生態(tài)位角度分析前交叉韌帶損傷的預(yù)防意義

宋丹彤，石慧生

（1.北京宏志中學(xué),北京 100010；2.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院，北京 100102）

1 解剖及流行病學(xué)概述

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）是維持人體膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的重要裝置。膝關(guān)節(jié)的前向與前外向的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定和前交叉韌帶的完整性有密切的關(guān)系。人體前交叉韌帶在解剖學(xué)上包括前內(nèi)束和后外束兩部分，起自股骨外髁內(nèi)側(cè)面后部，從后向前穿過關(guān)節(jié)腔止于股骨外髁內(nèi)側(cè)面后部，其橫截面近似卵圓形，平均長度約31～38mm。當(dāng)膝關(guān)節(jié)處于伸直位時，后外束緊張，處于90°屈曲位時前內(nèi)束緊張，后外束近似水平。組織學(xué)上來講，前交叉韌帶表面被滑膜組織包裹，Ⅰ型膠原約占70%～80%，決定了它的彈性功能。ACL的營養(yǎng)主要源自于關(guān)節(jié)滑液及滑膜，本身并無血管組織[1]，所以ACL損傷后無法再次正常愈合為正常張力組織，必須通過外科手術(shù)重建才能達到治療目的。ACL的神經(jīng)感覺主要源自于脛神經(jīng)分布于韌帶表面滑膜的分支，分配的神經(jīng)末梢有限，故大部分患者在ACL斷裂后并無明顯疼痛癥狀，以致于病情延誤，導(dǎo)致并發(fā)癥的出現(xiàn)。而且重建術(shù)后無法完全恢復(fù)本體神經(jīng)感覺，這也導(dǎo)致了康復(fù)難度增加。

根據(jù)現(xiàn)有文獻報道，ACL損傷在美國的的發(fā)病率約為3/10000，這一數(shù)據(jù)在滑雪和足球運動愛好者之中每年的發(fā)病比例分別是7/10000和6/10000，明顯高于普通發(fā)病人群[2-3]。據(jù)北醫(yī)三院運動醫(yī)學(xué)研究所敖英芳教授等人[4]對我國1991年～1993年的6810名運動員進行的調(diào)查研究，我國運動員中ACL損傷發(fā)病率約47/10000，其中約34.4%的損傷集中于摔跤、足球、武術(shù)等競技性運動中。王健教授等人[5]對1992年～2000年北醫(yī)三院住院接受ACL重建手術(shù)的患者進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)在總例數(shù)437例中非運動員組為262例，非運動員組中211例屬于運動損傷，約88.4%的損傷發(fā)生于足球、籃球等競技運動。對我國普通人群的發(fā)病率，尚無有效數(shù)據(jù)支持。但是從上述數(shù)據(jù)可以得出:競技性運動是ACL損傷的危險因素之一。德國柏林自由大學(xué)附屬Rudolf-Virchow醫(yī)院曾經(jīng)進行的一項統(tǒng)計研究表明足球和滑雪運動中ACL損傷的風(fēng)險較高[6]。Cerulli等[7]曾對300名業(yè)余足球運動員進行隨訪發(fā)現(xiàn)2年內(nèi)的ACL損傷發(fā)病率約為23%。

從以上數(shù)據(jù)可以得出:非接觸式ACL損傷和患者的運動方式有很大的關(guān)系，普通人群中約88.4%發(fā)生于競技運動。美國人中，競技運動愛好者的發(fā)病率約為普通人群的2倍，可以確定這樣一個結(jié)論:從事競技運動會顯著提高ACL的損傷率，換句話說，避免競技運動會顯著降低ACL的損傷風(fēng)險。

2 生態(tài)位的概念

生態(tài)位（niche）最早被提出是在20世紀初期，其核心內(nèi)容強調(diào)了不同物種在生態(tài)圈中處在不同的的生態(tài)位，每個生態(tài)位由多種不同的生態(tài)因子集合決定，強調(diào)物種在系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)中的功能角色，尤其是在食物網(wǎng)中的位置關(guān)系。經(jīng)過100多年的發(fā)展，它的目的是通過挖掘定位生態(tài)位概念的合適水平的一般原則，研究更好使用生態(tài)位概念的普適論點，并通過生態(tài)位的最終目標(biāo)進行評價。生態(tài)位具備物種生存所需要的所有資源條件，適宜某一優(yōu)勢物種優(yōu)先生存，并且只有生活在適當(dāng)環(huán)境中的物種才能有效地利用資源[8]。通俗來講，在生態(tài)系統(tǒng)中每個物種都處于一個特定的生態(tài)位，在這個生態(tài)位中提供了適合該物種生存所需要的一切必要條件，包括環(huán)境、食物網(wǎng)、資源等。而物種自身的進化也會順應(yīng)生態(tài)位的演變趨勢。自然選擇一定意義上也是生態(tài)位演變的結(jié)果。人類也不例外，在漫長的進化歷程中，從猿到類人猿再到直立行走直至到現(xiàn)在的智人，人類所處的生態(tài)位也隨之不斷改變和完善，進化讓人類智力不斷進步，腦容量不斷增加。與之相對的，那些對于人類來說不再是必須的因素也相繼被淘汰或者弱化。

哺乳動物[9]是對全身被毛、運動快速、恒溫胎生、體內(nèi)有膈的脊椎動物統(tǒng)稱，是現(xiàn)存軀體結(jié)構(gòu)、功能行為最為復(fù)雜的最高級動物類群。在哺乳動物共有的生物學(xué)特征中，除了胎生以外其最大的特征莫過于其強大的運動能力。其中大部分仍然以四肢運動為主，而且功能結(jié)構(gòu)也有很大的相似性。也就是說大部分依靠四肢運動捕食的哺乳動物有著類似的運動結(jié)構(gòu)。但各種屬間同一結(jié)構(gòu)也有很大差異性，比如像猴子、貓、獅子等這些生存對四肢強度有很大依賴性的動物而言，它自身的運動結(jié)構(gòu)強度就相對高一些。

3 討論

就ACL而言，智人所在的生態(tài)位決定了人類的捕食生存不必依靠矯健的四肢，所以其強度在“用進廢退”的生態(tài)位選擇過程中這部分功能被自然“忽視”，取而代之更大的腦容量。而其他動物由于生存的原因，這部分功能會越發(fā)強大，以適應(yīng)生態(tài)位的變化。國外有研究者研究了貓科動物和人類ACL強度差異，得出結(jié)論:智人和貓科動物在同樣體重比例下其彈性收縮率比例分別為25%和45%，也就是說貓科動物的ACL結(jié)構(gòu)強度是智人的1.8倍[10]。從這個層面而言，人類ACL在競技性運動中損傷率較高是因為人類ACL強度弱于其他生存中依賴四肢的動物。簡而言之，在生態(tài)位的選擇過程中，人類的捕食生存對四肢強度的依賴性減弱，現(xiàn)有的四肢結(jié)構(gòu)強度僅僅適應(yīng)于現(xiàn)在的生產(chǎn)生活需求，當(dāng)人類的活動超過現(xiàn)有結(jié)構(gòu)所能承載的負荷之時即容易發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷。

4 小結(jié)

生態(tài)位發(fā)展的意義是讓特有的生物種群更好的適應(yīng)生存環(huán)境，生態(tài)位的因素構(gòu)成為生態(tài)位本身的穩(wěn)定性服務(wù)。智人在進化的過程中，其肢體強度因捕食需求而逐漸弱化，取而代之更大的腦容量。當(dāng)人類參加競技性運動時，現(xiàn)有的肢體結(jié)構(gòu)強度可能受到挑戰(zhàn)而達到負荷導(dǎo)致?lián)p傷發(fā)生。目前，很多人主張ACL損傷的預(yù)防，就生物學(xué)進化層次而言，損傷的根本原因是人類運動結(jié)構(gòu)在進化歷程中被弱化，故參加超過現(xiàn)有結(jié)構(gòu)承載力度的運動都可能導(dǎo)致?lián)p傷的發(fā)生。一定意義上而言，預(yù)防并不能有效的降低ACL的損傷率，唯一有效的辦法即避免可能引起人體結(jié)構(gòu)負載的競技性運動。