附肢肌腱发育发生机制 （原创 李茂春）

第一节 附肢肌腱比较解剖学机理

附肢结构分为两种：一种是腹索动物附肢，一种是脊索动物附肢。这里只讨论脊索动物中脊椎动物附肢结构，脊椎动物的附肢结构是从硬骨骼发育开始的，演化特点是先形成主轴骨骼，再逐渐演化出附肢骨骼。

一、各纲脊椎比较

1. 圆口纲：终生具脊索，出现脊椎雏形（神经弧片）。

2. 鱼纲：体椎（具肋骨），尾椎（具脉弓），双凹椎体，具脊索痕迹。

3. 两栖纲：颈、躯干、荐、尾椎；颈椎1、荐椎1（首次出现）；双凹、前凹、后凹型椎体。

4. 爬行纲：颈、躯干、荐、尾椎；颈椎多枚、荐椎2枚；双凹、前凹、后凹型椎体。

5. 鸟纲：颈椎多枚；愈合荐椎、尾综骨；马鞍型椎体。

6. 哺乳纲：颈椎7枚，荐椎愈合；双平椎体。

二、各纲附肢骨比较

1. 鱼类：肩带和腰带都不与脊柱相接，末端为鳍条，成为胸鳍和腹鳍。

2. 两栖类：肩带在腹中线上与胸骨相接，包括喙骨、前喙骨、肩胛骨和上肩胛骨。前肢由肱骨、尺骨、桡骨、腕骨、掌骨和指骨构成。腰带与脊柱相接，由髂骨、坐骨及耻骨组成。后肢由股骨、胫腓骨、附骨、跖骨及趾骨组成。

3. 哺乳类：腰带组成骨盆。肩带中的肩胛骨更为发达。锁骨变化多。肢骨的基本情况未变，唯腕骨数目减少。

三、各纲骨骼肌腱连接比较

附肢骨：肢带（肩带和腰带）和肢骨是连动器官的支柱，依照动物生活状况而起变化。

1. 鱼类：肩带和腰带都不与脊柱相接，末端为鳍条，成为胸鳍和腹鳍。

2. 两栖类：肩带在腹中线上与胸骨相接，包括喙骨、前喙骨、肩胛骨和上肩胛骨。前肢由肱骨、尺骨、桡骨、腕骨、掌骨和指骨构成。腰带与脊柱相接，由髂骨、坐骨及耻骨组成。后肢由股骨、胫腓骨、附骨、跖骨及趾骨组成。

3. 哺乳类：腰带组成骨盆。肩带中的肩胛骨更为发达。锁骨变化多。肢骨的基本情况未变，唯腕骨数目减少。

从上述比较我们看到脊椎动物的骨骼先先形成躯干骨，后逐渐向附肢骨演化，骨骼的数量也在逐渐增多，肌腱数量也随之不断增多。特别是附肢骨的增多使得肌腱的收缩力越来越强，这就是动物运动系统系统的演化规律。

第二节 肌腱发育发生学机制

一、躯干附肢发育的时间轴性

从脊椎动物骨骼演化和肌腱演化过程，我们看到附肢骨是在躯干骨发育到一定阶段才产生的，这一现象背后的发育发生学机制是：

脊椎动物胚胎发育首先受到脊索和轴旁中胚层的诱导，胚体上隆形成凹槽将外胚层神经细胞包裹于槽内，骨骼结构闭合形成脊髓腔；然后胚体内卷对接成筒状模式，形成肋骨和盆腔结构，这一发育运动是脊椎动物演化前期的胚胎发育模式，在这一模式还没有完全成熟前（胚层耦合发育度），已经具备“预定附肢场”，但是不能被激活发育成完整的附肢结构。

躯干骨发育的程度与体腔内器官发育程度相关，当体腔内器官发育演化到一定的高度（内脏系统形成）时，才激活“预定附肢场”演化发育出附肢结构，也就是说三胚层动物胚层向体腔内分化耦合程度接近完善时，才可能向附肢结构演化发育。

附肢结构发育主要是外胚层和中胚层发育而成，这是因为首先发育成体腔内组织器官，内胚层分化支已经受到体腔结构的阻挡限制了发育，内胚层分化发育的肌膜组织只能存在于体腔内，无法向体腔外延伸发育，附肢结构上发育的肌腱主要是中胚层分化发育而来。

当附肢场被激活后，胚胎预定机制将这一模式固定下来，当胚层内卷时，因为中胚层靠近外胚层，受到诱导首先与中胚层耦合，附肢结构就在胚胎发育早期随体壁发生开始发育。

图5-1-1 附肢场发育示意图

（图片来源：《分子克隆实验指南》第3版上下册；出版社名称： 科学出版社；出版时间： 2005年03月；作者： J.萨姆布鲁克；译者： 黄培堂；ISBN编号： 9787030103383）

二、附肢胚胎诱导发生与组织整体性

从动物发育发生学的角度看，动物躯干骨和附肢骨结构是具有很长的演化时间，但是人体胚胎发育过程很短，如何将这这一长期演化发育模式缩短而快速发育呢？现代动物胚胎发育学称之为胚胎诱导机制。

胚胎诱导作用在胚胎发育中，一部分细胞在一定时期对其邻近的另一部分细胞产生影响，决定后者分化方向的作用。诱导作用普遍存在于胚胎发育时期的器官分化过程中。

（一）诱导作用

原肠形成过程开始时，背唇在植物性半球的背部出现，预定脊索从这里卷入内部。卷入的细胞与覆盖在外面的背部外胚层细胞接触，后者形成神经板，其他位于侧腹方的外胚层细胞形成表皮。背唇继续分化，并且影响原来不应分化为脊索和肌节的细胞分化为脊索和肌节。它还可以影响宿主腹方的、原来应形成表皮的细胞分化为神经管。

背唇的物质影响宿主腹方的组织，改变其发育方向的作用是诱导作用，在正常发育中，卷进内部的脊索内胚层诱导其上面的一部分外胚层，使之分化为神经组织，而没有受到诱导作用的部分则分化为表皮。

（二）普遍性

脊索内胚层的这种诱导作用，在脊椎动物中具有普遍性。在鸟类，把原结移植到另一胚胎的上胚层和下胚层之间，也可以诱导形成次级胚胎。这种诱导作用不只限于原结，原条前端三分之二的部位也具有这一作用，不过诱导能力较弱，在硬骨鱼，把相当于两栖类背唇的胚盘后部边缘移植到另一胚胎的囊胚腔中，可以诱导次级胚胎的发育。以后在更低等的七鳃鳗和文昌鱼中也发现了中轴器官的诱导作用。把文昌鱼原肠早期胚孔的背唇移植到相同时期另一胚胎的囊胚腔中，在宿主的腹部可以看到次级胚胎的形成，移植物产生脊索和中胚层，诱导宿主组织形成神经管。

诱导物质的性质，具有一定的组织或区域专一性。有些组织倾向于从外胚层诱导出神经组织，如豚鼠和猪的肝脏主要诱导出属于前脑的结构、肾脏主要诱导出后脑、躯干和尾部结构，还有一些如豚鼠骨髓则能诱导外胚层产生脊索、肌肉等结构，骨髓还能诱导形成内胚层结构，如肠或咽等。

（三）诱导反应

诱导物质起反应并决定以后的发育方向的是反应细胞本身，反应细胞一旦受刺激，开始向某一方向分化。即使此后诱导刺激不复存在，分化照样进行。所发生的分化是持续的、不可逆的，说明诱导刺激在反应细胞中一旦引起了某些基因的表达，就会按固有的程序进行下去。胚层诱导机制较为复杂，这里只做胚胎三级诱导简要介绍。

初级诱：脊索，咽内胚层，和神经管发生，为以后诱导事件创造了大量条件。

次级诱导：通过一种组织和另一组织相互作用，特异地制定组织发育的命运。

三级诱导：次级诱导产物又作诱导者，通过与邻近组织的相互诱导进行诱导发育。

在各级诱导中，同一结构可以既是起诱导作用的，又是起反应的部分。胚胎发育是一步一步通过细胞间的诱导作用和相互影响完成的。这一机制告诉我们各器官组织之间就存在着整体联系性。（图5-1-2 ）

图5-1-2 胚胎诱导与组织分化机制示意图（蝾螈为例）

图5-1-2 胚胎诱导与组织分化机制示意图（蝾螈为例）

（图片来源：《发育生物学实验》（普通高等教育十二五规划教材）；出版社名称： 科学出版社；出版时间： 2011年06月；作者： 林丹军 尤永隆 张彦定；ISBN编号： 9787030315724）

三、附肢与躯干发育共构机制

因为动物胚胎组织分化发育是由胚胎诱导作用完成的，三级诱导连续分化过程中，虽然具有不同组织器官的发育阶段，但是从胚胎诱导机制上看后发育的组织器官在前组织发育期已经有“预定胚胎场”存在，这种“预定”机制决定了前后时间轴上发育的不同组织器官具有整体的联系性，虽然生理现象上具有相对各自的独立性，但在胚胎早期预定胚胎场层面没有独立性，人体躯干和附肢结构发育也是如此，胚胎发育躯干结构时，已经存在“预定附肢场”，当躯干发育到一定阶段，激活“预定附肢场”就开始附肢的分化发育，我们称之为躯干附肢共构原理。我们现在研究中医经筋原理，必须从胚胎诱导发育层面才可以真正搞明白，因为从生理层面没法看到胚胎期躯干附肢共构发育模式，也就无法理解经筋脏腑连接机制，这也是为什么讨论中医经筋首先介绍胚胎诱导机制的原因所在。