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Structure and Function of the Musculoskeletal System (Structure and…
Structure and Function of the Musculoskeletal System
Structure and Function of Bone
1.保護器官
2.提供肌肉和韌帶的附著3.可作為槓桿來產生運動
成分：1.有機基質（稱為類骨質）約佔骨重的25％，包括骨基質和細胞，主要由膠原蛋白組成（約占基質的94％）。2.無機礦物質含量3.水
無機材料（礦物鹽，例如鈣和磷酸鹽），約佔骨骼重量的70％。
-這種礦物質含量主要結合在羥基磷灰石鈣的晶體中並嵌入基質中，使骨骼具有堅硬而堅硬的結構強度，同時也是人體鈣和磷的主要儲藏庫。
約5％的骨重來自膠原纖維和地面物質周圍有機基質中的水
有機基質的細胞成分主要包括造骨細胞，骨細胞和蝕骨細胞，負責骨骼的重建。
長骨的構造：骨幹、骨骺、骨外膜、骨髓腔、骨內膜、海綿骨、緻密骨
緻密骨中，有許多管狀系統以提供血管、淋巴管及神經的通道
皮質骨(緻密骨)被設計成可以承受壓縮力和剪切力，但是張力可能會超過皮質骨的承受力
哈氏管：與骨骼長軸平行，又稱中央管。包含血管及神經纖維，被排列成同心圓的硬骨板所圍繞。
佛氏管：與骨骼長軸垂直，又稱穿通管，可使分布到骨外膜的血管與神經通到哈氏管與骨髓腔。
成長及骨化
骨幹處形成骨環 →初級骨化中心出現於骨幹，開始有血管進到軟骨外膜，使其內層的軟骨母細胞便得肥大，並分泌鹼性之磷酸酵素，使軟骨基質鈣化，當鈣化後，也漸漸死亡而造成空腔
造骨細胞在此時分泌類骨質，圍繞殘留的軟骨碎片而形成骨小樑，進而形成海綿骨。當初級骨化中心向兩端延伸時，蝕骨細胞同樣也在侵蝕剛形成的，使骨幹中央形成骨髓腔。骨髓腔之形成是骨幹骨化的最後階段。
次級骨化中心則出現於骨骺→ 最後除了關節軟骨及骨骺板處保留透明軟骨外，其餘皆由骨骼組織取代透明軟骨→形成絕大部分之骨骼。
骨骼從開始生長起，至成熟後，一直不斷在進行重塑，而重塑是不斷有新的骨基質(主要是鈣質)堆積到骨骼，同時不斷有舊的骨基質被再吸收(分解)至血液中，正常狀態下，堆積與再吸收的速率相當，使骨骼的結構維持穩定
荷爾蒙
Receptor activator of nuclear factor κ-B ligand(RANKL)
PTH
1,25(OH)2D
Estrogen
Fracture ：骨折是指骨骼，骨骺板或軟骨關節表面的連續性斷裂。創傷產生的能量足以使骨頭骨折，也會產生足以使鄰近的軟組織受傷的力
骨骺受傷時，可能會破壞長骨的生長，適當的複位和固定是必要的，以避免通過生長板對骨折的生長造成干擾。
骨折癒合的時期和階段
（1）炎症期：血腫形成1至3天；
（2）修復期：纖維軟骨形成，3天至2週；
（4）重塑階段：鞏固/重塑，時間為6周至1年。
(3)骨痂形成，2至6週； 骨化3周至6個月。
骨髓炎是骨骼和局部組織的嚴重化膿性感染，需要立即治療。
生物可以通過以下三種途徑之一到達骨骼：（1）通過血流（血源性骨髓炎），（2）來自相鄰軟組織（直接傳染），以及（3）通過將生物體直接引入骨骼。
血源性骨髓炎是最常見的一種類型的骨髓炎，其中感染物可能是由血液從人體其他部位感染而引入的。
最常見的致病菌是金黃色葡萄球菌，其次是肺炎鏈球菌，革蘭氏陰性菌感染的頻率在增加
臨床表徵
孩童：高燒、疼痛、肌肉痙攣、發紅、腫脹、拒絕移動肢體
成人：發燒、全身乏力、厭食、盜汗、體重減輕、休息時疼痛
炎症反應導致膿液形成，水腫和血管充血。膿液聚集並被限制在骨骼內，從而增加壓力並增加血管阻塞，局部缺血，最終導致骨骼壞死
Osteoporosis：最常見的代謝性骨病。
破骨細胞和破骨細胞的平衡被破壞。
雌激素缺乏會通過刺激骨骼形成過程中的骨吸收而增加骨質疏鬆的風險，因此
更年期
有加速骨質疏鬆情形
治療
Antiresorptive agents：
Bisphosphonates
Selective estrogen receptor modulator, SERM
RANKL inhibitor
Cathepsin-K inhibitor
(anabolic agents)：副甲狀腺素(parathyroid hormone, PTH)
Hormone therapy
Structure and Function of Skeletal Muscle
骨骼肌由數千條肌纖維組成
-每條纖維都是單個肌細胞，包裹在稱為肌膜的膜中，即肌纖維膜。
-肌肉纖維被捆紮在一起，稱為肌束。
-單個肌纖維的肌膜層被稱為肌內膜的結締組織所包圍。
-筋膜周圍的結締組織稱為肌束膜。
-整個肌肉周圍的結締組織稱為肌外膜。
收縮：Sliding Filament Theory纖維滑動理論
ATP是肌肉收縮的直接能量來源
肌球蛋白細絲較大，被稱為粗絲。每條粗絲外圍有六條細絲做六角型的排列，同時每條細絲外圍有三條粗絲做三角形的排列
肌動蛋白是細絲的主要成分，結合了少量的原肌球蛋白和肌鈣蛋白。
Z lines：暗帶，垂直於肌動蛋白和肌凝蛋白
I bands:顏色為淺色，對應於從Z線向兩個方向延伸的肌動蛋白細絲的位置。
A band：對應於肌動蛋白絲和肌凝蛋白絲重疊的區域。
M line：標記A條帶的中心和肌凝蛋白絲的中點。
H zone：對應於僅由肌動蛋白絲佔據的區域，肌動蛋白絲沒有重疊。
肌肉收縮類型
抽動收縮：單一肌細胞對單一動作電位產生的機械反應。
Latency period(潛伏期)：從動作電位產生後，到肌細胞的張力開始增加之間，有幾毫秒的間隔。
Contraction time(收縮期)：從延遲期結束，張力開始產生，到出現最大張力的時間。
Relaxation time(舒張期)：張力尖峰至零張力之間的時間。
向心收縮：肌纖維收縮，肌肉整體變短。
-離心收縮：肌肉被阻力拉長，肌纖維的各個肌節被拉到接近長度的極限，但是有持續在出力。
-等長收縮：肌肉長度維持不變，但內部肌肉在翻騰，就為了努力維持長度。
肌肉纖維開始收縮的神經衝動通過α運動神經元傳遞
神經元的細胞體位於脊髓的前角，軸突從細胞體延伸到肌肉，並分成許多小分支
化學信號來自乙酰膽鹼（ACh）的釋放。
(乙酰膽鹼釋放到神經肌肉突觸中並擴散穿過，與骨骼肌細胞上的受體結合)。
Sarcopenia
-是一種肌肉疾病（肌肉衰竭），其低強度的肌肉已經取代了低肌肉質量的主要決定因素。
((長期以來一直與衰老和老年人有關)
肌少症的成因
(1) 老化造成的神經肌肉變化
(2)老化相關的荷爾蒙濃度及敏感度的改變：
(4)營養相關的變化，主因於蛋白質和能量的攝取不足或吸收不良；
(5)活動量減少甚至臥床或不活 動造成的肌肉流失。
(3)發炎物質如腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor-alpha, TNFα)、interleukin (IL)-6, IL-1及C-reactive protein (CRP) 的產生；
Altered endocrine function
Insulin
Estrogens
Growth hormone and Insulin-like Growth Hormone 1(IGF-1)
Testosterone
Treatment：運動，特別是抵抗訓練或力量訓練。 這些活動使用重物或阻力帶增加肌肉力量和耐力。
-阻力訓練可以幫助神經肌肉系統，激素。