生物进化与人类骨科疾病

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1、生物进化与人类骨科疾病　　编者按：生物进化是生命世界中令人感兴趣而又困惑的核心问题，在医学领域，生物进化与人类骨科疾病的发生、发展有何关系，如何应用生物进化武器解释各种骨科疾病的发生、发展并指导临床医师诊治某些骨科疾病，一直是人们关注和探讨的课题本文作者年来结合自己的临床实践，查阅文献，胆探索，刻苦钻研，不断总结形成观念，试图分析生物进化与人类骨科疾病发生、发展的一些内在联系和一些规律性的东西，这种精神极可贵。本刊征得作者同意，全文刊载，以飨读者。 　　医学已经进入了从生命的遗传物质，生命的起源与进化过程，从

2、人类的生态、生活模式与情感行为等方面，解释人体生命与健康、躯体与灵魂、疾病与衰老等奥秘的时代。达尔文创立的以“自然选择，适者生存”为核心内容的生物进化论，已成为整自然科学乃至社会科学的普遍规律。正如当代物理学家普里高京、斯唐热所言：“无论向哪里看去，我们所看到的都是演化”［1］。　　人们对生物进化与科技进步、生态医学、人体疾病，与医疗模式之间的关系，还缺乏较多的研究。这是因为从事生物进化和人类学研究的学者，缺乏医学知识背景和临床经验，又没有主动和临床医师交流，而医学领域的学者由于过细的分科，又把主要精力和研究

3、经费，投到微观物质与生命某一现象的观察、分析与细节的描述；忽视用生物进化论的武器，解释某些疾病的成因、演变过程以及指导临床医师的诊疗决策。　　作者复习生物进化的新近文献，比较脊椎动物骨骼演化的结构改变，分析人类直立行走的身体结构特点、行为方式与其他灵长目的差异；结合自己的临床医学背景，初步探索进化与人类骨科疾病发生的一些内在联系。   　　1 从原始生命到人的进化历程　　古生物化石证明［2］，地球上最早的原核生物约在太古宙早期（距今约38亿年）出现，经过10亿年之后才由原核生物进化成含有细胞核的真核生物（细胞

4、）。脊椎动物约发生在距今约3.5～5亿年的显生宙-古生代-石碳纪；约3300～2400万年7从旧世界的猴子中进化出猿；约600～700万年前人类与黑猩猩分手，直立起来用双足行走，走向属于人的大道。而人类的脑量快速膨胀约在不足200万年前才开始，比人类直立行走晚了几百万年。因此，直立行走引发了人类解剖学上的巨大改变，为其他方面的天择演化奠定了基础。　　由单细胞生物进化到脊椎动物经过了20多亿年的时间，占了整个进化史的2／3。从生物进化的时间跨度上也说明了脊椎动物结构的复杂性。脊椎动物进化成灵长类动物用了约3亿年

5、，而灵长目进化成人猿超科动物仅用了2000多万年的时间，与38亿年的生物进化史比较，仅是短短的瞬间。大约在15万年前智人在地球上出现了，从此人类的形态与脑的重量就基本没有改变。由此昭示出一个奇特的现象，就是脊椎动物的进化速度越接近人的阶段，其变成新物种的“转型周期”越短，产生了与直立行走相关的结构缺陷与“特有疾病”：如下肢静脉曲张、膝关节与足踝畸形、颈椎病、腰腿痛、股骨头坏死塌陷、脊柱侧凸、骨质疏松、高血压、内脏下垂、阑尾炎、痔疮、难产、近视眼等。　　2 脊椎动物的出现为人类的诞生打下了基础　　脊椎动物是生物

6、进化史上低级迈上高级的分水岭。以脊椎骨为轴心机体形成完美的对称结构，脊椎是身体运动中轴和中枢神经的保护屏障。背神经管分化成脑和脊髓，加上头骨就形成了动物的头部。嗅、听、视觉等感觉器官集中于头部，增加了对外界感知的敏感度与广度，完成了中枢神经系统对全身运动与生理的调节，为陆生爬行纲、哺乳纲动物的诞生奠定了基础。　　低级脊椎动物（如鱼）脊椎全由肋骨包绕，爬行类仅颈椎出现，故身体的灵活性运动受到很大限制。进化首先表现在颈椎、腰椎部的肋骨退化，到哺乳动物形成了灵活的颈部与腰部2个躯体的多自由度的旋转中心（图1）　　组

7、成人体脊椎的33块骨头中，每一块骨头又有6个关节，向6个不同的方向旋转，可以形成2亿种不同转动方向的排列组合，其中任何一种非正常的组合都有可能造成身体的不适［4］。所有哺乳动物都有7个颈椎，人的腰椎由其他脊椎动物的6～7个减少至5个［3］，骶椎融合在一起，这是直立行走的结果。　　图1 脊椎动物骨骼的进化图（略） 7　　1a.鱼；1b.蝾螈类；1c.爬行动物；1d.地球上已经消失的雷塞兽；1e.哺乳动物；从上图所示，脊椎动物越高级，骨与关节的结构越适应于灵活性运动。　　在其它灵长目动物，脊柱原本起到拱顶的作用，

8、一旦人类直立起来它就只好充当承重的立柱了。为了支撑我们的脑袋并平衡髋关节和下肢以上的体重，脊柱演化成S形弯曲，从而维持了人体平衡和省力的双足运动。但也为人类颈背部疼痛、脊柱多发性疾患留下了隐患。　　3 人手的诞生过程　　人类在运动行为上最特有的物种区别是两只手得到完全解放与自由自在的运动。某些灵长类动物的前爪正在向手的方向演变，但从结构看，他们的前爪还不能运用自如，大拇指不能完成与其它四指的对掌动作