أهمية العظام في جسم الإنسان
يتكون جسم الإنسان العادي من 206 عظمات وأسنان، وتعتبر العظام غير ثابتة حيث يتغير شكلها وتكوينها باستمرار لتلبية احتياجات الجسم، وتمتد وظيفة العظام إلى أبعد من إعطاء الجسم شكله.
- هناك العديد من الأسباب التي تجعل العظام مهمة للجسم.
- – يتكون العظم من خلايا متخصصة تتألف من ألياف بروتينية، كالسيوم، الماء، ومعادن أخرى.
- تحتوي بنية العظام على الأنسجة الحية والأوعية الدموية والأعصاب، مما يجعلها مادة حية، ويمكّن العظام من إصلاح ذاتها في حالة تعرضها للتلف أو الكسر.
- يجعل وجود الكالسيوم داخل العظم العظم صلبًا وقويًا للغاية.
- يظهر هيكل العظم في أقسام أو طبقات.
- يسمى الجزء الرئيسي للعظام بـ Diaphysis ويتألف من عظام مكثفة ومضغوطة.
- : “يوجد في نهاية كل عظم الجزء المعروف بالكردوس بالإنجليزية (Metaphysis)، وهو الجزء الواقع بين المشاشة وجزء العظم في العظام الطويلة، حيث يتطور العظم وينمو مع التقدم في العمر، ويتغير شكله وحجمه باستمرار.
- يتكون الكردوس بشكل رئيسي من الغضروف .
- الطبقة الرقيقة من الغضروف التي تغطي الكردوس هي بنية حية تحتوي على خلايا، وتقع بين وصلة عظم أخرى.
- يعمل الغضروف كمادة ناعمة داخل الهيكل العظمي،حيث يمتص الصدمات ويمنع العظام من الاحتكاك ببعضها البعض أثناء الحركة.
- يحيط بالعظم غشاء ليفي صلب يسمى Periosteum، ويحتوي على أعصاب تشيرإلى الألم، كما أنه يعمل كنقطة ارتباط للأربطة والأوتار.
- يحتوي مركز العظم على تجويف النخاع، ويتكون النخاع الأصفر من الخلايا الدهنية وخلايا الدم التي تتم إنتاجها داخل النخاع الأحمر.
- ينمو الهيكل العظمي بأكمله بنفس معدل نمو الكائن الحي .
- يتعاون الهيكل العظمي بأكمله معًا لتوفير الدعم لجسمنا، مما يسمح لنا بالحفاظ على شكلنا والسماح بالحركة والمرونة في جميع أنحاء مفاصلنا.
- يوفر الهيكل العظمي الحماية للأعضاء الداخلية الرخوة في أجسامنا، بالإضافة إلى توفير الخلايا الدموية التي تنتج داخل العظام.
وظائف العظام الرئيسية
- تقديم الدعم الهيكلي للجسم.
- توفير الحماية للأعضاء الحيوية.
- توفير بيئة مناسبة للنخاخ حيث يتم إنتاج خلايا الدم.
- يعمل كمنطقة تخزين للمعادن مثل الكالسيوم.
مصفوفة العظام
يتكون العظم النسيجي من النوع الأول من الكولاجين (94 ٪ تقريبًا) والبروتينات غير الكولاجينية، وترجع صلابة العظام وصلابتها إلى وجود الملح المعدني في مصفوفة العظم، وهي عبارة عن مركب بلوري من الكالسيوم والفوسفات (هيدروكسيباتيت). يحتوي العظم المتكلّس على حوالي 25٪ مصفوفة عضوية (2-5٪ منها خلايا) ، 5٪ ماء و 70٪ معدن غير عضوي (هيدروكسيباتيت).
هيكل العظام
تتكون العظام من نوعين من الأنسجة:
- العظم المدمج (القشري) يتميز بطبقة خارجية صلبة وكثيفة ومتينة، ويشكل حوالي 80% من كتلة العظام الكلية.
- يتألف العظم السرطاني (الترابيق أو الإسفنجي) من شبكة ترابيق أو هياكل شبيهة بالقضبان، ويتميز بأنه أخف وأقل كثافة وأكثر مرونة من العظام المدمجة.
يوجد أيضًا في العظام:
- الخلايا العظمية المسؤولة عن تكوين العظام.
- الخلايا العظمية أو خلايا امتصاص العظام.
- عظم ممزوج من الكولاجين والبروتينات الأخرى.
- أملاح معدنية غير عضوية داخل المصفوفة.
- الأعصاب والأوعية الدموية.
- نخاع العظم.
- غضروف.
- الأغشية.
خلايا العظام
يتكون العظم من ثلاثة أنواع من الخلايا:
- تقوم بانيات العظم بصنع عظام جديدة وترميم العظام الأكبر سنا، وتنتج مزيجا بروتينيا يسمى `العظماني` الذي يتمعدن ويصبح عظما، كما أنها تصنع الهرمونات بما في ذلك البروستاجلاندين.
- يُطلق على الخلايا المحطمة للعظم اسم ناقضات العظم، وتعمل هذه الخلايا على إذابة الكالسيوم في العظام عندما ينخفض تركيزه في الدم.
- تقوم الخلايا العظمية بإنتاج البروتينات والمواد العضوية التي تساعد في تركيب المواد بين الخلايا.
- تنتج الخلايا السليفة العظمية خلايا تتميز عن الخلايا المكونة للعظم بعد التقسيم.
نخاع العظم
- يتواجد نخاع العظام في معظم العظام، وخصوصًا في العظم الإسفنجي.
- يتحمل النخاع مسؤولية إنتاج حوالي مليون خلية دم حمراء كل ثانية.
- تنتج الخلايا اللمفاوية أو الخلايا البيضاء في الدم التي تشارك في الاستجابة المناعية.
المصفوفة خارج الخلية
العظام هي خلايا حية موجودة في مصفوفة عضوية تعتمد على المعادن.
تتكون هذه المصفوفة خارج الخلية من:
- تتكون المكونات العضوية في الغالب من النوع الأول من الكولاجين.
- تحتوي المكونات غير العضوية، بما في ذلك هيدروكسيباتيت وأملاح أخرى مثل الكالسيوم والفوسفات.
يُمنح الكولاجين العظام قوة الشد، أي المقاومة للتفتت، ويُعطي الهيدروكسيباتيت للعظام قوة الضغط أو المقاومة للضغط.
دعم العظام
- توفر العظام إطارًا لدعم الجسم.
- ترتبط العضلات والأوتار والأربطة بالعظام، وبدون العظام لا يمكن للعضلات تحريك الجسم.
- تقوم بعض العظام بحماية الأعضاء الداخلية في الجسم، مثلما تحمي الجمجمة الدماغ وتحمي الأضلاع القلب والرئتين.
- تعمل العظام على تخزين المعادن، وخاصة الكالسيوم والفوسفور، كاحتياطي لها.
- كما يقومون بتخزين بعض عوامل النمو، مثل عامل النمو المشابه للأنسولين.
- تخزين الدهون: يمكن تخزين الأحماض الدهنية في أنسجة الدهون في نخاع العظم.
- يمكن لتوازن الحموضة-القلوية في الجسم أن يساعد العظام على إطلاق أو امتصاص الأملاح القلوية، مما يساعد الدم على البقاء على مستوى الحموضة-القلوية المناسب.
- يمكن لإزالة السموم أن تمتص المعادن الثقيلة والعناصر السامة الأخرى من الدم وتزيلها.
- وظيفة الغدة الصماء هي إفراز الهرمونات التي تؤثر على نسبة السكر في الدم وترسب الدهون وتنظم العظام.
- يمكن للعظام تعديل توازن الكالسيوم في الدم عن طريق بناء العظام أو تحطيمها في عملية يسمى الارتشاف.
أنواع العظام
للعظام ثلاثة أنواع
- عظام طويلة. عظم الفخذ، عظم الساق، عظم القدم بالجوانب السفلية، عظم الذراع، عظم الكوع، عظم اليد بالجوانب العلوية.
- تتميز بعظام قصيرة، مثل فقرات العمود الفقري، وعظام أصابع اليدين والرجلين، وعظام الكف، وعظام الرسغ، وعظام المشط.
- عظام مسطحة: عظام الحوض، عظام لوح الكتف، عظام الجمجمة، عظام الأضلاع.
إعادة تشكيل العظام
يتم دائمًا إعادة تشكيل العظام و هذه عملية من جزئين:
- يشير الارتشاف إلى تكسير خلايا العظم وإزالة العظام.
- التكوين هو عند وضع الأنسجة العظمية الجديدة.
يتم استبدال حوالي 10 في المائة من هيكل العظام للشخص البالغ كل عام.
إعادة البناء تسمح للجسم بإصلاح الأجزاء التالفة وإعادة تشكيل الهيكل العظمي أثناء النمو، كما تساعد في تنظيم مستويات الكالسيوم.
عندما يتعرض جزء من الهيكل العظمي لضغط متزايد مع مرور الوقت، مثلما يحدث أثناء ممارسة الرياضة، فإن الأجزاء العظمية المتعرضة لأكبر ضغط ستصبح أكثر سمكًا .
تخضع عملية الهيكلة للعديد من الهرمونات مثل هرمون الغدة الدرقية والكالسيتونين وفيتامين د وهرمون الاستروجين لدى النساء وهرمون التستوستيرون لدى الرجال.
هشاشة العظام
يعتبر هشاشة العظام مرضًا في العظام يقل فيه كثافة المعادن الموجودة فيها، مما يزيد من خطر الإصابة بالكسور .
هشاشة العظام هي الحالة الأكثر شيوعًا بين النساء بعد انقطاع الطمث، ومع ذلك، يمكن أن تحدث هذه الحالة في النساء قبل انقطاع الطمث.
يحدث هشاشة العظام إما عندما يتم إزالة العظام بسرعة كبيرة أو تحللها بسرعة، أو يتم تشكيل العظام الجديدة ببطء شديد، أو لكلا السببين.
يمكن أن ينجم عن نقص الكالسيوم أو نقص فيتامين د أو استهلاك الكحول بشكل مفرط أو التدخين.