本
文
摘
要
人类的足部是一个很复杂的结构，它具有多种多样的功能。
站立时，它作为支撑身体的基座；在支撑期，足作为一个灵活的缓冲器来吸纳来自身体的负荷；在蹬地过程中，它又可以释放之前吸纳的能量；它还具有弹簧一样的特性，在连续迈步过程中反复地吸纳和释放弹性势能。
以上这些功能的发挥都依赖于足弓，而足弓的维持又是通过足部内在肌和外在肌完成的。人类学家发现，从猿到现代人类的进化过程中，人类步行的负荷越来越大，步行的速度越来越快，足弓的结构也随之发生相应的变化，这些变化的核心一环是不断地增加足弓的稳定性——我们完全可以称之为足部的核心稳定性。
1、核心稳定与足的关系
近些年来人们越来越重视核心的稳定性，人们主要关注的是腰椎-骨盆-髋关节的稳定性，人们也将这一区域的肌肉分成局部稳定肌和整体运动肌。
局部稳定肌包括多裂肌、腹横肌等，整体运动肌包括背阔肌、腹内外斜肌等；局部稳定肌体积都很小，肌肉收缩产生的拉力也很小，它们无法产生明显的关节动作，但是却可以增加相应节段的稳定性。
局部稳定肌作为一个基石，促进整体运动肌产生粗大的动作，一旦核心肌肉无力或者无法产生正确的募集，近端的躯干也就无法为远端的四肢提供足够的支撑作用，四肢的运动模式继而发生变化，这就是一系列运动损伤和功能异常的产生机制。我们可以把这套核心理论推广到足弓上。
与腰椎-骨盆-髋关节类似，足弓也是由局部稳定肌和整体运动肌控制，局部稳定肌是位于足底的四层足部内在肌，它们起止于足部的相应结构上，它们横截面积很小、力臂也短，主要作用是稳定足部的各个足弓。
整体运动肌起于小腿，止于足部。这些肌肉横截面积较大，力臂也长，它们才是产生足部运动的原动肌，同时也可以辅助稳定足弓。
人们其实还没有充分地认识到足部肌肉功能与足部损伤的相互关系，但是整体的认知情况还是越来越好，现在人们已经开始从功能解剖的方面研究足底筋膜炎、胫骨后肌功能障碍、跗骨窦炎等等。本文的目的是
简述足弓的进化过程；分层剖析足部核心结构；整合足部核心稳定性的评估和治疗方法；讨论今后的研究方向。2、足弓的起源
人类祖先和非洲古猿有相似的足部结构，无论是在陆地行走还是林间攀爬，它都可以发挥相应的作用。从猿到人的进化过程中，足部的结构逐渐适应了陆地双足行走的生活形式。
通过对比人类与黑猩猩的双足行走步态，我们会发现黑猩猩的步态有很多不合理的地方，这些不合理都是因为黑猩猩缺乏某些身体结构，无法在步行周期的后半段为身体姿势提供紧凑和有力的杠杆支撑作用。
▲ Photo via mass4d.com这些结构包括：体积变大并且内收的大脚趾；短缩的外侧足趾；紧密排列的跗骨和由足底弹性组织支撑的内侧纵弓。猿类或者猩猩中是否存在足弓仍然存在争议，它们可能有横弓，但是缺乏更为重要的内侧纵弓，因此它们更多地依赖于肌肉力量来抵抗站立末期作用于脚趾的应力。
相比之下，已经有足够的证据表明，即使是最早的人类（例如早期直立人）就已经具有基本的现代足部结构，这就包括成熟的内侧纵弓。
现代人类的身体，特别是肌肉骨骼的设计，符合了耐力型奔跑的机械要求。南方古猿和人类的祖先一样也有几百万年的双足行走历史，但是它们却没有进化出和我们一样的人脚特征。
也似乎也说明，这种足部结构的出现需要一个我们尚未知晓并且更加严苛的环境，步行和跑步之间的重要区别在于“腿部弹簧的弹射机制”，它只存在于跑步中，而不会在步行中出现。
这个动作机制涉及到跟腱和足底下方的足底腱膜和弹簧韧带，它们仅在极少的南方古猿中存在。相较于步行，跑步过程中的站立中期和足趾离地期中，足趾也会处于更加伸展的位置，强壮的足底腱膜可以产生一个强大的拉力对抗这些负荷。
此外，当前脚掌两侧的脂肪垫撞击地面时，横弓的中间变平。这会在弹性组织中存储大量的动能。不同于大多数四足奔跑的动物，人类保留有相当大的内在足部肌肉组织。四足动物中这些肌肉含量较少，有的四足动物甚至完全丧失了这种结构。
人类在单腿支撑期的平衡控制是很独特的，（与四足动物不同）这需要有非常灵活的脚，才能够适应不平坦的地面并且产生足够的主动控制。肌电图（EMG）研究表明，不同个体足底内在肌的肌肉活动在跑步期间相似性最大，在慢速步行时差异最大，在站立末期，足底内在肌掌控负荷在足底的分布，增加内侧纵弓的的屈肌功能。
这在较高速度的步行或者跑步时更加明显，虽然站立期肌肉活动很小，一旦施加了外在负荷之后，足底内在肌迅速被大量募集。这似乎就解释了为什么会出现南方古猿到现代人类足部结构的差异——因为现代人类需要更加频繁地长距离持物行走，这样也有助于解释人类足部的内在肌为什么更加强壮。
3、足部的核心系统
通俗的核心稳定性涉及到被动稳定结构、主动稳定结构和亚系统这三个概念。
被动结构包括骨骼和关节结构，主动结构包括连于脊柱的肌肉和肌腱，神经亚系统包括脊柱周围关节囊、韧带、肌肉和肌腱上的感觉感受器，被动亚系统维持脊柱灵活性和稳定性之间的平衡。
主动亚系统包括两类肌肉：局部稳定肌和整体运动肌。它们的作用方式在前文已经提到了，神经亚系统监控脊柱的活动、脊柱的受力，并且向中枢神经发射传入信号，一旦传入信号超过了一定的阈值，中枢神经发出传出信号，传递到相应的肌肉产生相应的动作和力量。
有的研究人员把腰椎-骨盆的核心稳定性分成了“控制”和“能力”两部分。“控制”目的在于协调所有作用于核心区域的肌肉，而“能力”在于提供足够的肌肉力量和耐力，以防脊柱在不同的负荷作用下产生不稳，这两者的终极目的是相互作用，使得核心保持充分的稳定。这个理论也可以应用到足部的核心系统上。图一展示的就是足部的核心关系。
01 足部核心的被动亚系统
足部核心的被动亚系统包括骨骼、韧带和关节囊。它们共同作为维持了各个足弓，足部的骨性结构创造了四个足弓——内外纵弓和前后横弓。它们有各自的组成，但是很多学者还是愿意把它们组合在一起形成一个半穹窿顶一样的结构。
这个结构可以很好地在动态运动中适应各自不同的负荷，这个半穹窿顶结构还需要足底腱膜和足底韧带的维持，但是主动亚系统中的内在肌也会直接提供一部分的支撑，而外在肌的收缩也会间接地辅助支撑这个半穹窿顶结构。
02 足部核心的主动亚系统
主动亚系统包括连于足部的各种肌肉和肌腱，局部稳定肌主要是足底的内在肌，它们起止点都在足部，而整体运动肌主要是外在肌，它们起于小腿，跨过踝关节止于足部。虽然足背和足底都有内在肌，但是大部分情况下都是足底的内在肌作用于各个足弓，足底的内在肌分4层，浅表的两层更加顺应着纵弓的走行，而深层的两层更加偏向横弓的走行。表1列出了内在肌的主要作用。
外在肌作为足部核心的整体运动肌，通过长肌腱引导足部和踝关节产生各种运动。此外，它们还可以协调被动系统中的各个结构。比如，由小腿三头肌延伸而来的跟腱可以协调足底腱膜的张力——它们在跟骨部位相连。
当小腿三头肌过紧时，足底筋膜的张力也会增加，这对于一些足部的运动来说至关重要。各外在肌的肌肉走行决定了它们在维持半穹窿顶上的角色，这些外在肌在吸收冲击力和产生推力时都会产生相应的功能。
03 足部核心的神经亚系统
神经亚系统包括足底筋膜、足底韧带、关节囊、肌肉和肌腱上的感觉感受器。
足底的感觉对于步态和平衡来说至关重要，现在也有很多研究人员着眼于足底感受器的研究。内在肌的感觉机制不是很清楚，但是现在的认识是，这些内在肌无法产生大的运动，然而它们可以很好地通过牵张反射产生快速的感觉信息。
这些信息向大脑反馈了足部半穹窿顶结构发生的变化，这些感受器是可以通过训练来提高敏感性的。在一项研究中，研究人员通过反复的跖趾关节屈伸来使内在肌疲劳，然后再让受试者进行步态测试，这时，他们的足舟骨会在站立相发生明显地下降。
研究人员由此得出的一条结论是，这些肌肉的运动功能可以导致足部的姿势发生变化，这更多地是由感觉信息的变化导致的，肌肉疲劳也会导致下肢其他部位的位置觉发生变化。
这就说明，肌肉不单单通过收缩支撑着被动亚系统，它们还参与到了足部姿势的相关感觉信息中。
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