بافت استخوانی (Bone tissue)

استخوان یا بافت استخوانی که اسکلت موجودات مهره‌دار را تشکیل می‌دهد، از سایر بافت های نگهدارنده کاملاً متمایز است.

بافت استخوانی سخت است و مانند سایر بافتهای پشتیبان از سلول‌ها، رشته‌های کلاژن، ماده بنیادی، پوشش خارجی و پوشش داخلی تشکیل شده است.

تجزیه استخوان نشان می دهد که 62% آن مواد معدنی و 38% مواد آلی است. 85% از مواد معدنی فسفات کلسیم، 10% آن کربنات کلسیم و 5% بقیه سایر املاح است.

اگر بافت استخوانی در اسید قرار گیرد، مواد معدنی آن حل شده و سختی خود را از دست داده، نرم می‌شود و کاملاً قابل بریدن می‌شود، این عمل را دکلسیفیکیشن (Decalcification) گویند که شرح کامل آن در بخش هیستوتکنیک آمده است. عکس این عمل در تشکیل و رشد استخوان اتفاق می‌افتد.

I – سلول های استخوانی (Bone cells)

استخوان‌ها در نگهداری و محافظت اندامهای نرم، ذخیره مواد معدنی، تولدی سلولهای خونی نقش دارند وتوسط عضلات اسکلتی جابجا می‌گردند.

سلول‌های مزانشیمی که سازنده سلول‌های استخوان‌ساز (Osteoprogenitor cells) می‌باشند به دو گروه تقسیم می گردند. یکی سلولهای دوکی یا کشیده که دارای زوائد سیتوپلاسمی است و به نام سلولهای استخوانی غیرفعال (Inactive osteoblast). دیگری سلولهای مکعبی یا استوانه‌ای شکل با هسته‌های قاعده‌ای که نسبت به تیغه‌های استخوانی عمود است و متریکس در بافت استخوانی توسط آنها ترشح می‌گردد، که به نام سلول‌های استخوانی فعال (Active osteoblast) خوانده می‌شوند. این سلول‌ها، سیتوپلاسمی بازوفیلی داشته و به سلولهای بالغ استخوانی یا استئوسیت (Osteocyte) تبدیل می‌گردند. سلولهای اخیر ستاره‌ای شکل با هسته پهن، تیره و زوائد سیتوپلاسمی بلند فراوانی می‌باشند. این سلولها در حفراتی به نام لاکونا (Lacunae) قرار دارند.

II – رشته‌های کلاژن (Collagen fibers)

این رشته‌ها که جزیی از موادآلی استخوان هستند، از نوع رشته‌های کلاژن نوع یک می‌باشند که بسیار ظریف و در دسته‌هایی به ضخامت 3 تا 5 میکرون قرار دارند و به نام رشته‌های کلاژن استخوانی (Osteocollagenous fibers) نامیده می‌شوند. ناگفته نماند که این رشته‌ها جزیی از ماده بنیادی استخوان نیز محسوب می‌گردند.

III – ماده بنیادی (Bone matrix)

مواد معدنی که قسمت اعظم ماده بنیادی استخوان را تشکیل می‌دهد شامل فسفات کلسیم، کربنات کلسیم، هیدروکسی آپاتایت، (Hydroxyaptite) و مواد آلی آن از گلیکوزامینوگلیکان‌ها که از انواع کندروایتین سولفات‌های 4 و 6 است، بصورت سیمانی همراه با رشته‌های کلاژن به یکدیگر محکم می‌شوند و ایجاد تیغه‌های استخوانی (Lamellae) را می‌نمایند، که در استحکام استخوان موثراند. هر تیغه استخوانی فاصله بین ردیف‌های سلول‌های استئوسیت است که توسط ماده بنیادی، مواد کلسیمی و کلاژن پر شده است. گلایکوپروتئین‌های استخوان (استئوکلسین و سیالوپروتئین) دارای قدرت جذب ترکیبات کلسیمی فراوان می‌باشد.

IV – پوشش خارجی استخوان یا پریوست (Periosteum)

یک لایه همبندی ویژه‌ای است که سطح خارجی استخوان را به استثنای سطوح مفصلی می‌پوشاند و بر روی تیغه‌های استخوانی اطرافی خارجی قرار دارند. پریوست در نقاطی که تاندون و یا رباط به استخوان متصل می‌گردد بسیار محکم به تیغه‌های استخوانی می‌چسبد و با پوشش خارجی یکی می‌شود.

• لایه داخلی: نسبتاً سست است و از الیاف همبندی کم و سلولهای زیادی تشکیل یافته است و شامل سلولهای پیش استخوان ساز (Osteoprogenitor cells) می‌باشد.

بعضی از رشته‌های همبندی این لایه که وارد در ماده بنیادی استخوان می‌گردد به نام الیاف شارپی (Sharpey’s fibers) خوانده می‌شود.

• لایه خارجی: از بافت همبند سخت که محتوی رشته‌های همبندی فراوان و رگهای خونی بزرگتر و سلول‌های کمتری می‌باشد، تشکیل یافته است.

V – پوشش داخلی استخوان یا اندوست (Endosteum)

پوشش داخلی استخوان مجاور با مغز استخوان می‌باشد. این لایه از سلولهای فیبروبلاست که همراه سلولهای دوکی شکل غیرفعال یا پیش استخوان‌ساز، و بافت همبند ظریفی می‌باشد تکمیل می‌گردد، در افراد بالغ بر سختی آن افزوده می‌شود.

انواع بافت استخوانی

بطور کلی بافت استخوانی به متراکم و اسفنجی تقسیم می‌گردد.

از جهاتی بافت استخوانی تازه تشکیل را که دارای استقامت، متریکس و مواد آهکی کم و سلولهای استئوسیت فراوان است به نام استخوان نابالغ یا اولیه (Imature Woven or Primary bone) می‌نامند که طرز قرارگیری رشته‌های کلاژن در آن نامشخص است.

بافت‌های استخوانی که پس از استخوانهای اولیه پدید می‌آید، دارای متریکس و تیغه‌های فراوان و استقامت بیشتری می‌باشند. این گونه بافت استخوانی را استخوان بالغ یا ثانویه (Mature, Lamellae or Secondary bone) می‌گویند.

بافت استخوانی متراکم (Compact bone tissue)

استخوان‌های متراکم در دیافیز استخوانهای طویل و در سطح استخوانهای اسفنجی در زیر پریوست قرار دارند.

این بافت شامل سیستم‌های هاروس. تیغه‌های بینابینی، تیغه‌های اطرافی داخلی و خارجی، پریوست و اندوست می‌باشد.

1- سیستم‌های هاورس (Osteon or Haversian system)

قسمت اصلی استخوانهای متراکم را تشکیل می‌دهد و به شکل لوله‌های استوانه‌ای است به طوری که هر سیستم هاورس یک مجرای هاورس را که شامل بافت همبندی ظریف، بعضی از سلولهای استخوان‌ساز و مویرگهای خونی می‌باشد، پر می‌کند. هر سیستم هاورس از لایه‌های متحدالمرکز تشکیل شده است که هر کدام بین 3 تا 7 میکرون ضخامت دارند و به نام تیغه‌های هاورسی (Haversian lamellae) نامیده می‌شود.

2- تیغه‌های بینابینی (Intermediate lamellae)

این تیغه‌ها که در بین سیستم‌های هاروس قرار دارند و به دو نوع تقسیم می‌گردند.

• تیغه‌های موازی (Parallel lamellae) . تیغه‌های استخوانی است که به شکل فضاهای مثلثی، چهار ضلعی یا بیشتر بین چند سیستم هاورس را پر می‌کنند و موازی با محور طولی استخوان می‌باشند.
• تیغه‌های منحنی (Curved lamellae). سیستم‌های هاروس ناقصی است که فاقد مجرا می‌باشند و از چندین تیغه استخوانی نیمدایره تشکیل یافته‌اند. این نوع تیغه‌ها در اثر تغییر شکل و جابجایی سیستم‌های هاورس در رشد استخوان پدید می‌آیند. بدین معنی که این تیغه‌های منحنی قسمتی از تیغه‌های بجا مانده از سیستم‌های هاورسی گذشته است که از جابجایی آنها حاصل شده است.

3- تیغه‌های اطرافی داخلی و خارجی (Outer and inner Circumferenatial Lamellae)

تیغه‌های استخوانی هستند که در زیر پریوست در محیط استخوان و زیر آندوست در اطراف سوراخ مرکزی استخوان قرار دارند. البته تیغه‌های استخوانی اطرافی خارجی یا زیر پریوستی دارای تعداد تیغه‌های متعددتر نسبت به تیغه‌های استخوانی اطرافی داخلی یا زیراندوست می‌باشند.

بافت استخوانی اسفنجی (Spongy bone tissue)

این بافت استخوانی که از خارج توسط لایه‌ای از پریوست پوشیده شده است، در داخل آن تیغه‌های استخوانی نامنظم قرار دارند.

در بین این تیغه‌ها فضاهایی قرار دارد که توسط اندوست پوشیده شده و ما بین آنها را مغز استخوان پر می‌کند.

در زیر پریوست استخوانهای اسفنجی لایه‌ای از بافت استخوانی متراکم قرار دارد.

مغز استخوان (Bone marrow)

مغز استخوان را می‌توان بافتی دانست که کلیه فاضهای داخل بافت استخوانی از جمله مجرای مرکزی استخوانهای متراکم و حفرات استخوانهای اسفنجی را پر می‌کند. این بافت شامل رگهای خونی فراوان، چربی، رشته‌های رتیکولر، سلولهای همبندی، پلاسماسل، ماکروفاژ، سلولهای خونی (اجداد گلبولهای قرمز، گلبولهای سفید و پلاکت‌ها، لنفوسیت‌ها، مونوسیت‌ها، ائوزینوفیل‌ها، میلوسیت‌ها، و مگاکاریوسیت‌ها که شرح آنها در بافت خونی خواهد آمد)، گاهی سلولهای غضروفی و استخوانی در مواقع استخوان‌سازی و بالاخره استئوکلاست‌ها در این ساختمان موجود می‌باشند.

پلی‌کاریوسیت، کندروکلاست یا استئوکلاست‌ها

(Polykaryocytes, Chondroclasts or Osteoclasts)

سلولهای نسبتاًب زرگی هستند که شکل و اندازه آنها بسیار متغیر، سیتوپلاسمی ائوزینوفیلی، حبابی شکل و مملو از لایزوزوم‌ها، توری داخل سیتوپلاسمی دانه‌دار، دستگاه گلژی بزرگ و میتوکندریهای فراوان می‌باشند. استئوکلاست‌ها در حدود 6 تا 50 هسته داشته و محل آنها معمولاً بر روی متریکس استخوان، یا روی استئوبلاستها و یا سایر استئوکلاست‌ها می‌بشاد. این سلولها دارای آنزیمهای هیالورونیداز، کندروتیناز، در ماتینازوکلاژناز می‌باشند که به متریکس بافت غضروفی و یا استخوانی حمله کرده و مواد کلسیمی را آزاد می‌نمایند. این عمل توسط میکروکرکهای استئوکلاست‌ها در تماس با بافت‌های فوق مشاهده می‌گردد.

انواع مغز استخوان

1. مغز استخوان استخوان‌ساز: این بافت بیشتر همراه رگهای خونی ایجاد می‌شود در بافت غضروفی و مرکز استخوانهای تازه تشکیل قرار دارد و دارای عمل استخوان‌سازی می‌باشند. در پی این نوع مغز استخوان، مغز استخوان خون‌ساز پدید می‌آید.
2. مغز استخوان قرمز: که از نوع خون ساز است و اکثراً در استخوانهای در حال رشد قرار دارد وعمل آنها بیشتر خون‌سازی است. علاوه بر تمام سلولهای ذکر شده اجداد لنفوسیت‌های B و ‏T نیز در این قسمت موجودند. این نوع مغز استخوان در استخوانهای طویل، جناغ، دنده‌ها و مهره‌های بدن وجود دارد. لازم به ذکر است که این نوع مغز استخوان در حفرات استخوان‌های اسفنجی در تمام مدت زندگی فعال باقی می‌مانند،
3. مغز استخوان زرد: این نوع بافت بیشتر در دنبال مغز استخوان خون‌ساز بوجود می‌آید بدین معنی که وقتی عمل خون‌سازی مغز استخوان خون ساز کاهش یافت سلولهای بافت همبند موجود شروع به جذب مواد چربی کرده و توده‌های چربی را در خود نگه می‌دارند که به بافتی غیر فعال یا مغز استخوان زرد تبدیل می‌گردد (2 و 7)
4. مغز استخوان خاکستری: که بیشتر در حیوانات مسن ایجاد می‌گردد و سلولهای چربی از بین رفته و به جای آنها سلولها و رشته‌های همبندی فراوانی مغز استخوان را پر می‌کنند.