人体简史——解剖和骨骼:三块肌肉造就人类文明

人体骨骼肌肉组织分布图(了解一下人体简史)(1)

“接入手腕的一切,都包裹在名叫筋膜鞘的保护性绷带里,所以,很难一刀割到动脉。大多数割腕的人都没死成,毫无疑问,这是件好事。”

“从高处跳下去也很难把自己弄死。腿变成了缓冲区。你会把自己搞得一团糟,但很可能活下来。把自己杀死其实很难。从设计上来说,我们的目的是不死。”

通常而言,我们有206块骨头,但实际数字可能因人而异。每8个人里会有一个人有着额外的第13对肋骨,而患有唐氏综合征的人经常会缺少一对肋骨。

所以,对很多人来说,206是个近似值,而且,它不包括散布在所有人手脚肌腱里的细小籽骨(籽骨的英文是Sesamoid,意为“像芝麻种子一样”,这基本上是一种合适的描述,但也并非总是如此。膝盖骨或髌骨也属于籽骨,但并不像芝麻籽)。

从任何意义看,你的骨头都不是均匀分布的。光是脚里就有52根骨头,脊椎的数量加倍。手脚一起拥有身体一半以上的骨头。拥有很多骨头的地方,不是因为这些地方迫切需要骨头,其他地方就没这么迫切,而是因为演化把它们留在了那儿。

骨头不仅仅能让我们免于垮塌。除了提供支撑之外,它们还能保护我们的内部,制造血细胞,储存化学物质,(在中耳)传播声音,甚至有可能增强我们的记忆力(新近发现的骨钙素似乎就有这种作用),提升我们的精神。

直到21世纪初,没有人知道骨头也会生成激素,但这时,哥伦比亚大学医学中心的遗传学家杰拉德·卡尔桑迪意识到,骨骼生成的骨钙素不仅的确是一种激素,而且似乎参与了全身范围内大量的监管活动,从帮忙控制血糖水平、提高男性生育能力,到影响我们的情绪,保持记忆有序运作。除此之外,它还有助于解释长久以来的一个谜:经常运动为什么有助于避免阿尔茨海默病。因为运动可以强化骨骼,而强健的骨骼可以产生更多的骨钙素。

通常,骨骼里约70%的成分是无机材料,30%是有机物。骨骼最基本的元素是胶原蛋白。它是体内最丰富的蛋白质(所有蛋白质里有40%是胶原蛋白),而且有着很强的适应性。胶原蛋白构成了眼白及透明的角膜。在肌肉中,它形成如同绳索一般的纤维,拉伸时紧绷,推到一起就松垮。这对肌肉有好处,但对牙齿就没那么好了。因此,如果要永久性地坚固,胶原蛋白通常会与一种被称为羟基磷灰石的矿物质结合在一起,在受压时仍然强健,故此使得身体得以创造出骨头和牙齿这类有着良好稳固性的结构。

我们往往以为,骨头就像脚手架一样,是无活性的零件,但它们同样是活体组织。像肌肉那样锻炼和使用它们,它们能长得更粗壮。玛吉·普拉腾举了拉菲尔·纳达尔(Rafael Nadal)的例子,告诉我说:“职业网球运动员发球的那只胳膊,骨头比另一只要粗三成。”在显微镜下观察骨骼,你将看到跟其他任何活物里同样活跃的一连串复杂细胞。

由于构造方式,骨骼无比强壮又轻盈。“骨骼比钢筋混凝土还坚固,”本说,“又轻盈得能让我们冲刺跑。”你所有的骨头加在一起,重量不超过9公斤,但大多数骨头可以承受高达1吨的压力。“骨头还是体内唯一没有瘢痕的组织,”本补充说,“如果你摔断了腿,等骨头愈合之后,你无法分辨出受伤的位置。这没有实际上的好处,但骨头似乎就是希望完美。”更了不起的是,骨骼能还原生长,填补空白。“你可以从腿上取下长达30厘米的骨头,之后依靠外部的支撑和一种拉伸器让它长回去。”本说,“身体里再没有其他任何东西能做到这一点。”简而言之,骨头有着惊人的活力。

骨架只是保持你直立和行动的关键基础设施之一。你还需要大量的肌肉、各种各样的肌腱、韧带和软骨。

肌腱和韧带是结缔组织。肌腱将肌肉与骨骼连接起来,韧带将骨骼跟骨骼连接起来。肌腱有弹性,韧带弹性较差。肌腱基本上是肌肉的延伸。人们常说的“筋”,其实就是肌腱。如果你想看看肌腱,很容易做到。手掌朝上,握拳,手腕下方将形成一条凸出的脊。那就是一条肌腱。

肌腱很结实,要想撕开它们,通常需要很大的力量;但它们的血液供应也很少,因此要花很长时间才能愈合。不过,这至少比软骨更好,软骨根本没有血液供应,因此几乎没有愈合能力。

不过,你的身体(不管你多么缺乏锻炼)主要是靠肌肉撑起来的。你总共有600多块肌肉。一般来说,只有肌肉疼痛时我们才会注意到它们,但它们其实正以1000多种没人关注的方式为我们提供着持续的服务:噘起嘴唇,眨动眼睑,在消化道里传送食物。

让人站起来只需要100块肌肉,但要想让目光转移到你此刻正在读的内容上,也得用上十来块肌肉。最简单的手部运动,比方说弯曲拇指,就要10块肌肉的参与。

我们甚至并不把许多肌肉看作肌肉——比如我们的舌头和心脏。解剖学家按照肌肉的任务来对其进行分类:屈肌关闭关节,伸肌打开关节;提肌抬升,降肌压低;展肌把身体的部位拉开,内收肌将它们拉回来;括约肌负责收缩。

如果你是一个身材瘦削的男性,肌肉大约占总体的40%;如果你是比例类似的女性,肌肉含量略低于此。你静止不动的时候,光是维持这些肌肉量,就要消耗你能量限额的40%,而在你活动的时候,这个比例会更高。因为肌肉维持起来非常昂贵,所以,一旦我们不再使用它们,很快就会牺牲掉肌肉张力。美国国家航空航天局的研究表明,宇航员到太空去执行哪怕是5~11天的短期任务,也会失去高达20%的肌肉量(他们的骨密度也会有损失)。

所有这些东西——肌肉、骨骼、肌腱等——以灵巧而精彩的编排协同工作。没有什么能比你的手更好地证明这一点了。你的每只手里各有29根骨头、17块肌肉(外加位于前臂但负责控制手的18块肌肉块)、2条主动脉、3条大神经(其中一条是尺神经,也就是你敲击自己“麻骨”时感觉到的那条肘部神经),另外46条其他神经和123条有名有姓的韧带,所有这一切都必须精确细致地协调其每一个动作。

手和3块肌肉

是神奇的作品,但它并不是所有部分都平等。如果你把手指握成拳头,试试一根一根地把指头伸直,你会发现,前两根手指能听话地伸出去,无名指却似乎根本不想伸直。无名指在手里所处的位置意味着它对精细运动没有做出太大贡献,因此在肌肉组织方面分配到的角色较小,不足为奇。不是所有人的手都有着相同的组成部分。我们大约14%的人缺少有助于保持手掌绷紧的掌长肌。在排名靠前的男性运动员和需要强大抓握力的女性中,它很少缺失,但对其他人来说,它可有可无。事实上,肌肉的肌腱末端也没什么必要存在,外科医生在进行肌腱移植时经常会使用它们。

按照通常的说法,我们拥有的对向拇指(这意味着,拇指可以触摸其他的指头,提供良好的抓握能力),是一种人类独有的特点。事实上,大多数灵长类动物都拥有对向拇指。只不过,我们的拇指弯曲度更好,也更灵活。我们的拇指里有3块名字精彩的小肌肉,不见于其他任何动物(黑猩猩也不例外):短伸肌、长屈肌和亨利掌侧骨间肌。它们协同工作,让你得以牢靠又灵敏地抓握和操作工具。你可能从未听说过它们,但这3块小肌肉是人类文明的核心。

脚必须同时发挥三种作用:减震器、平台和推进器官。你迈出的每一步(你一辈子大概会走上两亿步),脚都会按照上述顺序执行这三种功能。脚的弯曲形状,就如同罗马拱门一般,异常强壮,同时又很柔韧,为每一步都提供了带着弹性的回弹。拱形和弹性两者结合,让脚获得了一种后反坐机制,能让我们的行走变得有节奏、轻快而高效,相比而言,其他猿类的运动就笨重多了。人类的步行速度平均为每秒103厘米,或每分钟120步,但显然这取决于年龄、身高、紧迫度,等等。

按照设计目的,我们的脚要有抓握力,所以,脚里有着大量的骨头。它们的存在,不是为了支撑重量,这也是站立或走了一整天之后,你的脚会感到疼痛的原因之一。杰里米·泰勒(Jeremy Taylor)在《演变带来的身体》(Body by Darwin)一书里指出,鸵鸟为了解决这个问题,把脚和脚踝的骨头融合在了一起,但鸵鸟适应直立行走已经有2.5亿年的历史了,差不多比我们要久远40倍。

所有身体都要在力量和机动性之间进行妥协。动物的体格越庞大笨重,骨骼必然越大。因此,大象的骨骼占自身重量的13%,而一只小地鼠只需要把4%的体重用于骨骼。人类介于两者之间,为8.5%。如果我们拥有更结实的脚手架,就没法那么灵活。我们为能够蹦跳奔跑所付出的代价,对许多人来说,就是晚年生活的背痛和膝盖痛。按彼得·梅达沃的说法,直立姿势带给脊柱的压力,可使人“年仅18岁”就产生病变。

直立姿态会对支撑和缓冲脊柱的软骨盘施加额外的压力,于是,它们有时会移位或突出,这也就是通常所说的椎间盘突出。1%~3%的成年人存在椎间盘突出的问题。随着年龄的增长,背部疼痛成为最常见的慢性疾病;据估计,60%的成年人曾因背痛至少休息了一个星期。

我们的下肢关节也非常脆弱。在美国,外科医生每年要进行超过80万例关节置换手术(主要是臀部和膝盖),原因主要是关节内膜软骨的磨损。由于软骨没有血液滋养,保养软骨的最好办法,就是四处活动,好让软骨沐浴在自己的滑液里。而最糟糕的做法是给它附加太多额外的体重

对很多人来说,人体基础设施中最棘手的部分是臀部。臀部磨损是因为它们必须做两件互不兼容的事情:它们必须为下肢提供活动性,同时又必须支撑身体的重量。这对股骨圆头和圆头所插入的臀窝的软骨施加了很大的摩擦压力。于是,两者不再流畅地旋转,而是开始痛苦地碾磨。

,