استخوان بندی چیست؟ – به زبان ساده + انواع، ساختار و عملکرد

تفاوت اصلی بدن جانوران مهره‌دار و بی مهره‌، وجود استخوان بندی داخل بدن مهره‌داران است. استخوان بندی چارچوبی است که ساختار و شکل کلی بدن این موجودات را مشخص می‌کند. اگر این چارچوب وجود نداشت، بدن ما شبیه حلزون یا کرم خاکی بسیار نرم و بدون شکل بود. استخوان‌های موجود در این ساختار با اتصال به ماهیچه‌ها امکان حرکت انسان را فراهم و از آسیب اندام‌های حیاتی جلوگیری می‌کنند. به علاوه بافت استخوان محلی برای ذخیره ترکیبات معدنی ازجمله کلسیم و فسفر و تولید سلولهای خونی است. در این مطلب انواع استخوان بندی، اجزای تشکیل‌دهنده و بیماری‌های آن را توضیح می‌دهیم.

استخوان بندی چیست ؟

استخوان بندی یا اسکلت، شکل کلی کنار هم قرار گرفتن استخوان‌های بدن را مشخص می‌کند. این ساختار از دو بخش مجزا تشکیل می‌شود که هر کدام ویژگی‌های متفاوتی دارند. ۶۰ درصد استخوان‌های بدن در استخوان‌بندی جانبی و ۴۰ درصد آن‌ها در استخوان‌بندی محوری قرار دارند.

• «استخوان بندی محوری» (Axial Skeleton): این بخش شامل اسکلت سر و گردن، ستون مهره‌ها و قفسه سینه می‌شود.
• «استخوان بندی جانبی یا ضمیمه» (Appendicular Skeleton): این بخش شامل اسکلت اندام‌های حرکتی ازجمله پهلو، لگن، شانه و غضروف‌های هر کدام می‌شود.

استخوان بندی محوری

نوزاد انسان در بدو تولد بیش از ۳۰۰ استخوان دارد که در سال‌های بعد بعضی از آن‌ها به ‌هم متصل و یکی می‌شوند. در نتیجه پس از بلوغ تنها ۲۰۶ استخوان در تشکیل استخوان بندی انسان شرکت می‌کنند. استخوان بندی محوری بخشی از اسکلت انسان است که از استخوان‌های جمجمه، حنجره، ستون فقرات و قفسه سینه تشکیل شده است. این استخوان بندی بدن را به دو بخش متقارن چپ و راست تقسیم می‌کند. بخشی از این ساختار وظیفه محافظت از اندام‌های حیاتی بدن ازجمله مغز و قلب را بر عهده دارد و بخشی دیگر در شنوایی، تکلم و تشکیل سلول‌های خونی شرکت می‌کنند. ۸۰ استخوان از ۲۰۶ استخوان موجود در استخوان بندی انسان بالغ در این بخش قرار دارد که در سه بخش جمجمه، حنجره و ستون مهره‌ها قرار دارند.

جمجمه

«جمجمه» (Skull) بالاترین بخش استخوان بندی انسان است که صورت و سر را تشکیل می‌دهد. استخوان‌های این بخش در دو قسمت «جمجمه‌ای» (Cranial Bones) و «صورت» (Facial Bones) قرار دارند. به علاوه استخوان‌های گوش داخلی، زیرمجموعه این دو بخش است.

استخوان‌های جمجمه‌ای

استخوان‌های این بخش در بخش بالایی، میانی و پایینی سر قرار دارند و ثابت هستند. وظیفه اصلی آن‌ها محافظت از مغز در برابر ضربه است. هشت استخوان در تشکیل این بخش شرکت می‌کنند که بعضی از آن‌ها جفت هستند.

• «استخوان پس‌سری» (Occipital Bone): یک استخوان پس‌سری در بخش پشتی و پایینی سر قرار دارد.
• «استخوان آهیانه» (Parietal Bone): یک جفت استخوان آهیانه در بخش بالا و کناری سر قرار دارند.
• «استخوان گیجگاهی» (Temporal Bone): یک جفت استخوان گیجگاهی در دو طرف سر قرار دارند.
• «استخوان پیشانی» (Frontal Bone): یک استخوان پیشانی بخش جلویی سر را می‌پوشاند.
• «استخوان پروانه‌ای» (Sphenoid): یک استخوان پروانه‌ای در سر وجود دارد که بین چشم و گوش قرار می‌گیرد.
• «استخوان غربالی» (Ethmoid): یک استخوان غربالی در استخوان بندی سر وجود دارد که در بخش بالایی و پشتی حفره بینی قرار دارد.

  

استخوان‌های صورت

چهارده استخوان این بخش شکل و ساختار صورت را تعیین می‌کنند. استخوان بندی صورت هم از استخوان‌های جفت و تک تشکیل می‌شود.

• «فک پایین» (Mandible): یک استخوان تشکیل‌دهنده فک پایین
• «آرواره» (Maxillae): یک جفت استخوان تشکیل‌دهنده فک بالا
• «گونه» (Zygomatics): یک جفت استخوان تشکیل‌دهنده بخش خارجی حفره چشم و گونه
• «اشکی یا لاکریمال» (Lacrimals): یک جفت استخوان بخش داخلی حفره چشم
• «بینی» (Nasals): یک جفت استخوان پل بینی، بین حفره‌های چشم
• «تیغه بینی» (Vomer): استخوان مرکز حفره بینی
• «کامی» (Palatines): یک جفت استخوان تشکیل‌دهنده سقف دهان
• «استخوان تحتانی بینی» (Nasal conchae): استخوان حفره بینی، تقسیم‌کننده حفره بینی به چهار مسیر

استخوان‌های گوش

«استخوانچه‌های شنوایی» (Auditory Ossicles) کوچک‌ترین استخوان‌های بدن هستند. این استخوان‌های باریک به‌وسیله مفصل‌های سینوویال به‌هم متصل می‌شوند زنجیره‌ای در گوش میانی تشکیل می‌دهند که امواج صوتی را به گوش داخلی منتقل می‌کنند. سه جفت استخوانچه شنوایی در انسان وجود دارد.

• «استخوان چکشی» (Malleus): استخوان چکشی هر گوش خارجی‌ترین عضو زنجیره استخوانچه‌های شنوایی است.
• «استخوان سندانی» (Incus): این استخوانچه گوش میانی، دو استخوان دیگر را به هم متصل می‌کند.
• «استخوان رکابی» (Stapes): این استخوانچه گوش میانی،‌ داخلی‌ترین عضو استخوانچه‌های شنوایی است.

موج صوتی سبب لرزش پرده صماخ می‌شود. پرده صماخ استخوان چکشی را حرکت می‌دهد و این حرکت از استخوان سندانی و رکابی به مایع گوش داخلی می‌رسد. حرکت مایع گوش داخلی گیرنده‌های شنوایی را تحریک و پیام مکانیکی را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند.

استخوان بندی حنجره

استخوان بندی حنجره در گلو و جلوی مهره‌های $$C_4-C_6$$ قرار دارد. این بخش از یک استخوان و ۹ غضروف تشکیل شده است که در بخش میانی گلو قرار می‌گیرند و نای را به حلق (بخش پشت دهان و پایین حفره بینی) را به نای وصل می‌کند. ساختار حنجره از کنار هم قرار گرفتن تعداد زیادی غضروف تشکیل شده است که به‌وسیله «استخوان حنجره» (Hyoid) شکل گرفته‌اند.

فیلم آموزش آناتومی تنه – قفسه سینه در فرادرس

کلیک کنید

استخوان بندی ستون مهره ها

ستون مهره‌ها در یک انسان بالغ و سالم از ۲۶ استخوان تشکیل شده است که از نخاع محافظت و نقطه اتصالی برای ماهیچه‌های پشت با دنده‌ها و گردن ایجاد می‌کند. در بدو تولد ستون مهره‌ها از ۳۳ استخوان تشکیل شده است که با رشد و تکامل در سال‌های بعد تعدادی از آن‌ها با هم یکی می‌شوند. ستون مهره‌های انسان بالغ از چهار بخش تشکیل شده است.

• «مهره‌های گردن» (Cervical Vertebrae): از ۷ مهره $$C_1-C_7$$ تشکیل شده است.
• «مهره‌های سینه» (Thoracic Vertebrae): از ۱۲ مهره $$Th_1-Th_{12}$$ تشکیل شده است.
• «مهره‌های کمر» (Lumbar Vertebrae): از ۵ مهره $$L_1-L_{5}$$ تشکیل شده است.
• «بخش خاجی» (Sacral Bones): استخوان خاجی (Sacrum) و دنبالچه (Coccyx Bone) اجزای این بخش از ستون مهره‌ها هستند.

ستون مهره‌ها از دو بخش استخوان‌های مهره و دیسک‌های بین آن‌ها تشکیل می‌شود.

• مهره‌ها: استخوان‌هایی هستند که در مرکز و دیواره جانبی آن‌ها حفره‌ای برای عبور نخاع و رشته‌های عصبی محیطی وجود دارد. قوس‌های ساختاری ستون مهر‌ها به این بخش کمک می‌کند تا از نخاع در برابر فشارها و آسب‌های فیزیکی محافظت کند. شکل مهره‌های گردنی، سینه‌ای و پشتی با هم تفاوت دارد. تنه استخوانی همه این مهره‌ها از استخوان اسفنجی تشکیل شده است و زوائد استخوانی دو طرف مهره به اتصال استخوان و ماهیچه کمک می‌کند. شیار بالا و پایین زوائد استخوانی محل رشته‌های عصبی محیطی است.
• دیسک‌ها: بافت غضروفی رشته‌ای هستند که از بین مهره‌های $$C_2$$ تا استخوان خاجی قرار دارند. دیسک‌ها همراه مفصل در حرکت محدود مهره‌ها شرکت می‌کنند و ضربه‌گیری در برابر فشار‌های محیطی هستند. کاهش انعطاف‌پذیری بخش داخلی دیسک با افزایش سن، آسیب‌پذیری نخاع به ضربات و فشار‌های محیطی را افزایش می‌دهد.

استخوان بندی قفسه سینه

استخوان بندی قفسه سینه از استخوان‌های دنده، جناغ، مهره‌های سینه و غضروف‌های بین دنده‌ای تشکیل شده و وظیفه اصلی آن محافظت از اندام‌های حیاتی قلب و ریه است. به علاوه استخوان‌های این بخش کمک می‌کنند فشار کمتری به استخوان‌های دست و شانه وارد شود و نقطه اتصالی برای دیافراگم، ماهیچه‌های پشت، قفسه سینه گردن و شانه‌ها ایجاد می‌کنند.

• «جناغ» (Sternum): جناغ، استخوانی صاف و بلند است که در بخش جلویی قفسه سینه قرار می‌گیرد.
• «دنده‌ها» (Ribs): دنده‌ها ۱۲ جفت استخوان قوس‌دار و بلند هستند که از پشت به مهره‌های سینه‌ای متصل می‌شوند.
• «غضروف دنده‌ای» (Costal Cartilages): غضروف‌های دنده‌ای، با در کردن فاصله بین دنده‌های ۱ تا ۱۰ تا جناغ، این دو بخش استخوان بندی قفسه سینه را به هم متصل می‌کنند. بخش پشتی دنده‌های قفسه سینه به مهر‌ه‌های سینه‌ای متصل می‌شود اما بخش جلویی این مهره‌ها آزاد هستند. علاوه بر این، ویژگی الاستیسیته غضروف‌های بین‌دنده‌ای امکان باز شدن و افزایش حجم قفسه سینه در فرایند تنفس را فراهم می‌کند.

استخوان بندی جانبی

۱۲۸ استخوان باقی‌مانده از کل استخوان‌های بدن در تشکیل استخوان‌بندی جانبی شرکت می‌کنند. استخوان‌های این ساختار در اندام‌های حرکتی، لگن و شانه قرار دارند و از چهار نوع بلند، کوتاه، صاف و پهن تشکیل شده‌اند. وظیفه اصلی این استخوان‌بندی کمک به حرکت انسان است. به علاوه استخوان‌بندی جانبی شکل دست و پا را مشخص می‌کند و سلول‌های خونی به‌وسیله مغز قرمز استخوان‌های این بخش تولید می‌شوند. به علاوه مواد معدنی در ماتریکس خارج سلولی استخوان‌ها این بخش ذخیره می‌شود. استخوان بندی ضمیمه‌ای در چهار بخش اصلی قرار می‌گیرد.

• «کمربند شانه‌» (The Pectoral Girdle)
• «اندام‌های حرکتی بالایی» (The Upper Limbs)
• «کمربند لگن» (The Pelvic Girdle)
• «اندام‌های حرکتی پایینی» (The Lower Limbs)

فیلم آموزش آناتومی اندام فوقانی

کلیک کنید

کمربند شانه

استخوان‌های کمربند جانبی، از دو بخش «استخوان ترقوه» (Clavicle) و «استخوان کتف» (Scapula) تشکیل شده‌ است که استخوان‌های دست را به اسکلت محوری متصل می‌کند.

• استخوان ترقوه: استخوان بلند و شبیه حرف S در انگلیسی و بخشی از استخوان‌بندی افقی بدن است. این استخوان چهار نقش مهم در اسکت جانبی دارد.
  • به ماهیچه‌های بالایی لنگر می‌شود و بخشی از فشار وارد شده به کتف را تحمل می‌کند.
  • مفصل شانه را بالا و دور از تنه نگه می‌دارد. این وضعیت فضای کافی برای حرکت در تمام یجهات را در اختیار دست قرار می‌دهد.
  • فشارهای وارد شده به استخوان‌های دست را به جناغ سینه منتقل می‌کند.
  • از اعصاب و رگ‌های خونی تنه و شانه محافظت می‌کند.
• استخوان کتف: استخوان صاف و مثلثی کتف در بخش پشتی شانه قرار دارد. ماهیچه‌های اسکلتی بخش‌های پشتی و جلویی این استخوان را می‌پوشانند. به همین دلیل مفصلی بین این استخوان و استخوان‌های دنده وجود ندارد. اما مفصل شانه در محل اتصال حفره کتف و استخوان بازو تشکیل می‌شود.

اندام های حرکتی بالایی

استخوان بندی دست‌ها از ۳۰ استخوان و سه بخش بازو (شانه تا آرنج)، ساعد (آرنج تا مچ) و مچ-کف دست تشکیل شده است.

• بازو: استخوان بازو بلندترین استخوان در اندام حرکتی بالایی است. این استخوان از یک طرف با کتف در مفصل شانه و از طرف دیگر با استخوان‌های ساعد در مفصل آرنج شریک است.
• ساعد: ساعد از دو استخوان زند زیرین و زند زبرین تشکیل شده است. زند زبرین در بخش داخلی ساعد و در امتداد شست قرار دارد. این استخوان با مشارکت استخوان بازو و زند زیرین مفصل آرنج را تشکیل می‌دهد. زند زیرین در امتداد انگشت کوچک قرار دارد و از زند زبرین بلندتر است. این دو استخوان با تشکیل مفصل مچ، چرخش همه‌جانبه مچ را امکان‌پذیر می‌کنند.
• مچ و کف دست: ۲۷ استخوان مختلف در استخوان بندی مچ و کف دست شرکت می‌کنند.
  • «استخوان مچ» (Carpus): ۸ استخوان در تشکیل مچ شرکت می‌کنند. این استخوان‌ها در دو ردیف چهارتایی قرار می‌گیرند.
  • «استخوان کف دست» (Metacarpus): ۵ استخوان برای تشکیل ساختار کف دست کنار هم قرار می‌گیرند. این استخوان‌ها مچ را به کف دست متصل می‌کنند و هر کدام از آن‌ها با کی از استخوان‌های مچ مفصل تشکیل می‌دهند.
  • «استخوان انگشت» (Phalanges): انگشتان دست از ۱۴ استخوان تشکیل شده‌اند.

کمربند لگن

کمربند لگن مجموعه استخوان‌های پهلو، استخوان خاجی و دنبالچه است که اندام‌های حرکتی پایینی را با رباط‌های بسیار قوی به استخوان بندی محوری متصل می‌کند. همچنین در تحمل وزن بدن و حرکت نقش دارد. استخوان پهلو در بزرگسالان از به هم پیوستن سه جفت استخوان «ایلیوم» (Ilium)، استخوان «سرین» (Ischium) و استخوان شرمگاهی یا «پابیس» (Pubis) تشکیل می‌شود. این استخوان‌ها به‌وسیله سه مفصل به هم متصل می‌شوند.

• مفصل خاجی یا «ساکروایلیاک» (Sacroiliac Joints): دو مفصل خاجی بین در بخش ایلیوم پهلوها و استخوان خاجی
• «مفصل خاجی دنبالچه» (Sacrococcygeal Symphysis): مفصل بین استخوان خاجی و دنبالچه
• «مفصل شرمگاهی» (Pubic Symphysis): مفصل بین پابیس دو استخوان پهلو

استخوان بندی اندام های پایینی

هفت نوع استخوان در سه بخش ران، ساق و کف پا کنار هم قرار می‌گیرند و استخوان‌بندی پا را تعیین می‌کنند. استخوان‌های پا باید تمام وزن بدن و فشارهای خارجی حرکت را تحمل کنند. به همین دلیل قطر و استحکام آن‌ها از استخوان‌های دست بیشتر است.

• ران: «فمور» (Femur) تنها استخوان ران است که از یک طرف با استخوان پهلو و از طرف دیگر با زانو مفصل تشکیل می‌دهد. این استخوان بلندترین و محکم‌ترین استخوان انسان است.
• ساق: درشت‌نی و نازک‌نی دو استخوان ساق پا هستند. «درشت‌نی» (Tibia) استخوان داخلی ساق و در مفصل زانو با استخوان شریک است. این استخوان پس از فمور بلندترین استخوان بدن است و بیشترین فشاری که به پاها وارد می‌شود را تحمل می‌کند. «نازک‌نی» (Fibula) استخوان بخش خارجی ساق است که در تشکیل قوزک شرکت می‌کند. بیشتر ماهیچه‌های اسکلتی پا به این استخوان متصل می‌شود.
• مچ و کف پا: هفت استخوان مچ پا، وزن بدن را از ساق به کف پا منتقل می‌کند. کف پا از پنج استخوان و انگشت‌ها از ۱۴ استخوان تشکیل می‌شوند.

نقش استخوان بندی چیست ؟

استخوان بندی سه نقش اصلی در بدن دارد.

• محافظت اندام‌ها: مغز و نخاع دو بخش اصلی سیستم عصبی مرکزی هستند که به‌وسیله استخوان جمجمه و ستون مهر‌ها از آن‌ها محافظت می‌کند. همچنین، استخوان‌های قفسه سینه و دنده‌ها وظیفه محافظت از قلب و ریه را بر عهده دارند.
• حفظ ساختار اندام: بدن انسان مثل یک برج متحرک است که با تکیه بر پاها حرکت می‌کند. بدون حضور اسکلت، حفظ شکل این ساختار به شکلی که می‌بینیم امکان‌پذیر نیست.
• حرکت بدن: استخوان‌های بدن با اتصال به ماهیچه‌های اسکلتی حرکت بخش‌های مختلف را تسهیل می‌کنند.

تفاوت استخوان بندی زنان و مردان

استخوان بندی مردان و زنان از اجزا و وظایف یکسانی تشکیل شده است. اما تفاوت‌های بسیار کوچکی بین شکل و اندازه استخوان‌های تشکیل‌دهنده اسکلت آن‌ها وجود دارد. برای مثال استخوان‌های مردان قطر بیشتری از زنان دارد و طول استخوان‌های دست و پا در آن‌ها بیشتر است. اما بیشترین تفاوت شکل و اندازه استخوان در بین استخوان بندی لگن زنان و مردان ایجاد شده است.

• حفره لگن در زنان پهن‌تر و بیضی‌شکل اما حفره لگن در مردان باریک‌تر و قلب‌شکل است.
• استخوان بندی لگن در زنان کوتاه‌تر از مردان است.
• استخوان لگن در زنان سبک‌تر و نازک‌تر از مردان است.
• استخوان خاجی زنان کوتاه‌تر است و قطر بیشتری دارد.
• قوس استخوان شرمگاهی در زنان بیشتر است.
• حفره مفصل ران-لگن در مردان بزرگ‌تر است.
• حرکت دنبالچه در زنان بیشتر از مردان است.

استخوان بندی از چه بخش هایی تشکیل شده است ؟

استخوان بندی انسان از چهار جزء اصلی تشکیل می‌شود.

• استخوان‌ها: استخوان بندی بدن انسان از چند صد استخوان با شکل و ساختار مختلف تشکیل شده است که هر کدام بر اساس محل فعالیت ویژگی‌های متفاوتی دارند.
• غضروف: غضروف بافت پیوندی است که در محل اتصال دو استخوان به هم قرار دارد.
• مفصل: محل اتصال دو استخوان در اسکلت، مفصل نام دارد.
• رباط: بافت پیوندی که استخوان‌ها را در محل مفصل نگه می‌دارد.

استخوان

استخوان‌ها اجزای اصلی اسکلت بدن هستند. بافت استخوانی یکی از انواع بافت پیسوندی سخت است که از سلول‌های مختلف و ماتریکس خارج سلولی با کلسیم و فسفات فراوان تشکیل می‌شود. استخوان‌ها را بر اساس نوع فعالیتی که انجام می‌دهند به پنج شکل مختلف تقسیم می‌کنیم.

• استخوان‌های صاف
• استخوان‌های بلند
• استخوان‌های کوتاه
• استخوان‌های نامنظم
• استخوان‌های کنجدی

استخوان‌های صاف

«استخوان‌های صاف» (Flat Bones) یا پهن در استخوان بندی جمجمه (استخوان پس‌سری، آهیانه، پیشانی، بینی، اشکی و تیغه بینی)، قفسه سینه (جناغ و دنده‌ها) و لگن (ایلیئوم، سرین و پابیس) و کتف شرکت می‌کنند. وظیفه استخوان‌های پهن محافظت از اندام‌های داخلی مغز، قلب و اندام‌های لگنی (مثانه، رحم و رکتوم) است. سطح پهن این استخوان‌ها مساحت زیادی برای اتصال ماهیچه‌های اسکلتی به استخوان و تحمل فشارهای فیزیکی فراهم می‌کند.

استخوان‌های بلند

در «استخوان‌های بلند» (Long Bones) طول بافت بیشتر از عرض آن است و استخوان‌های بسیار بلندی مثل فمور (بلندترین استخوان بدن) تا استخوان‌های بسیار کوتاه انگشتان را شامل می‌شوند. وظیفه این استخوان‌ها تحمل وزن و حرکت دادن بدن است. بیشتر استخوان‌های بلند در استخوان بندی جانبی و در ساختار اندام‌های حرکتی بالایی (استخوان بازو، زند زیرین، زند زبرینو استخوان‌های کف و انگشتان دست) و پایینی (فمور، درشت‌نی،‌نازک‌نی، استخوان‌های کف و انگشتان پا) شرکت می‌کنند.

استخوان‌های کوتاه

عرض «استخوان‌های کوتاه» (Short Bones) تقریبا برابر طول آن‌ها است. به همین دلیل شکل مکعب دارند. این استخوان‌ها در استحکام و حرکت مچ پا و دست نقش دارند.

استخوان‌های نامنظم

«استخوان‌های نامنظم» (Irregular Bones) شکل پیچیده و متفاوتی دارند که نمی‌توان آن‌ها را در هیچ یک از گروه‌های قبلی قرار داد. مهره‌های ستون فقرات، استخوان خاجی و دنبالچه در این گروه قرار می‌گیرند.

استخوان‌های کنجدی

«استخوان‌های کنجدی» (Sesamoid Bones) یا سزاموئید، استخوان‌های کوک و کروی هستند که از تاندون‌های زانو و دست‌ها محافظت می‌کنند. استخوان کاسه زانو از انواع این استخوان‌ها است.

بافت استخوان

استخوان نوعی بافت پیوندی بسیار تخصص‌یافته است که از انواع مختلف سلول برای محافظت از اندام‌های داخلی، ذخیره مواد معدنی و حرکت بدن تشکیل می‌شود. بر اساس تراکم و عملکرد دو نوع بافت استخوانی متراکم و اسفنجی در تشکیل استخوان بندی بخش‌های مختلف بدن شکل می‌کنند.

• بافت استخوانی متراکم: بافت متراکم یا قشری، بخش خارجی استخوان‌ها را تشکیل می‌دهد. وظیفه اصلی این بافت محافظت از بافت اسفنجی داخلی و افزایش استحکام استخوان است. مغز زرد استخوان در این بافت قرار دارد و کلسیم ترکیب اصلی تشکیل‌دهنده آن است.
• بافت استخوانی اسفنجی: استخوان بخش داخلی استخوان از بافت اسفنجی تشکیل شده است. بافت اسفنجی در افزایش انعطاف‌پذیری استخوان نقش دارد و وزن و تراکم آن کمتر از بافت متراکم است. مغز قرمز استخوان در این بافت قرار دارد و میزان کلسیم آن کمتر از بافت متراکم است.

سلول‌های استخوان

بافت استخوانی از چهار نوع سلول مختلف تشکیل شده است که شکل و عملکرد متفاوتی دارند و هماهنگی آن‌ها برای حفظ هومئوستازی استخوان مسئله‌ای ضروری است. استئوبلات، استئوکلاست، استئوسیت و سلول‌های پیش‌ساز استخوانی چهار نوع سلول این بافت هستند.

• استئوبلات (Osteoblasts): استئوبلاست‌‌ها، سلول‌های مکعبی‌شکل بافت متراکم استخوان هستند. وظیفه اصلی این سلول‌ها تولید بافت جدید استخوان است. به همین دلیل شبکه آندوپلاسمی زبر بسیار گسترده و جسم گلژی بزرگی برای سنتز پروتئین‌ها بخش زیادی از سیتوپلاسم این سلول‌ها را به خود اختصاص می‌دهد. ترشح ماتریکس خارج‌سلولی استخوان (فیبرهای کلاژن، یون‌های کلسیم و گلیکوپروتئین‌ها) بر عهده این سلول‌ها است. استئوبلاست‌ها سلول‌های تمایزیافته‌ای هستند که تقسیم نمی‌شوند.
• استئوکلاست (Osteoclasts): استئوکلاست سلول‌های بزرگی هستند که وظیفه اصلی آن‌ها تجزیه و بازجذب بافت استخوانی است. این سلول‌ها از تمایز گلبول‌های سفید خون (ماکروفاژ و مونوسیت) تشکیل می‌شوند و در بافت استخوانی متراکم قرار دارند. شکل، ساختار و بازسازی استخوان نتیجه هماهنگی عملکرد استئوبلاست (تولید ماتریکس) و استئوکلاست (تخریب ماتریکس) است.
• استئوسیت (Osteocytes): سلول‌های استئوبلاستی هستند که تجمع بافت کلسیمی اطراف منجر به تغییر شکل آن‌ها شده است. این سلول‌ها در منطقه کوچکی از استخوان به نام «لاکونا» (Lacuna) قرار دارند. طول عمر این سلول‌ها حدود ۲۵ سال است و ازجمله سلول‌هایی هستند که تقسیم میتوز در آن‌ها انجام نمی‌شود. این سلول‌ها با تنظیم فعالیت استئوبلاست و استئوکلاست، فرایند تشکیل و بازجذب استخوان را تنظیم می‌کنند.
• سلول‌های پیش‌ساز استخوانی (Osteoprogenitor Cells): استئوبلاست‌ها از تقسیم و تمایز این سلول‌های بنیادی در مغز استخوان به وجود می‌آیند.

ماتریکس خارج سلولی استخوان

بیشتر بافت استخوان را ماتریکس خارج سلولی تشکیل می‌دهد. این بخش ترکیبی از مواد آلی و معدنی است که میزان انعطاف و استحکام این بافت پیوندی را مشخص می‌کنند.

• مواد آلی: کلاژن نوع I ماده آلی اصلی در ماتریکس استخوان است که به‌وسیله استئوبلاست و استئوسیت ترشح می‌شود. گلیکوپروتئین‌ها، پروتئوگلایکان‌ها و گلیکوزآمینوگلایکان‌ها سایر ترکیبات آلی ماتریکس استخوان هستند.
• مواد معدنی: بلورهای هیدروکسی آپاتیت ترکییب معدنی اصلی در ماتریکس استخوان هستند که سختی استخوان به دلیل وجود آن‌ها است. این کلسیم فسفات بافت زمینه‌ای است که فاصله بین کلاژن‌های ماتریکس را پر می‌کند و در فرایتند بازسازی استخوان به‌وسیله استئوکلاست‌ها تجزیه می‌شود.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه هشتم – بخش زیست و زمین شناسی در فرادرس

کلیک کنید

غضروف

غضروف بافت پیوندی نرم و انعطاف‌پذیری است که از رشته‌های الاستین و کلاژن فراوان تشکیل شده است. بر خلاف سایر بافت‌ها رشته‌های عصبی و رگ خونی در این بافت وجود ندارد. کندروسیت‌ها، سلول‌های غضروفی هستند که این رشته‌های پروتئینی را تولید می‌کنند. خاصیت کشسانی غضروف این بافت را به محافظی در برابر ضربه و اصطکاک بافت سخت دو استخوان تبدیل می‌کند. به علاوه این بافت در اتصال رباط، تاندون و ماهیچه‌ها به استخوان کمک می‌کند. سه نوع غضروف در بدن انسان وجود دارد.

• غضروف هیالین: بیشتر غضروف‌های بدن از این نوع هستند. این بافت نرم و شفاف در مفصل استخوان‌ها، بین استخوان‌های دنده و در حفره‌های بینی قرار دارد. این بافت از کلاژن‌های نوع II و کندروتین سولفات تشکیل شده است. اطراف این بافت یکپارچه را غشای پریکندریوم می‌پوشاند که به جای رگ‌های خونی مواد غذایی لازم را برای آن فراهم می‌کند.
• غضروف رشته‌ای: این بافت پیوندی از رشته‌های ضخیم تشکیل شده است. غضروف رشته‌ای بین مهره‌های ستون فقرات و مفصل‌های فک قرار دارد. انعطاف‌پذیری آن از دو نوع دیگر کمتر است. کلاژن I و II از اجزای تشکیل‌دهنده غضروف رشته‌ای هستند.
• غضروف الاستیک: غضروف الاستیک یا زرد در بخش خارجی گوش، مجرای شنوایی و اپی‌گلوت (بخش جداکننده نای و مری) قرار دارد. ساختار این غضروف به غضروف هیالین شباهت دارد اما انعطاف‌پذیری آن بیشتر است.

مفصل

مفصل‌ها محل اتصال دو استخوان به هم هستند. این بخش از استخوان بندی را می‌توان بر اساس ساختار و میزان حرکتی که برای استخوان‌ها فراهم می‌کند تقسیم بندی کرد. عملکرد مفصل بر ساختار آن اثر می‌گذارد به همین دلیل بخشی از دو روش تقسیم‌بندی هم‌پوشانی دارند. مفصل‌ها سه ساختار متفاوت دارند.

• مفصل‌های رشته‌ای: این مفصل‌ها با بافت پیوندی متراکم و رشته‌ای با کلاژن فراوان پر شده‌اند و به آن مفصل‌های بخیه‌ای هم گفته می‌شود. مفصل‌های جمجمه از این نوع هستند.
• مفصل‌های غضروفی: این مفصل‌ها با غضروف پر می‌شوند و بیشتر مفصل‌های استخوان‌بندی از این نوع هستند.
• مفصل‌های سینوویال: در این مفصل‌ها فضای بین دو استخوان به‌وسیله مایع مفصلی پر می‌شود و اطراف آن را غشای مفصلی می‌پوشاند. مایع مفصلی به همراه غضروفی که دو سر استخوان را می‌پوشاند، از استخوان‌ها در برابر ضربه و اصطکاک محافظت می‌کند. مفصل زانو از این است.

مفصل‌ها بر اساس عملکرد به سه دسته حرکتی، غیرحرکتی و با نیمه‌حرکتی تقسیم می‌شوند.

• مفصل غیرحرکتی: استخوان‌های دو طرف این مفصل اصلا حرکت ندارد یا در جهات بسیار محدودی حرکت می‌کنند. مفصل‌های رشته‌ای اغلب از این نوع هستند. علاوه بر مفصل جمجمه، مفصل بین استخوان‌های درشت‌نی و نازک‌نی در بخش پا و زند زیرین و زبرین در بخش پایینی بازو از این نوع هستند.
• مفصل نیمه‌حرکتی: مفصل‌های بین استخوان‌های دنده، قفسه سینه و ستون فقرات از این نوع هستند. حرکت استخوان در این مفصل‌ها محدود اما از مفصل‌های غیرحرکتی بیشتر است.
• مفصل حرکتی: استخوان‌های دو طرف این مفصل‌ها بیشترین حرکت را دارند و فراوان‌ترین مفصل‌های استخوان بندی هستند. شش نوع مفصل حرکتی (محوری، لولایی، زینی، صفحه‌ای، لقمه‌ای یا کندیلی و کروی یا گوی-کاسه) در استخوان بندی وجود دارد. انواع و مثال این مفصل‌ها در شکل زیر آورده شده است.

رباط چیست ؟

«رباط» (Ligament) بافت پیوندی رشته‌ای است که معمولا دو استخوان را محل مفصل کنار هم نگه می‌دارد. بیش از ۹۰۰ رباط در بدن انسان وجود دارد که که بیشتر آن‌ها استخوان‌های موجود در دست و پا را به هم وصل می‌کنند. ضخامت و شکل رباط‌ها با هم متفاوت است. این بافت به شکل رشته‌های بسیار نازک تا پهن استخوان‌ها یا دیگر اندام‌های بدن را در جای خود نگه می‌دارند. کشیدگی یا پارگی رباط یکی از مشکلات شایع استخوان بندی بدن انسان است که بر اثر افزایش فشار خارج از تحمل این بافت ایجاد می‌شود. بافت رباط از اجزای زیر تشکیل می‌شود.

• کلاژن: کلاژن ترکیب اصلی رباط است. این رشته‌های پروتئینی انعطاف‌پذیر و محکم برای تشکیل رابط با آرایش موازی کنار هم سازمان‌دهی شده‌اند. این رشته‌ها به غشای خارجی «پری‌اوستئوم» (Periosteum) متصل می‌شوند. بیشتر کلاژن‌های موجود در رباط نوع I هستند.

  

• فیبروبلاست: سلول‌های فیبروبلاست ماتریکس رباط را ترشح می‌کنند و تعداد آن‌ها در ترکیب کلی رباط بسیار کم است. این ماتریکس از ترکیب آب، پروتئوگلایکان (کمتر از ۱٪)، رشته‌های پروتئینی الاستین، کلاژن و سایر گلیکوپروتئین‌ها (کراتین سولفات، کنروئیتین سولفات و هیالورونیک‌اسید) تشکیل شده است.

بیماری های استخوان بندی انسان

بسیاری از عوامل ژنتیکی و آسیب‌های محیطی ممکن است ساختار و عملکرد استخوان‌ها، غضروف، رباط و مفصل را تغییر دهد و در حرکت انسان اختلال ایجاد کند. «پوکی استخوان» (Osteoporosis) و «التهاب مفاصل» (Osteoarthritis) دو دسته از اختلال‌های شایع استخوان بندی انسان هستند.

پوکی استخوان چیست ؟

پوکی استخوان یک بیماری وابسته به سن است. در این بیماری تحلیل استخوان منجر به ضعیف و شکننده شدن استخوان می‌شود. در موارد پیشرفته این بیماری استخوان به حدی ضعیف می‌شود که بر اثر کمترین فشار محیطی یا حتی خودبه‌خود و بدون فشار خارجی می‌شکند. پوکی استخوان یک بیماری بدون علائم و دلیل اصلی شکستگی در افراد میانسال است. نمودار زیر، تراکم استخوان مردان و زنان در سن‌های مختلف را نشان می‌دهد. بیشتر تراکم استخوان در مردان و زنان در سی‌سالگی است و پس از این سن پوکی استخوان به دلیل یائسگی و کاهش استروژن در زنان سریع‌تر از مردان پیشرفت می‌کند.

علت پوکی استخوان چیست ؟

پوکی استخوان به دلیل به‌هم خوردن تعادل تشکیل استخوان به‌وسیله استئوبلاست‌ها و تخریب استخوان به‌وسیله استئوکلاست‌ها ایجاد می‌شود. استخوان بافت پویایی است که ترکییب آن مدام جایگزین می‌شود. هر عاملی که سرعت تخریب نسبت به ترمیم را فزایش دهد یا فرایند ترمیم را متوقف کند منجر به پوکی استخوان خواهد شد. سه دلیل اصلی برای این بیماری شناخته شده است.

1. هر گونه اختلال تغذیه‌ای یا بیماری که سبب می‌شود تراکم استخوان فرد تا سی‌سالگی به پیک نرمال نرسد.
2. کمبود کلسیم و ویتامین D بدن سبب ترشح هورمون PTH از غدد پاراتیروئید و افزایش فعالیت استئوکلاست‌ها می‌شود.
3. کمبود استروژن، ویتامین D و کلسیم تشکیل بافت استخوانی به‌وسیله استئوبلاست‌ها را کاهش و احتمال ابتلا به پوکی استخوان را افزایش می‌دهد.

علاوه بر موارد بالا پوکی استخوان ممکن است از عوارض جانبی مصرف برخی داروها و بیماری‌ها باشد. برای مثال احتمال ایجاد این بیماری در افراد الکی، افراد مبتلا به کم‌اشتهایی عصبی و پرکاری تیروئید بیشتر از دیگر افراد است. همچنین مصرف داروهای ضدصرع، شیمی‌درمانی، استروئيدها و بعضی داروهای ضدافسردگی سرعت تجزیه استخوان را افزایش می‌دهد.

چه عواملی احتمال پوکی استخوان را افزایش می دهد ؟

پوکی استخوان از دسته بیماری‌های غیرواگیر است که به بیشتر به دلیل عوامل محیطی و سبک زندگی ایجاد می‌شود و عوامل ژنتیکی نقش بسیار کمی در ایجاد آن دارند. افزایش سن، سابقه خانوادگی ابتلا به پوکی استخوان، مصرف دخانیات، عدم تحرک، کمبود ویتامین D، سوءتغذیه و مصرف نوشیدنی‌های الکلی احتمال ابتلا به این بیماری‌را افزایش می‌دهد.

تشخیص پوکی استخوان

«تست تراکم استخوان» (Bone mineral density | BMD) یا روش «جذب‌سنجی اشعه ایکس با انرژی» (Dual-energy X-ray Absorptiometry | DEXA or DXA) اصلی تشخیص پوکی استخوان است. در این روش به‌وسیله اشعه ایکس میزان کلسیم و سایر مواد معدنی موجود در استخوان اندازه‌گیری می‌شود. از این روش بیشتر برای بررسی استخوان‌های ساعد، پهلو و ستون مهره‌ها استفاده می‌شود.

درمان پوکی استخوان چیست ؟

برای درمان پوکی استخوان معمولا از داروهایی استفاده می‌شود که سرعت تخریب استخوان را کاهش می‌دهند. برای مثال بیوسفونات‌ها گروهی از داروها هستند که با کاهش سرعت فعالیت استئوکلاست‌ها، فرصت کافی برای ترمیم استخوان در اختیار استئوبلاست‌ها قرار می‌دهند. به علاوه در در درمام این بیماری از هورمون‌های استروئیدی (استروژن، پروژسترون و تنظیم‌کننده گیرنده استروژن)، ترکیبات آنابولیک (ترکیبات شیمیایی با عملکرد مشابه هورمون‌ها)، مکمل‌های ویتامینی و مواد معدنی استفاده می‌شود.

آرتروز چیست ؟

التهاب مفاصل یا «آرتروز» (Osteoarthritis) یکی از بیماری‌های شایع استخوان بندی انسان است که به دلیل از بین رفتن غضروف یا استخوان در محل مفصل ایجاد می‌شود. درد، سختی، ورم و کاهش حرکت مفاصل علائم نشان‌دهنده ابتلا به این بیماری است. در مرراحل ابتدایی این علائم پس از انجام تمرین‌های ورزشی یا فعالیت‌هایی ایجاد می‌شود که فشار زیادی به استخوان وارد می‌کنند. اما به مرور زمان فعالیت‌های روزانه فرد را تحت تاثیر قرار می‌دهند. افزایش سن، افزایش وزن، آسیب‌های فیزیکی مفصل، بیماری‌های متابولیسمی و تغییر شکل استخوان ازجمله عواملی هستند که خطر ابتلا به این بیماری را افزایش می‌دهند. به علاوه آرتروز در زنان شایع‌تر از مردان است.

تغییر شکل استخوان بندی

ناهنجاری‌ها یا «بدشکلی» (Deformity) استخوان بندی بدن منجر به ایجاد مشکلات ساختاری در اندام‌های حرکتی می‌شود. این مشکلات ممکن است در بدو تولد همراه فرد باشد یا به دلیل شرایط محیطی و ژنتیکی در سال‌های بعدی بروز یابد.

• ناهنجاری‌های بدو تولد: این ناهنجاری‌ها به دلیل جهش‌های کروموزومی یا مصرف داروهای مضر در زمان بارداری مادر ایجاد می‌شود. در این وضعیت ممکن است نوزاد با تعداد انگشتان بیشتر یا کمتر متولد شود.
• ناهنجاری‌های اکتسابی: این اختلال‌ها پس از تولد و بر اثر عواملی مثل شسکستگی استخوان در دوران کودکی یا سبک زندگی و تغذیه به وجود می‌آیند. برای مثال آرتروز بیماری از بین رفتن غضروف‌ها است که منجر به ساییده شدن و تغییرکل استخوان‌ها می‌شود.

اسکولیوزیس

یکی از بدشکلی‌های استخوان بندی محوری و وضعیتی است که در آن ستون مهره‌ها به سمت راست یا چپ بدن خمیده می‌شود. اسکولیوزیس یک بیماری مزمن است که به مرور زمان در کودکان و بزرگسالان ایجاد می‌شود. این بیماری در بزرگسالان با تحلیل دیسک‌های بین مهره و درد همراه است. دلیل مشخصی برای این ناهنجاری ساختاری ستون مهره‌ها وجود ندارد و درمان آن بر اساس سن بیمار و شدت ناهنجاری متفاوت است.

• نوزادان و خردسالان: معمولا این وضعیت نیاز به درمان ندارد و با گذشت زمان شکل ستون مهره‌ها تصحیح می‌شود.
• کودکان: برای درمان و جلوگیری از پیشرفت این بیماری در کودکان معمولا از کمربندی استفاده می‌شود که ستون مهره‌ها را در محور اصلی بدن حفظ می‌کند. در مواد شدید بیماری ممکن است به جراحی نیاز باشد.
• بزرگسالان: بسیاری از افراد مبتلا به اسکولیوزیس مشکلی در انجام فعالیت‌های روزانه خود ندارند. اما موارد شدید بیماری در بزرگسالان نیاز به جراحی دارد.

بیماری پاژه

«بیماری پاژه» (Paget’s disease) یکی از بیماری‌های مزمن استخوان بندی انسان است که منجر به تشکیل استخوان‌های ضخیم و نرم می‌شود. این بیماری معمولا بر استخوان‌های جمجمه، ستون مهره‌ها، لگن و استخوان‌های بلند اثر می‌گذارد. بیماری پاژه سرعت فرایند بازسازی استخوان افزایش می‌یابد. در این وضعیت شکل استخوان‌ها تغییر می‌کند. افزایش اندازه و ضخامت استخوان‌ها در این بیماری منجر به افزایش اندازه سر، اندام‌های حرکتی،‌ پیچ خوردن ستون مهره‌ها و افزایش فشار بر رشته‌های عصبی می‌شود. دلیل مشخصی برای ایجاد این بیماری شناخته نشده است.

سوالات متداول

در این بخش به تعدادی از سوالات متدوال پیرامون استخوان بندی انسان پاسخ می‌دهیم.

کوچک‌ترین استخوان بدن انسان کدام است ؟

استخوان چکشی، سندانی و رکابی کوچک‌ترین استخوان‌های اسکلت انسان هستند که در گوش میانی قرار دارند.

استخوان‌های بدن زن و مرد چه تعدادی است ؟

استخوان بندی یک انسان بالغ و سالم از ۱۰۶ استخوان (۸۰ استخوان محوری و ۱۲۶ استخوان ضمیمه‌ای) تشکیل شده است.