互补充。如果存在骨骼脆弱或其他健康限制，负荷的选择和强度可能需要根据个人情况调整。²⁶

易于参与且能够重复进行的活动，可能比不符合个人实际情况、看起来很厉害的训练方案更有用。辅助、支持性设备以及对环境的调整，都可以成为参与活动的一部分。

活动能力训练有明确目的

拉伸可以改善活动范围，但它并不是完整的伤病预防策略。2025年的一份专家共识提醒，不应把拉伸视为预防伤病或加快恢复的通用方法。³⁷

关键在于，额外增加的活动范围是否有助于完成预期任务。已经拥有充足活动能力的人，可能比进一步拉伸更需要控制力、力量或不同的动作安排。灵活性不应被当作不同身体之间的竞赛。

让工作空间和任务更易于完成

没有证据表明存在一种所有人都必须保持的固定姿势，可以预防背痛。舒适的支撑、合适的工具摆放位置，以及改变姿势的机会，可能比不断自我纠正更有用。这并不意味着对每种情况而言，所有姿势都同样舒适。³⁸

提供足够的营养并安排恢复时间

充足的食物可以提供维持组织所需的能量和原料。蛋白质、钙和维生素D都是与肌肉和骨骼健康相关的营养素。²⁹

如果任务有此需要，应在高强度活动之间留出时间，并确保有充足的睡眠。工作量增加、症状持续或功能下降，都可能是重新评估计划的理由。没有一套适用于所有人的时间表，能够证明每种组织都已恢复。

本文提供一般性的解剖学知识。症状、损伤和既有健康状况可能需要由具备适当资质的专业人士进行评估，并采取个体化方法。

证据与背景

来源与延伸阅读

教材解释基本机制；研究论文和官方指南为训练讨论提供支持。日常示例仅供说明。研究对象、方法和个体反应各不相同。

1. OpenStax。《解剖学与生理学》第2版：10.2 骨骼肌。教材（2022年）。组织结构与力量传递。
2. OpenStax。《解剖学与生理学》第2版：7.1 骨骼系统的分部。教材（2022年）。中轴骨骼与附肢骨骼的分部。
3. Berthaume MA 和 Bull AMJ。人类籽骨发生率的生物学变异：腓肠豆骨的特殊案例。《解剖学杂志》（2020年）。解剖学变异。
4. OpenStax。《解剖学与生理学》第2版：6.2 骨的分类。教材（2022年）。骨的形状与示例。
5. Moreira CA、Dempster DW 和 Baron R。骨的解剖学与超微结构——组织发生、生长与重塑。《Endotext》（2019年）。细胞、基质与终身更新。
6. OpenStax。《解剖学与生理学》第2版：6.3 骨的结构。教材（2022年）。骨基质、结构与骨髓腔隙。
7. Eswaran SK 等。人体椎体中皮质骨与松质骨的负荷分担。《骨与矿物质研究杂志》（2006年）。计算研究。
8. 美国国家癌症研究所。骨髓。官方定义。红骨髓与黄骨髓。
9. OpenStax。《解剖学与生理学》第2版：18.2 有形成分的生成。教材（2022年）。血液生成与骨髓分布。
10. OpenStax。解剖学与生理学第2版：6.4 骨形成与发育。教材（2022年）。骨化和生长板。
11. OpenStax。解剖学与生理学第2版：10.1 肌肉组织概述。教材（2022年）。骨骼肌、心肌和平滑肌。
12. OpenStax。解剖学与生理学第2版：10.4 神经系统对肌肉张力的控制。教材（2022年）。激活和肌肉动作。
13. OpenStax。解剖学与生理学第2版：10.7 心肌组织。教材（2022年）。细胞连接和起搏功能。
14. OpenStax。解剖学与生理学第2版：10.8 平滑肌。教材（2022年）。结构、控制和器官功能。
15. Bohm S、Mersmann F 和 Arampatzis A。人体肌腱对机械负荷的适应：针对健康成年人运动干预研究的系统综述与荟萃分析。Sports Medicine–Open（2015年）。训练引起的机械变化。
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19. OpenStax。解剖学与生理学第2版：9.4 滑膜关节。教材（2022年）。组成部分和关节模式。
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