اسکلت انسان — آناتومی، عملکرد و ناهنجاری ها

«اسکلت انسان» (Human Skeleton) چهارچوب داخلی بدن را می‌سازد. اسکلت انسان در بدو تولد از حدود 270 استخوان تشکیل شده و در بزرگسالی با هم‌جوشی و اتصال برخی از این استخوان‌ها به تعداد ۲۰۶ عدد کاهش می‌یابد. توده استخوان در اسکلت در حدود 21 سالگی به حداکثر تراکم خود می‌رسد. در این مطلب به آناتومی اسکلت انسان و عملکرد و برخی ناهنجاری‌های رایج آن پرداخته‌ایم.

انواع اسکلت بدن انسان

اسکلت انسان را می‌توان به دو دسته اسکلت محوری و اسکلت ضمیمه‌ای تقسیم کرد. اسکلت محوری شامل ستون مهره‌ها، دنده‌ها، جمجمه و سایر استخوان‌های مرتبط است. اسکلت ضمیمه‌ای به اسکلت محوری اتصال دارد و از کمربند شانه، کمربند لگن و استخوان‌های اندام فوقانی و تحتانی تشکیل می‌شود.

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

کلیک کنید

اسکلت محوری

«اسکلت محوری» (Axillary Skeleton) دارای 80 استخوان است و از اجزای زیر تشکیل می‌شود:

• ستون مهره‌ها: حدود ۳۲ تا ۲۴ استخوان ستون مهره‌ها را می‌سازند. تعداد مهره‌ها در انسان‌های مختلف متفاوت است به عنوان مثال، 2 قسمت پایین، استخوان خاجی و استخوان دنبالچه ممکن است از نظر طول متفاوت باشند.
• بخشی از دنده‌ها: 12 جفت دنده و جناغ
• جمجمه (Skull): شامل 22 استخوان و 7 استخوان همراه

وضعیت قائم انسان توسط اسکلت محوری حفظ می‌شود، که وزن را از سر، تنه و اندام فوقانی به اندام‌های تحتانی در مفاصل ران منتقل می‌کند. استخوان‌های ستون فقرات توسط بسیاری از رباط‌ها پشتیبانی می‌شود. عضلات ستون فقرات نیز از این وضعیت حمایت کرده و برای تعادل مفید هستند.

وظایف اسکلت محوری عبارتند از:

• حفاظت از مغز و نخاع
• پشتیبانی از وزن بدن
• محافظت از اندام‌های حسی و بافت‌های نرم حفره سینه

ستون مهره ها

«ستون مهره‌ها» (Vertebral Column) یا «ستون فقرات» (Backbone) بخشی از اسکلت محوری و مشخصه مهره‌داران است. طناب پشتی یا «نوتوکورد» (Notochord) در طنابداران که یک میله انعطاف‌پذیر است، در انسان با ۳۳ قطعه استخوانی به نام مهره جایگزین شده است. ۲۴ مهره بالایی مفصل‌دار هستند و توسط دیسک‌های بین مهره‌ای غضروفی از یکدیگر جدا می‌شوند که مانع از اصطکاک و آسیب مهره‌ها می‌شود.

۹ مهره پایینی در بزرگسالان، به صورت دو استخوان خاجی و دنبالچه به یکدیگر متصل شده‌اند. مهره‌های پشتی طوری روی یکدیگر قرار گرفته‌اند که سوراخ روی بدنه آن‌ها روی یکدیگر قرار گرفته است و نخاع درون مجرای ساخته شده قرار بگیرد. مهره‌های مفصل‌دار با توجه به ناحیه‌ای قرارگیری خود در ستون فقرات، نامگذاری می‌شوند و شامل ۵ دسته هستند:

فیلم آموزش زیست شناسی 2 – زیست پایه یازدهم

کلیک کنید

• ۷ مهره گردنی
• ۱۲ مهره قفسه سینه: هرکدام دو زائده عرضی دارند که به استثنای مهره‌های 11 و 12، به دو دنده متصل می‌شوند.
• ۵ مهره کمری
• استخوان خاجی: حاصل اتصال ۵ مهره جنینی است.
• استخوان دنبالچه: از اتصال ۴ مهره جنینی به وجود آمده ‌است.

تعداد مهره‌ها در یک ناحیه می‌تواند متغیر باشد اما به طور کلی این تعداد ثابت است. تعداد مهره‌های ناحیه گردنی به ندرت ممکن است تغییر کند، در حالی که تفاوت تعداد مهره‌ها در ناحیه دنبالچه شایع‌تر است. رباط‌ها هم‌راستا با ستون مهره‌ها و در قسمت پشت و جلوی آن قرار گرفته‌اند که به چرخش و حرکات عرضی مهره‌ها کمک می‌کنند.

ساختار مهره های اسکلت انسان

مهره‌ها در محل اتصال با یکدیگر دارای مفصل هستند تا به ستون فقرات قدرت، انعطاف و دامنه حرکت در جهت‌های امکان‌پذیر را بدهند. مهره‌ها از نظر ساختاری بین گونه‌های مهره‌داران یکسان هستند و بیشترین اختلاف بین حیوانات آبزی و سایر جانوران مهره‌دار دیده می‌شود. هر مهره از دو قسمت تشکیل شده است:

• جسم مهره: یا تنه مهره، بخش جلویی مهره و یک توده استوانه‌ای است. دیسک‌های بین مهره‌ای در ستون فقرات روی جسم مهره‌ها قرار می‌گیرند و مهم‌ترین وظیفه آن‌ها، تحمل وزن بدن و کاهش آسیب ناشی از ضربه و حرکات به ستون مهره‌ها است.
• قوس: قوس مهره زاویه خلفی دارد، به این معنی که به سمت پشت قرار گرفته و دارای دو نیم‌قوس است. از اتصال دو انتهای این نیم‌قوس‌ها به جسم مهره، سوراخی ایجاد می‌شود که در اتصال با یکدیگر مجرای نخاعی را به وجود می‌آورند. هر قوس مهره‌ای دارای هفت زائده‌ است که عبارتند از:
  • 1 زائده خاری
  • 2 زائده عرضی
  • 2 زائده مفصلی فوقانی
  • 2 زائده مفصلی تحتانی

عملکرد مهره های ستون فقرات چیست؟

عملکرد مهره‌ها شامل موارد زیر است:

• حرکت
• حفاظت از نخاع
• پشتیبانی از عملکرد سیستم اسکلتی - عضلانی با تشکیل ستونی حمایتی
• تغذیه دیسک‌های بین مهره‌ای از طریق صفحه رفلکس (رباط هیالین) که بدنه اسفنجی مهره را از هر دیسک جدا می‌کند.

اسکلت ضمیمه ای

«اسکلت ضمیمه‌ای» (Appendicular Skeleton) دارای 126 استخوان و متشکل از اجزای زیر است:

• کمربندهای سینه‌ای
• اندام فوقانی
• کمربند لگن یا لگن
• اندام تحتانی

وظیفه این بخش از اسکلت، امکان جابجایی و محافظت از ارگان‌های دخیل در هضم، دفع و تولید مثل هستند. اسکلت ضمیمه‌ای طی تکوین جنین، در فرآیند «استخوان‌سازی درون‌غضروفی» (Endochondral Ossification)، از غضروف‌ها تشکیل می‌شود.

به دلیل تغییرات آناتومیک، وجود استخوان‌های جانبی زیاد برای اسکلت انسان معمول است (استخوان‌های جمجمه‌، دنده‌های گردن، دنده‌های کمر و حتی مهره‌های اضافی کمر). بر خلاف اسکلت محوری، اسکلت ضمیمه‌ای در بزرگسالی دچار هم‌جوشی نمی‌شود و تعداد اجزای آن کاهش پیدا نمی‌کند که این مسئله، دامنه حرکتی بسیار بیشتری را در اسکلت ضمیمه‌ای به وجود می‌آورد.

عملکرد اسکلت انسان چیست؟

اسکلت انسان ۶ عملکرد اصلی ایفا می‌کند:

• پشتیبانی: اسکلت انسان چهارچوبی برای پشتیبانی از تمام اندام‌های داخلی و عضلات بدن است و شکل آن را حفظ می‌کند.رباط‌ها و عضلات همراه، کف ساختمان لگن را به وجود می‌آورند. بدون دنده‌ها، غضروف‌ها و عضلات بین دنده‌ای، ریه‌ها فرو می‌ریزند.
• حرکت: مفاصلی که استخوان‌ها را به هم متصل کرده‌اند امکان حرکت را فراهم می‌کنند. برخی از این مفاصل دامنه حرکت بیشتری نسبت به بقیه دارند، به عنوان مثال مفصل‌هایی از نوع گوی و کاسه دامنه حرکتی بیشتری نسبت به مفصل محوریِ گردن دارند. حرکت توسط عضلات اسکلتی امکان‌پذیر می‌شود که در قسمت‌های مختلف به استخوان‌ها متصل می‌شوند.
  عضلات، استخوان‌ها و مفاصل مکانیک اصلی حرکت را فراهم می‌کنند. ارتباط بین استخوان و عضلات و کنترل حرکت نیز توسط سیستم عصبی انجام می‌گیرد. اعتقاد بر این است که کاهش تراکم استخوان انسان در دوران ما قبل تاریخ، باعث کاهش چابکی و مهارت حرکتی انسان و تغییر مسیر از شکار به کشاورزی، باعث کاهش قابل توجه تراکم استخوان انسان شده‌اند.

• محافظت: اسکلت انسان به محافظت از بسیاری از اندام‌های حیاتی داخلی در برابر آسیب‌ها کمک می‌کند. به طور مثال جمجمه مانع از آسیب به مغز در اثر ضربه و حرکات شدید می‌شود. قفسه دنده‌ها، ستون فقرات و جناغ از ریه‌ها، قلب و عروق اصلی محافظت می‌کنند.
• تولید سلول‌های خونی: استخوان محل خون‌سازی و تولید سلول‌های خونی دیگر مانند گلبول‌های سفید و پلاکت‌ها است. در کودکان، خون‌سازى در درجه اول در مغز استخوان‌هاى بلند مانند استخوان ران و استخوان درشت‌نی رخ می‌دهد. در بزرگسالان، خون‌سازی عمدتا در لگن، جمجمه، مهره‌ها و جناغ انجام می‌شود.
• ذخیره مواد معدنی: ماتریکس استخوان می‌تواند کلسیم را ذخیره کند و همچنین در متابولیسم کلسیم نقش دارد. آهن به صورت فریتین در مغز استخوان ذخیره می‌شود بنابراین در متابولیسم آهن نقش دارد. با این حال، استخوان‌ها به طور کامل از کلسیم ساخته نشده‌اند، بلکه ساختار آن‌ها مخلوطی از سولفات کندرویتین و هیدروکسی آپاتیت است که 70 درصد از استخوان را تشکیل می‌دهد.
• تنظیم غدد درون‌ریز: سلول‌های استخوانی هورمونی به نام استئوکلسین آزاد می‌کنند که در تنظیم قند خون (گلوکز) و رسوب چربی نقش دارد. استئوکلسین علاوه بر افزایش تعداد سلول‌های تولیدکننده انسولین و کاهش ذخایر چربی، میزان ترشح و حساسیت به انسولین را نیز افزایش می‌دهد.

تفاوت اسکلت بدن زن و اسکلت بدن مرد چیست؟

اختلافات آناتومیک بین مردان و زنان در برخی قسمت‌های بافت نرم بدن بسیار مشخص اما در این تفاوت در اسکلت انسان محدود است. اسکلت انسان به اندازه گونه‌های دیگر پستانداران، تحت تأثیر جنسیت نیست، اما تفاوت‌های ظریف بین دو جنس در مورفولوژی جمجمه، دندان، استخوان‌های بلند و لگن در انسان نیز دیده می‌شود.

به طور کلی، اجزای اسکلت بدن زن نسبت به اجزای متناظر خود در مردان، در یک جمعیت مشخص، کوچکتر هستند و مقاومت کمتری دارند. نمی‌توان دقیق گفت که این تفاوت بین اسکلت انسان در دو جنس به دلایل ژنتیکی یا به علل محیطی است.

اسکلت جمجمه

جمجمه انسان از استخوان‌های صورت تشکیل شده است. جمجمه، مغز را در فضای بزرگی به نام «Cranial Vault» محافظت می‌کند. جمجمه از ۸ استخوان به شکل صفحه تشکیل شده است که در مفاصل به یکدیگر اتصال دارند. علاوه بر این 14 استخوان صورت، قسمت جلویی و تحتانیِ جمجمه را تشکیل می‌دهند.

در جمجمه فضاهای اضافی و کوچکتری مانند حفره‌های چشم، گوش داخلی، بینی و دهان را و همچنین سینوس‌ها وجود دارند که حفره‌هایی خالی هستند. مهمترین استخوان‌های صورت عبارتند از:

• استخوان‌های فک بالا و پایین
• استخوان زیگوماتیک یا گونه
• استخوان بینی