انسان پس از تولد حدود 270 استخوان نرم دارد. با رشد و رسیدن به مرحله بزرگسالی، این میزان به 206 استخوان می رسد. بزرگترین استخوان در بدن انسان، استخوان ران است و کوچکترین آن گوش است که فقط 3 میلی متر طول دارند. این اجزا بیشتر از کلاژن پروتئین ساخته شده اند. فسفات و کلسیم این چارچوب را محکم می کنند و به آن قدرت می دهند. استخوان ها عملکردهای زیادی دارند.
آنها از لحاظ ساختاری، بدن را پشتیبانی می کنند، از اندام های حیاتی ما محافظت می کنند و به ما اجازه حرکت می دهند. علاوه بر آن، محیطی را برای مغز استخوان، جایی که سلول های خونی ایجاد می شوند، فراهم می کنند و به عنوان محلی برای ذخیره مواد معدنی، به ویژه کلسیم عمل می کنند. انواع استخوان دارای ساختارهای منحصر به فردی می باشند.
ساختار استخوان ها به منزله داربست هایی هستند که اعضای بدن را در کنار هم نگه می دارند. این اجزا در هر شکل و اندازه ای وجود دارند و کارهای متفاوتی را انجام می دهند. بر خلاف تصور عموم، استخوان ها زنده هستند و جزء بافت های فعالی هستند که به طور دائم به ترمیم می پردازند. در ادامه انواع استخوان های بدن انسان را از لحاظ بافت ، شکل و ساختار آنها بررسی می کنیم.
این سلول های چند هسته ای می توانند استئوئید که از جنس کلاژن هستند را ساخته و با قرار گرفتن مواد معدنی روی استئوئیدها، ماتریکس ساخته می شود. هورمون های ترشح شده از استئوبلاست ها، وسیله ارتباطی آنها با سلول های دیگر است.
این سلول های چندهسته ای می توانند با جذب استخوانها و ماتریکس به عنوان سلول های استخوان خوار محسوب می شوند. در واقع وظیفه این سلول ها حذف قسمت های معیوب ماتریکس ها و جایگزین کردن قسمت های سالم در آنها است.
وظیفه این سلول ها حفاظت از بافت های استخوانی است و تشکیل این سلول ها از استئوبلاست ها می باشد.
استخوانها از لحاظ ماکروسکوپی به دو دسته استخوانهای متراکم یا کورتیکال و استخوانهای اسفنجی تقسیم می شوند.
انواع استخوان ها به منزله قاب و چارچوبی جهت اتصال اجزای بدن هستند. ماهیچه ها، تاندون ها و رباط ها به استخوان متصل می شوند. بدون ساختار استخوان، بدن قادر به حرکت نخواهد بود. برخی از استخوان ها از اندام های داخلی بدن نیز محافظت می کنند. به عنوان مثال، جمجمه از مغز و دنده ها از قلب و ریه ها محافظت می کنند.
استخوان لوزه باعث تولید گلبول های قرمز، پلاکت ها و گلبول های سفید خون می شود. همچنین موجب از بین رفتن گلبول های قرمز قدیمی و ناکارآمد در مغز استخوان می شود.
بیشتر بدایند : نرمی استخوان یا راشیتیسم
رشد طولی استخوان به وسیله صفحات رشد تأمین میشود. این صفحات در دو انتهای استخوان های بلند و نزدیک به سطح مفصلی قرار دارند. فعالیت صفحات رشد تا زمان پایان بلوغ ادامه یافته و در آن زمان متوقف میشود. بعد از آن طول استخوان ها اضافه نشده و قد فرد ثابت باقی میماند. رشد عرضی استخوان یا به زبان دیگر قطور شدن استخوان ها بر اثر فعالیت ضریع یا پریوست صورت میگیرد. فعالیت پریوست حتی پس از بلوغ هم ادامه میابد. رشد طولی استخوان ها در افراد مختلف متفاوت بوده و به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
دو نوع بافت استخوانی وجود دارد: فشرده و اسفنجی. این نام ها نشان می دهد که این دو نوع از نظر تراکم یا اینکه چقدر بافت به هم چسبیده است متفاوت هستند. سه نوع سلول وجود دارد که به هومئوستاز استخوان کمک می کنند. استئوبلاست ها سلول های استخوان ساز هستند، استئوکلاست ها استخوان را جذب یا تجزیه می کنند و استئوسیت ها سلول های استخوانی بالغ هستند. تعادل بین استئوبلاست ها و استئوکلاست ها باعث حفظ بافت استخوانی می شود.
استخوان فشرده از استئون ها یا سیستم های هارسین فشرده تشکیل شده است. استئون از یک کانال مرکزی به نام کانال استخوانی (هاورسین) تشکیل شده است که توسط حلقه های متحدالمرکز (لاملا) ماتریکس احاطه شده است. بین حلقه های ماتریکس، سلول های استخوانی (استئوسیت ها) در فضاهایی به نام حفره (لاکونا) قرار دارند. کانال های کوچک (کانالیکولی) از لاکوناها به کانال استئونی (هاورسین) تابش می کنند تا گذرگاه هایی را از طریق ماتریکس سخت فراهم کنند.
در استخوان فشرده، سیستم های هاورسین به طور محکم در کنار هم قرار می گیرند تا توده ای جامد را تشکیل دهند. کانال های استخوانی حاوی رگ های خونی موازی با محور طولانی استخوان هستند. این رگ های خونی از طریق کانال های سوراخ کننده، با عروق روی سطح استخوان به هم متصل می شوند.
استخوان «اسفنجی» (Cancellous) سبک تر و چگالی کمتری نسبت به استخوان فشرده دارد. استخوان اسفنجی متشکل از صفحات (ترابکولا) و میله های استخوانی در مجاورت حفره های کوچک و نامنظم است که حاوی مغز استخوان قرمز است. کانال ها به جای کانال هاورسین مرکزی به حفره های مجاور متصل می شوند تا خون خود را دریافت کنند. ممکن است به نظر برسد که ترابکولاها به طور تصادفی چیده شده اند؛ اما آنها طوری سازماندهی شده اند که حداکثر استحکام را مشابه مهاربندی هایی که برای حمایت از ساختمان استفاده می شود، ارائه دهند.
بافت «ساب غضروفی» (Subchondral tissue) بافت صاف انتهای استخوان ها که با نوع دیگری از بافت به نام غضروف پوشیده شده است. غضروف بافت همبند تخصصی و شنی است که در بزرگسالان وجود دارد. همچنین بافتی است که بیشتر استخوان ها در کودکان از آن رشد می کنند. غشای خارجی سخت و نازک که استخوان ها را می پوشاند، پریوستئوم نامیده می شود. در زیر پوسته بیرونی سخت پریوستوم، تونل ها و کانال هایی وجود دارد که خون و رگ های لنفاوی از آنها عبور می کنند تا مواد غذایی را برای استخوان حمل کنند. ماهیچه ها، رباط ها و تاندون ها ممکن است به پریوستوم بچسبند.
این اجزا متشکل از سامانه هاورس، مجرای هاورس، مغز استخوان (شامل مغز قرمز استخوان و مغز زرد استخوان) هستند.
این سامانه، شامل تیغه هایی استخوانی و به صورت استوانه های هم مرکز هستند. مواد تشکیل دهنده سامانه هاورس، یاخته های استخوانی، ماده زمینه ای و کلاژن هستند. این سامانه فقط در بافت استخوانی فشرده به چشم می خورد.
مجرای موجود در مرکز تیغه ها، مجرای هاورس است. این مجرا، حاوی اعصاب و رگ های خونی است. ارتباط بافت زنده با بیرون، توسط اعصاب و رگ های درون مجرای مرکزی (هاورس) درون هر سامانه برقرار می شود.
حفره مرکزی استخوان ها، مغز استخوان است. مغز استخوان به دو صورت مغز قرمز استخوان و مغز زرد استخوان وجود دارد.
با توجه به وظایف و کارهایی که استخوانهای مختلف در بدن انجام می دهند به پنج دسته استخوانهای دراز، کوتاه، مسطح، نامنظم و کنجدی یا سزاموئیدی تقسیم می شوند.
استخوان های دراز یا بلند که دارای طول بیشتری نسبت به عرض خود هستند، دارای یک دیافیز و دو اپی فیز هستند. دیافیز، قسمت وسط استخوانهای بلند و اپی فیز، استخوانهای گرد و سطح مفصلی استخوانهای بلند است. بافت تشکیل دهنده استخوانهای بلند، متراکم بوده و ضخامت آنها به حدی است که استخوان اسفنجی زیادی داشته باشند و مغز استخوان نیز در مرکز توخالی آنها است. بیشتر استخوانهای بدن مانند استخوان های ران، بازو، زند زیرین، زند زبرین، درشت نی، نازک نی، کف دست و پا و … از این گروه هستند.
استخوانهای کوتاه دارای ساختاری از یک لایه ی نازک استخوان متراکم هستند که داخل آن را بافت استخوانی اسفنجی پر کرده است. مچ دست و پا دارای این نوع از استخوانها هستند.
استخوانهای مسطح یا پهن دارای ساختاری متشکل از دو لایه موازی از بافت استخوانی متراکم است که در بین آنها یک لایه از بافت استخوانی اسفنجی پر شده است. این استخوان ها خمیده و نازک هستند و استخوان های جناغ سینه و جمجمه از این نوع می باشند.
در استخوانهای نامنظم نیز یک لایه از بافت استخوانی فشرده در اطراف بافت استخوانی اسفنجی قرار دارد و دارای شکل های متفاوت و نامنظم زیادی هستند. باسن و ستون فقرات دارای این نوع از استخوانها است.
استخوانهای کوتاهی که در تاندون ها و برای دور کردن تاندون ها از مفصل قرار دارند، از نوع کنجدی می باشند. فعالیت این نوع از استخوانها در تاندون ها نیروی ماهیچه ها را با افزایش زاویه ی تاندون ها، بیشتر می کند. پاتلا یا کشک زانو و استخوان نخودی از این نوع می باشند.
استخوان كورتیكال لایه بیرونی استخوان های بدن را درست میكنند. این لایه ظاهر سفید و صاف و یكدست و محكمی به استخوان میدهد. استخوان كورتیكال یا سخت Compact bone تخلخل كمی دارد. میزان این تخلخل در حد 30-5 درصد است. حدود 80 درصد كل وزن اسكلت بدن را استخوان های كورتیكال تشكیل میدهند. در این استخوان ها سیستم های هاورسی به صورت متراكم و فشرده ای در كنار یكدیگر قرار میگیرند. این استخوان ها بسیار سخت و محكم هستند و در تصویر رادیولوژی به رنگ سفیدتری دیده میشوند.
به آنها استخوان های ترابكولار Trabecular bone هم میگویند. قسمت داخلی استخوان ها از جنس بافت استخوان اسفنجی یا كنسلوس است. استخوان كنسلوس بسیار متخلخل است. در این استخوان ها سیستم هاورسی وجود ندارد. شكل میكروسكوپی استخوان اسفنجی به صورت تیغه هایی است كه به صورت سه بعدی در كنار هم قرار گرفته و در فضای داخلی بین این تیغه ها بافت چربی و مغز استخوان و عروق خونی قرار میگیرند. وظیفه اصلی مغز استخوان تولید سلول های خونی است.
اندازه و استحکام استخوان ها در اسکلت انسان بین جنس ها متفاوت است. تفاوت های ساختار استخوان از همان دوران کودکی شروع می شود. در اکثر جمعیت ها، مردان دارای سطوح استخوانی و مفصلی بزرگ تر و قوی تر هستند و استخوان های بیشتری در محل های اتصال عضلانی دارند. با این حال، زنان به دلیل توانایی متمایز در حمل کودک و تجربه زایمان، لگن قوی تری دارند. زنان اما در برابر برخی بیماری های استخوانی مانند استئوآرتریت، پوکی استخوان و آرتریت التهابی آسیب پذیرتر هستند.
یکی از مهم ترین تفاوت های اسکلت مردانه و زنانه اندازه بدن و اندازه استخوان است. این تفاوت ها در بدو تولد آشکار می شود و در دوران کودکی ادامه می یابد. با شروع بلوغ، تفاوت های ساختار استخوانی بیشتر و مهم تر ظاهر می شود. بلوغ دوره تغییرات فیزیکی است که از طریق آن بدن کودک به یک بدن بالغ تبدیل می شود که قادر به تولید مثل است. الگوهای رشد انواع استخوان در دوران بلوغ در پسران با دختران متفاوت است. پسران قبل از بلوغ دو یا چند سال رشد دارند و یک جهش رشدی که در حدود چهار سال طول می کشد، در حالی که دختران یک دوره جهش رشد سه ساله دارند.
در دوران کودکی و نوجوانی، تشکیل انواع استخوان بیشتر از تحلیل آنها است. تحلیل استخوان فرآیندی است که در آن استئوکلاست ها (سلول های استخوانی که بافت استخوان را در طول رشد و بهبودی جذب می کنند) بافت استخوان را تجزیه کرده و مواد معدنی آزاد می کنند و در نتیجه کلسیم از انواع استخوان های شما به جریان خون منتقل می شود. در اوایل دهه ۲۰، هر دو جنس به حداکثر توده استخوانی دست می یابند، این بیشترین مقدار توده استخوانی است که یک فرد می تواند به دست آورد.
حداکثر تفاوت توده استخوانی در پسران و دختران بیشتر توسط ژنتیک تعیین می شود؛ اما آنها همچنین می توانند تحت تأثیر عوامل قابل تغییر مانند ورزش و رژیم غذایی منظم، از جمله مصرف منظم لبنیات که منبع طبیعی کلسیم و ویتامین D هستند دو ماده مغذی حیاتی برای سلامت استخوان ها، باشند. بیشتر دستاوردهای توده استخوانی که در نوجوانی حاصل می شود، به جای مواد معدنی استخوان، افزایش طول و اندازه انواع استخوان است. به همین دلیل است که شکستگی ها در سنین نوجوانی شایع تر است.
در این مدت، رشد توده استخوانی از طول استخوان عقب می ماند و استخوان را به طور موقت ضعیف می کند. به طور کلی پسران در مقایسه با دختران بیشتر در معرض خطر شکستگی قرار دارند. این خطر ارتباط زیادی با الگوهای رشد استخوان و تفاوت های جنسیتی در فعالیت بدنی (به عنوان مثال ورزش) و ریسک پذیری دارد. یکی دیگر از ملاحظات رشد استخوان در پسران، تستوسترون (هورمون جنسی اصلی در مردان) است که به بهبود اندازه استخوان کمک می کند.
از سوی دیگر، استروژن (هورمون جنسی اصلی در زنان) رشد استخوان را کاهش می دهد و در عین حال سطح مواد معدنی استخوان را تنظیم می کند. تفاوت در تستوسترون و استروژن دلیلی منطقی برای این است که چرا پسران نسبت به دختران استخوان های بزرگ تری دارند و مقدار حداکثر توده استخوانی در آنها بالاتر است. این تفاوت هورمونی همچنین این مسئله را توضیح می دهد که چرا زنان بالغ بیشتر در معرض خطر شکستگی ناشی از اعمال هورمون ها هستند تا آسیب های ورزشی یا ریسک پذیری.
تفاوت هایی که در ساختار استخوان بین مردان و زنان وجود دارد اغلب برجسته است. به عنوان مثال، زنان کوتاه تر هستند و تفاوت های قد وابسته به جنس در سراسر جهان رایج است. در سطح جهان و به صورت میانگین، زنان حدود ۱۲ سانتی متر کوتاه تر از مردان هستند. علاوه بر تفاوت قد، مردان نسبت به زنان سر بزرگ تر و دست و پاهای بلندتری دارند و این نسبت به اندازه بدن است. سایر تفاوت های اسکلتی در مردان و زنان در جمجمه و در استخوان های بلند، به ویژه استخوان ران و درشت نی است. در آرنج ها، شانه ها، انگشتان دست و استخوان های ران نیز تفاوت وجود دارد.
زنان همچنین در مقایسه با مردان دارای لگن و تنه پهن تری هستند. در واقع، محققان می توانند با اندازه گیری استخوان های لگن به تنهایی تعیین کنند که آیا اسکلت متعلق به مرد است یا زن. شکل و اندازه لگن زنان به گونه ای است که پتانسیل زایمان را دارد. به این صورت که پهن تر و طولانی تر است و توسط رباط هایی که در دوران بارداری شل می شوند به هم متصل می شوند تا به لگن اجازه گشاد شدن بدهد وگرنه لگن برای بارداری و زایمان خیلی باریک خواهد بود. علاوه بر این، نیم تنه زنان پهن تر است به طوری که بدن آنها می تواند اندام های آنها را در دوران بارداری در خود جای دهد.
پس از رسیدن به اوج توده استخوانی، هم مردان و هم زنان با افزایش سن شروع به از دست دادن بافت استخوانی می کنند. در زنان از دست دادن استخوان مرتبط با افزایش سن از اوایل تا اواسط ۳۰ سالگی شروع می شود. این روند با کاهش سریع استروژن با ورود زنان به یائسگی تشدید می شود. از دست دادن تدریجی استخوان با افزایش سن غیرعادی نیست؛ اما زنان زمانی که شروع به از دست دادن استخوان می کنند، جوان تر هستند. علاوه بر این، استخوان را با سرعت بیشتری نسبت به مردان از دست می دهند. محققان همچنین بر این باورند که نشانگرهای خاص از دست دادن استخوان و تغییرات در پریوستوم (غشای فیبری که سطح استخوان را می پوشاند) ممکن است میزان از دست دادن استخوان بین دو جنس را توضیح دهد.
میزان از دست دادن استخوان در مردان در طول زندگی بسیار کمتر است و تحت تأثیر سطح استرادیول است. استرادیول شکلی از استروژن است که برای جنسیت مردانه ضروری است. یکی دیگر از عوامل مؤثر در کاهش سلامت استخوان زنان با افزایش سن، بارداری است؛ زیرا بارداری برای ساختن اسکلت جنین و در دوران شیردهی نیاز به کلسیم بدن زن را افزایش می دهد. در طول بارداری، برخی از زنان تغییراتی را در تراکم استخوان خود تجربه می کنند نشان می دهد که توده استخوانی می تواند در طول بارداری بدتر شود. این تغییرات ممکن است با عواقب بلندمدت بالقوه در رشد اسکلتی عضلانی و کاهش توده استخوانی در مراحل بعدی زندگی، جنین را تحت تأثیر قرار دهد. برای جبران اثرات منفی از دست دادن کلسیم برای مادر و جنین در حال رشد، پزشکان مکمل های کلسیم و انواع ویتامین را برای مادران باردار تجویز می کنند.
بیماری های استخوانی که با افزایش سن به وجود می آیند شامل استئوپنی، پوکی استخوان و استئوآرتریت در زنان شایع تر است. علاوه بر این، آرتریت التهابی زنان را بیشتر از مردان تحت تأثیر قرار می دهد و در حالی که آرتریت التهابی می تواند هر فردی را در هر سنی تحت تأثیر قرار دهد، اکثر زنان مبتلا به این بیماری ها بین ۳۰ تا ۵۰ سال سن دارند.
استئوپنی زمانی رخ می دهد که فرد شروع به از دست دادن توده استخوانی می کند و استخوان ها شروع به ضعیف شدن می کنند. علت این وضعیت از دست دادن کلسیم است که با افزایش سن می تواند شایع باشد؛ اما برای برخی افراد، این فرآیند بسیار سریع تر اتفاق می افتد و آنها را در معرض خطر پوکی استخوان قرار می دهد.
پوکی استخوان به مرور زمان باعث نازک شدن و ضعیف شدن استخوان ها می شود و در مقابل شکستگی آسیب پذیر می شود؛ مانند استئوپنی، پوکی استخوان هم مردان و هم زنان را تحت تأثیر قرار می دهد. با این حال، تعداد زنانی که به استئوپنی، پوکی استخوان یا هر دو بیماری مبتلا می شوند، از نظر شیوع و شکستگی های مرتبط با تراکم پایین استخوان، از مردان بیشتر است.
بر اساس یک بررسی در سال ۲۰۱۷ از مطالعات انجام شده در مجله تحقیقات پزشکی بالینی، پوکی استخوان در زنان ۵۰ ساله و بالاتر چهار برابر شایع تر است و پوکی استخوان در زنان دو برابر بیشتر از مردان هم سن آنها است. کمبود استروژن همچنین در ایجاد پوکی استخوان در زنان و در سنین پایین تر از مردان نقش دارد. بعد از ۵۰ سالگی، زنان به دلیل از دست دادن استخوان بیشتر از مردان دچار شکستگی خواهند شد؛ اما قبل از ۵۰ سالگی، مردان به دلیل فعالیت های ورزشی و عوامل خطر بیشتر از زنان شکستگی دارند.
آرتروز یا استئوآرتریت (OA) در زنان مسن نسبت به مردان مسن شایع تر است؛ اما محققان واقعاً دلیل آن را نمی دانند. علاوه بر این، زنان در مقایسه با مردان احتمال درگیر شدن با آرتروز شدیدتری نسبت به مردان دارند. محققان حدس می زنند که زنان بیشتر به دلیل هورمون ها و بیومکانیک ها تحت تأثیر قرار می گیرند. از نظر هورمونی اعتقاد بر این است که کاهش استروژن و تستوسترون در ایجاد استئوآرتریت در زنان نقش دارد. خطر استئوآرتریت در واقع بلافاصله پس از یائسگی افزایش می یابد.
از آنجایی که تستوسترون در تخمدان ها تولید می شود، یائسگی به معنای کاهش سطح تستوسترون است. تستوسترون به طور کلی به ساخت ماهیچه ها و تقویت آنها کمک می کند، بنابراین آنها بهتر می توانند از استخوان ها و مفاصل حمایت کنند. سطوح کاهش یافته بیشتر خطر ابتلا به استئوآرتریت را در زنان افزایش می دهد. ارتباط استئوآرتریت با بیومکانیک به عملکرد منحصر به فرد مفاصل زنان مرتبط است. باسن پهن تر، مفاصل انعطاف پذیرتر، تحرک بیش از حد و اثرات زایمان، همگی در ایجاد استئوآرتریت و افزایش خطر ابتلا به این بیماری نقش دارند.
شرایط آرتریت التهابی در بیماری های روماتیسمی مانند اسپوندیلیت آنکیلوزان، آرتریت پسوریاتیک و آرتریت روماتوئید (RA) مفاصل متعدد را تحت تأثیر قرار می دهند و به این دلیل ایجاد می شوند که سیستم ایمنی فرد بیش از حد فعال است و عملکرد نادرست دارد. شرایط آرتریت التهابی به عنوان بیماری های خود ایمنی در نظر گرفته می شود و به دلیل ایجاد التهاب مزمن و مداوم که می تواند منجر به آسیب مفاصل و بافت در افراد مبتلا شود، شناخته شده است.
زنان بیشتر از مردان به آرتریت التهابی مبتلا می شوند. محققان فکر می کنند که این به هورمون های جنسی و پاسخ های زنان به عفونت ها، واکسیناسیون ها و محرک های محیطی مانند استرس، مسئولیت ها و نحوه واکنش آنها به رویدادهای خارجی مرتبط است. سطوح بالای استروژن در زنان می تواند سیستم ایمنی بدن را مجبور به عملکرد نادرست کند و از طریق یک پاسخ نادرست به نام خودایمنی به بدن خود حمله کند. محققان همچنین می دانند که استروژن سلول های B را افزایش می دهد سلول هایی که به دلیل ایجاد اختلال در عملکرد سیستم ایمنی شناخته می شوند.
علاوه بر این، استروژن می تواند تولید پروتئین های التهابی خاصی را افزایش دهد که در شرایط عمومی و در سطوح متوسط با باکتری ها، ویروس ها و سایر مواد مضر مبارزه می کنند. ژنتیک ممکن است بتواند برخی از تفاوت های خطر ابتلا به آرتریت التهابی را بین مردان و زنان توضیح دهد. مطالعه ای که در سال ۲۰۱۲ در ژورنال Nature Genetics گزارش شد، نشان می دهد که کروموزوم های X در ایجاد بیماری های خودایمنی نقش دارند و از آنجایی که زنان دارای دو کروموزوم X هستند پس خطر ابتلا به این نوع بیماری ها در آنها دو برابر بیشتر از مردان است.
استخوان یک بافت زنده بوده و حاوی سلول میباشد. این سلول ها برای زنده بودن نیاز به تغذیه و مصرف انرژی دارند. عروق خونی که در کانال های هاورسی هستند اکسیژن و مواد غذایی را به سلول های تشکیل دهنده استخوان یا استئوسیت ها میرسانند. این عروق خونی کلاً از چهار مسیر وارد استخوان میشوند.
برای آگاهی بیشتر از فواید و ویژگی های آب درمانی کلیک کنید.