استخوان ها و اسکلت

7 مفهوم در این درس

آزمونک سریع

با چند پرسش تصادفی، آمادگی‌ات را بسنج

در حال آماده‌سازی آزمونک…

بخش‌بندی اسکلت بدن انسان

اسکلت بدن انسان به دو بخش کلی محوری (Axial) و جانبی یا ضمیمه‌ای (Appendicular) تقسیم می‌شود. اسکلت محوری شامل جمجمه، ستون مهره‌ها، قفسه سینه (جناغ و دنده‌ها) و استخوان‌های کوچک گوش میانی است. وظیفه اصلی این بخش، حفاظت از اندام‌های حیاتی مانند مغز، قلب، شش‌ها و نخاع است. استخوان فک پایین نیز جزئی از این بخش است که در جویدن و حرکت نقش دارد.

اسکلت جانبی شامل کمربندها (شانه و لگن) و استخوان‌های اندام‌های فوقانی (دست) و تحتانی (پا) است. این بخش نقش بسیار مهم‌تری در حرکات بدن ایفا می‌کند. استخوان‌هایی مانند ترقوه، کتف، نیم‌لگن و کشکک در این دسته قرار می‌گیرند. جالب است که استخوان ترقوه بالاترین مفصل را با جناغ سینه تشکیل داده و پل ارتباطی میان اسکلت محوری و جانبی محسوب می‌شود.

اسکلت محوری عمدتاً نقش حفاظتی دارد، در حالی که اسکلت جانبی نقش اصلی را در جابه‌جایی و حرکات وسیع بدن ایفا می‌کند.

ویژگیاسکلت محوریاسکلت جانبی
مثالجمجمه، مهرهرانی، کتف
نقش اصلیحفاظتحرکت
تعداد جناغ۱ عدد-

واژگان کلیدی

اسکلت محوری
بخش مرکزی اسکلت که شامل محور عمودی بدن بوده و وظیفه محافظت از اندام‌های حساس را دارد.
اسکلت جانبی
استخوان‌های مربوط به دست و پا و کمربندهایی که آن‌ها را به تنه متصل می‌کنند.
استخوان جناغ
استخوانی پهن و خنجر مانند در جلوی قفسه سینه که محل اتصال دنده‌ها و ترقوه است.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه نیم‌لگن جزو اسکلت محوری است؛ در حالی که نیم‌لگن بخشی از اسکلت جانبی محسوب می‌شود.
  • بسیاری تصور می‌کنند استخوان‌های دست و پا در حفاظت نقشی ندارند، اما تمام استخوان‌ها به نوعی از بافت‌های نرم اطراف خود حمایت می‌کنند (هرچند نقش حفاظتی در بخش محوری بسیار پررنگ‌تر است).

جمع‌بندی این مفهوم

  • اسکلت انسان به دو بخش محوری (حفاظتی) و جانبی (حرکتی) تقسیم می‌شود.
  • جمجمه، ستون مهره و قفسه سینه (جناغ و دنده‌ها) بخش محوری را می‌سازند.
  • دست، پا، کمربند شانه (کتف و ترقوه) و کمربند لگن بخش جانبی هستند.
  • برخی استخوان‌های محوری مانند فک پایین در تکلم و جویدن نقش دارند.
  • استخوان ترقوه با اتصال به جناغ، رابط میان اسکلت محوری و جانبی است.

نکتهٔ تکمیلی

جالب است بدانید که استخوان‌های کوچک گوش میانی (چکشی، سندانی و رکابی) با اینکه کوچک‌ترین استخوان‌های بدن هستند، بخشی از اسکلت محوری محسوب می‌شوند. برخلاف اکثر استخوان‌های دیگر، این استخوان‌ها به ماهیچه‌های اسکلتی بزرگی متصل نیستند و وظیفه آن‌ها صرفاً انتقال ارتعاشات صوتی از پرده صماخ به گوش داخلی است.

بافت‌شناسی استخوان و ماده زمینه‌ای

استخوان یک اندام است که از چندین نوع بافت پیوندی ساخته شده است. ماده زمینه‌ای استخوان شامل دو بخش کلی است: مواد معدنی (عمدتاً نمک‌های کلسیم و فسفات) که سختی و استحکام فشاری ایجاد می‌کنند، و پروتئین‌ها که انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر ضربه را افزایش می‌دهند. نکته بسیار مهم این است که رشته‌های کلاژن، اگرچه فراوان‌ترین پروتئین استخوان هستند، طبق منابع بافت‌شناسی کتاب درسی، بخشی از «ماده زمینه‌ای» محسوب نمی‌شوند بلکه در کنار آن قرار دارند.

تمام استخوان‌ها (پهن، دراز، کوتاه و نامنظم) از دو نوع بافت اصلی تشکیل شده‌اند: بافت فشرده (متراکم) و بافت اسفنجی (متخلخل). بافت فشرده همواره در لایه خارجی استخوان‌ها قرار دارد تا استحکام لازم را فراهم کند. این بافت در تماس مستقیم با غضروف مفصلی یا پرده پیوندی دور استخوان (پریوست) قرار می‌گیرد. بافت اسفنجی در بخش‌های داخلی‌تر قرار داشته و از میله‌ها و صفحه‌های استخوانی ساخته شده است.

هر استخوانی در بدن انسان، بدون استثنا، دارای هر دو نوع بافت فشرده و اسفنجی است؛ هرچند نسبت و محل قرارگیری آن‌ها متفاوت است.

برای مثال، در تنه استخوان ران، بخش اعظم از بافت فشرده است، اما در استخوان‌های پهن جمجمه، بافت اسفنجی لایه میانی ضخیمی را تشکیل می‌دهد که بین دو لایه نازک بافت فشرده ساندویچ شده است.

واژگان کلیدی

ماده زمینه‌ای
ترکیبی از نمک‌های کلسیم‌دار و پروتئین‌های غیرکلاژنی که فضای بین یاخته‌های استخوانی را پر می‌کند.
کلاژن
پروتئین استحکام‌بخشی که به استخوان مقاومت در برابر کشش می‌دهد اما جزء ماده زمینه‌ای نیست.
بافت متراکم
بافت استخوانی سختی که در بخش خارجی استخوان‌ها قرار دارد.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: کلاژن را بخشی از ماده زمینه‌ای دانستن. کلاژن و ماده زمینه‌ای دو بخش مجزا در ماتریس استخوانی هستند.
  • برخی تصور می‌کنند استخوان‌های پهن یا کوتاه بافت اسفنجی ندارند؛ در حالی که تمام استخوان‌ها واجد هر دو بافت هستند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • استخوان نوعی بافت پیوندی است که ماده زمینه‌ای آن حاوی کلسیم و پروتئین است.
  • رشته‌های کلاژن پروتئین‌های استحکام‌بخشی هستند که خارج از ماده زمینه‌ای قرار دارند.
  • بافت فشرده همواره در بخش خارجی و بافت اسفنجی در بخش داخلی استخوان است.
  • بافت اسفنجی از میله‌ها و صفحات نامنظم تشکیل شده که حفرات بین آن‌ها حاوی رگ و مغز است.
  • تمام استخوان‌های بدن (مثلاً مهره‌ها یا مچ دست) هر دو لایه فشرده و اسفنجی را دارند.

نکتهٔ تکمیلی

جالب است بدانید که استخوان‌ها مخزن ذخیره ۹۹ درصد کلسیم بدن هستند. اگر میزان کلسیم خون شما کم شود، بدن مستقیماً سراغ استخوان‌ها می‌رود و با تخریب ماده زمینه‌ای، کلسیم را به خون برمی‌گرداند. به همین دلیل تغذیه مناسب برای حفظ این بانک عظیم مواد معدنی ضروری است.

سامانه هاورس و تغذیه استخوان

بافت استخوانی متراکم دارای واحدهای ساختاری استوانه‌ای شکلی به نام سامانه هاورس (Osteon) است. هر سامانه شامل یک مجرای مرکزی (مجرای هاورس) است که توسط تیغه‌های استخوانی هم‌مرکز (متحدالمرکز) احاطه شده است. درون این مجرا، رگ‌های خونی (سرخرگ و سیاهرگ) و اعصاب قرار دارند. نکته قابل توجه این است که در مجرای هاورس، سیاهرگ معمولاً قطر بیشتری از سرخرگ دارد تا دفع مواد زائد را تسهیل کند.

یاخته‌های استخوانی (استئوسیت‌ها) درون تیغه‌های استخوانی قرار دارند و خود آن‌ها سازنده این تیغه‌ها هستند. این یاخته‌ها دارای زوائد سیتوپلاسمی متعددی هستند که از طریق آن‌ها با یاخته‌های مجاور ارتباط برقرار کرده و مواد غذایی را دریافت می‌کنند. جالب است بدانید که همه یاخته‌های بافت متراکم لزوماً عضو یک سامانه هاورس نیستند؛ برخی از آن‌ها در تیغه‌های بینابینی (فضای بین سامانه‌ها) یا تیغه‌های محیطی قرار می‌گیرند.

سامانه هاورس منحصراً در بافت فشرده (متراکم) یافت می‌شود و بافت اسفنجی فاقد آن است.

رگ‌های خونی مجراهای هاورس مختلف توسط «مجاری عرضی» با هم و با سطح استخوان در ارتباطند تا یک شبکه تغذیه‌ای سراسری بسازند.

واژگان کلیدی

سامانه هاورس
واحد ساختاری بافت متراکم شامل یک مجرای مرکزی و تیغه‌های هم‌مرکز استخوانی.
زوائد سیتوپلاسمی
انشعاب‌های ظریف یاخته‌های استخوانی برای تبادل مواد علی‌رغم سختی ماده زمینه‌ای.
تیغه‌های بینابینی
لایه‌های استخوانی که در فضاهای خالی بین سامانه‌های هاورس قرار دارند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه در مجرای هاورس مغز استخوان وجود دارد. مجرای هاورس فقط حاوی رگ و عصب است.
  • بسیاری به غلط فکر می‌کنند یاخته‌های بافت اسفنجی زوائد سیتوپلاسمی ندارند. هر دو نوع یاخته (فشرده و اسفنجی) منشعب هستند.

جمع‌بندی این مفهوم

  • سامانه هاورس واحد ساختمانی بافت متراکم است و در بافت اسفنجی وجود ندارد.
  • هر سامانه شامل یک مجرای مرکزی حاوی رگ و عصب و تیغه‌های متحدالمرکز است.
  • یاخته‌های استخوانی منشعب بوده و از طریق زوائد خود با یکدیگر در ارتباط هستند.
  • همه یاخته‌های بافت متراکم عضو سامانه هاورس نیستند (مانند تیغه‌های بینابینی).
  • رگ‌های خونی در مجراهای هاورس و عرضی، تغذیه کل بافت استخوانی را بر عهده دارند.

نکتهٔ تکمیلی

ساختار سامانه هاورس بسیار شبیه به حلقه های تنه درخت است. این چیدمان دایره‌ای دور رگ‌های خونی به استخوان اجازه می‌دهد تا در عین داشتن استحکام فوق‌العاده در برابر نیروهای عمودی، راهی برای رساندن اکسیژن به زنده ترین سلول های حبس شده در سنگ داشته باشد.

مغز استخوان و خون‌سازی

مغز استخوان بافتی نرم است که درون استخوان‌ها قرار دارد و به دو نوع مغز قرمز و مغز زرد تقسیم می‌شود. مغز قرمز استخوان محل اصلی تولید یاخته‌های خونی (گلبول‌های قرمز، سفید و پلاکت‌ها) است و حاوی یاخته‌های بنیادی میلوئیدی و لنفوئیدی می‌باشد. این بافت در حفرات بافت اسفنجی (مانند سر استخوان‌های دراز و استخوان‌های پهن و نامنظم) یافت می‌شود.

مغز زرد عمدتاً از یاخته‌های چربی تشکیل شده و به عنوان ذخیره انرژی عمل می‌کند. این مغز مجرای مرکزی تنه استخوان‌های دراز (مانند ران و بازو) را پر می‌کند. یکی از ویژگی‌های حیرت‌انگیز بدن این است که در شرایط کم‌خونی شدید یا کاهش اکسیژن (مانند زندگی در ارتفاعات)، مغز زرد می‌تواند تغییر ماهیت داده و به مغز قرمز تبدیل شود تا سرعت خون‌سازی افزایش یابد.

مغز قرمز در حفرات بافت اسفنجی قرار دارد، اما بخشی از خودِ بافت استخوانی محسوب نمی‌شود.

در صورت کم‌خونی حاد، مغز زرد موجود در مجرای مرکزی استخوان ران به مغز قرمز تبدیل شده و شروع به تولید گویچه‌های قرمز می‌کند.

واژگان کلیدی

مغز قرمز استخوان
بافت زاینده‌ای که در تولید انواع یاخته‌های خونی نقش دارد.
مغز زرد استخوان
بافت پیوندی غنی از چربی که در مجرای مرکزی استخوان‌های دراز قرار دارد.
یاخته بنیادی میلوئیدی
یاخته‌های تمایز نیافته در مغز استخوان که منشأ اکثر یاخته‌های خونی هستند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه مغز قرمز در بافت فشرده وجود دارد. در بافت فشرده هیچ نوع مغز استخوانی یافت نمی‌شود.
  • برخی به اشتباه فکر می‌کنند خون‌سازی فقط در تنه استخوان ران انجام می‌شود؛ در حالی که تنه استخوان ران در فرد سالم حاوی مغز زرد است و خون‌سازی در سرهای اسفنجی آن یا استخوان‌های پهن رخ می‌دهد.

جمع‌بندی این مفهوم

  • مغز استخوان مسئول تولید خون (قرمز) و ذخیره انرژی (زرد) است.
  • مغز قرمز در حفرات بافت اسفنجی استخوان‌های پهن و سرهای استخوان دراز است.
  • مغز زرد مجرای مرکزی تنه استخوان‌های دراز را اشغال می‌کند.
  • در شرایط کم‌خونی شدید، مغز زرد می‌تواند به مغز قرمز خون‌ساز تبدیل شود.
  • بافت فشرده فاقد هرگونه مغز استخوان (زرد یا قرمز) می‌باشد.

نکتهٔ تکمیلی

نوزادان در بدو تولد تقریباً در تمام استخوان‌های خود مغز قرمز دارند! با بزرگ‌تر شدن و بلوغ، بخشی از این مغز قرمز با مغز زرد جایگزین می‌شود. در سنین بزرگسالی، خون‌سازی عمدتاً به استخوان‌های محوری مثل ستون مهره‌ها، دنده‌ها و جناغ سینه محدود می‌شود.

رشد و سلامت استخوان (پوکی استخوان)

استخوان‌ها در طول زندگی دچار تغییرات مداوم می‌شوند. رشد طولی استخوان‌ها توسط صفحات رشد غضروفی انجام می‌شود که در دو انتهای استخوان‌های دراز قرار دارند. این غضروف‌ها با تقسیم یاخته‌ای و سپس رسوب کلسیم و سخت شدن، به طول استخوان می‌افزایند. تا اواخر سن رشد (نه سن بلوغ)، تراکم توده استخوانی افزایش می‌یابد. پس از آن، فعالیت یاخته‌های استخوانی کاهش یافته و به تدریج توده استخوانی کم می‌شود.

پوکی استخوان بیماری است که در آن تخریب استخوان از تشکیل آن پیشی می‌گیرد. در این حالت، اندازه حفرات بافت اسفنجی بزرگتر و تعداد آن‌ها کمتر می‌شود که منجر به کاهش چگالی و شکنندگی استخوان می‌گردد. عواملی مانند مصرف نوشابه‌های گازدار، دخانیات (با جلوگیری از رسوب کلسیم)، نوشیدنی‌های الکلی و کمبود ویتامین D (ضروری برای جذب کلسیم) این روند را تسریع می‌کنند.

ویتامین D مانند یک هورمون عمل کرده و برای جذب کلسیم از روده ضروری است؛ کمبود آن مستقیماً باعث کاهش تراکم استخوان می‌شود.

افراد مبتلا به بیماری خودایمنی سلیاک به دلیل آسیب به پرزهای روده، با مشکل در جذب ویتامین D روبه‌رو شده و در معرض پوکی استخوان زودرس قرار می‌گیرند.

واژگان کلیدی

صفحه رشد
بافت غضروفی در سرهای استخوان دراز که مسئول رشد طولی استخوان است.
پوکی استخوان
بیماری کاهش تراکم استخوان که منجر به شکنندگی و آسیب‌پذیری شدید می‌شود.
سن رشد
دوره‌ای که فعالیت صفحات رشد ادامه دارد و معمولاً تا اواخر نوجوانی خاتمه می‌یابد.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه پوکی استخوان فقط مخصوص سالمندان است. سبک زندگی غلط (سیگار و نوشابه) می‌تواند در جوانی هم باعث کاهش تراکم شود.
  • بسیاری فکر می‌کنند در پوکی استخوان تعداد حفره‌ها زیاد می‌شود؛ در واقع تعداد حفره‌ها کم شده اما اندازه هر حفره بزرگتر می‌شود.

جمع‌بندی این مفهوم

  • رشد طولی استخوان در صفحات غضروفی تا پایان دوران رشد انجام می‌شود.
  • پوکی استخوان با کاهش ماده زمینه‌ای و بزرگ شدن حفره‌های بافت اسفنجی همراه است.
  • دخانیات با جلوگیری از رسوب کلسیم، خطر شکستگی استخوان را به شدت افزایش می‌دهند.
  • جذب کلسیم به حضور ویتامین D وابسته است که نقشی هورمون‌مانند دارد.
  • افزایش وزن در افراد سالم باعث ضخیم‌تر شدن و افزایش تراکم استخوان‌ها می‌شود.

نکتهٔ تکمیلی

فضانوردان در محیط ایستگاه فضایی به دلیل نبودن نیروی جاذبه، دچار کاهش سریع تراکم استخوان می‌شوند. بدن هوشمند ما وقتی فشاری روی استخوان حس نمی‌کند، تصور می‌کند نیازی به ماده زمینه‌ای سخت نیست و کلسیم را از استخوان خارج می‌کند. به همین دلیل فضانوردان باید روزانه ساعت‌ها ورزش‌های مقاومتی انجام دهند.

مفاصل و ساختار مفاصل متحرک

محل اتصال دو یا چند استخوان به یکدیگر را مفصل می‌نامند. مفاصل به سه دسته ثابت (مانند جمجمه)، نیمه‌متحرک (مانند ستون مهره‌ها) و متحرک تقسیم می‌شوند. در مفاصل ثابت، لبه‌های دندانه‌دار استخوان‌ها توسط بافت پیوندی سختی در هم قفل شده‌اند. در مفاصل متحرک، ساختاری پیچیده برای کاهش اصطکاک وجود دارد که شامل کپسول مفصلی، مایع مفصلی و غضروف مفصلی است.

کپسول مفصلی پرده‌ای از جنس بافت پیوندی رشته‌ای متراکم است که مفصل را احاطه کرده است. لایه داخلی این کپسول، پرده سینوویال (سازنده مایع مفصلی) نام دارد که مایعی لغزنده ترشح کرده و فضای مفصلی را پر می‌کند. غضروف مفصلی نیز لایه‌ای صیقلی است که سرهای استخوان را در محل تماس می‌پوشاند. علاوه بر این‌ها، رباط‌ها (اتصال استخوان به استخوان) و زردپی‌ها (اتصال ماهیچه به استخوان) پایداری مفصل را تضمین می‌کنند.

کپسول مفصلی و مایع مفصلی منحصراً در مفاصل متحرک (مانند زانو یا شانه) یافت می‌شوند.

ویژگیمفصل گوی و کاسهمفصل لولایی
مثالران، شانهآرنج، زانو
دامنه حرکتبسیار وسیع (۶ جهت)محدود (یک صفحه)
چرخشداردندارد

واژگان کلیدی

کپسول مفصلی
پوشش پیوندی محکمی که فضای مفصل متحرک را در بر گرفته و مایع مفصلی را نگه می‌دارد.
مایع مفصلی
ماده‌ای روان‌کننده و فاقد یاخته زنده که اصطکاک را در مفاصل متحرک به حداقل می‌رساند.
رباط (Ligament)
بافت پیوندی محکمی که دو استخوان را در محل مفصل به هم متصل می‌کند.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه مایع مفصلی نوعی بافت است. مایع مفصلی یک ترشح است و یاخته زنده ندارد.
  • بسیاری فکر می‌کنند زردپی استخوان‌ها را به هم وصل می‌کند؛ در حالی که زردپی رابط ماهیچه به استخوان است.
  • تصور اینکه تمام مفاصل جمجمه ثابتند. مفصل فک پایین یک مفصل متحرک در جمجمه است.

جمع‌بندی این مفهوم

  • مفاصل به سه نوع ثابت، نیمه‌متحرک و متحرک (واجد کپسول) تقسیم می‌شوند.
  • در مفاصل متحرک، کپسول مفصلی و مایع مفصلی مانع ساییدگی استخوان‌ها می‌شوند.
  • غضروف مفصلی و پرده سینوویال بافت‌های زنده‌ای هستند که با مایع مفصلی تماس دارند.
  • مفصل گوی و کاسه (ران) وسیع‌ترین دامنه حرکت (۶ جهت) را در بدن دارد.
  • رباط‌ها استخوان-استخوان و زردپی‌ها ماهیچه-استخوان را به هم متصل می‌کنند.

نکتهٔ تکمیلی

بیماری «نقرس» زمانی رخ می‌دهد که اسید اوریک در خون افزایش یافته و به صورت بلورهای نوک‌تیز در مفاصل متحرک (معمولاً انگشت شست پا) رسوب می‌کند. این بلورها باعث التهاب شدید و درد طاقت‌فرسایی در فضای مفصلی می‌شوند، در حالی که مفاصل ثابت هرگز دچار نقرس نمی‌شوند چون فضای مفصلی و مایع ندارند!

آناتومی استخوان‌های اندام فوقانی و تحتانی

شناخت دقیق محل قرارگیری استخوان‌ها برای درک حرکات بدن ضروری است. در اندام فوقانی، استخوان بازو از بالا با کتف و از پایین با دو استخوان زند زیرین (Ulna) و زند زبرین (Radius) مفصل می‌شود. زند زبرین در راستای انگشت شست و زند زیرین در راستای انگشت کوچک است. جالب است که بخش ضیم زند زیرین در مفصل آرنج با بازو جفت می‌شود، اما در مچ دست، این زند زبرین است که نقش اصلی را در مفصل شدن با استخوان‌های مچ دارد.

در اندام تحتانی، استخوان ران (بلندترین استخوان بدن) از بالا با نیم‌لگن و از پایین با درشت‌نی (Tibia) و کشکک مفصل زانو را می‌سازد. استخوان نازک‌نی (Fibula) اگرچه با درشت‌نی مفصل دارد، اما مستقیماً در مفصل زانو با ران تماسی ندارد. در ساق پا، استخوان درشت‌نی قوزک داخلی و نازک‌نی قوزک خارجی را می‌سازد. مهره‌های ستون فقرات نیز از گردن به سمت لگن ضخیم‌تر می‌شوند تا وزن بیشتری را تحمل کنند.

استخوان نازک‌نی در تشکیل مفصل زانو شرکت نمی‌کند، اما در تشکیل مفصل مچ پا نقش دارد.

مفصل مچ دست از اتصال استخوان‌های زند (به ویژه زند زبرین) به ردیف اول استخوان‌های مچ ایجاد می‌شود و ساعد را به دست وصل می‌کند.

واژگان کلیدی

زند زیرین
استخوان ساعد که در سمت انگشت کوچک قرار دارد و در آرنج مفصل اصلی را می‌سازد.
درشت‌نی
استخوان اصلی و ضخیم‌تر ساق پا که در مفصل زانو شرکت کرده و قوزک داخلی را می‌سازد.
ساعد
بخش میانی اندام فوقانی شامل دو استخوان زند زیرین و زند زبرین.

اشتباه‌های رایج

  • اشتباه رایج: تصور اینکه نازک‌نی با ران مفصل می‌شود. نازک‌نی فقط به درشت‌نی و مچ پا متصل است.
  • بسیاری از دانش‌آموزان جایگاه زند زبرین و زیرین را در مچ و آرنج جابه‌جا می‌گیرند؛ به یاد داشته باشید زند زبرین در مچ دست ضخیم‌تر و نقش اصلی را دارد.

جمع‌بندی این مفهوم

  • بازو با ترقوه مفصل ندارد؛ بلکه با استخوان کتف مفصل گوی و کاسه می‌سازد.
  • در ساعد، زند زبرین در سمت شست و زند زیرین در سمت انگشت کوچک است.
  • رانی با نیم‌لگن، درشت‌نی و کشکک مفصل تشکیل می‌دهد اما با نازک‌نی نه.
  • درشت‌نی قوزک داخلی و نازک‌نی قوزک خارجی پا را ساخته و فاصله‌شان متفاوت است.
  • استخوان‌های کف دست از بالا با مچ و از پایین با انگشتان دست مفصل می‌شوند.

نکتهٔ تکمیلی

جالب است بدانید که استخوان ران آنقدر مستحکم است که می‌تواند وزنی معادل ۳۰ برابر وزن بدن یک انسان بالغ را تحمل کند! این استخوان نه تنها بلندترین استخوان بدن است، بلکه یکی از مهندسی‌شده‌ترین بخش‌های اسکلت از نظر تحمل فشار محسوب می‌شود.

خلاصهٔ درس

استخوان؛ محور حرکت و حیات

Biology · Skeletal System

دو بخش اسکلت بدن

  • اسکلت محوری: جمجمه، ستون مهره، قفسه سینه ← نقش حفاظتی
  • اسکلت جانبی: دست، پا، کمربند شانه و لگن ← نقش حرکتی
  • نیم‌لگن، کتف و کشکک جزء اسکلت جانبی‌اند، نه محوری
  • ترقوه ← پل میان جناغ (محوری) و کتف (جانبی)
  • استخوان‌های گوش میانی (چکشی، سندانی، رکابی) جزء اسکلت محوری‌اند
اسکلت محوری (Axial)
بخش مرکزی و حفاظتی شامل جمجمه، مهره و قفسه سینه

نکته: کوچک‌ترین استخوان‌های بدن (رکابی، سندانی، چکشی) در گوش میانی‌اند و جزء اسکلت محوری محسوب می‌شوند.

ساختار میکروسکوپی استخوان

  • ماده زمینه‌ای: نمک‌های کلسیم (سختی) + پروتئین غیرکلاژنی (انعطاف)
  • کلاژن پروتئین استخوان است اما خارج از ماده زمینه‌ای قرار دارد
  • بافت فشرده ← خارجی؛ بافت اسفنجی ← داخلی (در همه استخوان‌ها)
  • سامانه هاورس: واحد ساختاری بافت فشرده با تیغه‌های هم‌مرکز
  • مجرای هاورس ← رگ + عصب؛ مغز استخوان ندارد
سامانه هاورس (Osteon)
واحد استوانه‌ای بافت متراکم با مجرای مرکزی حاوی رگ و عصب

نکته: استخوان‌ها مخزن ۹۹٪ کلسیم بدن‌اند؛ با کاهش کلسیم خون، بدن مستقیماً ماده زمینه‌ای استخوان را تخریب می‌کند.

مغز استخوان و خون‌سازی

  • مغز قرمز ← تولید گلبول قرمز، سفید و پلاکت در حفرات بافت اسفنجی
  • مغز زرد ← ذخیره چربی در مجرای مرکزی تنه استخوان‌های دراز
  • بافت فشرده فاقد هرگونه مغز استخوان است (قرمز یا زرد)
  • در کم‌خونی شدید، مغز زرد ← تبدیل به مغز قرمز خون‌ساز
  • خون‌سازی بزرگسالان: استخوان‌های پهن و نامنظم (دنده، جناغ، مهره)
مغز قرمز
بافت زاینده یاخته‌های خونی در حفرات بافت اسفنجی استخوان

نکته: نوزادان در تمام استخوان‌ها مغز قرمز دارند؛ با بلوغ، بخش زیادی به مغز زرد (ذخیره چربی) تبدیل می‌شود.

رشد و سلامت استخوان

  • رشد طولی ← صفحات رشد غضروفی در دو سر استخوان‌های دراز
  • پوکی استخوان: تخریب > تشکیل ← حفرات بزرگ‌تر و تعداد کمتر
  • دخانیات و نوشابه گازدار ← مانع رسوب کلسیم ← شکنندگی
  • ویتامین D برای جذب کلسیم از روده ضروری است (نقش هورمون‌مانند)
  • افزایش وزن سالم ← ضخیم‌تر شدن و افزایش تراکم استخوان
صفحه رشد
غضروف بین‌انتهایی که رشد طولی استخوان دراز را هدایت می‌کند

نکته: فضانوردان بدون نیروی جاذبه تراکم استخوان را سریع از دست می‌دهند؛ ورزش مقاومتی روزانه راه‌حل آن‌هاست.

مفاصل و آناتومی اندام‌ها

  • مفاصل: ثابت (جمجمه)، نیمه‌متحرک (مهره‌ها)، متحرک (زانو، شانه)
  • مفصل متحرک: کپسول پیوندی + پرده سینوویال + مایع مفصلی + غضروف
  • رباط ← استخوان به استخوان؛ زردپی ← ماهیچه به استخوان
  • نازک‌نی در مفصل زانو شرکت ندارد؛ در مفصل مچ پا دارد
  • بازو با کتف مفصل گوی‌وکاسه می‌سازد، نه با ترقوه
مایع مفصلی
ترشح پرده سینوویال برای روان‌کردن مفاصل متحرک

نکته: مفصل فک پایین تنها مفصل متحرک جمجمه است؛ سایر درزهای جمجمه کاملاً ثابت‌اند و مایع مفصلی ندارند.

نکات کلیدی

  • نیم‌لگن جزء اسکلت جانبی است، نه محوری
  • کلاژن پروتئین استخوان است اما جزء ماده زمینه‌ای محسوب نمی‌شود
  • سامانه هاورس فقط در بافت فشرده است؛ در اسفنجی وجود ندارد
  • مجرای هاورس ← رگ و عصب؛ مغز استخوان ندارد
  • در پوکی استخوان حفره‌ها بزرگ‌تر می‌شوند اما تعداد کمتر
  • زردپی ← ماهیچه به استخوان (نه استخوان به استخوان)

یک تست از این درس

خودت را بسنج

در ارتباط با بخش‌های پیوندی تثبیت‌کنندهٔ مفاصل و اتصالات استخوانی در بدن انسان، کدام عبارت درست است؟

  1. کپسول مفصلی، رباط‌ها و زردپی‌ها همگی به پایداری و اتصال استخوان‌ها کمک می‌کنند؛ رباط و زردپی هر دو از بافت پیوندی رشته‌ای با تعداد یاخته‌های بسیار کم ساخته شده‌اند و کپسول مفصلی از بافت پیوندی رشته‌ای متراکم تشکیل شده است.
  2. کپسول مفصلی، رباط‌ها و زردپی‌ها همگی به پایداری و اتصال استخوان‌ها کمک می‌کنند؛ رباط و زردپی هر دو از بافت پیوندی رشته‌ای با تعداد یاخته‌های بسیار کم ساخته شده‌اند و کپسول مفصلی از بافت پیوندی سست تشکیل شده است.
  3. کپسول مفصلی، رباط‌ها و زردپی‌ها بعضاً مانع پایداری و اتصال استخوان‌ها می‌شوند؛ رباط و زردپی هر دو از بافت پیوندی رشته‌ای با تعداد یاخته‌های بسیار فراوان ساخته شده‌اند و کپسول مفصلی از بافت پیوندی رشته‌ای متراکم تشکیل شده است.
  4. کپسول مفصلی، رباط‌ها و زردپی‌ها همگی به پایداری و اتصال استخوان‌ها کمک می‌کنند؛ رباط و زردپی هر دو از بافت پیوندی رشته‌ای با تعداد یاخته‌های بسیار فراوان ساخته شده‌اند و کپسول مفصلی از بافت پیوندی رشته‌ای متراکم تشکیل شده است.
دیدن پاسخ و توضیح

پاسخ درست: گزینه ۱

کپسول مفصلی، رباط‌ها و زردپی‌ها مفاصل و استخوان‌ها را در کنار هم نگه می‌دارند. رباط و زردپی بافت پیوندی رشته‌ای متراکم هستند که یاخته‌های کمی دارند. کپسول مفصلی نیز از بافت پیوندی رشته‌ای متراکم تشکیل شده است. بررسی سایر گزینه‌ها: گزینه ۲: کپسول مفصلی از بافت پیوندی رشته‌ای متراکم تشکیل شده است، نه سست. گزینه ۳: این ساختارها همگی در خدمت پایداری و اتصال استخوان‌ها در کنار یکدیگر هستند و یاخته‌های رباط و زردپی بسیار کم هستند. گزینه ۴: یاخته‌های رباط و زردپی بسیار کم هستند.

درس‌های دیگر این بخش · زیست یازدهم