استخوان

استخوان‌ها، بخش ضروری سیستم جنبنده را تشکیل می‌دهند و به عنوان دسته‌های اهرم طی حرکت و مقاومت نیروی جاذبه عمل می‌کنند. در ضمن استخوان‌ها بافت‌های هم جوار و اندام‌های بدن را محافظت و نگهداری می‌کنند. علاوه بر عملکردهای مکانیکی، آن‌ها عملکرد مهم شیمیایی را هم بر عهده دارند که آن تهیه منبع تعادل معدنی است.

استخوان‌ها شامل چندین ناحیه مجزای عملکردی می‌باشند. در سطوح مفصلی دارای غضروف مفصلی است. پوشش کامل استخوان دارای ساختمان شامه‌ای یا پیرااستخوان است. پوشش ناحیه محصور غضروف (کپسول) مفصل‌ها و همچنین پوشش نیام‌های تاندون، غشاهای مفصلی هستند که غضروف مفصلی را هنگامی که به عنوان دیواره حفاظتی عمل می‌کند، تغذیه و نرم می‌کنند. استخوان متصل به هم، تیغک مانند و مشبک در زیر فیزیس درون یک استخوان برون لایه‌ای، فشرده و دگر بافتی قرار دارد که حفره مغز استخوان را در ناحیه استخوان‌دار محصور کرده است.

سلول‌های استخوانی

سه نوع اصلی سلول در استخوان‌ها وجود دارد: استخوان‌زاها، کیست‌های استخوانی، و استخوان شکن‌ها. استخوان‌زاها به طور کلی سلول‌های گرد و درشتی هستند که به همراه مقدار بسیاری آندوپلاسم می‌باشند. آنها مسئول بافت زایشی استخوانی ترکیب شده (استخوان مانند) هستند. این سلول‌ها بر روی سطح نواحی استخوان‌سازی بافت می‌شوند و به عنوان مجموعه کانال‌های هاورس شناخته شده‌اند که درون استخوان یکپارچه بافت زایشی رگ‌های خونی را احاطه کرده‌اند. استخوان زاها در پوشش معدنی به استخوان‌های سخت بافت یا کیست استخوانی تبدیل می‌شوند. استخوان‌های سخت بافت با پوشش مواد معدنی از بین نمی‌روند در عوض از طریق فرایندهای طولانی با دیگر سلول‌های پوشش دار معدنی و سلول‌های غیر پوشش‌دار ارتباط برقرار می‌کنند. سلول‌های چند هسته‌ای بزرگ با لبه‌های چین‌خورده‌ای که بر روی سطح بافت زایشی معدنی شده قرار دارند، استخوان‌ شکن‌ها می‌باشند. استخوان شکن‌ها سنسورهای مکانیکی در بافت زایشی استخوانی هستند. این سلول‌های عظیم‌الجثه (20 تا 100 قطر) مستقیماً مسئول از بین بردن مواد معدنی و بافت زایشی (جذب مجدد استخوانی) هستند. استخوان شکن‌ها از طریق ترشح اسیدها و سپس آنزیم‌ها (اسید فسفات، کلاژن‌ها، کاتپسین‌ها، پروتئازهای خنثی) مواد معدنی را در خود حل می‌کند و موجب کاهش بافت زایشی می‌شود.

ترکیبات استخوان

تمام انواع استخوان‌ها، اعم از بلند، تخت، درون شامه‌ای، یکپارچه و فشرده، بر اساس اشکال بافت‌های پیوندی و شکل و عملکرد آن‌ها مشخص شده‌اند و مانند دیگر بافت‌های پیوندی به سازمندی و تعامل عناصر بافت زایشی برون یاخته‌ای بستگی دارند. مواد معدنی بخشی از بافت زایشی استخوان برون یاخته‌ای است که از دیگر بافت‌های پیوندی متمایز بوده و جهت اجرای عملکردی منحصر بفرد خود آن را توانمند می‌سازد.

مواد معدنی موجود دو استخوان، آنالوگی است که بطور طبیعی هیدروکسیل آپرتیت معدنی Ca₁₀(Po₄)₆(OH)₂ را بوجود می‌آورد. کریستال‌های معدنی استخوان، برخلاف کریستال‌های آپرتیب زمین‌شناسی (اندازه آن از سانتی متر به متر است)، بسیار کوچک می‌باشند (بزرگترین ابعاد آن 20 تا 40 mm است). کریستال‌های میکروسکپی در مواد معدنی استخوانی یافت می‌شوند آنها به خاطر اندازه کوچک خود گرایش دارند تا بیش از آپرتیت‌های زمین‌شناسی حلال باشند و ناخالصی‌ها و همچنین خلل و فرج بیشتری نسبت به کریستال‌های هیدروکسیل آپرتیت خالص داشته باشند. مواد معدنی استخوانی هیدروکسیدی ناقص است و شامل مقادیر متغیر ولی قابل اندازه‌گیری کربنات، منیزیم، سدیم، فلوراید و سیترات به علاوه دیگر ناخالصی‌ها است.

تعادل یونی مواد معدنی

تنظیم غلظت سرم (خونابه) یون‌های مواد معدنی (تعادل) اصولاً با سه هورمون کنترل می‌شود: هورمون پاراتیروئید، کلسی‌تونین و ویتامین D. هورمون پاراتیروئید نوعی پپ‌تیر است که بوسیله غده پاراتیروئیدی تولید می‌شود که میزان کلسیم در حال جریان را حفظ و افزایش می‌دهد.

شکل‌گیری استخوان

استخوان‌ها در بیشترین بخش‌ها بوسیله تغییر شکل غضروف به ساختار استخوانی رشد یافته و شکل می‌گیرند. واکنش‌ سلول‌های میان آگنه (منسنکین) در جنین نسبت به یک سری سیگنال‌های ژنتیکی- هم فشرده می‌شوند تا مدل غضروفی را شکل دهند تا بعداً به استخوان تغییر شکل یابد. (1 و 2و 23 و 27 و 48) سلول‌های این مدل غضروفی به کندروبلاست تغییر می‌یابد و بافت زایشی غضروفی را ترشح می‌کند.

بافت زایشی هادی استخوانی غیر بیولوژیکی

دامنه وسیعی از حامل‌های زیست فروپاش به عنوان حامل‌های عوامل رشد مورد استفاده قرار می‌گیرند. میکروسفرهای (ریز کره‌ها) اسیدی پلی لاکتیک و پلی گلیکولیک با پروتئین مورفوژنتیک 2 ترکیب شده که به همان اندازه بافت زایشی استخوانی بدون مواد معدنی در تحریک تشکیل استخوان جدید موثر می‌باشند. اگرچه این مواد می‌توانند در اشکال منفذ‌دار تولید شوند اما رشد درونی استخوانی بسیار مطلوب نیست و این مواد دارای مقدار اندکی پتانسیل هادی استخوانی هستند. (15) آنها به عنوان حامل‌های دارو و یا عوامل رشد دارای بیشترین ارزش می‌باشند.

پروتئین مورفوژنتیک استخوانی

پروتئین‌های مورفوژنتیک استخوان‌ها شامل گروهی بیش از 12 در ارتباط با پروتئین‌ها هستند که از طریق حضورشان در استخراجات القاء استخوانی در استخوان‌های بدون مواد معدنی مورد شناسایی قرار می‌گیرند. آنها بر اساس بافت زایشی استخوانی فاقد مواد معدنی، جز فعال و اصلی محسوب می‌شوند و به عنوان بخشی از گروه عامل بتا رشد در حال تغییر شکل (به استثنای پروتئین مورفوژنتیک 1) می‌باشند.

عامل رشد دگرسانی بتا

عامل رشد دگرسانی بتا، عامل رشد چند عملکردی است که موجب وساطت میان فیزیولوژی سلولی نرمال و رویان‌زایی بافتی می‌شود. بزرگترین منبع عامل رشد دگرسانی بتا بافت زایشی برون یاخته‌ای استخوان است و پلاکت‌ها دومین منبع عظیم می‌باشند

بیومکانیک و بیولوژی شکستگی

لغت‌نامه واژه‌های مربوطه

نیروی محوری: نیرویی که در یک جهت به کار رفته و به طور یکسان در سر تا سر سطح ساختار تحت فشار با توزیع شده است. واحدهای اندازه‌گیری: کیلوگرم و نیوتون.
گشتاور خمشی نیرو: نیرویی که استخوان را حول یک محور عمود بر محور طولی آن خم می‌کند محصول این نیرو و یک بازوی گشتاور. واحد اندازه‌گیری: نیوتن ـ متر.
نیروی واکنش زمین: نیرویی که در پاسخ به تماس پا با زمین وارد می‌شود این نیرو برابر با نیرویی است که از تماس پا به وجود آمده با این تفاوت که در جهت عکس آن است واحدهای اندازه‌گیری: کیلوگرم ـ نیوتون.
کشیدگی داخلی: تغییر شکل موضعی منطقه مشخصی از استخوان برابر است با تغییر در طول یا طول اصلی (کشیدگی طبیعی) یا تغییر زاویه مربوط به زاویه اصلی (کشیدگی منجر به شکسته شدن) با درصد بیان می‌شود.
فشار داخلی: شدت نیروی موضعی که توسط قسمت خاصی از سطح استخوان احساس می‌شود فشار میانگین مساوی با نیروی کل در برش مقطعی است واحد اندازه‌گیری: نیوتون بر میلی‌متر مربع.
بازوی گشتاور (بازوی اهرم): فاصله عمودی خط عملکرد یک نیرو تا نقطه‌ای که گشتاور محاسبه شده باشد. واحد اندازه‌گیری: متر.
محور خنثی: وقتی که استخوانی دچار خمیدگی می‌شود محور خنثی نقطه‌ای از فشار صفر است که در آن استخوان با نقطه انتقال از فشردگی به کشیدگی ارتباط دارد.
گشتاور پیچشی نیرو (گشتاور): نیرویی که استخوان را حول محور طولی آن می‌پیچاند. محصول یک نیرو و بازوی گشتاور. واحد اندازه‌گیری: نیوتون ـ متر.

درباره آناتومی و فیزیولوژی بافت‌های پیوندی خاص

کلیات

فهرست منابع

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “درباره آناتومی و فیزیولوژی بافت‌های پیوندی خاص” لغو پاسخ