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人类骨骼的奥秘

科学家说,在你出世前其实它们就已在不断进化

来源:南方都市报     2020年02月10日        版次:GA14    作者:史明磊

骨骼不仅仅是静态的钙和蛋白质团块,它们是活跃的建筑工地。

人类骨骼系统包含206块骨头,但这是指在人发育完成之后。

从大腿骨到跖骨,人类的骨骼帮助保持标志性的人体形状;没有它们,你只会是一堆糊状物。但骨骼不仅仅是你身体其余部分的无生命“脚手架”。

研究人类骨学十多年的美国西北大学人类学助理教授艾琳·瓦森鲍姆(Erin Waxenbaum)表示,虽然人们倾向于认为自己的骨骼是静态的,但实际上它们甚至在我们出生之前就在不断变化和进化。

以下是一些你可能不知道的关于骨骼令人震惊但重要的事实。让我们欣赏每一块骨头吧,无论它们是大是小。

婴儿的骨头比成年人多

在上学时的生物课上,你可能了解到人类骨骼系统包含206块骨头,但这个数字是指在人发育完成之后。

事实上,我们开始生命的时候,骨性物质要比结束时多得多。

瓦森鲍姆说:“我们的身体,成年时的绝大多数骨骼是与儿童或新生儿时不同的。”

新生儿可以有300多块截然不同的骨头。但是,从300多降到206,多余的那些并不会消失或溶解,相反,它们会在发育过程中融合在一起。

在这种融合发生之前,这些骨头中有一些并不含有我们所认为的标准“骨材料”:主要是胶原和钙的混合物。

新生儿开始时是坚韧而灵活的软骨,软骨可以令胎儿在子宫内蜷缩在一起,在分娩过程中挤过产道,而不会伤害到自己。

但是,一旦婴儿第一次呼吸,其软骨在形成细胞的过程中就会努力使软骨骨化——或者把它变成更结实的骨骼——并将所有的碎片连接在一起。

以肱骨为例,也就是上臂骨骼:它由三四块独立的软骨开始。出生后,组成每一块的软骨开始单独转化为骨骼。

大约三年后,这些碎片开始“相遇”,并继续融合在一起。它们一直在融合,直到青春期开始,这时上臂终于有了自己真正的骨骼。

另外,以颅骨为例,它由44个独立的部分组成。颅骨顶部由六个不同的组织区域连接在一起,这些组织被称为“囟门”,即婴儿头部的软点。

在婴儿出生的第一年左右,骨骼取代了囟门,使颅骨成为最早完全结合在一起的骨骼区域之一。专家表示,这是因为它要不惜一切代价保护大脑。

瓦森鲍姆说,大多数人的骨骼在青春期开始时就已经完成了融合,尽管少数掉队的骨骼比如锁骨,直到我们25岁出头到中年时期才完全形成。

206块骨头并不包括32颗牙齿。科学家说牙齿不被认为是骨骼,因为它们是由牙釉质制成的,牙釉质比骨骼更坚固。

有些人有“额外的”骨头

瓦森鲍姆说,206这个数字并不是每个人都适用的,有些人可能有不融合的骨头,另外一些人可能会有“简单的、额外的”骨头。

大约10%的成年人在他们的下脊椎有一个额外的脊椎,这一异常通常只有通过X光或核磁共振成像(MRI)才能发现,通常不会造成不适。

同样无害的还有像鹅卵石一样的附属骨。这些籽状骨嵌入肌腱中,它们偶尔会从手腕、手、脚踝、脚或脖子周围冒出来。

有些人长的附属骨归因于遗传因素,但另一些人则在经历频繁紧张运动的关节区域周围形成。

在关节区域,它们可以帮助缓解压力和摩擦,甚至稍微改变肌肉运动的方向。几乎每个人都有的膝盖骨,就是这种骨头的代表。

有一种额外的骨骼可能会令人感到不适:很多人有略高于锁骨的颈椎肋骨。虽然大多数颈椎肋骨都没有问题,但也有一些会导致胸廓出口综合征,这是指骨骼压迫颈部的神经,导致疼痛、麻木和产生血块。

另外,身体的某些部分比其他部分包含更高密度的骨骼。比如,头骨看起来像是一个完整的骨骼,但实际上它是由20多个不同的部分组成的。

手和脚都由近30块独立的骨骼组成。人体的206块骨头中有一半以上属于手和脚的骨头。

你的骨头一直活着,而且在不断翻新

骨骼本身无法运动。可以肯定地说,“行走的骨骼”意味着它们对肌肉运动的依赖。

但是,骨骼不仅仅是静态的钙和蛋白质团块。它们是活跃的建筑工地,细胞在它们身上24小时不停地工作。

随着你变老,在做一些正常的事情时,你会给自己的骨骼施加压力,导致骨骼材料随着时间的推移慢慢退化。

因此,你的身体经常通过一种“骨骼重塑”的过程来替换旧的东西。

骨细胞控制着操作,向两种类型的细胞发送信号。这两种细胞承担着举足轻重的任务。

破骨细胞使用酶来分解旧组织,并将其可挽救的成分送回血液中。然后,破骨细胞把成骨细胞联系起来,成骨细胞会沉积新的组织来保持物体的形状。瓦森鲍姆说,这些骨细胞的周转率为4-5个月,这意味着你的骨骼在不断变化。

在发育过程中,成骨细胞更活跃,因为它们主要专注于构建新的骨骼,而不是替换它。但在成年期,这两种骨细胞协同工作。你对骨骼施加的压力越大(包括通过锻炼),你的骨细胞就越经常启动骨骼建模过程,你的骨骼保持得就越强壮。

“骨骼是非常活跃的活组织,需要用运动来维持。”瓦森鲍姆说。

多数骨头都是机会均等的“破坏者”

人们普遍认为,骨头之间的结实度是不一样的。比方说,锁骨骨折看起来可能比手臂更严重,但瓦森鲍姆指出,这两个部位愈合所需的时间非常相似。典型的骨折恢复时间因人而异,但平均为6-8周。“在同一身体内,无论哪一块骨头受到影响,恢复时间通常都是适用的。”

不过,瓦森鲍姆说,下半身的骨骼,特别是腿部和脚部的骨骼,愈合的时间可能需要比上半身骨骼稍微长一点。这主要是因为这些骨骼承受了更多的重量(也就是压力),更难固定,因此要想从骨折中痊愈就愈加不容易。

瓦森鲍姆表示,一旦你骨折了,骨折部位既不会增加也不会减少再次骨折的可能性。虽然愈合过程会导致骨折部位周围出现轻微的、永久性的隆起,但它并不能提供任何保护来防止未来的骨折,“这些更多地取决于你的行为”。

编译:史明磊

图源:Getty Images

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