夜黎本文章內容基於萊斯大學 OpenStax 的 Anatomy and Physiology 2e，由夜黎重新編輯。（根據本書前言中的創用 CC BY 4.0 聲明）
原文傳送門：<8> The Appendicular Skeleton — 8.5 Development of the Appendicular Skeleton
索引傳送門：《解剖學和生理學2e》索引頁面
學習本節後，你將能夠：
- 描述胚胎肢芽〔embryonic limb buds〕的生長和發育
- 討論初級和次級骨化中心的出現
前言
從胚胎學角度來看，附肢骨骼起源於間質〔mesenchyme〕，這是一種胚胎組織，可以分化成多種類型的組織，包括骨頭或肌肉組織。 間質產生上肢和下肢的骨頭，以及肩帶和骨盆帶。 四肢的發育在胚胎第四週結束時開始，首先出現上肢。 此後，上肢和下肢的發育遵循相似的模式，下肢落後於上肢幾天。
肢體生長
每個上肢和下肢最初發育為稱為肢芽〔limb bud〕的小凸起，肢芽出現在早期胚胎的側面。 上肢芽在發育第四週結束時出現，下肢芽隨後不久出現（圖8.20）。
在發育第七週結束時，胚胎中可以看到肢芽（來自子宮外孕的胚胎）。 （credit：Ed Uthman/flickr）
最初，肢芽是由一層外胚層覆蓋的間質核心所組成。 肢芽末端的外胚層增厚，形成一個狹窄的嵴，稱為頂端外胚層嵴〔apical ectodermal ridge〕。 此嵴刺激下方的間質快速增殖，產生正在發育肢體的產物。 隨著肢芽伸長，〝距離頂端外胚層嵴較遠的細胞〞減慢細胞分裂速度並開始分化。 透過這種方式，肢體沿著近端到遠端的軸發育。
發育第六週時，上肢和下肢芽的遠端擴張，壓扁成槳狀。 該區域將成為手或腳。 然後，手腕或腳踝區域表現為〝在槳的基部形成的收縮〞。 此後不久，肢芽上的第二個收縮出現在手肘或膝蓋的未來位置。 在槳內，組織區域發生細胞死亡，在生長的手指和腳趾之間產生分離。 同樣在發育的第六週，肢芽內的間質開始分化為透明軟骨，進而形成未來肢體骨頭的模型。
上肢芽和下肢芽的早期生長最初使四肢定位，使得將成為手掌或腳底的區域面向身體內側，未來的拇指或大腳趾都朝頭部定向。 發育第七週時，上肢橫向旋轉90度，使手掌朝前，大拇指指向外側。 相反，下肢進行 90 度的內側旋轉，從而將大腳趾帶到腳的內側。
附肢骨骨化
除鎖骨外，所有的帶骨〔girdle bones〕和四肢骨都是透過軟骨內骨化過程發育的。 這個過程開始於〝肢芽內的間質分化為透明軟骨〞，形成未來骨頭的軟骨模型。 到第十二週，初級骨化中心將出現在長骨的骨幹〔diaphysis (shaft)〕區域，啟動將軟骨模型轉化為骨頭的過程。 晚些時候（通常在出生後），這些骨骼的每個骨骺（擴張端）將出現次級骨化中心。 初級和次級骨化中心由骨骺板（一層生長的透明軟骨）分隔開。 該板位於骨幹和每個骨骺之間。 它繼續生長並負責骨頭的延長。 骨骺板保留多年，直到骨頭達到最終的成人尺寸，此時骨骺板消失，並且骨骺與骨幹融合。 （在骨組織章節中尋找更多有關骨化的內容。）
小骨頭，例如指骨，只會發育一個次級骨化中心，因此只有一個骨骺板。 大骨頭，例如股骨，將形成幾個次級骨化中心，每個次級中心都有一個骨骺板。 因此，股骨的骨化在第七週結束時開始，伴隨骨幹中出現初級骨化中心，該骨化中心在出生前迅速擴張以骨化骨幹。 次級骨化中心稍後發展。 股骨遠端的骨化形成髁和上髁，在出生前不久開始。 次級骨化中心也出現在出生後第一年末的股骨頭中，第四年出現在大轉子，9至10歲之間出現在小轉子。 一旦這些區域骨化，〝它們與骨幹的融合〞和〝每個骨骺板的消失〞就會遵循相反的順序。 因此，小轉子是第一個融合的，在青春期開始時（大約 11 歲）進行融合，大約 1 年後大轉子緊隨其後。 股骨頭在 14 至 17 歲之間融合，而股骨遠端髁是最後融合的，在 16 至 19 歲之間。 在解讀兒童射線照片時，了解不同骨骺板消失的年齡非常重要。 由於骨骺板的軟骨密度低於骨頭，因此骨骺板在放射線影像中會顯得較暗。 因此，正常的骨骺板可能會被誤認為骨折。
鎖骨是一種不經由軟骨內骨化發育的附肢骨骼。 相反，鎖骨是透過膜內骨化過程發育的。 在此過程中，間質細胞直接分化為骨生成細胞，從而直接產生鎖骨，而無需先製作軟骨模型。 由於骨頭的早期生成，鎖骨是身體中第一塊開始骨化的骨頭，骨化中心在發育的第五週出現。 然而，鎖骨的骨化直到25歲才完全。
附肢系統：先天性馬蹄內翻足
馬蹄內翻足〔clubfoot〕，也稱為馬蹄足〔talipes〕，是一種原因不明的先天性（出生時出現）疾病，是最常見的下肢畸形。 它影響腳和腳踝，導致腳以銳角向內扭轉，就像高爾夫球桿的桿頭一樣（圖8.21）。 馬蹄內翻足的發生率約為千分之一，男孩發生的可能性是女孩的兩倍。 50% 的情況下，雙腳都會受到影響。
馬蹄內翻足是出生時出現的〝常見的踝部和足部畸形〞。 大多數病例無需手術即可糾正，受影響的個體長大後將過著正常、積極的生活。 （credit: James W. Hanson）
出生時，患有馬蹄內翻足的兒童腳後跟向內轉動、前足扭曲，使得腳的外側面向下方，這通常是由於附著在腳上的韌帶或腿部肌肉縮短或異常緊繃所致。 這些會將腳拉至異常位置，導致骨骼畸形。 其他症狀可能包括〝腳踝彎曲導致腳跟抬高〞以及〝足弓極高〞。 由於受影響腳的運動範圍受限，因此很難將腳放置在正確的位置。 此外，受影響的腳可能比正常腳短，並且受影響一側的小腿肌肉通常不發達。 儘管外表看起來如此，但這對新生兒來說並不是一種痛苦的情況。 然而，必須儘早治療，以避免未來的疼痛和行走能力受損。
儘管馬蹄內翻足的病因是特發性的（未知），但有證據顯示胎兒在子宮內的位置並不是促成因素。 其中涉及遺傳因素，因為馬蹄內翻足往往在家族內遺傳。 懷孕期間吸菸與馬蹄內翻足的發展有關，特別是在有馬蹄內翻足病史的家庭中。
以前，馬蹄內翻足需要進行廣泛的手術。 如今，使用新的矯正石膏技術，90% 的病例無需手術即可成功治療。 完全康復的最佳機會需要〝在出生後的前兩週內開始馬蹄內翻足治療〞。 矯正石膏會輕輕伸展足部，然後使用固定石膏將足部保持在正確的位置。 這種拉伸和石膏每週重複一次，持續數週。 在嚴重的情況下，也可能需要進行手術，之後足部通常需要打石膏 6 至 8 週。 在手術或非手術治療後拆除石膏後，孩子將需要在長達 4 年的時間（晚上）部分時間佩戴支架。 此外，還會規定特殊的鍛煉，孩子也必須穿著特殊的鞋子。 父母的密切監測和遵守術後指示對於最大限度地減少復發風險至關重要。
儘管有這些困難，馬蹄內翻足的治療通常是成功的，孩子長大後會過著正常、積極的生活。 許多先天性馬蹄內翻足後來取得成功職業生涯的例子，包括Dudley Moore（喜劇演員和演員）、Damon Wayans（喜劇演員和演員）、Troy Aikman（三屆超級盃冠軍四分衛）、Kristi Yamaguchi（奧運花式滑冰金牌得主）、Mia Hamm（兩屆奧運足球金牌得主）和Charles Woodson（海斯曼獎盃和超級盃冠軍）。
更新紀錄
2023/12/26 發佈本文
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