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  正文内容

运动解剖学电子教案 绪论


[ 作者:Admin     来源:运动解剖学课程网站      点击数:     更新时间:2013/10/01     文章录入:Admin ]



 
【学习目标】
初步了解运动解剖学课程的性质、地位和作用。
 
授课方式:
网络多媒体课件
 
【基本要求】
1. 了解运动解剖学的定义与地位,运动解剖学的学习目的与学习内容,运动解剖学的基本观点与学习方法,运动解剖学的研究内容与研究方法。
2. 掌握运动解剖学的定位术语。
 
【基本概念】
1.运动解剖学:是人体解剖学的一个分支,它是在人体解剖学基础上研究体育运动对人体形态结构和生长发育的影响,探索人体机械运动规律及其与体育运动技术关系的一门学科。
运动解剖学隶属运动人体科学类中一门重要的基础课程、先导课,也是体育教育专业的一门必修课。学生只有掌握了正常人体的细胞、组织、器官和系统的形态结构,才能很好地学习后读的人体科学类及心理学等课程。
2.人体解剖学姿势:人体的标准解剖姿势是身体直立,两眼向前平视,两足并拢,足尖向前,上肢下垂于躯干两侧,掌心向前。
3.垂直轴:呈上下方向,并与地平面相垂直的轴。
4.矢状轴:呈前后方向,并与垂直轴呈垂直交*的轴。
5.冠状轴或额状轴:呈左右方向,并与前二轴相互垂直的轴。
6.矢状面:沿前后方向,将人体纵切为左右两部分的切面。若沿正中线把人体分为左右对称的两部分的切面称正中矢状面,简称正中面。
7.冠状面或额状面:沿左右方向,将人体纵切为前后两部分的切面,称冠状面(或额状面)。
8.水平面:与地平面平行,将人体横切为上、下两部分的切面,称水平面。由于沿人体长轴横切的切面,故也称人体横切面。
 
【重点难点】
运动解剖学的概念,运动解剖学研究内容与方法。
 
【思考练习】
1.运动解剖学的定义是什么?
2.学习运动解剖学知识主要满足哪两方面的需要?
3.你对教材中介绍的学习方法有哪些赞同?哪些反对?还有哪些补充?为什么?
4.简述解剖学姿势、人体的基本轴、基本切面。
5.人体的方位术语有哪些?
课 程
运动解剖学
授课对象
四年制本科 体育教育专业
教 师
田振军
职 称
教  授
讲授方式
理论课
大 班
学 时
54学时
实验课
小  班
学 时
18学时
使用教材
《运动解剖学》,高等教育出版社
 
绪  论
【基本内容】
一、运动解剖学的定义与地位
运动解剖学sports anatomy是人体解剖学的一个分支,它是在人体解剖学基础上研究体育运动对人体形态结构和生长发育的影响,探索人体机械运动规律及其与体育运动技术关系的一门学科。
运动解剖学隶属运动人体科学类中一门重要的基础课程、先导课,也是体育教育专业的一门必修课。学生只有掌握了正常人体的细胞、组织、器官和系统的形态结构,才能很好地学习后读的人体科学类及心理学等课程。
二、运动解剖学的学习目的与学习内容
)运动解剖学的学习目的
1. 为学生运动实践(包括运动技术的学习和训练)提供解剖学知识和理论
体育教育的培养目标决定了课程的教学目的,作为一名能胜任学校体育教育、教学和训练等工作的复合型人才,应该要具有人体结构的知识。因为只有了解人体结构,才能全面理解人体的生理和病理发展过程,正确判断体育运动对其正常和非正常的影响,科学实施和指导体育锻炼和训练,保护和增进人体健康;因为只有了解人体结构,才能运用各种科学原理(包括力学原理等),发掘人体潜能,提高运动能力。
例如某个体育动作究竟是在哪些关节上运动?有哪些肌肉来完成该动作的?哪些训练有利于增大这些关节的运动幅度?哪些训练方法可以提高这些肌肉的力量?运动解剖学中的运动系统、动作分析等章节,可以给学生介绍具体的骨、关节和骨骼肌,介绍观察的视角和评判方法。全面掌握人体的结构、运动的特点以及锻炼方法,对于帮助学生学习专业技术和提高运动水平都有直接的帮助。
2. 为运动人体科学类及其他后继理论课程打下人体形态学的基础
运动解剖学是运动人体科学中一门重要的基础课,它与运动生理学、体育保健学、运动生物力学、体育测量与评价、运动创伤学、体育康复学、保健推拿等学科关系密切。不学习运动解剖学,不掌握人体各器官系统的正常形态结构特征、位置毗邻和生长发育规律,就不能很好地理解运动中人体的生理和病理发展过程,无法正确安排体育教学与训练、处理和预防运动损伤和疾病。不熟悉关节运动和骨骼肌的功能,就很难对运动动作进行运动生物力学的分析;不了解人体体表的某些标志就无法进行人体测量。因此,运动解剖学的基本知识和理论,可以为运动人体科学类及其他后继理论课程的学习打下人体形态学的基础。
(二)运动解剖学的与学习内容
人体是由细胞、组织、器官和系统等组成,各结构还有发生和生长发育的特点。所以运动解剖学的主要内容包括人体的基本组成、人体结构与运动、人体的发生与生长发育三大部分。
第一部分人体的基本组成包括两个方面内容,即细胞和基本组织。尽管细胞和基本组织的结构细微,是要借助显微镜来观察的,属于微观解剖学microanatomy的内容,但人体的形态结构离不开细胞和组织,而且近几年细胞的显微、亚显微和分子水平的研究进展迅速,知识更新飞快,应该让学生有所了解细胞学、组织学的一些新知识。而体育专业还没有开设细胞学和组织学,所以就在运动解剖学中安排这部分内容。
第二部分人体结构与运动,包括运动系统、内脏、脉管系统、感官器官和内分泌系统与运动。
与人体解剖学相比,运动解剖学更突出了以下几方面:首先是研究体育运动对人体形态结构、生长发育的影响。所以,在人体的各大系统中,均专门列出章节进行讨论,尤其是运动系统,以及与运动关系密切的心血管系统、神经系统和呼吸系统等。其次是探索人体机械运动规律及其与体育运动技术关系。在教材中不仅有动作分析一章,而且在整个运动系统中紧扣体育动作进行介绍,以便能利用骨、关节和骨骼肌的结构和功能的特点提高体育动作的效率;第三是介绍增强肌肉的力量、增加肌肉的伸展性和提高关节运动幅度的练习方法等。
第三部分人体的生长发育与人体形态测量,主要介绍人体的发生,人体生长发育的一般规律,青少年儿童的解剖结构特点,影响生长发育的因素等。运动解剖学的一个重要方面就是研究体育运动对人体生长发育的影响,因此这一部分内容有助于学生了解人体生长发育的规律和影响因素以及如何科学体育运动以促进人体生长发育。
三、运动解剖学的基本观点与学习方法
(一)运动解剖学的基本观点
形态学科的一大特点就是结构复杂、名词繁多。诚然,对于初学者来说,真是难以理解、难以记忆,因而也难以掌握。但是学一点辩证唯物主义的观点就有助于我们学习运动解剖学,有助于我们全面了解和深刻理解人体的形态与构造。因为辩证唯物主义的这些思想和观点符合人体客观存在,符合人体形态结构的必然发展。
运动解剖学的基本观点主要可以从以下三方面来认识。
1、形态结构与生理功能相依存
人体的形态结构和生理功能是互相依存、互相影响的。所谓“互相依存”是指形态结构是生理功能的物质基础,而生理功能又是形态结构的表现形式。如红细胞等血细胞的形态都是球形的,才便于血细胞在血管中的流动完成特有的功能;神经细胞(神经元)具有许多胞突,才能适应各种信息传递的需要。这说明形态结构是生理功能的物质基础,一定的形态结构才能保证相应的生理功能。又如各种信息的广泛传递,反映神经细胞多胞突的优越性;心跳的自动节律性是特化的心肌细胞的功能体现。这说明生理功能又是形态结构的表现形式、存在价值。所谓“互相影响”是指功能的变化会导致形态结构发生改变,而形态结构的变化又会对功能有影响,如经常锻炼的骨骼肌由于不断的工作就会变得发达、肌纤维增粗;长期卧床、骨骼肌不运动,肌肉就会细弱,甚至萎缩。总之,学生在学习时不要死记形态结构,要紧密联系功能,这样才能深刻理解人体形态结构的意义。
2、局部与整体相统一
正常的人体是一个有机的整体,任何一个器官或组织结构都是机体不可分割的组成部分。它们各使其职、各行其能,使人体具有重要的结构和功能。尽管教材或讲授时,可能是各器官或局部逐个进行描叙,但学生在学习各器官、系统时,不要局限于局部结构,要从整体的角度去认识,这样才能学得活、记得牢。如:口腔中有坚硬的牙齿可以咀嚼食物,硕大的胃腔可以贮藏食物,细长的小肠可以尽情地吸收食物,直肠中高高的皱襞可以减少粪便对肛门的压力。有了消化系统这种千姿百态的结构,才能保证人体的功能绝妙无比。
3、进化发展的观点
人类是由低等(古猿)动物发展而来的,大约在一千万年前的化石中,就可找到由灵长类的古猿进化为人的证据。所以应该要认识到人体的形态结构是种系发生 phylogenesis 个体发生 ontogenesis 的发展结果。掌握进化发展的观点,了解这些种系发生和个体发生的过程,理解人体结构的由来及其发展规律,对于学习和掌握人体结构是很有帮助的。如乍一看我们的上、下肢具有较大的差异,上肢细小、灵活,下肢粗大、结实。但是仔细观察后,不难发现在上、下肢骨骼的配置、肌肉的分工和结构都具有很大的相似。这是因为人类是从四足动物进化而来的,在生物的进化中,人体的上肢以取食、劳动为主,下肢以行走跑跳、支撑人体为主。随着功能的变化,上下肢的结构也发生了相应的改变。这是种系发生。而且人体出生以后,个体仍在不断地发展和变化着。不同的年龄、性别和不同的社会劳动与生活条件,均能影响人体形态的发展,人体始终适应着外界环境而按一定的规律在变化,故人体的形态存在着个体差异。个体差异是生物界的普遍现象,它反映到种族之间就是种族差异。当研究这些差异时,要分清自然因素的影响和社会因素的影响,不要把个体差异当作个人贵*的依据,也不要把种族差异当作民族优劣的佐证。
应该说:人体形态结构的变化发展是永恒的,过去是,现在是,将来仍然是如此。人在出生后的生长发育过程中,不同的生活环境、社会条件,对不同的性别、年龄的个体都会有一定的影响,都可带来不同的人体形态结构的变化和发展。所以,我们要有发展、变化的观点,创造良好的环境,运用科学的手段,进行合理的体育锻炼,促进人体形态结构发生良好的变化。
(二)学习运动解剖学的基本方法
有了辩证唯物主义的认识观,有助于我们在宏观上、思想上把握人体的形态结构及其变化规律;但在具体的学习中,还要注意研究学习方法。我们决不能把学习运动解剖学当作是枯燥乏味的一大堆名词的死记硬背,而是我们在对充满生机盎然、绚丽多姿的人体结构的探索和研究。学习方法上没有统一的模式,学习技巧也是因人而异的,世界上没有一种好的学习方法可以适用所有学生的所有学习。因此,学生应该在自己摸索、尝试的基础上,参考以下介绍的几种常用学习运动解剖学的方法。
1、 主动学习,积极思考和记忆
上课时要认真听讲,教师的讲解有助于学生的理解和记忆,有助于掌握教材的重点和难点;下课后要主动与老师、同学们交流,寻求解答疑难和探索学习方法。同时还要积极思考,善于发现规律,采用编口诀、列表等方法给一些无法理解记忆的知识赋予一些新的信息,找出规律加以记忆。如胸大肌、背阔肌、腹直肌等命名是由名词与形状、大小、作用、方位等形容词构成的;骨骼肌的各种功能与其所跨过关节的运动轴配布规律有关,抓出这些配布规律,肌肉的屈或伸的机能就易理解和记忆。
2、 重视图谱、标本和模型的观察,提高理解、记忆效果
教材上的文字内容是对器官形态结构的描述,具有抽象性、局限性,而结合相应图谱、标本和模型的对照观察,可加强直观的感性认识,便于消化和记忆文学叙述的内容,提高理解、记忆效果。所谓“眼见为实”、“百闻不如一见”,其含意在于形象、直观的标本、模型可使我们印象深刻、认识清晰,达到一目了然之功效。
3、 努力联系实践,力求学以致用、学以创新
联系实践首先要结合活体,在自身或同学身上触摸相关的结构,如骨、关节、肌肉、肌腱等结构,以加深对人体结构的理解和记忆;其次要努力把学到的解剖学知识应用于体育运动实践中。如起跳时足蹬地力量不足,就应想到屈踝肌、伸膝肌和伸髋肌,是哪一群肌肉力量不足?还是所有肌群都力量不足?还要努力尝试肌群力量的训练方法和改进方法,做到学以致用、学以创新。学以致用、学以创新既能体现学习的价值;又可反馈到运动解剖学的学习中,促进和加深对课程内容的进一步理解和记忆。
四、运动解剖学的研究内容与研究方法
 
(一)运动解剖学的研究内容
随着现代科学技术(尤其是现代生命科学技术)的发展和科技奥运与全民健身计划的实施,运动解剖学的研究内容日益广泛。当前主要集中在下列几个方面:
1.体育运动和健身锻炼对人体器官、组织、细胞形态结构影响的基础或/和应用研究  主要集中在对骨、关节、骨骼肌、心脏、血管、肝脏、肾脏、肺、大脑、脊髓和内分泌及感觉器官等的形态学基础研究,近年来有趋向于超微结构研究水平发展的趋势。
1)运动与骨和软骨形态学及其计量学研究  主要集中在运动对骨和软骨影响的微细结构的观察;应用组织、细胞的形态计量学理论和方法对运动引起的骨和软冒形态结构的变化进行定量研究,近年来有趋向于骨和软骨超微结构的形态计量学和生化标志物及基因表达等研究水平发展的趋势。
2)运动与关节和骨骼肌形态结构、功能、创伤和修复的形态学基础和应用研究  主要集中在骨骼肌的纤维类型、关节和骨骼肌神经支配、疲劳、创伤与修复的基础研究;关节肌工作与发力特征,尤其是六大关节与脊柱肌群工作的力学特征及不同项目运动员力量训练的应用研究。近年来有趋向于基础研究和应用研究两极水平发展的趋势。
3)运动与心血管重塑的生物学研究  主要集中在运动心脏肥大的生物学机制,运动性心脏与病理性心脏的区别,近年来有趋向于运动心脏的心肌间质成分变化机制、心脏内分泌调节机制、运动与血管重塑的调节、心肌和平滑肌活细胞代谢特征以及心肌和平滑肌细胞基因表达等研究水平发展的趋势。
4)运动与内脏器官形态结构与功能的基础研究  主要集中在运动与肝脏、胰脏、肺、肾、睾丸形态结构和功能的研究,近年来有趋向于内脏器官分子研究水平以及向胃、肠形态结构与功能及消化道菌落种群研究的发展趋势。
5)运动与神经系统各器官形态结构与功能的基础研究  主要集中在运动与大脑皮质、海马、小脑皮质、脊髓灰质神经元微细结构与疲劳和学习记忆的影响。近年来有趋向于超微结构以及分子和基因表达研究水平发展的趋势。
2.儿童青少年运动员形态选材与优秀运动员身体形态特征的研究  主要集中在人体身高、体重、机体各环节围度、长度与比例,骨龄、皮纹及其遗传特征与不同项目运动员体型特征和选材指标研究。近年来有趋向于优秀运动员“基因解剖学”及DNA多态研究水平发展的趋势。
3.人体结构机械运动规律的研究  主要集中在运动器官的机械运动规律,心脏、血管的弹性结构、力学特征,体位变化与内脏器官状态、胃肠蠕动和血流动力学特征等方面的研究。近年来有趋向于机械信号与细胞及分子变化机制研究水平发展的趋势。
4运动伤病的形态学基础研究  主要集中在骨折愈合、膝关节半月板的形态结构、关节软骨和韧节的修补与置换、末端病的形态结构变化、椎间盘的结构与运动损伤的关系等的研究。近年来有趋向于干细胞移植与基因导入治愈运动性伤病基础研究水平发展的趋势。
5运动健身增强机体器官功能和对疾病器官形态与功能逆转的基础研究  主要集中在人体重要器官如运动与骨的生长发育和骨折愈合;运动与关节的灵活性、稳定性;运动与骨骼肌的伸展性、弹性以及发展力量和柔韧性的手段与方法研究;运动与心血管疾病、糖尿病、肥胖症、骨质疏松症逆转的基础研究。近年来有趋向于胃、肝、肾、肺等器官功能增强和疾病逆转的基础研宄并向基因水平发展的趋势。
6.运动与细胞凋亡研究  主要集中在运动与骨、软骨、骨骼肌、心肌、脑、肾、肝等组织的细胞凋亡形态特征、氧化应激的研究。近年来有趋向于凋亡的细胞信号转导途经、基因调控以及疾病、凋亡与运动逆转等水平发展的趋势。
 
(二)运动解剖学的研究方法与技术
由于运动解剖学属于形态学科,其研究内容涉及到母学科人体解剖学、组织学、细胞学等形态学内容和体育运动基础研究中的运动形态学内容,其研究方法必然涉及到形态学研究的各种手段和方法。随着生命科学研究的发展和深入,新兴的研究手段和方法也不断进入运动解剖学研究领城。
1.尸体解剖法  在尸体上应用解剖工具对人体各系统器官进行实地解剖的方法。该方法是古老的解剖学研究方法,在运动解剖学领域,进行骨、关节、骨骼肌及血管和神经支配进行解剖、测量、追踪,尤其在运动器官的力学分析等基础研究中仍然普遍使用。
2.活体观察、运动技术与动作分析法  应用测量、测试工具或仪器对人体形态指标,骨、关节和骨骼肌运动参数以及人体生物电指标进行活体动态测试研究,对人体各种体育动作或图片(图像)进行骨、关节、骨骼肌工作的解剖学分析;探讨人体各器官与体育动作或技术之间的内在关系。
3.肌电图法  应用肌电图仪对骨骼肌收缩过程中的肌电变化进行测试记录,用于肌肉功能分析、神经肌肉传导速度、肌肉疲劳研宄和动作质量评价。
4X线断层扫描与磁共振断层扫描  应用计算机X射线断层扫描图和磁共振断层扫描图对人体的整体或局部以及各器官进行扫描观察与分析研究。
5.组织切片技术  是研究人体组织、细胞形态结构的基本技术,它包括光镜切片(通常为3-10微米)和电镜超薄切片(通常为300-500纳米)。光镜切片最常用的是石蜡切片术(基本程序包括:取材、固定、脱水、包埋、切片、染色和封片,最常用的染色方法是苏木精-伊红染色法,又称HE染色)。
6.光学显微镜技术  包括普通自然光源的显微镜(主要观察应用普通切片制备技术制作的切片标本)、荧光显微镜(主要观察应用荧光染料染色或作为标记物制作的切片标本)、相差显微镜(主要观察活细胞标本)等技术,主要用于观察组织、细胞的微细结构(分辨率为0.2微米,即200纳米,放大倍数达1600倍。人肉眼分辨率为0.2毫米)。
7.组织和细胞化学技术  应用化学、物理、生物化学、免疫学或分子生物学原理与技术与组织学、细胞学技术相结合而广产生的形态学研究技术。能在组织、细胞制片上利用显微镜或显微分光光度计或图像分析系统,定性、定位、定量研究某种物质存在与否以及分布状态并可获得定量信息。包括酶组织和细胞化学技术、免疫组织和细胞化学技术、免疫荧光组织化学技术、免疫酶组织化学技术、亲和组织化学与亲和免疫组织化学技术和免疫胶体金银标记等技术。
8.原位杂交、荧光原位杂交、原位PCRRT-PCR技术  原位杂交和荧光原位杂交是应用核酸分子杂交的方法,应用标记探针(荧光素、同位索、酶标记)通过杂交直接在组织、细胞标本上检测定位某一特定的DNA或RNA。原位PCR和RT-PCR技术是将PCR(多聚合酶链式反应)或RT-PCR(反转录-多聚合酶链式反应)高效扩增与原位杂交的细胞及组织学定位相结合,在不破坏细胞结构前堤下利用原位完整细胞作为一个微反应体系扩增细胞内的靶序列并进行基因表达的检测。
9.细胞和细胞化学定量术 
1)显微分光光度术  是应用显微分光光度计在显微镜下对组织细胞切片标本中的化学物质进行定量分析,精确定量细胞中的核酸、酶、离子等物质的含量。
2)细胞形态立体计量技术  是运用几何学和统计学原理、将观察组织和细胞获得的二维平面图像推导计算出三维立体定量参数的方法。该技术又称体视学。它是形态学实现定量的较早期的精确方法。
3)显微图像分析技术  是以显微分光光度术和体视学原理应用计算机技术实现显微图像、三维几何参数以及细胞内各组分物质的光密度(或平均灰度值)等数据的自动获取和分析,是细胞形态定量目前常用的方法。
4)流式细胞技术  是流体喷射技术、激光光学技术、电子技术和计算机技术于一体的高新大型细胞定量与分析仪器。可实现细胞的分选、细胞内生物化学、分子生物学、生物物理学特性和指标的定性、定量研究。如不同细胞的数量、荧光强度、细胞体积、表面积、细胞内DNA、RNA和蛋白质含量、细胞膜表面受体分析以及不同亚群、不同分化期细胞的分选。它是细胞形态学定量研究的较好工具。
10.电子显微镜技术  与光学显微镜相比,电镜用电子束替代了可见光束,用电磁透镜替代了光学透镜,并以电子成像方式在荧光屏上观察(其分辨率为0.2纳米,放大倍数达数万倍)。它包括透射电镜(通过取材、脱水、树脂包埋、超薄机切片、醋酸铀和柠檬酸铅双染色、观察等步骤)和扫描电镜(通过取材、脱水、干燥、导电镀膜、观察等步骤)。透射电镜主要观察组织与细胞内部的超微结构。扫描电镜主要观察组织与细胞的表面立体结构。
 
图 绪论-1 大鼠心肌组织的透射电子显微镜观察
 
11.激光扫描共聚焦显微技术  主要是通过激光扫描共焦显微镜研究组织、细胞的形态与功能及其动态变化。它是80年代迅速发展起来的用于分析细胞学的新型大型仪器,与普通光学显微镜相比其分辨率、灵敏度、放大率和荧光检测信噪比大大提高。激光扫描共焦显微镜由显微镜光学系统,激光光源,扫描装置和检测系统构成,整套仪器由计算机控制。激光扫描共焦显微镜的高灵敏度、高分辨率、高放大倍数,提供了光学显微镜无法显示的结构。可以进行细胞的三维重建、细胞定量荧光测定、细胞内钙离子、PH值和其它离子的动态分析、细胞间通讯和膜流动性的动态检测;对细胞内微细结构的动态变化可进行定性、定量、定时和定位分析检测,可观察活细胞在生理、病理和药理情况下对外界因素作用所产生的快速反应。主要应用于解剖学、胚胎学、细胞生物学、生理学、病理学、免疫学和神经生物学等领域,目前己应用到运动解剖学研究领域。
 
 
 
图 绪论-2 成年大鼠心肌分离细胞胞内游离钙的激光扫描共焦显微镜动态观察与定量分析
 
12.干细胞技术  干细胞是尚未分化的细胞,有发育成为皮肤、血液、神经等多种细胞的潜能。干细胞可分为全能干细胞(来源于胚胎内细胞团细胞或早期胚胎原始生殖的胚胎生殖细胞,如胚胎干细胞可分化形成机体所有细胞类型)、多能干细胞(可以产生两种以上不同类型的分化细胞)和专能干细胞(只能分化为单一类型的分化细胞)。干细胞技术其基本原理是利用干细胞的可塑性,进行分离、纯化、培养和体外导入或通过体外诱导动员机体内原始的干细胞增殖分化为目的细胞。胚胎干细胞是最原始的细胞,多能干细胞和专能干细胞也具有分化为相应细胞的能力。干细胞技术的研究对重大运动性损伤的治疗如脊髓损伤、心肌损伤、骨及软骨和肌腱与韧带损伤等具有潜在的应用治疗价值。
13.组织芯片技术  组织芯片又称组织微阵列,它是近年来以基因芯片为代表的生物芯片技术的发展和延伸,它与细胞芯片、蛋白质芯片、抗体芯片一样,属于一种特殊的生物芯片技术。它将成百上千个不同个体或/和同一个体不同器官的组织标本排列在一张载玻片上所形成的组织微阵列生物芯片。它可用于对某一条基因或mRNA、DNA以及蛋白质在成百上千种不同组织中的组织表达谱的研究,具有高通量、并行性、多样本研究mRNA、DNA、基因以及蛋白质定位、定性和相对定量的分析工具。其基本原理主要是根据基因芯片的思路,依托组织学制片技术并与免疫组织化学、荧光免疫组织化学、原位杂交、荧光原位杂交原位PCR、原位RT-PCR等技术相结合,通过微加工工艺技术和计算机激光扫描成像与分析技术而实现的。
图 绪论-3 大鼠多器官的混合组织芯片(HE染色)
 
14.数字化虚拟人体技术  它是近年来发展起来的数字化人体解剖新技术,其基本原理和方法主要是利用人体断层解剖的CT或MRI成像技术,将人体的每一组织构建成一个三维数据库,然后利用计算机作图的方法做出人体的三维解剖图形模式。数字化虚拟人技术在运动服装的设计、体育与健身运动器材的开发、体育科学选材、运动人体科学基础研究、运动损伤预防、中医抗疲劳药物筛选、体育保健针灸学等方面具有广泛的应用前景。
相信,随着科学技术的不断发展,会有更多新的研究技术走进运动解剖学科学研究的奠堂。
 
五、运动解剖学发展简史
运动解剖学是人体解剖学的一个分支,它是在人体解剖学和力学的基础上发展起来的一门新兴学科。它的发展是与艺术、医学和体育等的发展密切相关的。
早在15世纪欧洲文艺复兴时期,解剖学就有了长足的进步,当时著名的意大利画家达·芬奇(Leonardo Vinci,1452~1519年)做出了不可磨灭的贡献。当时的艺术已经出现了强调再现自然,强调客观反映人体结构的趋势,于是作为画家的达·芬奇以艺术家的身份开始研究人体结构,但又以解剖学家的科学态度从事着这项研究。他进行了大量的人体解剖工作,至少解剖了30具尸体,包括胎儿和老人,不仅解剖过人体的浅层结构,如肌肉、骨骼;还深入解剖过心脏、脑、眼球等器官,用热蜡灌注人体管道从而探明血管的走行,证明了血管起源于心脏。达·芬奇一生留下了5000多页的笔记和草图,由后人整理出版的解剖学著作有13卷,其中有人体骨骼草图,论述人体的肌肉结构,运用力量原理叙述了人体重心与平衡,讲述了人体站立、步行以及肢体在运动中的协调作用等。达·芬奇手稿给运动解剖学留下了宝贵的财富,但由于当时的技术和认识,解剖学的论述和草图,往往是艺术性有余而准确性不足。
比利时的医生、解剖学家维萨里(Andreas Vesalius,1514-1564年)是现代解剖学的奠基者。他亲自从事人的尸体解剖,进行了细致的观察,最终在1543年出版了《人体的构造》这一划时代的解剖学巨著。《人体的构造》共有七卷,分七个专题进行论述,第一卷支持整个身体的骨骼;第二卷运动的执行者肌肉;第三卷脉管和动脉系统;第四卷神经系统;第五卷腹部的内脏和生殖器官;第六卷胸部的内脏器官;第七卷脑、脑垂体和眼睛,最后以动物的活体解剖一章综述各器官。其中第一、二卷有关骨骼和肌肉的论述是书中最优秀的部分,纠正了前人的许多错误,大大提高解剖学的科学性和准确性,为运动解剖学的发展做出了杰出的贡献。
17世纪,伽利略(Calilei)的学生、意大利鲍雷里(A.Borelli)著有《动物的运动》(1679年)一书,他试图应用数学和机械的原理来论述肌肉的运动,这本书的第一部分根据机械的原理从几何学的视角来探索肌肉运动,从单块肌肉、肌肉群和关节,研究各种肌肉发力的大小,确定了人体重心的位置,论述人和动物的姿势和运动,如步行、奔跑、游泳和飞翔等。第二部分论述肌肉收缩的起因,他认为动物运动可分为外运动(由骨骼肌来实现的运动)和内运动(由心脏、内脏等进行的运动)。他还认为:肌纤维是由菱形块串连而成,收缩时由于大量楔形相互嵌插而引起的肌肉变硬和膨胀。肌肉收缩时起作用的部分是肉质纤维,而肌腱的纤维不参加收缩。他把数学、力学知识运用于解剖学,对肌肉力学的研究,可以说是运动解剖学的萌芽。
进入19世纪,由于显微技术的提高和摄影的发明,解剖学的研究也由宏观世界进入微观世界,由静止状态进入活动状态,为运动解剖学的建立创造了有利条件。随着体育运动的发展,从事运动解剖学的研究越来越多、越来越专业,如美国马布里奇(E.Muybridge)的《人体外形运动》、俄国列斯加夫特的许多著作。
19世纪末俄国列斯加夫特(1837-1909年)曾发表过许多著作,有《理论解剖学基础》、《身体运动理论》、《肌肉系统解剖学》等,书中论述人体比例、姿势和体育动作,探讨人体运动理论,研究运动器官在结构方面的一般规律,试图找出器官的形态与功能之间的联系。他是第一位明确将人体结构与体育运动相结合的解剖学家,为运动解剖学的正式建立做出了不可磨灭的贡献。
20世纪40年代以来,随着体育运动的蓬勃发展,运动生理学、运动医学、运动生物力学等学科相继从母学科分离,并逐渐发展起来,运动解剖学也成为体育学科中的一门新兴学科。这个时期最有成就的学者是美国斯坦德勒(A. Steindler),著有《正常和病理状态下的人体运动》,被认为是医学领域中的经典的人体运动参考书;还有前苏联伊凡尼茨基,被认为是运动解剖学的先驱。
前苏联伊凡尼茨基(1895~1969年)曾撰写多本专著,如《动力解剖学笔记》(1934年)、《人体运动》(1938年)和《人体解剖学》(1956年)等。这些著作中,他将人体解剖学研究与运动技术动作有机结合,在对人体动作和姿势的解剖学分析中,主要研究骨骼肌的工作、关节运动及活动度、心血管及内脏器官的移动等等。在60年代初,他又将运动形态学分为运动解剖学、运动人体测量学、运动局部解剖学和动作分析四个部分。
在中国,运动解剖学只有短短的几十年的历史,最早(1960年)提出“运动解剖学”这个名词的是著名解剖学专家张鋆教授,他明确指出:运动解剖学是解剖学“用于体育运动方面,用以分析研究各种运动所需要的肌肉和关节”。当然,由于当时的科学技术、研究范围和水平的限制,张鋆教授对运动解剖学的解释只是强调了运动解剖学的主要研究方向。第一本具有体育特点的《人体解剖学》教材,是1961年在张汇兰教授和缪进昌教授的主持下组织编写的;第一本正式命名的《运动解剖学》教材,是1978年由体育院、系教材编审委员会《运动解剖学》编写组编写的。1985年由缪进昌和顾德明教授编著了中国第一部《运动解剖学图谱》,创作了许多有体育动作的解剖示图。
我国于1952年开始先后建立了六所体育学院,随后又在师范院校设立体育系,各院系都组建了运动解剖学或解剖教研室。当时的解剖学课程是从医学院和生物系的人体解剖学课程移植过来的,以后又借鉴了原苏联体育学院、系的解剖学课程,逐步发展成现在的运动解剖学。最早的师资来源于医学院和生物系的毕业生,于1957年在前苏联专家尼·米·贝柯夫帮助下上海体育学院开办了培养中国第一批运动解剖学研究生学习班。1959年教育部在北京体育学院开办了全国普通高等院校运动解剖学师资培训班;同年在上海和北京体育学院开始招收运动解剖学专业的研究生;1960年开始首先在北京体育学院招收培养运动解剖学专业本科生。最早从事《运动解剖学》教学工作的是上海体育学院的张汇兰教授,她从教60多年,曾3次远涉重洋,到美国学习考察,为中国运动解剖学的创立和发展做出了突出的贡献。为此,1986年张汇兰教授被联合国教科文组织授予“荣誉奖”,成为第一个获此殊荣的中国人;1987年6月4日联合国教科文组织总部又在巴黎举行仪式,授予张汇兰教授“体育教育奖”。
1980年我国成立了全国性的学术机构,以后组织开展一些科学研究工作,在1984年召开了第一届全国运动解剖学学术会议,在1988年召开了第二届全国运动解剖学学术会议,至今召开了五届,每届学术会议都发表了不少的运动解剖学论文。
运动解剖学在我国尚属年轻,学科仍需发展、成熟,相信在广大运动解剖学工作者的共同努力下,我们的运动解剖学将会有更大的发展,科研工作不断深入、广泛,具有体育特点、高质量的教材、专著也将不断出版、流传。
六、运动解剖学的定位术语
在生活或运动过程中,人体各部或各器官等结构的位置关系是经常变动的。为了能正确地描述人体姿势或各器官的结构和位置,需要有一些统一的标准和描述术语,以便互相交流,避免误解,这一点在动作分析时尤其重要。
解剖学中所规定的这些姿势、轴、面和方位的名词是学习运动解剖学所必须掌握的知识和描述规则。
(一)人体的标准解剖学姿势
人体的标准解剖姿势 anatomical position 是身体直立,两眼向前平视,两足并拢,足尖向前,上肢下垂于躯干两侧,掌心向前(图绪-1)。
描述任何人体姿势或结构,均应以此为标准,即便是被观察的人体(包括标本或模型)是俯卧的、仰卧的或倒置的,仍应将其复位到此标准姿势后进行描述。
(二)方位术语
方位术语是指描述人体结构相对位置关系或运动中人体各部的空间位置关系的术语(图绪-1
1、上 superior 和下 inferior 是描述器官或结构离颅顶或足底的相对远近关系的术语,近颅者为上,近足者为下。如眉位于眼之上,而口位于鼻之下。运动过程中,人体各部向颅方向运动时为向上运动,向足方向运动时为向下运动。
2、前anterior和后posterior是指离身体前面、后面的相对远近的名词,如胫前动脉和胫后动脉,就二者而言,胫前动脉*近身体腹侧面称为前动脉,而胫后动脉*近人体背侧面称为后动脉。
3、内 internal 和外 external 是指人体某结构在空腔器官相互位置关系的术语,近内腔者为内,远离内腔者为外,如腹内斜肌和腹外斜肌。
4、内侧 medial 和外侧 lateral  是指人体某结构离人体正中矢状面相对远近的术语,如眼位于鼻的外侧,又位于耳的内侧。
5、近侧proximal和远侧distal 是指肢体*近躯干的部分,称为近侧(或近端);远离躯干的部分,称为远侧。如肱骨头是肱骨的近侧(或近端),肱骨滑车是肱骨的远侧(或远端)。
6、尺侧ulnar和桡侧radial 是特指前臂的结构,前臂的内侧,即近尺骨者为尺侧;前臂的外侧,即近桡骨者为桡侧。
7、胫侧tibial和腓侧fibular 是特指小腿的结构,如近胫骨者为胫侧;近腓骨者为腓侧。
8、浅superficial和深profundal 是描述与皮肤表面相对距离远近关系的术语,离皮肤近者为浅,离皮肤远者为深,如指浅屈肌与指深屈肌。
(三)人体的基本轴
运动解剖学规定人体有三个互相垂直的基本轴,描述人体或环节运动时一般都以绕这三个轴进行转动(图绪-2)。
1、垂直轴vertical axis  呈上下方向,并与地平面相垂直的轴,如肱骨在肩关节要绕垂直轴作旋内或旋外运动。
2、矢状轴sagittal axis  呈前后方向,并与垂直轴呈垂直交*的轴,如肱骨在肩关节可绕矢状轴作外展或内收运动。
3、冠状轴coronany axis或额状轴frontal axis  呈左右方向,并与前二轴相互垂直的轴,如肱骨在肩关节可绕冠状轴作屈或伸运动。
(四)人体的基本切面
运动解剖学也规定,人体有三个互相垂直的基本切面或基本面,在观察人体器官结构时,往往做这三种切面进行展示;在分析人体环节围绕运动轴运动时,其运动轨迹也在这三种基本面内进行描述(图绪-2)。
1、矢状面sagittal plane  沿前后方向,将人体纵切为左右两部分的切面。若沿正中线把人体分为左右对称的两部分的切面称正中矢状面,简称正中面。
2、冠状面coronary plane  或额状面frontal axis  沿左右方向,将人体纵切为前后两部分的切面,称冠状面(或额状面)。
3、水平面horizontal plane  与地平面平行,将人体横切为上、下两部分的切面,称水平面。由于沿人体长轴横切的切面,故也称人体横切面。
另外,在描述器官切面 ,又有纵切面和横切面之分。与其器官长轴平行的切面,称为纵切面,如与其器官长轴垂直的切面称为横切面。