Spine, Limbs, & Joints - Mohawk College Winter 2025 PDF

**📌 Week 2.1 Class: Spine, Limbs, & Joints** **📌 第二周课程：脊柱、四肢和关节** 📚 **课程编号：HSCI 10280**\ 📅 **学期：Winter 2025**\ 📍 **Mohawk College** **📌 Functions of the Skeleton (骨骼的功能)** 1️⃣ **Supports the body (支撑身体)** - 通过**腿部 (Legs) 和骨盆带 (Pelvic Girdle)** 提供...

**📌 Week 2.1 Class: Spine, Limbs, & Joints** **📌 第二周课程：脊柱、四肢和关节** 📚 **课程编号：HSCI 10280**\ 📅 **学期：Winter 2025**\ 📍 **Mohawk College** **📌 Functions of the Skeleton (骨骼的功能)** 1️⃣ **Supports the body (支撑身体)** - 通过**腿部 (Legs) 和骨盆带 (Pelvic Girdle)** 提供身体支撑 2️⃣ **Protects soft body parts (保护软组织器官)** - **头骨 (Skull)** 保护 **大脑 (Brain)** - **肋骨 (Ribcage)** 保护 **心脏 (Heart) 和肺 (Lungs)** - **椎骨 (Vertebrae)** 保护 **脊髓 (Spinal Cord)** 3️⃣ **Produces blood cells (制造血细胞)** - **红骨髓 (Red Bone Marrow)** 生成血细胞 4️⃣ **Stores minerals and fat (储存矿物质和脂肪)** - 储存 **钙 (Calcium)、磷酸盐 (Phosphate) 和脂肪 (Fat)** 5️⃣ **Allows for movement by attaching muscles (促进运动)** - 骨骼通过 **肌肉附着点** 促进运动 **📌 Bone Structure (骨骼结构)** **🔹 1. Compact Bone (密质骨)** ✔ **高度组织化**，由 **骨单位 (Osteons)** 组成\ ✔ **最密集且最坚固**，通常位于 **长骨 (Long Bones) 的骨干部分**\ ✔ **提供保护、支撑**，抵抗 **外部压力** **🔹 2. Spongy Bone (松质骨)** ✔ 也称 **小梁骨 (Trabecular Bone)**，类似 **轻量但坚固的钢梁**\ ✔ 主要位于 **长骨 (Long Bones) 端部 (Epiphysis)**\ ✔ **重量轻但结构强韧** **📌 Bone Remodeling (骨骼重塑)** 💡 **骨骼是不断变化的结构！**\ ✔ **修复微小裂缝 (Repairing minor cracks)**\ ✔ **响应压力 (Responding to stress)**（例如 **负重训练 (Weight Training)**）\ ✔ **每周回收 5-7% 的骨质量**： - **松质骨 (Spongy Bone)** 每 **3-4 年更新一次** - **密质骨 (Compact Bone)** 每 **10 年更新一次** **🔹 Bone Cells (骨细胞)** **细胞类型** **功能** ---------------------------- ---------------------------- **成骨细胞 (Osteoblasts)** 生成新骨组织 **破骨细胞 (Osteoclasts)** 分解旧骨组织 **骨细胞 (Osteocytes)** 维持骨骼结构，感知骨骼变化 🎥 **推荐视频：** [[骨骼修复过程]](https://www.youtube.com/watch?v=P8OtBv775mQ&t=11s) **📌 Axial vs. Appendicular Skeleton (中轴骨骼 vs. 附肢骨骼)** ✅ **中轴骨骼 (Axial Skeleton) - 绿色部分** - **身体中线 (Midline of the body)** - 包括 **头骨、脊柱、肋骨、胸骨** ✅ **附肢骨骼 (Appendicular Skeleton) - 红色部分** - **四肢 (Limbs) 及其连接结构 (Girdles)** **📌 Joints & Ligaments (关节与韧带)** 💡 **关节的作用 (Function of Joints)：** ✅ **连接骨骼 (Hold bones together)**\ ✅ **允许运动 (Allow for mobility)** **🔹 Joint Classifications (关节分类)** **关节类型** **示例** -------------------------------------- ----------------------------------------------- **球窝关节 (Ball-and-Socket Joint)** 肩关节 (Shoulder), 髋关节 (Hip) **铰链关节 (Hinge Joint)** 肘关节 (Elbow), 膝关节 (Knee) **枢轴关节 (Pivot Joint)** 桡骨-尺骨旋转 (Radius rotates around Ulna) **椭圆关节 (Condylar Joint)** 下颌关节 (Jaw) **鞍状关节 (Saddle Joint)** 拇指腕掌关节 (Carpometacarpal Joint of Thumb) **🔹 Ligaments (韧带)** ✅ 连接 **大多数骨骼**，保持稳定性\ ✅ 主要由 **胶原纤维 (Collagen Fibers)** 组成，使用越多越强壮 **🔹 Common Joint Disorders (常见关节疾病)** **1️⃣ Osteoarthritis (骨关节炎)** ✅ 最常见的慢性关节炎\ ✅ 关节受损后产生炎症\ ✅ 与 **年龄相关**，但并非所有人都会有症状 **2️⃣ Rheumatoid Arthritis (类风湿性关节炎)** ✅ 自身免疫性疾病，免疫系统攻击关节组织\ ✅ 伴随 **双侧关节炎症 (Bilateral Joint Inflammation)**\ ✅ 可能导致 **关节变形** 🎥 **推荐视频：**\ 🔗 [[骨关节炎解释]](https://www.youtube.com/watch?v=04VFR-woMrY)\ 🔗 [[髋关节置换术]](https://www.physio-pedia.com/Total_Hip_Replacement) 核心速览 本文主要介绍了骨骼系统的功能、骨骼组织类型、骨骼的自我平衡、血液的生成、骨骼的分类、脊柱的结构与异常弯曲、关节的功能与类型、关节损伤以及常见关节炎的类型。 研究背景 研究问题：骨骼系统在人体中扮演着哪些重要角色？骨骼组织有哪些类型，它们各自有什么特点？骨骼如何自我平衡和修复？人体的骨骼是如何分类的，它们各自承担什么功能？脊柱的结构是怎样的，哪些脊柱异常弯曲是不正常的？关节有哪些类型，它们是如何工作的？关节损伤和关节炎有哪些常见形式？ 研究难点：在研究骨骼系统时，需要理解其复杂的结构和功能，以及它们如何相互作用以维持人体健康。此外，骨骼的自我平衡和修复机制涉及多种细胞类型和生物化学过程，这些都需要精确的实验和观察来揭示。对于脊柱异常弯曲的诊断和治疗，需要精确的影像学技术和临床经验。关节的分类和功能研究需要对解剖学和生物力学有深入的理解。 文献综述：本文内容涉及了基础的解剖学和生理学知识，可能参考了教科书、学术论文和医学数据库中的资料，以确保信息的准确性和权威性。对于特定的疾病如骨质疏松症和关节炎，可能还参考了相关的临床研究和指南。 骨骼系统的功能 支持身体：骨骼系统通过腿部和骨盆带支撑身体。 保护软组织：颅骨保护大脑，肋骨保护心脏和肺部，脊椎保护脊髓。 造血功能：由红骨髓中的干细胞产生血细胞。 储存矿物质：骨骼储存钙和磷酸盐等矿物质。 肌肉附着：骨骼允许通过附着肌肉实现运动。 骨组织类型 密质骨：高度组织化，由骨单位（或称骨小管）组成，含有血管的中央管。密质骨位于长骨的骨干外部，提供保护、支持和抵抗外部压力。 松质骨：也称为海绵骨，看起来无组织但结构轻巧。松质骨位于长骨的两端，由骨小梁、骨陷窝、骨板、骨小管和骨细胞组成。 骨骼的稳态 骨的持续变化：骨骼不断进行自我修复，响应我们施加的压力，如负重训练。 骨细胞的作用：成骨细胞负责形成骨骼，破骨细胞负责分解骨骼，成骨细胞维持骨骼结构并感应变化。 骨骼的分类 轴骨：位于身体中线，包括颅骨、脊柱和胸廓。 附肢骨：包括四肢及其附着的骨骼。 脊柱的结构与功能 脊柱的组成：脊柱由7-12节颈椎、5节腰椎、5节骶骨和4节尾骨组成，由椎间盘分隔。 椎间盘的功能：椎间盘吸收冲击，允许脊柱弯曲。 脊柱的异常弯曲：脊柱侧弯（Scoliosis）、驼背（Kyphosis）、前凸（Lordosis）和过度前凸（Hyper-lordosis）。 骨质疏松症 骨质疏松症：骨质疏松症是骨骼密度降低、骨结构变得脆弱的疾病。 骨骼的组成部分 典型椎骨的结构：包括椎体、椎弓、椎孔、横突、棘突、关节突和关节面。 脊椎的类型：包括骶骨、骶髂关节、胸椎和腰椎。 胸廓的结构 胸骨：包括胸骨柄、胸骨体和剑突。 肋骨：包括真肋、假肋和浮肋。 附肢骨骼 肩带：包括锁骨和肩胛骨。 上肢：包括肱骨、桡骨和尺骨。 手部：包括腕骨、掌骨、指骨和指间骨。 下肢：包括股骨、胫骨和腓骨。 足部：包括跗骨、跖骨和趾骨。 关节的功能与分类 关节的功能：连接骨骼并允许运动。 关节的结构分类：根据结构和功能将关节分类。 韧带的作用：韧带是连接骨骼的短带状坚韧、灵活的组织，保持骨骼稳定。 关节的组成与类型 关节软骨：关节软骨在关节生理学中扮演两个重要角色，提供极低的摩擦和分散负荷。 滑膜关节的特征：包括关节软骨、关节囊、关节腔、滑膜和加强韧带。 滑膜关节的类型：包括球窝关节、滑车关节、鞍状关节、椭圆关节和铰链关节。 关节损伤与关节炎 关节损伤：包括脱位和半脱位。 常见关节炎类型：包括骨关节炎和类风湿性关节炎。 总体结论 骨骼系统的重要性：骨骼系统不仅支撑和保护身体，还参与造血和储存矿物质。骨骼的持续变化和稳态维持是健康骨骼的关键。 关节的复杂性：关节的结构和功能复杂，涉及多种组织和细胞类型，其健康对于身体运动至关重要。 骨骼疾病的影响：骨质疏松症和关节炎等疾病严重影响骨骼和关节的健康，导致疼痛和功能障碍。 **骨骼系统的功能 (Functions of the Skeletal System)** 1. **支持身体 (Supports the body)** - 通过腿和骨盆带 (By legs and pelvic girdle) 2. **保护柔软的身体部位 (Protects the soft body parts)** - 头骨保护大脑 (Skull protects: Brain) - 肋骨保护心脏和肺 (Ribcage protects: Heart and Lungs) - 脊椎保护脊髓 (Vertebrae protect: Spinal Cord) 3. **产生血细胞 (Produces blood cells)** - 由红骨髓中的干细胞产生 (Cells produced by stem cells in red bone marrow) 4. **储存矿物质（钙和磷酸盐）和脂肪 (Stores minerals (calcium and phosphate) and fat)** 5. **通过附着肌肉实现运动 (Allows for movement by attaching muscles)** **骨骼的类型 (Types of Bone)** 1. **密质骨 (Compact bone)** - 高度组织化，由骨单位（osteons）组成，中央有血管通过 (Highly organized - composed of osteons with a central canal containing blood vessels) - 最密集和坚硬的部分靠近外部表面 (Densest and toughest near the external surface) - 构成长骨骨干的主要部分 (Makes up bulk of the shaft in long bones) - 提供保护、支持和抵抗外部压力 (Protection, support, and resistance to external stressors) 2. **松质骨 (Spongy bone)** - 也称为小梁骨，看起来无组织，但像轻质钢梁一样坚固 (Also called trabecular bone -- appears unorganized but strong like lightweight steel beams) - 位于长骨的骨骺端 (Found in the epiphysis (ends) of long bones) **骨骼的更新 (Bone Remodeling)** - 骨骼不断变化 (Bone is constantly changing) - 修复微小裂缝 (Repairing minor cracks) - 对施加的压力做出反应 (Responds to the stress we give it, e.g., weight training/bearing) - 每周回收5-7%的骨量 (Recycle 5-7% of bone mass each week) - 松质骨每3-4年更换一次 (Spongy bone replaced \~ every 3-4 years) - 密质骨每10年更换一次 (Compact bone replaced \~ every 10 years) **骨骼细胞 (Bone Cells)** 1. **成骨细胞 (Osteoblasts)** -- 骨形成细胞 (bone-forming cells) 2. **破骨细胞 (Osteoclasts)** -- 骨分解细胞 (breaking down cells) 3. **骨细胞 (Osteocytes)** -- 成熟的骨细胞，维持骨骼结构，源自成骨细胞 (mature bone cells that maintain bone structure, derived from osteoblasts) **血细胞生成 (Blood Cell Formation)** - 血细胞只能存活180天 (Blood cells only live 180 days) - 新的血细胞在红骨髓中生成 (New blood formation happens in red bone marrow) **骨骼的分类 (Classification of Bones)** 1. **中轴骨骼 (Axial skeleton)** -- 身体的中线部分 (midline of body) 2. **附肢骨骼 (Appendicular skeleton)** -- 四肢及其带骨 (limbs & their girdles) **脊椎 (Vertebral Column)** - 通常称为脊柱 (Commonly known as the spine) - **功能 (Function)**: - 支撑身体，保护脊髓 (Supports the body and protects the spinal cord) - **脊椎数量 (How many vertebrae?)**: - 颈椎7块，胸椎12块，腰椎5块 (7 cervical, 12 thoracic, 5 lumbar) - **椎间盘 (Intervertebral discs)**: - 位于脊椎之间，起到缓冲作用 (Separated by intervertebral discs) - **功能 (Functions of these discs)**: 吸收冲击，允许脊椎运动 (Absorb shock and allow movement) - **椎间盘突出 (Herniated 'slipped' disc)**: 椎间盘突出压迫神经，导致疼痛 (When the disc protrudes and presses on nerves, causing pain) **脊柱的曲度 (Spinal Curvatures)** - **脊柱侧弯 (Scoliosis)**: 脊柱侧向弯曲 (Lateral curvature of the spine) - **胸椎后凸 (Thoracic Kyphosis)**: 胸椎过度后凸 (Excessive outward curvature of the thoracic spine) - **腰椎前凸 (Lumbar Lordosis)**: 腰椎过度前凸 (Excessive inward curvature of the lumbar spine) **脊椎的结构 (Structure of a Vertebra)** 1. **椎体 (Vertebral body)** 2. **椎弓 (Vertebral arch)** 3. **椎孔 (Vertebral foramen)** 4. **横突 (Transverse process)** 5. **棘突 (Spinous process)** 6. **关节突和关节面 (Articulating processes and facets)** **胸廓 (Thoracic Cage)** - **胸骨 (Sternum)**: 包括胸骨柄、胸骨体、剑突 (Manubrium, body, xiphoid process) - **肋骨 (Ribs)**: 真肋、假肋、浮肋 (True ribs, false ribs, floating ribs) **上肢骨骼 (Upper Limb Bones)** - **锁骨 (Clavicle)** - **肩胛骨 (Scapula)** - **上臂骨 (Humerus)**: 包括头、解剖颈、大结节、小结节、二头肌沟、三角肌粗隆、内外上髁等 (Head, anatomical neck, greater and lesser tubercle, bicipital groove, deltoid tuberosity, medial and lateral epicondyles) - **前臂骨 (Radius & Ulna)**: 包括桡骨头、尺骨鹰嘴等 (Head of radius, olecranon process of ulna) **手部骨骼 (Hand Bones)** - **腕骨 (Carpals)**: 8块 - **掌骨 (Metacarpals)**: 5块 - **指骨 (Phalanges)**: 14块 **下肢骨骼 (Lower Limb Bones)** - **大腿骨 (Femur)**: 包括头、颈、大转子、小转子、臀肌粗隆、内外髁等 (Head, neck, greater and lesser trochanter, gluteal tuberosity, medial & lateral condyles) - **小腿骨 (Tibia & Fibula)**: 包括胫骨粗隆、内外踝等 (Tibial tuberosity, medial malleolus, lateral malleolus) **足部骨骼 (Foot Bones)** - **跗骨 (Tarsals)**: 7块（包括距骨和跟骨） - **跖骨 (Metatarsals)**: 5块 - **趾骨 (Phalanges)**: 14块 **关节的功能 (Functions of Joints)** - **连接骨骼 (Hold bones together)** - **允许运动 (Allow for mobility)** **关节的分类 (Classification of Joints)** 1. **结构分类 (Structurally)** 2. **功能分类 (Functionally)** **韧带 (Ligaments)** - 韧带是坚韧的结缔组织带 (Ligaments are short bands of tough, flexible tissue) - **功能 (Function)**: 在运动时保持骨骼稳定 (Hold bones steady during movement) - **组成 (Composition)**: 主要由胶原纤维组成 (Collagen fibers) **关节软骨 (Articular Cartilage)** - **功能 (Functions)**: 1. 提供光滑的表面，减少摩擦 (Provides a smooth surface to reduce friction) 2. 分散负荷，保护骨骼 (Spreads load to protect bones) **滑膜关节的结构 (Structure of Synovial Joints)** 1. **关节软骨 (Articular cartilage)**: 覆盖骨骼末端 (Hyaline cartilage covers the ends of bones) 2. **关节囊 (Articular capsule)**: 包裹关节表面，内衬滑膜 (Encloses joint surfaces and lined with synovial membrane) 3. **关节腔 (Joint cavity)**: 含有滑液 (Contains synovial fluid) 4. **韧带 (Reinforcing ligaments)** 5. **肌肉 (Moved by muscles)** **关节类型 (Types of Joints)** 1. **球窝关节 (Ball and Socket)**: 肩关节和髋关节 (Shoulder and hip joints) 2. **铰链关节 (Hinge)**: 肘关节和膝关节 (Elbow and Knee) 3. **枢轴关节 (Pivot)**: 桡骨绕尺骨旋转 (Radius rotates around ulna) 4. **髁状关节 (Condylar/Ellipsoid)**: 下颌关节 (Jaw) 5. **鞍状关节 (Saddle)**: 拇指的腕掌关节 (Carpometacarpal joint of the thumb) 6. **平面关节 (Plane)**: 肋骨与脊椎之间的关节 (Between ribs and vertebrae) **关节损伤 (Joint Injuries)** - **脱臼 (Dislocation)**: 关节从关节窝中脱出 (Joint is pulled out of the socket) - **扭伤 (Sprain)**: 韧带撕裂，关节不稳定 (Tear of ligaments, leaving the joint less stable) **关节炎 (Arthritis)** 1. **骨关节炎 (Osteoarthritis)** - 最常见的慢性关节炎 (Most common chronic arthritis) - 与年龄相关的磨损和撕裂 (Related to normal aging processes - wear & tear) 2. **类风湿性关节炎 (Rheumatoid arthritis)** - 自身免疫性疾病，免疫系统攻击关节组织 (Autoimmune disease -- immune system attacks joint tissue) - 较少见但更严重 (Less common but more severe)