زندگی بدون استفاده از دست و پا کار بسیار مشکل و سختی است و محدودیت‌های زیادی برای افراد ایجاد می‌کند؛ اما امروزه حتی افراد معلول هم با استفاده از اعضای مصنوعی می‌توانند بر این محدودیت‌ها غلبه کنند. مهندسان توانسته‌اند با مطالعه دقیق ماهیچه‌ها، مفاصل و استخوان‌ها و همچنین پیشرفت در علوم مواد و الکترونیک به ساخت اندام‌های پیچیده برای جایگزینی بخش‌های آسیب دیده بپردازند. در این مقاله، قصد داریم درباره ساختار استخوان زیست یازدهم که یکی از بخش‌های فصل اندام‌ها و دستگاه‌های حرکتی است به صورت مفصل صحبت کنیم.
بررسی ساختار استخوان‌ها و اسکلت زیست یازدهم
استخوان‌ها بخشی از اسکلت بدن انسان هستند. اسکلت‌ها از دو بخش محوری و جانبی تشکیل شده‌اند که وظایف و جزئیات آن‌ها به صورت زیر است:
بخش محوری
وظیفه بخش محوری شامل موارد زیر است:
- تشکیل محور بدن
- حفاظت از ساختار‌هایی مانند مغز و قلب
- بخش محوری نقش بسیار مهمی در جویدن، شنیدن، صحبت کردن و حرکات بدن دارد
بخش جانبی
وظایف بخش جانبی عبارتنداز:
- این بخش نسبت به بخش محوری در حرکت نقش بیشتری دارد.
- استخوان‌های دست و پا از جمله بخش‌های جانبی بدن هستند.
7 نمونه از اعمال استخوان‌ها
طبق بررسی ساختار استخوان زیست یازدهم مهم‌ترین وظیفه استخوان‌ها حفاظت و پشتیبانی از اندام‌ها و همچنین کمک به ماهیچه‌ها برای حرکت است. سایر اعمال و وظایف استخوان‌ها به شرح زیر هستند:
- کمک به شنیدن، جویدن و تکلم راحت‌تر
- حرکت بدن به کمک ماهیچه‌ها
- کمک به ذخیره مواد معدنی اعم از فسفات و کلسیم
- تعیین شکل بدن و ایجاد چارچوبی برای استقرار اندام‌ها روی آن‌ها
- در اثر اتصال ماهیچه‌های اسکلتی به استخوان‌ها و انقباض آن‌ها، نیروی ماهیچه به آن‌ها منتقل شده و باعث حرکت آن‌ها می‌شود
- محافظت از اندام‌های درونی: محافظت از اندام‌های درونی شامل نخاع، قلب، مغز و شش‌ها به عهده اسکلت استخوانی است
- تولید یاخته‌های خونی: این عمل، توسط مغز قرمز موجود در استخوان‌ها انجام می‌شود
انواع استخوان
در بررسی ساختار استخوان زیست یازدهم، انواع استخوان از نظر شکل و ساختمان متفاوت هستند.
استخوان‌ها از نظر شکل
- استخوان‌هایی به شکل دراز مانند استخوان ران و بازو
- ظاهر کوتاه استخوان مانند استخوان مچ
- شکل پهن استخوان مانند استخوان جمجمه
- ظاهر نامنظم استخوان مانند استخوان‌های ستون مهره
استخوان‌ها از نظر ساختمان
با توجه به اینکه ساختمان و ساختار استخوان به صورت بافت پیوندی است، اجزای آن شامل انواع یاخته‌ها، رشته‌های پروتئینی مانند رشته‌های کلاژن و رشته‌های کشسان(ارتجاعی) و همچنین ماده زمینه‌ای هستند.
ماده زمینه‌ای، ترکیب پروتئین‌ها و مواد معدنی است. همه استخوان‌ها، متشکل از دو نوع بافت استخوانی فشرده و اسفنجی هستند. این دو بافت ویژگی‌های زیر را دارند:
- بافت استخوانی فشرده: محل قرارگیری این بافت در طول استخوان ران و به شکل واحد‌هایی به نام سامانه هاورس است.
- اسفنجی بودن بافت استخوانی: این بافت، متشکل از میله‌ها و صفحه‌های استخوانی است. فضای بین آن‌ها نیز متشکل از حفره‌هایی است که به وسیله رگ‌ها و مغز استخوان پر شده‌اند. محل قرار گرفتن بافت اسفنجی، انتهای برآمده و سطح درونی تنه استخوان ران است.
ساختار استخوان
پس از بررسی ساختار استخوان زیست یازدهم، به اجزای آن پی می‌برید. این اجزا متشکل از سامانه هاورس، مجرای هاورس، مغز استخوان(شامل مغز قرمز استخوان و مغز زرد استخوان) هستند.
سامانه هاورس
این سامانه، شامل تیغه‌هایی استخوانی و به صورت استوانه‌های هم مرکز هستند. مواد تشکیل دهنده سامانه هاورس، یاخته‌های استخوانی، ماده زمینه‌ای و کلاژن هستند. این سامانه فقط در بافت استخوانی فشرده به چشم می‌خورد.
مجرای هاورس(مجرای مرکزی)
مجرای موجود در مرکز تیغه‌ها، مجرای هاورس است. این مجرا، حاوی اعصاب و رگ‌های خونی است. ارتباط بافت زنده با بیرون، توسط اعصاب و رگ‌های درون مجرای مرکزی(هاورس) درون هر سامانه برقرار می‌شود.
مغز استخوان
حفره مرکزی استخوان‌ها، مغز استخوان است. مغز استخوان به دو صورت مغز قرمز استخوان و مغز زرد استخوان وجود دارد.
مغز قرمز استخوان
- تولید یاخته‌های خونی و گرده‌ها(پلاکت‌ها) درون مغز قرمز استخوان انجام می‌شود.
- در بافت استخوانی اسفنجی موجود است.
- مغز قرمز استخوان در افرادی که دچار کم خونی شدید هستند به مغز زرد استخوان تبدیل می‌شود.
مغز زرد استخوان
- بخش زیادی از مغز زرد استخوان شامل چربی است.
- وظیفه مغز زرد استخوان، پر کردن فضای داخلی استخوان‌های دراز است.
تشکیل و تخریب استخوان
مراحل تشکیل و تخریب استخوان از دوران جنینی تا دوران پیری به صورت زیر است:
- در دوران جنینی، بافت استخوان‌ها به صورت خیلی نرم است که با افزایش نمک‌های کلسیم به استخوان‌ها بافت آن‌ها سخت می‌شود.
- ترشح ماده زمینه‌ای از یاخته‌های استخوانی تا اواخر سن رشد ادامه می‌یابد که باعث افزایش تراکم توده استخوانی است.
- افزایش سن، باعث کاهش تدریجی توده استخوانی و همچنین کم کار شدن یاخته‌های استخوانی می‌شود.
- فعالیت‌های بدنی مانند ورزش و افزایش وزن دو عامل موثر در متراکم‌تر، محکم‌تر و ضخیم‌تر شدن استخوان‌ها هستند.
- در صورتی که از استخوانی کمتر استفاده شود این استخوان ظریف‌تر می‌شود.
- یکی از اتفاقات طبیعی بدن، شکستگی‌ها میکروسکوپی استخوان‌ها در اثر حرکات معمولی بدن هستند. سایر شکستگی‌ها در اثر ضربه و برخورد اتفاق می‌افتند و بعد از چند هفته به وسیله ساخته شدن یاخته‌های جدید استخوانی توسط یاخته‌های نزدیک به محل شکستگی بهبود می‌یابند.
پوکی استخوان
در پوکی استخوان موارد زیر اتفاق می‌افتند:
- کاهش تراکم توده استخوانی
- افزایش تخریب استخوانی
- ضعیف و شکننده شدن استخوان‌ها
5 عامل ابتلا به پوکی استخوان در زنان و مردان
5 عامل زیر، به عنوان عوامل اصلی بروز پوکی استخوان در زنان و مردان هستند:
- مشکلات و اختلالات هورمونی
- مصرف نوشیدنی‌های الکلی و گازدار
- کمبود کلسیم
- مصرف سیگار و انواع دخانیات
- کمبود ویتامین D
مفصل
مفصل‌ها محل اتصال استخوان‌ها به هم و به صورت ثابت و متحرک هستند.
ثابت: استخوان‌هایی که حرکتی ندارند و یا حرکت آن‌ها بسیار کم است.
متحرک: استخوان‌ها می‌توانند حرکات گوناگون و متفاوتی داشته باشند. مفصل متحرک در قسمت سر استخوان‌ها و به وسیله بافت غضروفی پوشیده شده است. کپسول‌های مفصلی، استخوان‌ها را احاطه می‌کنند. مفصل‌های زانو، لگن و انگشتان از جمله مفصل‌های متحرک هستند.
معرفی سه نوع مفصل متحرک
- گوی- کاسه‌ای: شکل مفصل‌های استخوان ران، لگن، بازو کتف به صورت سطح مفصلی گوی و کاسه است و در جهات مختلف می‌چرخد.
- لولایی: مفاصلی مانند آرنج و انگشتان از این نوع مفصل هستند و عملکرد آن‌ها به صورت حرکت لولای در است.
- لغزنده: لغزش محدود دو استخوان مجاور این نوع مفصل را می‌سازد که مفاصل بین استخوان‌های ستوان فقرات و استخوانچه‌های مچ دست از این نوع هستند.
چه عواملی به کنار هم ماندن استخوان‌ها کمک می‌کنند؟
سه عامل کپسول مفصلی، رباط(لیگامان) و زردپی(تاندون) در کنار هم ماندن استخوان‌ها بسیار تاثیر دارند. جنس کپسول مفصلی از جنس بافت پیوندی رشته‌ای و حاوی مقدار زیادی مایع مفصلی لغزنده است. رباط‌‌ها وظیفه اتصال استخوان‌ها به هم را به عهده دارند و به صورت بافت پیوندی رشته‌ای محکمی هستند. زردپی(تاندون‌ها) به صورت بافت پیوندی محکمی هستند که وظیفه اتصال ماهیچه‌ها به استخوان را به عهده دارند.
جمع بندی
ساختار استخوان‌ها زیست یازدهم از فصل سه دستگاه حرکتی این پایه است. این گفتار حاوی مطالب بسیار مهمی است که برای طرح تست مناسب هستند. مبحث استخوان در زیست دهم نیز موجود است و اهمیت زیادی دارد. در این درسنامه، سعی کردیم نکات مهم این گفتار را به صورت خلاصه و کنکوری بیان کنیم. روش دیگری که می‌تواند در بهبود کیفیت یادگیری شما موثر باشد شرکت در دوره‌های گروه آموزشی زیست پلاسم است. برای دریافت مشاوره می‌توانید با تیم مشاوران حرفه‌ای زیست پلاسم تماس حاصل فرمائید.
