人体紊乱力学结构：行之患

（一）人体最合理的力学结构

所谓人体最合理的力学结构，就是不仅满足耦合共振原理的直立行走，而且在行走中无任何部位的应力、拉力及剪切力的集中，即双侧支撑相时，人体任何部位的应力、拉力及剪切力都能够保持最低程度。关节对的运动轨迹都能够匹配其正常解剖结构。

目前，公认人体中立位（Human Neutral Position）能够接近此要求，是指人体各个结构完全在最好状态下的一个站姿。首先，人体立身于足，双脚很好地自然打开与肩同宽，整个脚底板平衡受力。然后，双腿伸直，髋关节摆正，骨盆不能出现前倾或后倾的情况。接着，收腹挺胸，脊柱伸直不能出现侧屈，双手自然垂放。最后，伸直颈椎把头部保持在躯干的正上方，眼睛平视前方。这就是人体中立位，当然也要配合平缓匀称的呼吸，才算是最好的状态。

在临床中，能够保持这种中立位的人很少，即使没有任何先天性因素，如果没有很好地日常功能锻炼维护，也很难长时间保持这种中立位。

图3-1 人体中立位示意图^[1]

（二）人体力学结构（HMS）的描述方法

人体为空间立体结构，借用3D坐标系，在人体的矢状面、冠状面及横断面上对如下三种状态进行描述，分析人体力学结构。

1.双足站立位

矢状面：侧面观察头、颈、胸、腰、骨盆、下肢及足踝部位形态，各部位间的前后相对关系，以及各部位与重力线的相对关系。

冠状面：正面及背面观察头、颈、胸、腰、骨盆、下肢及足踝部位形态、双侧对称性，以及与重力线的相对关系。

横断面：垂目下观察胸部、腰部及骨盆左右旋转情况。

2.单足立位

矢状面：侧面观察头、颈、胸、腰、骨盆、下肢及足踝部位形态，各部位间的前后相对关系，以及各部位与重力线的相对关系。

冠状面：正面及背面观察头、颈、胸、腰、骨盆、下肢及足踝部位形态、双侧对称性，以及与重力线的相对关系。

横断面：垂目下观察胸部、腰部及骨盆左右旋转情况。

3.行走位

矢状面：侧面观察步态周期时，头、颈、胸、腰、骨盆、四肢的前后及上下相对摆动情况。

冠状面：正面及背面步态周期观察头、颈、胸、腰、骨盆、四肢及足踝部位左右及上下摆动情况，双侧对称性；支撑时，支撑侧及摆动侧的颈、肩、胸、腰、骨盆、膝关节及足踝的形态变化特征。

横断面：垂目下观察胸、腰、骨盆及四肢左右旋转摆动情况。

（三）何为紊乱的力学结构

1.人体紊乱力学结构的概念

今天，地球人口已经达到77亿，但除了同卵多胞胎外，个体间的生物性状很难找到完全相同的两个个体，这就是人类物种的生物多样性的表现。(www.xing528.com)

生物多样性是由DNA复制期的基因突变、减数分裂期的基因重组、细胞分裂期的染色体变异等提供的各种随机性。经过遗传漂变（Genetic Drift）、基因冲突（Genetic Conflict）、发育的渠化作用以及气候地理环境、营养条件、性选择（Sexual Selection）、文化选择的筛选，并在自身生态系统和环境生态系统中协同进化（Coevolution），形成如今人类生物性状的多样性。^[2]

比如基因技术的发展，通过基因测序发现Hox基因分布于不同的物种：线虫有散在的Hox基因簇，海绵中有一个Hox基因簇，果蝇中有位于同一条染色体上两个Hox基因簇，哺乳动物中有分别位于4条染色体上的4个Hox基因簇（图3-2）。这显示不同种类的生物都源于一个共同祖先，通过基因变异、遗传漂变和自然选择，使基因不断累积并出现差异分化，导致生物性状差异加大，出现生殖隔离（Reproductive Isolation），形成新物种。

图3-2 Hox基因在果蝇、小鼠和人类中表达示意图^[3]

这种同源异型现象在生物界处处可见，人类也是如此。2000多万年前，人猿超科中的长臂猿与人科分离；1200多万年前，人科中的红毛猩猩、大猩猩、人亚科分离；700多万年前，人亚科中的人族与黑猩猩分离；400多万年前，人族中的南方古猿湖畔种及地猿始祖种分离；300多万年前，南方古猿湖畔种中的南方古猿阿法种（露西）与肯尼亚平脸人分离；200多万年前，南方古猿阿法种演化出能人、鲁道夫人；100多万年前，能人演化出直立人；距今100～80万年前，直立人演化出先驱人海德堡人；距今80～60万年前，海德堡人演化出尼安德特人、丹尼索瓦种、弗洛雷斯人及智人。之后，智人又演化出非洲人、高加索人、东北亚人、美洲原著人、东南亚人、太平洋岛屿人、新几内亚人及澳大利亚原住人。

图3-3 人猿超科进化树^[4]

今天，智人已经是地球上数量最多的物种，但种内个体间生物学性状依然存在着各种差异。同时，基因变异还在继续，每个人经过父母生殖细胞减数分裂及形成合子，胚胎发育形成个体出生时，平均有4个基因变异，其中1.6个是不利的。即使我们的体细胞在有丝分裂时，也在不停地变异，导致癌症就是这种短暂进化的结果。这些不断突变的基因，通过有性繁殖在人群中不断扩散和组合，遗传漂变固定下来。尽管有渠化机制的约束，但这些变异基因在表达上依然存在着差异，有的没有表达（比如中性突变），有的表达了但没有功能变化（比如中性氨基酸变异的同工酶），有的表达并出现功能变化但是功能变异的差异较大，这些功能差异的多样性，要经历包括耦合共振原理的直立行走的各种自然选择机制在内的筛选。

从临床发病率来看，非关键功能变异及关键功能的轻度变异的发病率很高，这些差异占人体力学结构多样性比例很高，临床上表现为人体力学结构各个部位形态上的差异，这些生物性状变异的多样性，要以满足耦合共振直立行走作为自然选择的筛选条件，而耦合共振原理有着严格的物理学要求。严格物理学要求意味着各个因素间是固定的因果关系。因此，人体力学多样性必然通过结构内部的调整以满足严格的物理要求，这种调整就意味着多样性张拉整体结构的人体的力学结构出现各种应力强度及分布出现的调整，表现为压应力、拉应力及剪切力的集中及增大。同时，关节对相对运动轨迹的调整导致运动轨迹不能够匹配其正常解剖结构，导致结构的各种病理变化，如疲劳、磨损、退变产生加速。由于渠化控制，涉及关键功能形状变异的发病率比较小，比如Hox基因的高度保守性，使人的轴向骨骼的颈、胸、腰、骶、尾数量及其与骨盆形态保持稳定。同时，附肢的总数量、分节数量、末端指节数量及形态位置也保持高度的稳定性，这些关键性状出现大变异情况在人体力学结构多样性的比例很低，但是一旦出现，自身调整很难通过耦合共振原理的自由选择的筛选，故直接导致生存期急剧降低，甚至胚胎期就停止发育。

生物多样性与自然选择之间的矛盾也常常表现为生存与交配繁殖间的矛盾，其相互妥协，取得维持物种稳定的静态平衡，即意味着人体结构妥协于耦合共振的直立行走，首先是为了满足个体避免淘汰死亡、实现生存的需求，然后再考虑满足交配繁殖需求，最后考虑利他行为的需求。多样性中不得不进行调整及妥协的那些力学结构就是人体紊乱力学结构，因此，人体力学结构的紊乱及其程度取决于人体力学结构的多样性与耦合共振直立行走要求的匹配度。

起源于基因突变并通过减数分裂重组的放大扩散的多样性，需要通过遗传漂变及自然选择等机制维持固定，与此同时，遗传漂变也要适应自然选择，这个适应表现为多样性及可变性，即淘汰到优选之间存在着渐变性过渡地带，而且有很大的弹性变量，这个弹性变量也可以被人类医疗及科技水平提高，加大渐变区间并向优选偏移，即降低死亡率，减低对交配繁殖的影响，提高劳动能力。

达尔文进化论提出的生存与繁殖的自然选择是生物性状层面的选择。中村资生提出的中性突变理论认为，尽管基因大量持续突变并变异，能表达的仅仅是其中一部分，即使表达了产生性状的多样性，也只有极少部分影响到自然选择，绝大部分没有意义。然而，人体力学结构多样性在耦合共振直立行走的筛选中产生的各种疾患，对人类物种及个体产生不同层次的影响，这些影响结果可分级为：1级，生存繁殖且长寿；2级，生存繁殖但不长寿；3级，生存但不能繁殖；4级，不能生存。这些不同层次的影响至少会导致有性繁殖的性选择优势出现了差异，进而导致演化出现新的方向。因此，中村资生的理论提出：生物多样性中存在的无自然选择差异的多样性性状，是基于达尔文的“生存繁殖是自然选择目的”的理论，对于高等级灵长类物种人类来说，这显然不够，人类演变出的现代高度发达的文明，使人类物种的演变不仅要面临生存繁殖的自然选择，还要面临快乐、长寿的选择要求。因此，达尔文提出的自然选择理论中，自然选择应该具有多层次性，基于生存繁殖低层次的自然选择，中村资生的理论也是很好的补充。但是在生存繁殖加长寿的高层次自然选择要求上，中村资生的理论可能有点武断了。

当然，我们现在有能力进行遗传基因改造，但必须维持人种的多样性，不可万世一系，因为只有这样才能加速智人进化，进而实现生殖隔离（Reproductive Isolation）的新物种演化。

2.人体力学结构多样性的表现

人体力学结构多样性主要表现为压应力结构、拉应力结构及神经控制系统的差异。通过对照人体中立位，可以看出人体压应力结构、拉应力结构的差异，临床上可分为先天遗传型、先天发育型、后天发育型、外伤型、医源型以及其他。压应力结构差异主要指骨骼结构及软骨结构的差异，拉应力结构差异主要是肌肉、韧带及筋膜结构的差异。神经控制系统差异主要是神经系统功能的差异。这些还有待进一步调查研究。

（1）压应力结构差异

压应力结构差异表现为骨骼、软骨及椎间盘的形态差异，以及骨骼空间排列差异。差异将导致空间结构组合差异、运动模式差异及轨迹差异。病理上表现为畸形、缺损、增生、磨损、破裂、脱位、移位。

（2）拉应力结构差异

张拉整体结构控制部分结构的肌肉收缩的能力差异及韧带筋膜的柔韧性的差异，不仅引起张拉整体结构的控制部分整体结构内应力分布变化，而且影响着关节运动过程，影响着结构变形的过程，同时导致非控制的运动轨迹发生相应变化；非控制部分的肌肉及韧带的差异，不仅导致非控制部分的运动轨迹变化，也反过来影响着控制部分的内应力分布及变化。其病理表现为肥厚、萎缩、增生、粘连、断裂、脱位。

（3）神经控制系统差异

神经通过控制肌肉收缩，控制人体各个部分肌肉的紧张度，此紧张度是人体张拉整体结构的压应力的本源，这种紧张度的变化控制着张拉整体结构的形态变换，这种形态变化间接导致非张拉整体结构控制运动变化，同时神经也直接控制非张拉整体结构控制部分的运动，人体中枢神经系统及外周神经控制着人体的直立行走及各种动作，对于直立行走的控制尽管是非意识性的，但必须是以维持人体张拉整体结构能够完成耦合共振的行走过程为原则目的。