الموضوع: الجهاز العضلي الهيكلي. ما هي المواد التي تعطي العظام القوة؟ الهيكل والتركيب الكيميائي والخواص الفيزيائية للعظام هيكل ووظائف الجهاز الهيكلي البشري
كل عظم بشري هو عضو معقد: فهو يحتل موقعًا معينًا في الجسم، وله شكله وبنيته الخاصة، ويؤدي وظيفته الخاصة. تشارك جميع أنواع الأنسجة في تكوين العظام، إلا أن الأنسجة العظمية هي التي تسود.
الخصائص العامة لعظام الإنسان
يغطي الغضروف فقط الأسطح المفصلية للعظم، ويتم تغطية الجزء الخارجي من العظم بالسمحاق، ويقع نخاع العظم في الداخل. يحتوي العظم على أنسجة دهنية وأوعية دموية وليمفاوية وأعصاب.
عظميتمتع بصفات ميكانيكية عالية، ويمكن مقارنة قوته بقوة المعدن. التركيب الكيميائي لعظام الإنسان الحي يحتوي على: 50% ماء، 12.5% مواد عضوية ذات طبيعة بروتينية (أوسين)، 21.8% مواد غير عضوية (أساسا فوسفات الكالسيوم) و15.7% دهون.
أنواع العظام حسب الشكلمقسمة إلى:
- أنبوبي (طويل - عضدي، فخذي، وما إلى ذلك؛ قصير - كتائب الأصابع)؛
- مسطحة (أمامي، جداري، لوح الكتف، وما إلى ذلك)؛
- إسفنجية (الأضلاع والفقرات) ؛
- مختلط (الوتدي، الوجني، الفك السفلي).
هيكل العظام البشرية
الهيكل الأساسي لوحدة الأنسجة العظمية هو أوستيون,والذي يمكن رؤيته بالمجهر بتكبير منخفض. يتضمن كل عظم من 5 إلى 20 لوحة عظمية تقع بشكل متحد المركز. إنها تشبه الأسطوانات التي يتم إدخالها في بعضها البعض. تتكون كل لوحة من مادة وخلايا بين الخلايا (خلايا عظمية، خلايا عظمية، خلايا عظمية). في وسط العظمون توجد قناة - قناة العظمون؛ تمر السفن من خلاله. توجد الصفائح العظمية المقحمة بين العظام المجاورة.
يتم تشكيل الأنسجة العظمية بواسطة الخلايا العظمية، بإفراز المادة بين الخلايا وتحصين نفسها فيها، تتحول إلى خلايا عظمية - خلايا على شكل عملية، غير قادرة على الانقسام، مع عضيات سيئة التحديد. وبناء على ذلك، فإن العظم المتكون يحتوي بشكل رئيسي على الخلايا العظمية، ولا توجد الخلايا العظمية إلا في مناطق نمو وتجديد الأنسجة العظمية.
يوجد أكبر عدد من الخلايا العظمية في السمحاق - وهو عبارة عن صفيحة رقيقة ولكن كثيفة من النسيج الضام تحتوي على العديد من الأوعية الدموية والنهايات العصبية واللمفاوية. يضمن السمحاق نمو العظام في سمكها وتغذيتها.
ناقضات العظمتحتوي على عدد كبير من الليزوزومات وتكون قادرة على إفراز الإنزيمات، وهو ما يمكن أن يفسر انحلالها للمادة العظمية. وتشارك هذه الخلايا في تدمير العظام. في الحالات المرضية في أنسجة العظام، يزيد عددهم بشكل حاد.
تعتبر الخلايا العظمية مهمة أيضًا في عملية نمو العظام: ففي عملية بناء الشكل النهائي للعظم، فإنها تدمر الغضاريف المتكلسة وحتى العظام المشكلة حديثًا، مما يؤدي إلى "تصحيح" شكلها الأساسي.
بنية العظام: مدمجة وإسفنجية
على الجروح وأجزاء من العظام، يتم تمييز اثنين من بنياتها - مادة مدمجة(توجد الصفائح العظمية بشكل كثيف ومنظم)، وتقع بشكل سطحي، و مادة إسفنجية(تقع العناصر العظمية بشكل فضفاض) داخل العظم.
يتوافق هذا الهيكل العظمي تمامًا مع المبدأ الأساسي للميكانيكا الهيكلية - لضمان أقصى قدر من القوة للهيكل بأقل كمية من المواد وخفة كبيرة. وهذا ما تؤكده أيضًا حقيقة أن موقع الأنظمة الأنبوبية وحزم العظام الرئيسية يتوافق مع اتجاه عمل قوى الضغط والشد والالتواء.
بنية العظام هي نظام تفاعلي ديناميكي يتغير طوال حياة الشخص. من المعروف أنه عند الأشخاص الذين يمارسون عملاً بدنيًا ثقيلًا، تصل الطبقة المدمجة من العظام إلى تطور كبير نسبيًا. اعتمادًا على التغيرات في الحمل على الأجزاء الفردية من الجسم، قد يتغير موقع حزم العظام وبنية العظم ككل.
اتصال عظام الإنسان
يمكن تقسيم جميع الوصلات العظمية إلى مجموعتين:
- اتصالات مستمرة، في وقت مبكر من التطور في السلالة، غير متحرك أو مستقر في الوظيفة؛
- اتصالات متقطعة، في وقت لاحق من التطوير وأكثر قدرة على الحركة في الوظيفة.
ويحدث انتقال بين هذه الأشكال - من المستمر إلى المتقطع أو العكس - شبه مشترك.
يتم الاتصال المستمر للعظام من خلال الأنسجة الضامة والغضاريف والأنسجة العظمية (عظام الجمجمة نفسها). الاتصال العظمي المتقطع، أو المفصل، هو تكوين أصغر للاتصال العظمي. جميع المفاصل لديها مخطط هيكلي عام، بما في ذلك التجويف المفصلي، والمحفظة المفصلية، والأسطح المفصلية.
تجويف مفصلييبرز بشكل مشروط، لأنه عادة لا يوجد فراغ بين المحفظة المفصلية والأطراف المفصلية للعظام، ولكن يوجد سائل.
بورصةيغطي الأسطح المفصلية للعظام، ويشكل كبسولة محكمة الإغلاق. تتكون المحفظة المفصلية من طبقتين، تمر الطبقة الخارجية منها إلى السمحاق. تطلق الطبقة الداخلية سائلًا في تجويف المفصل، والذي يعمل بمثابة مادة تشحيم، مما يضمن الانزلاق الحر للأسطح المفصلية.
أنواع المفاصل
الأسطح المفصلية للعظام المفصلية مغطاة بالغضاريف المفصلية. السطح الأملس للغضروف المفصلي يعزز الحركة في المفاصل. الأسطح المفصلية متنوعة جدًا في الشكل والحجم، وعادةً ما تتم مقارنتها بالأشكال الهندسية. لذلك أسماء المفاصل على أساس الشكل: كروية (عضدي)، إهليلجي (راديو رسغي)، أسطواني (راديو زندي)، إلخ.
وبما أن حركات الروابط المفصلية تحدث حول محور واحد أو محورين أو عدة محاور، كما يتم عادةً تقسيم المفاصل وفقًا لعدد محاور الدورانإلى متعدد المحاور (كروي)، ثنائي المحور (إهليلجي، على شكل سرج) وأحادي المحور (أسطواني، على شكل كتلة).
يعتمد على عدد العظام المفصليةوتنقسم المفاصل إلى بسيطة، حيث ترتبط عظمتان، ومعقدة، حيث يتم مفصل أكثر من عظمتين.
المدرسة في السفارة الروسية في تركيا. التدريب الخارجي
الربع الثاني
موضوع:الجهاز العضلي الهيكلي
ما هو مدرج في الجهاز العضلي الهيكلي؟
ب) الهيكل العظمي والعضلات الهيكلية.
ب) عضلات المعدة والهيكل العظمي.
د) العضلات الهيكلية فقط.
ماذا يشير هذا إلى الأعضاء المكونة للدم؟
ب) نخاع العظم الأحمر.
ب) الطحال.
د) نخاع العظم الأصفر.
ما هي الأنسجة العظام والغضاريف؟
ب) عضلي.
ب) الاتصال؛
د) عصبية.
ما هي الخلايا التي ينمو طولها بسبب انقسام الخلايا؟
ب) الأوتار.
ب) أنسجة العظام.
د) الأنسجة الغضروفية.
التعرف على العظام المسطحة:
ب) العظام الأمامية والحوضية.
ب) عظم العضد.
د) العظام الجدارية والعمود الفقري.
أي مما يلي هو نتيجة لوضعية المكتب السيئة؟
ب) أقدام مسطحة.
ب) انحناء العمود الفقري.
د) التقزم.
كيف ترتبط عظام جزء الدماغ بالجمجمة؟
ب) بلا حراك.
ب) المنقولة.
د) عظم واحد كامل.
يحدث نمو سمك العظام بسبب:
ب) الخلايا العظمية.
ب) أنسجة الغضروف.
د) الأوتار.
^ أي من هذه العظام تشكل الهيكل العظمي للجسم؟
ب) 1، 2، 3، 4؛
ب) 1، 2، 3، 5؛
ما هي العظام التي يتكون منها حزام الطرف العلوي؟
ب) شفرات الكتف وعظام الترقوة.
ب) عظام الكتف والساعد.
د) عظام الفقرات العنقية.
ما هي العظام المشاركة في تكوين مفصل الكتف؟
ب) لوح الكتف، الترقوة وعظم العضد.
ب) عظام العضد والساعد.
د) عظم العضد والقص.
^ أي من هذه العظام هي عظام أنبوبية؟
ب) عظام الجمجمة والفقرات.
ب) شفرات الكتف والقص.
د) عظم الفخذ والساق.
ما هي العظام المقترنة التي تشكل قسم الدماغ في الجمجمة؟
ب) الجبهي والجداري.
ب) أمامي وزمني.
د) الزمانية والجدارية؟
14. حزام الأطراف السفلية ويشمل :
أ) عظم الفخذ. ج) عظام الساق.
ب) عظام الحوض. د) جميع عظام الساق.
^ 15. عظام الأطراف العلوية :
أ) عظام الساعد والكتف واليد.
ب) شفرات الكتف وعظام الكتف.
ب) عظام الكتف والترقوة.
د) الترقوة وشفرات الكتف.
^ 16. ما الذي يحدد صلابة العظام؟
أ) المواد العضوية.
ب) الهيكل الإسفنجي؛
د) هيكل أنبوبي.
^ 17. عظام بشرية معدلة مرتبطة بالمشي المستقيم:
أ) عظام الجمجمة.
ب) شفرات الكتف وعظام الترقوة.
ب) عظام الساعد والكتف.
د) عظام العمود الفقري والحوض.
^ 18. ما هي الإسعافات الأولية التي يمكن تقديمها للضحية المصابة بكسر في القدم؟
أ) وضع الجبائر أسفل مفصل الركبة؛
ب) وضع جبائر من مفصل الركبة وما تحته؛
ج) ضمادة قدم ضيقة بما فيه الكفاية؛
د) تقديم الإسعافات الأولية لا فائدة منه.
^ 19. تتحدد خفة العظام وقوتها من خلال:
أ) المواد العضوية.
ب) المواد غير العضوية.
ب) الهيكل الإسفنجي؛
د) هيكل أنبوبي.
د) الكل معًا (أ، ب، ج، د).
الربع الثاني
موضوع:أعضاء الحس.
^ 1. أين تقع المستقبلات الحساسة للضوء في العين؟
أ) في شبكية العين.
ب) في العدسة؛
ب) في القزحية.
د) في الغلالة البيضاء.
^ 2. ماذا تسمى الأغشية الواقية للعين؟
أ) شبكية العين والقزحية.
ب) العدسة والتلميذ.
ب) المشيمية.
د) الغلالة البيضاء والقرنية.
^ 3. في أي جزء من المحلل يبدأ الاختلاف في التحفيز؟
أ) في المستقبلات.
ب) في الأعصاب الحسية.
ب) في الحبل الشوكي.
د) في القشرة الدماغية.
^ 4. أي جزء من العين يحدد لونه؟
أ) شبكية العين.
ب) العدسة؛
ب) القزحية.
د) الغلالة البيضاء.
5. مكان إسقاط الجسم في مقلة العين:
أ) شبكية العين.
ب) العدسة؛
ب) التلميذ؛
د) الغلالة البيضاء.
^ 6. في أي جزء من الأذن توجد مستقبلات الصوت؟
أ) في العظيمات السمعية.
ب) في طبلة الأذن.
ب) في المنطقة السمعية.
د) في القوقعة.
^ 7. أين تقع العظام الموصلة للصوت؟
أ) في الأذن الخارجية.
ب) في القوقعة.
ب) في المنطقة السمعية للقشرة الدماغية.
د) في الأذن الوسطى.
^ 8. ما هي المحفزات الخارجية التي تتميز بها مستقبلات تجويف الأنف؟
أ) الروائح.
ب) الذوق.
ب) شكل الكائن؛
د) درجة الحرارة.
^ 9. قم بتسمية الجزء الحساس من المحلل البصري:
أ) قضبان وأقماع.
ب) التلميذ؛
ب) العصب البصري.
^ 10. الجزء الموصل للمحلل البصري:
أ) شبكية العين.
ب) التلميذ؛
ب) العصب البصري.
د) المنطقة البصرية لقشرة المخ.
^ 11. أسباب قصر النظر عند الأطفال :
أ) شكل ممدود من مقلة العين.
ب) تثبيط عصبي في المنطقة البصرية.
ج) فقدان مرونة العدسة؛
د) تعب العصب البصري.
^ 12. أين يتم تكوين الصور المرئية الملونة؟
أ) في قضبان وأقماع.
ب) في القزحية.
ب) في العصب البصري.
د) في المنطقة البصرية.
^ 13. أين يتم تحويل اهتزازات الموجات الصوتية إلى تيارات حيوية؟
أ) الخامسعظيمات سمعية؛
ب) في مستقبلات القوقعة الصناعية.
ب) في المنطقة السمعية.
د) في الأعصاب السمعية.
^ 15. ما هي الألوان ومجموعاتها التي لها التأثير الأكثر ملاءمة وإفادة على النشاط العصبي العالي للإنسان؟
أ) الأحمر والأبيض.
ب) الأحمر والأصفر.
ب) الأزرق والأخضر.
د) تنوعها وسطوعها.
^ 16. كيف تفسر الحالة عندما يقولون "لا أرى جيداً، عيني متعبة"؟
أ) تعب الجفون والعدسة.
ب) فقط بسبب تعب العصب البصري.
ب) تثبيط المنطقة البصرية لقشرة المخ.
د) ب) و ج)؛
د) لا توجد إجابة صحيحة.
17. اذكر الأسباب المحتملة لفقدان السمع:
أ) التهاب وتلف الأذن الداخلية.
ب) تلف العصب السمعي.
ب) سدادة الكبريت؛
د) التعب العصبي.
د) الإجابات ج) و د).
18. ما هو المحلل الذي يحدد شكل الأشياء عن بعد؟
أ) السمع والبصر.
ب) الرؤية واللمس.
ب) العضلي والرؤية.
د) أجهزة اللمس والتوازن.
يوجد حوالي 200 عظمة مختلفة الأشكال والأحجام في الهيكل العظمي للإنسان. بناءً على شكلها، فإنها تميز بين العظام الطويلة (عظم الفخذ، الزند)، والقصيرة (الرسغ، الرسغ) والعظام المسطحة (عظم الكتف، عظام الجمجمة).
التركيب الكيميائي للعظام. تتكون جميع العظام من مواد عضوية وغير عضوية (معدنية) وماء تصل كتلته إلى 20% من كتلة العظام. المادة العضوية للعظام - أوسين -له خصائص مرنة محددة جيدًا ويعطي مرونة للعظام. المعادن - أملاح ثاني أكسيد الكربون وفوسفات الكالسيوم - تمنح العظام صلابة. يتم ضمان قوة العظام العالية من خلال مزيج من مرونة العظم وصلابة المادة المعدنية للأنسجة العظمية. مع نقص فيتامين د في أجسام الأطفال تتعطل عملية تمعدن العظام وتصبح مرنة وسهلة الانحناء. ويسمى هذا المرض الكساح. عند كبار السن، تزداد كمية الأملاح المعدنية في العظام بشكل ملحوظ، وتصبح العظام هشة وتتكسر أكثر من الشباب.
هيكل العظام. ينتمي النسيج العظمي إلى النسيج الضام ويحتوي على الكثير من المواد بين الخلايا التي تتكون من الأملاح المعدنية والأملاح المعدنية. تشكل هذه المادة صفائح عظمية مرتبة بشكل مركزي حول أنابيب مجهرية تمتد على طول العظم وتحتوي على أوعية دموية وأعصاب. الخلايا العظمية، وبالتالي العظام، هي أنسجة حية؛ فهو يتلقى العناصر الغذائية من الدم، ويحدث فيه التمثيل الغذائي، ويمكن أن تحدث تغيرات هيكلية.
العظام المختلفة لها هياكل مختلفة. يشبه العظم الطويل الأنبوب الذي تتكون جدرانه من مادة كثيفة. هذا هيكل أنبوبيالعظام الطويلة تمنحها القوة والخفة. يوجد في تجاويف العظام الأنبوبية نخاع العظم الأصفر- الأنسجة الضامة فضفاضة غنية بالدهون. نهايات العظام الطويلة تحتوي على مادة عظمية إسفنجية.ويتكون أيضًا من صفائح عظمية تشكل العديد من الحواجز المتقاطعة. في الأماكن التي يتعرض فيها العظم لأكبر حمل ميكانيكي، يكون عدد هذه الأقسام هو الأعلى. تحتوي على المادة الإسفنجية نخاع العظام الأحمر،والتي تؤدي خلاياها إلى تكوين خلايا الدم. تحتوي العظام القصيرة والمسطحة أيضًا على بنية إسفنجية، فقط من الخارج مغطاة بطبقة من مادة كثيفة. كما يمنح الهيكل الإسفنجي العظام القوة والخفة.
من الخارج، جميع العظام مغطاة بطبقة رقيقة وكثيفة من النسيج الضام - السمحاق. فقط رؤوس العظام الطويلة تفتقر إلى السمحاق، لكنها مغطاة بالغضاريف. يحتوي السمحاق على العديد من الأوعية الدموية والأعصاب. يوفر التغذية لأنسجة العظام ويشارك في نمو سمك العظام. بفضل السمحاق، تلتئم العظام المكسورة.
اتصال العظام. هناك ثلاثة أنواع من الروابط بين العظام: ثابتة، وشبه متحركة، ومتحركة. مُثَبَّتنوع الاتصال هو اتصال بسبب اندماج العظام (عظام الحوض) أو تكوين الغرز (عظام الجمجمة). في شبه المحمولعند التقاطع، ترتبط العظام ببعضها البعض باستخدام الغضروف، مثل الأضلاع مع عظم القص أو الفقرات مع بعضها البعض. متحركنوع الاتصال هو سمة معظم عظام الهيكل العظمي ويتم تحقيقه باستخدام اتصال خاص للعظام - مشتركتكون نهاية إحدى العظام التي تشكل المفصل محدبة (رأس المفصل)، ونهاية الأخرى مقعرة (التجويف الحقاني). يتوافق شكل الرأس والمقبس مع بعضهما البعض ومع الحركات التي تحدث في المفصل. يتم تغطية الرأس والمقبس بطبقة من الغضاريف الملساء مما يقلل الاحتكاك في المفصل ويخفف الصدمات. عظام المفصل مغطاة بقشرة مشتركة وقوية جدًا من النسيج الضام - كبسولة مشتركة.يحتوي على سائل يعمل على تليين أسطح العظام الملامسة ويقلل الاحتكاك. ومن الخارج، تُحاط المحفظة المفصلية بالأربطة والعضلات المرتبطة بها، وتمر إلى السمحاق.
تشكل عظام الهيكل العظمي نظامًا معقدًا من الروافع، حيث تقوم العضلات بتنفيذ مجموعة متنوعة من حركات الجسم وأجزائه، والتي تكمن وراء عمليات المخاض.
يبلغ عدد العظام في الإنسان 206 عظام؛ منها 170 مقترنة و 36 غير مقترنة. العظام مختلفة جدا في المظهر. اعتمادًا على دورهم وموقعهم في جسم الإنسان، لديهم مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام. تنقسم العظام عادةً حسب شكلها إلى أنبوبي أسطواني أو منشوري، وهي تشمل معظم العظام الطويلة للأطراف، مثل عظم الفخذ، وعظم العضد، والظنبوب، وغيرها؛ واسعة أو مسطحة - عظام الجمجمة، لوح الكتف، الحرقفة، وما إلى ذلك؛ قصيرة - عظام صغيرة في القدم واليد، مما يعطي مرونة لهذه الأجزاء من الهيكل العظمي، وأخيرا، عظام مختلطة - فقرات، عظام قاعدة الجمجمة، إلخ.
على العظام، في أماكن المنشأ أو الارتباط بالعضلات والأربطة والأوتار المجاورة والأوعية والأعصاب، توجد أنواع مختلفة من العمليات والدرنات والقنوات والثقوب والأخاديد. وخاصة في هذا الصدد تبرز عظام قاعدة الجمجمة التي تخترقها ثقوب وقنوات عديدة لمرور الأوعية الدموية والأعصاب.
النظام الهيكلي، مثل أي نظام آخر، لا يمكن النظر إليه بمعزل عن الآخر، لأنه جزء ضروري من الكائن الحي بأكمله، وهو ما يعكس العمليات المختلفة التي تحدث فيه. هناك علاقة وثيقة بين تطور الهيكل العظمي والبنية العامة للجسم. يعتمد هيكل الهيكل العظمي وتطوره إلى حد كبير على عمل العضلات ونشاط الأعضاء الداخلية.
هيكل العظام. قبل أن نبدأ في النظر في الهيكل العظمي ككل وفي أجزائه، دعونا نلقي نظرة على ماهية العظم الفردي - وحدة الدعم الرئيسية للهيكل العظمي. لنأخذ عظم الفخذ على سبيل المثال. وهو عظم أنبوبي، مثل جميع العظام الطويلة في الهيكل العظمي. وهو عبارة عن قضيب أسطواني سميك عند الأطراف، يحتوي بداخله على تجويف نخاعي طولي مغلق، يمتد على طول العظم بالكامل تقريبًا، ويصل قليلاً إلى الأجزاء الطرفية السميكة فقط، ولهذا السبب هذا النوع من العظام، بسبب تشابهها مع الأنابيب يسمى أنبوبي. الأطراف السميكة للعظم، التي يتم فصلها خلال فترة النمو عن طريق النمو، ما يسمى الغضاريف المشاشية، تكون غير مستوية، درنية، وخشنة من الخارج (هذه هي أماكن ربط الأوتار والأربطة العضلية)؛ أنها تحمل الأسطح المفصلية وتسمى المشاش. تحتوي الأطراف الحرة للمشاش على أسطح ناعمة تواجه تجويف المفصل عند مفصلها مع عظام أخرى. ويسمى الجزء الأوسط من العظم بالجدل. من الخارج، يتكون العظم من مادة عظمية مدمجة، والتي تشكل جدارًا سميكًا إلى حد ما من الأنبوب العظمي على الحجاب الحاجز، وطبقة أرق على المشاش. لا يوجد تجويف في المشاشات، فهي مملوءة بمادة عظمية إسفنجية. وهي مبنية من عدد كبير من العوارض العظمية والعوارض ذات السماكات المختلفة. تتكون العارضة الأنحف من لوحة عظمية واحدة فقط، بينما تتكون العارضة الأكثر سمكًا من عدة صفائح متصلة ببعضها البعض (الشكل 38). تتكون العظام القصيرة والمسطحة في الغالب بالكامل من مادة إسفنجية ومغطاة من الخارج بطبقة رقيقة من مادة عظمية مدمجة.
وتمتلئ الفراغات الموجودة بين الصفائح والعوارض من المادة الإسفنجية، وكذلك تجويف العظم، بنخاع العظم والعديد من الأوعية الدموية. في سن مبكرة، يكون كل نخاع العظم أحمر اللون؛ عند الشخص البالغ، يبقى نخاع العظم الأحمر فقط في المادة الإسفنجية، أما في تجويف الدماغ، بسبب ترسب الدهون هنا، فيتحول إلى اللون الأصفر. النخاع العظمي هو نوع من الأنسجة الضامة (الشبكية)؛ يحدث فيه تطور العناصر الخلوية في الدم.
تبين أن العظم الأنبوبي الذي يحتوي على تجويف داخلي أقوى بكثير ضد الكسر مقارنة بالقضيب الصلب الذي يحتوي على نفس الكمية من المادة، حيث يعلم الميكانيكا أن الأنابيب المجوفة ليست أقل قوة من القضبان الصلبة بنفس السماكة. لذلك، على سبيل المثال، في الهياكل المختلفة، يتم استخدام الأعمدة والأنابيب المعدنية المجوفة بدلاً من الأعمدة الصلبة الضخمة. يعلم الجميع أنه، على سبيل المثال، إطارات الدراجات وبعض أجزاء الآلات الأخرى التي لا يمكن تصنيعها ثقيلة جدًا (الطائرات، وما إلى ذلك) لا تُصنع من قضبان رفيعة، بل من أنابيب مجوفة واسعة.
كما أن البنية الحلقية للنسيج العظمي الإسفنجي لا تأتي على حساب القوة: فالعوارض والألواح تقع في اتجاه معين مع توقع تحقيق أكبر قدر من الخفة والثبات والقوة مع أقل قدر من إهدار المواد، بحيث يختفي الضغط ويتم توزيع التوتر الذي يتعرض له العظم في الكائن الحي بالتساوي على العظم بأكمله، تمامًا كما يحدث هذا، على سبيل المثال، في جسور السكك الحديدية الحديثة والرافعات وغيرها من الهياكل. تعتبر خفة عظام الهيكل العظمي صفة قيمة للغاية ومفيدة جدًا للجسم. إذا كان هيكلنا العظمي مصنوعًا بالكامل من أنسجة عظمية كثيفة، فسيكون أثقل بحوالي مرتين أو مرتين ونصف. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في الطيور، على سبيل المثال، والتي من المهم بشكل خاص تقليل وزن العظام أثناء الطيران، تمتلئ تجاويف العظام بالهواء. النخاع العظمي في عظامنا هو أخف الأنسجة في جسمنا، والقنوات العديدة التي تخترق مادة العظام، بدورها، تخفف من وزن الأنسجة.
السمحاق (السمحاق)، وهو عبارة عن صفيحة رقيقة يتم فيها التمييز بين طبقتين، يرتبط بإحكام بكل عظمة من الخارج. تتكون الطبقة الخارجية من نسيج ضام كثيف وواقي. الطبقة الداخلية (عظمية المنشأ) مصنوعة من نسيج ضام فضفاض. فهو غني بالأعصاب والأوعية الدموية ويحتوي على خلايا (خلايا عظمية عظمية) تشارك في نمو العظام ونموها. هذه الطبقة من السمحاق لها أهمية كبيرة في تجديد العظام. فهو يلعب دورًا مهمًا بشكل خاص في الفترة الجنينية، وكذلك في مرحلة الطفولة المبكرة، حيث يشارك في تكوين الأنسجة العظمية.
العظام جزء حي من جسمنا. وهي مجهزة ليس فقط بالأوعية الدموية، ولكن أيضًا بالأعصاب، فهي تنمو وتعيد هيكلتها؛ مع تغيير في الحمل الوظيفي، يتغير هيكلها وفقا لذلك. مع عدم النشاط لفترة طويلة، يمكن إعادة امتصاص العظام، على سبيل المثال، جدار الخلية السنية بعد قلع السن. العظم الحي هو أحد التشكيلات البلاستيكية التي تم بناؤها بشكل متين واقتصادي ومفيد للجسم في ظروف حياته المعينة.
التركيب الكيميائي للعظام. تشتمل تركيبة العظام البشرية البالغة على مادة الأوسين العضوية (30%) والأملاح الجيرية (70%). ولكن هذا يشمل أيضًا كميات كبيرة من الماء والدهون. ولذلك، فإن التركيب الأكثر دقة للأنسجة العظمية سيكون: الماء 50٪، والمواد العضوية 12.45٪، والأملاح 21.85٪، والدهون 15.7٪. تشتمل تركيبة الأملاح المعدنية للعظام، بالإضافة إلى أملاح الكالسيوم، على أملاح البوتاسيوم وحمض الفوسفوريك وما إلى ذلك. إذا تم نقع العظام الطازجة في محلول مركز من حمض الهيدروكلوريك (أو النيتريك)، فإن الأملاح المعدنية تذوب، ويتم إزالة الكلس من العظام. ولا يبقى إلا قوة الشد الناعمة والمرنة، وهي مادة شفافة تحافظ على شكل العظم - الغضروف العظمي (ossein). مع إزالة المعادن، يفقد العظم صلابته، مع الاحتفاظ بمرونته بالكامل. يمكن ثني مثل هذا العظم مثل العظم المطاطي، بل ويمكن ربطه في عقدة؛ بفضل قاعدتها الليفية العضوية، ستعود إلى شكلها الأصلي بمجرد فكها. وإذا سخن العظم على نار عالية تحترق المادة العضوية (العظم) ويبقى كتلة بيضاء صلبة وهشة للغاية من أملاح الكلس تحافظ على شكل العظم. يخضع محتوى المواد المعدنية والعضوية في العظام لتقلبات كبيرة. تلك العظام التي تتحمل حمولة ميكانيكية كبيرة تكون أكثر ثراءً بأملاح الجير؛ فمثلاً عظم الفخذ البشري يحتوي منها أكثر من عظم العضد، وبالتالي فهو أقوى وأصلب من عظم العضد.
إن مزيج المادة العضوية مع المادة المعدنية الموجودة في العظام يعطيها خصائص قيمة للغاية كمادة بناء للهيكل العظمي. يجمع العظم الطبيعي (غير المتغير) بين خصائص كلا مكوناته - القوة والمرونة والصلابة.
كل من تكوين العظام وبنيتها يجعلها قوية جدًا. يتم اختبار مرونة العظام باستمرار تحت التأثيرات الميكانيكية المحتملة (أنواع مختلفة من الصدمات والضربات وما إلى ذلك). حتى الجمجمة المصنوعة من الأنسجة الرخوة عادة لا تنكسر عند سقوطها على أرضية صلبة من ارتفاع 1.7 متر: في لحظة الاصطدام تكون مشوهة، ولكن بسبب مرونتها تعود على الفور إلى شكلها السابق. يمكن الحكم على صلابة العظام من خلال الأرقام التالية: يمكن للعظم البشري الطازج أن يتحمل ضغطًا قدره 15 كجم لكل 1 مم2، بينما يمكن للطوب أن يتحمل 0.5 كجم فقط، أي أن مقاومة العظم للضغط أكبر 30 مرة من مقاومة الطوب. . صلابة وقوة الشد للعظام تقترب من الحديد الزهر. وهو أقوى بعدة مرات من أفضل أنواع الأخشاب. من بين المواد التقنية، يمكن مقارنة الخرسانة المسلحة فقط بالعظام من حيث الصلابة والمرونة.
يمكن رؤية مدى أهمية قوة العظام من خلال الأمثلة التالية: يمكن لعظم الفخذ البشري، المعزز أفقيًا عند طرفيه على دعامتين، أن يتحمل حمولة قدرها 1200 كجم معلقة من المنتصف. والظنبوب الذي يتحمل الوزن الأكبر عند دعم الجسم، في وضع عمودي، يمكنه تحمل حمولة تساوي وزن 27 شخصًا، أي حوالي 1650 كجم، إذا ضغط هذا الحمل عليه مباشرة من الأعلى (الشكل 39). ).
مع تقدمنا في العمر، يتغير التركيب الكيميائي لعظامنا. عند الأطفال، تكون العظام أكثر ثراءً بالمواد العضوية وأكثر فقراً بالأملاح المعدنية. ولذلك فإن عظام الطفل تكون أكثر مرونة وأقل هشاشة من عظام الشخص البالغ. ولهذا السبب فإن كسور العظام أقل شيوعًا عند الأطفال. مع التقدم في السن، تصبح العظام مشبعة بشكل متزايد بأملاح الكلس، والتي يمكن أن يصل محتواها إلى 80٪ أو أكثر، في حين يتناقص محتوى المواد العضوية وتصبح العظام أكثر صلابة، ولكنها أيضًا أكثر هشاشة. ولذلك، يتعرض كبار السن لكسور العظام في كثير من الأحيان عندما يسقطون ويصابون بكدمات.
عظم،النسيج الضام الكثيف مميز فقط للفقاريات. توفر العظام الدعم الهيكلي للجسم وتساعد الجسم على الحفاظ على شكله وحجمه العام. موقع بعض العظام يجعلها بمثابة حماية للأنسجة والأعضاء الرخوة، مثل الدماغ، ومقاومة هجوم الحيوانات المفترسة غير القادرة على كسر القشرة الصلبة لفريستها. توفر العظام القوة والصلابة للأطراف وتعمل أيضًا كمواقع ربط للعضلات، مما يسمح للأطراف بالعمل كرافعات في وظيفتها المهمة المتمثلة في الحركة والبحث عن الطعام. أخيرا، نظرا للمحتوى العالي من الرواسب المعدنية، تتحول العظام إلى احتياطي من المواد غير العضوية، والتي يتم تخزينها واستهلاكها حسب الحاجة؛ هذه الوظيفة مهمة للغاية للحفاظ على توازن الكالسيوم في الدم والأنسجة الأخرى. مع الزيادة المفاجئة في الحاجة إلى الكالسيوم في أي أعضاء وأنسجة، يمكن أن تصبح العظام مصدرا لتجديدها؛ وهكذا، في بعض الطيور، يأتي الكالسيوم الضروري لتكوين قشر البيض من الهيكل العظمي.
العصور القديمة للنظام الهيكلي.
العظام موجودة في الهيكل العظمي لأقدم الحفريات الفقارية المعروفة - أجناثانات مدرعة من العصر الأوردوفيشي (حوالي 500 مليون سنة مضت). في هذه المخلوقات الشبيهة بالأسماك، تعمل العظام على تشكيل صفوف من الصفائح الخارجية التي تحمي الجسم؛ كما كان لدى بعضهم هيكل عظمي داخلي للرأس، ولكن لم يكن لديهم أي عناصر أخرى من الهيكل العظمي الداخلي. من بين الفقاريات الحديثة هناك مجموعات تتميز بالغياب الكامل أو شبه الكامل للعظام. ومع ذلك، بالنسبة لمعظمهم، من المعروف أن وجود هيكل عظمي في الماضي، وغياب العظام في الأشكال الحديثة هو نتيجة لتخفيضها (فقدانها) أثناء التطور. على سبيل المثال، تفتقر جميع أنواع أسماك القرش الحديثة إلى العظام ويتم استبدالها بالغضاريف (قد تكون كمية صغيرة جدًا من الأنسجة العظمية عند قاعدة الحراشف وفي العمود الفقري، الذي يتكون بشكل أساسي من الغضروف)، لكن العديد من أسلافهم، الآن منقرض، وكان لديه هيكل عظمي متطور.
لم يتم بعد تحديد الوظيفة الأصلية للعظام بدقة. وبالحكم على حقيقة أن معظمها في الفقاريات القديمة كانت موجودة على سطح الجسم أو بالقرب منه، فمن غير المرجح أن تكون هذه الوظيفة داعمة. يعتقد بعض الباحثين أن الوظيفة الأصلية للعظم كانت حماية أقدم أجناثانات مدرعة من الحيوانات المفترسة اللافقارية الكبيرة، مثل القشريات (اليوريبتريدات)؛ بمعنى آخر، لعب الهيكل الخارجي دور الدرع الحرفي. ليس كل الباحثين يشاركون وجهة النظر هذه. ربما كانت وظيفة العظام الأخرى في الفقاريات القديمة هي الحفاظ على توازن الكالسيوم في الجسم، كما لوحظ في العديد من الفقاريات الحديثة.
مادة العظام بين الخلايا.
تتكون معظم العظام من خلايا عظمية (خلايا عظمية) متناثرة في مادة عظمية كثيفة بين الخلايا تنتجها الخلايا. تشغل الخلايا جزءًا صغيرًا فقط من إجمالي حجم العظام، وفي بعض الفقاريات البالغة، وخاصة الأسماك، تموت بعد أن تكون قد ساهمت في تكوين المادة بين الخلايا وبالتالي فهي غائبة عن العظام الناضجة.
تمتلئ المساحة بين الخلايا للعظم بنوعين رئيسيين من المواد - العضوية والمعدنية. تتكون الكتلة العضوية - نتيجة نشاط الخلية - بشكل أساسي من البروتينات (بما في ذلك ألياف الكولاجين التي تشكل الحزم)، والكربوهيدرات والدهون (الدهون). عادة، معظم المكون العضوي للمادة العظمية هو الكولاجين. وفي بعض الحيوانات يشغل أكثر من 90% من حجم المادة العظمية. يتم تمثيل المكون غير العضوي بشكل أساسي بواسطة فوسفات الكالسيوم. أثناء تكوين العظام الطبيعي، يدخل الكالسيوم والفوسفات إلى الأنسجة العظمية النامية من الدم ويتم ترسيبها على سطح وعمق العظم مع المكونات العضوية التي تنتجها الخلايا العظمية.
معظم معرفتنا حول التغيرات في تكوين العظام أثناء النمو والشيخوخة تأتي من دراسة الثدييات. في هذه الفقاريات، تكون الكمية المطلقة للمكون العضوي ثابتة إلى حد ما طوال الحياة، في حين أن المكون المعدني (غير العضوي) يزداد تدريجيًا مع تقدم العمر، وفي الكائن الحي البالغ يمثل ما يقرب من 65٪ من الوزن الجاف للهيكل العظمي بأكمله. .
الخصائص الفيزيائية
العظام مناسبة تمامًا لوظيفة حماية ودعم الجسم. يجب أن يكون العظم قويًا وصلبًا وفي نفس الوقت مرنًا بدرجة كافية بحيث لا ينكسر في ظل الظروف المعيشية العادية. يتم توفير هذه الخصائص من خلال مادة العظام بين الخلايا. مساهمة الخلايا العظمية نفسها ضئيلة. تصلب، أي. يتم توفير القدرة على مقاومة الانحناء أو التمدد أو الضغط من خلال المكون العضوي، وخاصة الكولاجين؛ وهذا الأخير يمنح العظام مرونة - وهي خاصية تسمح لها باستعادة شكلها الأصلي وطولها في حالة التشوه الطفيف (الانحناء أو الالتواء). يساهم المكون غير العضوي للمادة بين الخلايا، وهو فوسفات الكالسيوم، أيضًا في تصلب العظام، ولكنه يمنحها الصلابة بشكل أساسي؛ إذا تمت إزالة فوسفات الكالسيوم من العظام من خلال معالجة خاصة، فسوف تحتفظ بشكلها، ولكنها ستفقد قدرًا كبيرًا من الصلابة. تعتبر الصلابة من الصفات المهمة للعظام، ولكنها لسوء الحظ هي التي تجعل العظام عرضة للكسور تحت الحمل الزائد.
تصنيف العظام.
يختلف هيكل العظام بشكل كبير في الكائنات الحية المختلفة وفي أجزاء مختلفة من جسم نفس الكائن الحي. يمكن تصنيف العظام حسب كثافتها. في أجزاء كثيرة من الهيكل العظمي (خاصة المشاشات للعظام الطويلة)، وخاصة في الهيكل العظمي الجنيني، يحتوي النسيج العظمي على العديد من الفراغات والقنوات المملوءة بنسيج ضام فضفاض أو أوعية دموية، وتظهر كشبكة من الدرجات والدعامات، تشبه من هيكل الجسر المعدني. ويسمى العظم الذي يتكون من مثل هذه الأنسجة العظمية بالإسفنج. مع نمو الجسم، تمتلئ معظم المساحة التي تشغلها الأنسجة الضامة والأوعية الدموية بمادة عظمية إضافية، مما يؤدي إلى زيادة كثافة العظام. يُطلق على هذا النوع من العظام ذات القنوات الضيقة المتناثرة نسبيًا اسم المضغوطة أو الكثيفة.
تتكون عظام الكائن الحي البالغ من مادة كثيفة ومضغوطة تقع على طول المحيط ومادة إسفنجية تقع في المركز. تختلف نسبة هذه الطبقات في أنواع العظام المختلفة. وبالتالي، في العظام الإسفنجية يكون سمك الطبقة المدمجة صغيرًا جدًا، والكتلة الرئيسية مشغولة بمادة إسفنجية.
يمكن أيضًا تصنيف العظام حسب العدد النسبي للخلايا العظمية وموقعها في المادة بين الخلايا واتجاه حزم الكولاجين التي تشكل جزءًا كبيرًا من هذه المادة. في أنبوبيفي العظام، تتقاطع حزم ألياف الكولاجين في اتجاهات مختلفة، وتتوزع الخلايا العظمية بشكل عشوائي تقريبًا في جميع أنحاء المادة بين الخلايا. مستويتتمتع العظام بتنظيم مكاني أكثر ترتيبًا: فهي تتكون من طبقات (صفائح) متتالية. في أجزاء مختلفة من الطبقة الواحدة، عادة ما تكون ألياف الكولاجين موجهة في نفس الاتجاه، ولكن في الطبقات المجاورة يمكن أن تكون مختلفة. تحتوي العظام المسطحة على عدد أقل من الخلايا العظمية مقارنة بالعظام الأنبوبية، ويمكن العثور عليها داخل الطبقات وفيما بينها. عظميالعظام، مثل المسطحة، لها هيكل متعدد الطبقات، لكن طبقاتها عبارة عن حلقات متحدة المركز حول ضيقة، ما يسمى. قنوات هافرس التي تمر من خلالها الأوعية الدموية. تتشكل الطبقات بدءاً من الطبقة الخارجية، وتضيق حلقاتها تدريجياً، مما يقلل من قطر القناة. تسمى قناة هافيرسيان والطبقات المحيطة بها بنظام هافيرسيان أو العظمون. تتشكل العظام العظمية عادةً أثناء انتقال العظم الإسفنجي إلى العظم المضغوط.
الأغشية السطحية ونخاع العظام.
باستثناء الحالات التي تتلامس فيها العظام المتقاربة مع المفصل وتكون مغطاة بالغضاريف، فإن الأسطح الخارجية والداخلية للعظام مبطنة بغشاء كثيف، وهو أمر حيوي لوظيفة العظام وسلامتها. يُسمى الغشاء الخارجي السمحاق أو السمحاق (من الكلمة اليونانية. بيري- حول، osteon- عظم) والجزء الداخلي الذي يواجه تجويف العظم هو السمحاق الداخلي أو بطانة الرحم (من اليونانية. eondon- داخل). يتكون السمحاق من طبقتين: الطبقة الليفية الخارجية (النسيج الضام)، وهي ليست مجرد غلاف واقي مرن، ولكنها أيضًا موقع ربط الأربطة والأوتار؛ وطبقة داخلية تضمن نمو العظام بسمك. بطانة العظم مهمة لترميم العظام وهي تشبه إلى حد ما الطبقة الداخلية للسمحاق. أنه يحتوي على الخلايا التي توفر كلاً من النمو وارتشاف العظام.
الجهاز العضلي الهيكلي هو أساس الجسم. يحمي الهيكل العظمي الأعضاء الفردية من الأضرار الميكانيكية، وبالتالي فإن بقاء الشخص ككل يعتمد على حالته. في مقالتنا سنلقي نظرة على تكوين العظام وملامح بنيتها والمواد الضرورية لنموها وتطورها.
ملامح بنية الأنسجة العظمية
العظام هي نوع من الأنسجة الضامة. يتكون من خلايا متخصصة وكمية كبيرة من المواد بين الخلايا. مجتمعة، هذا الهيكل قوي ومرن. تُعطى الصلابة للعظام في المقام الأول عن طريق الخلايا المتخصصة - الخلايا العظمية. لديهم العديد من النواتج التي من خلالها يرتبطون ببعضهم البعض.
بصريا، الخلايا العظمية تشبه الشبكة. هو الأساس المرن للأنسجة العظمية. وهو يتكون من ألياف بروتين الكولاجين، وهي قاعدة معدنية.
تكوين العظام
ربع كل شيء ماء. وهو الأساس لجميع العمليات الأيضية. المواد غير العضوية تعطي العظام صلابتها. وهي أملاح الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم وكذلك مركبات الفوسفور. نسبتهم 50%.
ولإثبات أهميتها بالنسبة لنوع معين من القماش، يمكن إجراء تجربة بسيطة. للقيام بذلك، يجب وضع العظم في محلول حمض الهيدروكلوريك. ونتيجة لذلك، سوف تذوب المعادن. سيصبح العظم مرنًا جدًا بحيث يمكن ربطه في عقدة.
25٪ من التركيب الكيميائي يتكون من مواد عضوية. ويمثلها بروتين الكولاجين المرن. يعطي مرونة لهذا النسيج. إذا قمت بشوي عظمة على نار خفيفة، فسوف يتبخر الماء وتحترق المادة العضوية. وفي هذه الحالة يصبح العظم هشاً وقد ينهار.
ما هي المواد التي تعطي العظام صلابة؟
يتغير التركيب الكيميائي للأنسجة العظمية طوال حياة الشخص. في سن مبكرة، تسود المواد العضوية فيه. خلال هذه الفترة، تكون العظام مرنة وناعمة. لذلك، مع وضع الجسم غير الصحيح والأحمال المفرطة، يمكن أن ينحني الهيكل العظمي، مما يتسبب في وضعية سيئة. التمارين المنتظمة والنشاط البدني يمكن أن يمنع ذلك.
مع مرور الوقت، تزداد كمية الأملاح المعدنية في العظام. وفي الوقت نفسه، يفقدون مرونتهم. تكتسب العظام الصلابة عن طريق الأملاح المعدنية، والتي تشمل الكالسيوم والمغنيسيوم والفوسفور والفلور. ولكن مع الأحمال المفرطة، فإنها يمكن أن تؤدي إلى الأضرار والكسور.
الكالسيوم مهم بشكل خاص للعظام. كتلته في جسم الإنسان 1 كجم عند النساء و 1.5 كجم عند الرجال.
دور الكالسيوم في الجسم
يوجد 99% من إجمالي كمية الكالسيوم في العظام، مما يشكل إطارًا هيكليًا قويًا. والنسبة المتبقية تأتي من الدم. هذا العنصر الكبير هو مادة بناء الأسنان والعظام، وهو شرط ضروري لنموها وتطورها.
في جسم الإنسان، ينظم الكالسيوم أيضًا عمل الأنسجة العضلية، بما في ذلك القلب. جنبا إلى جنب مع المغنيسيوم والصوديوم، فإنه يؤثر على مستوى ضغط الدم، ومع البروثرومبين - على تخثره.
تنشيط الإنزيمات، الذي يحفز آلية تخليق الناقلات العصبية، يعتمد أيضًا على مستوى الكالسيوم. هذه مواد نشطة بيولوجيًا تنتقل من خلالها النبضات من خلايا الأنسجة العصبية إلى العضلات. يؤثر هذا العنصر الكبير أيضًا على تنشيط عدد من الإنزيمات التي تؤدي وظائف مختلفة: تحلل البوليمرات الحيوية، واستقلاب الدهون، وتخليق الأميليز والمالتاز.
يعزز الكالسيوم نفاذية أغشيتها بشكل خاص. وهذا مهم جدًا لنقل المواد المختلفة والحفاظ على التوازن - ثبات البيئة الداخلية للجسم.
الأطعمة الصحية
كما ترون، فإن نقص الكالسيوم في الجسم يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات خطيرة في عمله. كل يوم يجب أن يستهلك الطفل حوالي 600 ملغ من هذه المادة، والبالغ - 1000 ملغ. وبالنسبة للنساء الحوامل والمرضعات، يجب زيادة هذا الرقم بمقدار مرة ونصف إلى مرتين.
ما هي الأطعمة الغنية بالكالسيوم؟ بادئ ذي بدء، هذه مجموعة متنوعة من منتجات الألبان: الكفير، الحليب المخمر، القشدة الحامضة، الجبن القريش... والرائد بينهم هو أنواع الجبن الصلبة. ولا يتعلق الأمر حتى بكمية الكالسيوم، بل يتعلق بشكله. تحتوي هذه المنتجات على سكر الحليب - اللاكتوز، مما يعزز امتصاص هذا العنصر الكيميائي بشكل أفضل. تعتمد كمية الكالسيوم أيضًا على محتوى الدهون. كلما انخفض هذا المؤشر، كلما زاد وجوده في منتج الألبان.
كما أن الخضروات غنية بالكالسيوم. هذه هي السبانخ والقرنبيط والملفوف والقرنبيط. المكسرات الأكثر قيمة هي اللوز واللوز البرازيلي. المخزن الحقيقي للكالسيوم هو بذور الخشخاش والسمسم. من المفيد استهلاكها نيئة وفي شكل حليب.
كما أن تناول نخالة القمح والمخبوزات المصنوعة من دقيق الحبوب الكاملة وجبن الصويا والحليب وأوراق البقدونس والشبت والريحان والخردل يساعد أيضًا على زيادة مستويات الكالسيوم.
أعراض خطيرة
كيف نفهم أنه لا يوجد ما يكفي من الكالسيوم في الجسم لتطوره الطبيعي؟ المظاهر الخارجية لهذا هي الضعف، والتهيج، والتعب، وجفاف الجلد، وهشاشة الأظافر. مع النقص الخطير في الكالسيوم، هناك تسوس الأسنان، والتشنجات، والألم وتنميل الأطراف، وانتهاك تخثر الدم، وانخفاض المناعة، وعدم انتظام دقات القلب، وتطوير إعتام عدسة العين، والميل إلى كسور العظام المتكررة. في مثل هذه الحالات، من الضروري التبرع بالدم، وإذا لزم الأمر، بدء العلاج.
لذا فإن المكونات المعدنية هي التي تعطي العظام صلابتها. بادئ ذي بدء، هذه هي الأملاح، والتي تشمل الكالسيوم والمغنيسيوم والفوسفور.
هيكل ووظائف نظام الهيكل العظمي البشري
الهيكل والتركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية للعظام
كل عظمة في الإنسان الحي هي عضو معقد: فهي تحتل موقعًا محددًا في الجسم، ولها شكل وبنية معينة، وتؤدي وظيفتها المميزة.
تشارك جميع أنواع الأنسجة في تكوين العظام، ولكن المكان الرئيسي يشغله النسيج العظمي. يغطي الغضروف فقط الأسطح المفصلية للعظام، ويغطى الجزء الخارجي من العظم بالسمحاق، ويقع نخاع العظم في الداخل.
يحتوي العظم على أنسجة دهنية وأوعية دموية وليمفاوية وأعصاب. تحدد السمات الهيكلية للأنسجة العظمية أهم سمة للعظم - قوتها الميكانيكية. يمكن مقارنة قوة العظام بقوة المعدن، على سبيل المثال، يمكن لعظم الساق، وهو جزء من الهيكل العظمي للأطراف السفلية، والموضع عموديًا، أن يتحمل حمولة تزن حوالي طنين.
تركيبها الكيميائي له أهمية كبيرة لقوة العظام. تحتوي العظام الحية على 50% ماء، و12.5% مواد بروتينية عضوية (ossen وossemucoid)، و21.8% معادن غير عضوية (بشكل رئيسي فوسفات الكالسيوم) و15.7% دهون.
المواد المعدنية تعطي العظام الصلابة، والمواد العضوية تعطي المرونة والمرونة.
تتشكل أنظمة الصفائح العظمية من أنسجة العظام. إذا كانت صفائح العظام تتلاءم بإحكام مع بعضها البعض، فهي كثيفة أو المدمجمادة العظام. إذا كانت العارضة العظمية موجودة بشكل فضفاض، فإنها تشكل الخلايا إسفنجيمادة العظام. تعتمد نسبة المواد المدمجة والإسفنجية في العظام المختلفة على أهميتها الوظيفية. تحتوي العظام التي تؤدي وظائف الدعم والحركة على مادة أكثر إحكاما. يجب أن نتذكر أنه في كل من المادة المدمجة والإسفنجية، لا توجد العارضتان العظميتان بشكل عشوائي، ولكن بشكل منتظم بشكل صارم على طول خطوط قوى الضغط والشد، أي. في اتجاه تأثير أحمال القوة على العظام.
من الخارج، يُغطى العظم بغشاء رقيق من النسيج الضام - السمحاق. يحتوي السمحاق على عدد كبير من الأعصاب والأوعية الدموية التي تزود الأنسجة العظمية. هناك أيضًا الخلايا المكونة للعظام (الخلايا العظمية العظمية)، التي تحدد نمو سمك العظام واندماج شظايا العظام أثناء الكسور. تتشكل الخشونة والدرنات والتلال على سطح العظام في مواقع الارتباط العضلي، ويتم تحديد موقعها ودرجة تطورها من خلال الأحمال الحركية. تكون هذه الأعراض أكثر وضوحًا عند الرجال عنها عند النساء، وعند الأشخاص الذين يمارسون الرياضة، تكون أكثر وضوحًا منها عند الأشخاص الذين لا يمارسونها.
كما تختلف العظام التي تشكل الهيكل العظمي في الشكل. هناك 4 أنواع من العظام: طويلة أو أنبوبية، قصيرة، مسطحة أو واسعة، مختلطة. عظام أنبوبيةهي جزء من الهيكل العظمي للأطراف (عظم الفخذ وعظم العضد، عظام الساعد، الساق، إلخ.) يحتوي كل عظم أنبوبي على جزء طويل أوسط ( جدل) ونهايتين مفصليتين ممتدتين ( المشاش). في مرحلة الطفولة، يقع الغضروف بين الشلل والمشاش، وفي البالغين يتم استبدال هذه الغضاريف بأنسجة عظمية. يتكون جدل العظم الأنبوبي من مادة عظمية مدمجة. يوجد داخل الحجاب تجويف نخاع العظم مملوء بنخاع العظم الأصفر. تتكون المشاشات من مادة عظمية إسفنجية تحتوي خلاياها على نخاع العظم الأحمر.
نخاع العظم الأحمر هو عضو مهم للغاية في تكوين الدم. ويتكون من شبكة دقيقة من ألياف النسيج الضام التي ينضج فيها عدد كبير من خلايا الدم الحمراء والبيضاء. يتم غسل هذه الخلايا عن طريق مجرى الدم وتنتشر في جميع أنحاء الجسم.
في الفترة الجنينية للنمو وفي مرحلة الطفولة المبكرة، تمتلئ تجاويف نخاع العظم في جدل العظام الأنبوبية الطويلة أيضًا بنخاع العظم الأحمر. مع مرور الوقت، يتعرض للتحلل الدهني ويتحول إلى نخاع العظم الأصفر.
خلال كامل فترة النمو والتطور، بين الشلل والمشاش للعظام الأنبوبية توجد طبقة غضروفية، ما يسمى الغضروف المشاشي، الذي بفضله ينمو العظم في الطول. يحدث الاستبدال الكامل لهذا الغضروف بالعظم عند النساء بعمر 18-20 سنة، وعند الرجال بعمر 23-25 سنة. ومن هذا الوقت فصاعدًا، يتوقف نمو الهيكل العظمي، وبالتالي نمو الإنسان.
وتتكون مجموعة أخرى عظام قصيرة، مبنية مثل المشاش للعظام الأنبوبية الطويلة. تتكون هذه العظام (الفقرات، وعظام القص، وعظام الرسغ، والرسغ، وما إلى ذلك) بشكل أساسي من مادة عظمية إسفنجية، ولا يتم تغطيتها إلا من الخارج بطبقة رقيقة من مادة عظمية مدمجة.
عظام مسطحةتتكون من لوحين من مادة عظمية مدمجة بينهما مادة إسفنجية. تؤدي هذه العظام وظيفة وقائية بشكل أساسي، حيث تحد من التجاويف (الجدارية والحوضية وما إلى ذلك) بأسطحها الواسعة. تحتوي بعض العظام على تجاويف حاملة للهواء في الداخل، وتسمى العظام الحاملة للهواء (العظم الجبهي، الفك العلوي، الغربالي، إلخ).
النرد المختلطوتتميز بمجموعة متنوعة من الهياكل، على سبيل المثال، عظام الوجني والأنف، وعظم الفك السفلي.
اتصال العظام
هناك نوعان رئيسيان من الوصلات العظمية: مستمرة ومتقطعة. في مستمرعند التقاطع، ترتبط العظام ببعضها البعض من خلال طبقة مستمرة من النسيج الضام الغضروفي أو الليفي، مما يسمح فقط بإزاحة طفيفة للعظام، وحتى ذلك الحين ليس دائمًا. إنه غائب تمامًا إذا تم استبدال الطبقة بأنسجة عظمية، على سبيل المثال، عندما تندمج الفقرات العجزية في عظم واحد - العجز. يتم تحقيق جمود عظام جمجمة الدماغ من خلال حقيقة أن النتوءات العديدة لعظم واحد تتلاءم مع المنخفضات المقابلة للعظم الآخر. ويسمى هذا الاتصال للعظام التماس.
يتم تحقيق حركة طفيفة عن طريق منصات غضروفية مرنة، يوجد بداخلها تجويف مملوء بكتلة هلامية. توجد مثل هذه الحشيات بين الفقرات الفردية. عند الضغط عليها، على سبيل المثال، عندما تنقبض عضلات العمود الفقري، يتم ضغط وسادات الغضروف وتتحرك الفقرات بالقرب من بعضها البعض قليلاً. لنفس السبب، عندما يستلقي الشخص وعضلاته مسترخية، يكون جسده أطول قليلاً مما هو عليه عندما يكون واقفاً. عند الثني إلى الجانب، تنقبض العضلات على جانب واحد فقط من العمود الفقري، وبالتالي يتم ضغط وسادات الغضروف الموجودة على جانب الثني، بينما يتم تمدد تلك الموجودة على الجانب الآخر. وبالتالي فإن الفقرات، خاصة في منطقة أسفل الظهر والرقبة، يمكن أن تميل بالنسبة لبعضها البعض. يوفر العمود الفقري بأكمله نطاقًا كبيرًا من الحركة ويمكنه الانحناء للأمام والخلف والجانبين. عند المشي والجري والقفز، تعمل طبقات الغضاريف المرنة كزنبركات، مما يخفف الصدمات الحادة ويحمي الجسم من الاهتزاز. وهذا له أهمية خاصة للحفاظ على الأنسجة الحساسة للحبل الشوكي والدماغ.
يسمى الاتصال بين العظام متقطعأو مشتركإذا كانت المسافة بينهما ضيقة. يحيط بكل مفصل جراب مصنوع من نسيج ضام كثيف للغاية. في سماكة الكيس ومن حوله توجد أربطة قوية ومرنة. تنمو حواف الكيس مع الأربطة حتى العظام على مسافة ما من الأسطح الملامسة لها وتغلق تجويف المفصل بإحكام. يتم تغطية الأسطح الملامسة أو المفصلية للعظام بطبقة من الأنسجة الغضروفية، مما يقلل بشكل كبير من الاحتكاك بين العظام وبالتالي يسهل حركتها. يتم أيضًا تسهيل تقليل الاحتكاك من خلال السائل الذي يتم إطلاقه باستمرار على السطح الداخلي للكيس ويعمل كمواد تشحيم. عندما يتمدد الجراب، يتشكل ضغط سلبي في تجويف المفصل. يمنع العظام من التباعد ويمنح المفصل قوة قصوى. إذا تم ثقب الكيس، فسوف يدخل الهواء إلى الداخل ولن يتم إنشاء ضغط سلبي. ولذلك، فإن المفصل مع الجراب المثقوب يكون أقل متانة. نتيجة للأحمال المفرطة على المفصل، قد يتضرر: التواء أو تمزق الأربطة، تشريد الأطراف المفصلية للعظام ( خلع المفاصل).
تختلف الأسطح المفصلية للعظام في الشكل. وفقا لهذا، يتم تقسيم المفاصل إلى كروية، إهليلجية، أسطوانية، على شكل كتلة، على شكل سرج ومسطحة. يحدد شكل الأسطح المفصلية نطاق واتجاه الحركات التي تحدث حول ثلاثة محاور. هناك مفاصل أحادية المحور وثنائية المحور وثلاثية المحاور. أحادي المحورالسماح بالحركات حول محور واحد فقط، بمعنى آخر، في مستوى واحد (على سبيل المثال، الثني والتمدد بين عظام الأصابع)، ذو محورين- حول محورين، أو في مستويين، متعامدين بشكل متبادل (على سبيل المثال، المفصل بين نصف القطر والمعصم). ثلاثة محاور (متعدد المحاور)توفر المفاصل الحركة في جميع الاتجاهات - الثني والتمديد والإبعاد والدوران (على سبيل المثال، مفصل الكتف).
هناك أيضًا نوع انتقالي من الاتصال العظمي - شبه المفاصل. في أشباه المفاصل لا توجد محفظة مفصلية، ولكن يوجد نسيج غضروفي بين العظام (على سبيل المثال، المفصل الغضروفي لعظام العانة).
الهيكل العظمي
ينقسم الهيكل العظمي للإنسان إلى أربعة أقسام: الهيكل العظمي للرأس (الجمجمة)، والهيكل العظمي للجذع، والهيكل العظمي للأطراف العلوية والسفلية.
الهيكل العظمي للجذعيشمل العمود الفقري (العمود الفقري)، القص والأضلاع. العمود الفقري هو نوع من محور الجسم. ويتصل طرفه العلوي بالجمجمة، ويتصل طرفه السفلي بعظام الحوض. يتكون العمود الفقري من 33-34 فقرة: 7 عنقية، 12 صدرية، 5 قطنية، 5 عجزية، مندمجة في عظم واحد - العجز، و4-5 عصعصية. وتتميز الفقرة من الأمام بجسم ضخم، ومن الخلف بقوس له عدة عمليات، بعضها بمثابة ملحقات للعضلات، والبعض الآخر للاتصال بالفقرات المجاورة. يقع الحبل الشوكي في القناة الشوكية، التي تتكون من الفتحات الموجودة بين الجسم والقوس الفقري.
ترتبط فقرات المناطق العنقية والصدرية والقطنية ببعضها البعض باستخدام الغضروف الفقري والأربطة والمفاصل. نطاق الحركة بين فقرتين صغير، ولكن بشكل عام تتمتع هذه الأجزاء من العمود الفقري بقدرة كبيرة على الحركة.
يتكون الجزء العجزي والعصعصي من العمود الفقري من فقرات مدمجة معًا، وبالتالي فإن هذا الجزء من العمود الفقري يكون بلا حراك عمليًا.
يحتوي العمود الفقري البشري على أربعة منحنيات: اثنان محدبان من الأمام، ويطلق عليهما اسم اللوردوس (عنق الرحم والقطني)، والاثنان الآخران محدبان من الخلف، ويسمىان حداب(الصدرية والعجزية).
منحنيات العمود الفقري هي سمة مميزة للشخص مرتبطة بالوضع الرأسي للجسم. بفضل هذه الانحناءات، يتم نقل مركز ثقل جسم الشخص الواقف إلى الخلف ويقع على خط عمودي يمر بين باطن القدمين، أقرب إلى الكعب. يضمن هذا الوضع لمركز الجاذبية التوازن ويجعل المشي على قدمين أسهل بكثير. المنحنيات تجعل العمود الفقري أكثر مرونة ومرونة. عند المشي والجري والقفز وجميع أنواع الحركات المفاجئة، فإنه ينبض وبالتالي يحمي الجسم من الاهتزاز.
يشكل القفص الصدري القاعدة العظمية للتجويف الصدري. يحمي القلب والرئتين والكبد ويعمل كنقطة ربط لعضلات الجهاز التنفسي وعضلات الأطراف العلوية. يتكون القفص الصدري من عظمة القص و12 زوجًا من الأضلاع المتصلة من الخلف بالعمود الفقري.
الفقرات الصدرية هي جزء لا يتجزأ من الصدر. ويخرج من كل فقرة صدرية زوج من الأضلاع المتصلة بها بشكل متحرك.
ترتبط الأطراف الأمامية للأزواج العشرة العلوية من الأضلاع عن طريق الغضاريف بعظمة الصدر، أو القص، وتنمو غضاريف الأزواج الثامن والتاسع والعاشر من الأضلاع معًا وتنضم إلى غضاريف الزوج السابع والحادي عشر والثاني عشر من هذه الأزواج لا تصل إلى القص وتنتهي بحرية.
هيكل عظمي للرأس، أو سكل، يتكون من الأجزاء الأمامية والدماغية. تشكل الجمجمة تجويفًا كبيرًا يقع فيه الدماغ. تشتمل جمجمة الدماغ على العظام التالية: الجبهي، والجداريان، والقذالي، والعظم الصدغي، والعظم الغربالي الرئيسي.
تشتمل جمجمة الوجه على الفكين العلوي والسفلي، والعظام الوجنية، والعظام الحنكية، والميكعة، وعظام الأنف، والمحارات السفلية، والعظام الدمعية.
تكون وصلات عظام الجمجمة مستمرة في الغالب ويتم إجراؤها باستخدام الغرز. لا يوجد سوى مفصل واحد متحرك متقطع - المفصل الصدغي الفكي.
الهيكل العظمي للأطراف العلويةيتكون من عظام حزام الكتف التي تتكون من لوح الكتف والترقوة، وعظام الطرف العلوي الحر، حيث يتميز عظم العضد، ويتصل بشكل متحرك بالكتف؛ الساعد، يتكون من عظمتين - الزند والكعبرة؛ اليد، والتي تتضمن عظام صغيرة من الرسغ، وخمس عظام طويلة من المشط وكتائب الأصابع (اثنتان في الإبهام، وثلاثة في الباقي).
الهيكل العظمي للأطراف السفليةتتكون من عظام حزام الحوض وعظام الطرف السفلي الحر. يتكون حزام الأطراف السفلية أو حزام الحوض من العجز وعظمتي الحوض المتصلتين به بلا حراك، والتي ترتبط أيضًا ببعضها البعض بلا حراك من الأمام. في الطرف السفلي يوجد: الفخذ؛ عظمتان من أسفل الساق - الظنبوب والشظية؛ القدم، وتتكون من عظام الطرسوس ومشط القدم وسلاميات أصابع القدم.
يشكل عظم الفخذ مفصل الركبة مع عظمة الساق، والتي تتاخم أمامها عظمة صغيرة - الرضفة، التي تحمي مفصل الركبة من التلف.
تطوير نظام الهيكل العظمي
خلال عملية التطور قبل الولادة وبعدها، يخضع الهيكل العظمي للطفل لتحولات معقدة. يختلف الهيكل العظمي للطفل عن الهيكل العظمي للبالغين من حيث الحجم والنسب والبنية والتركيب الكيميائي للعظام. يبدأ تكوين الهيكل العظمي في منتصف الشهر الثاني من التطور الجنيني ويستمر حتى 18-25 سنة من الحياة بعد الولادة.
في البداية، يتكون الهيكل العظمي للجنين بأكمله من أنسجة غضروفية. وبعد ذلك يتم تدمير الأنسجة الغضروفية، ويتكون مكانها أنسجة عظمية، أي. يحدث تعظم الهيكل العظمي. ومع ذلك، فإن معظم عظام الدماغ وجمجمة الوجه تظهر في مكان النسيج الضام الأولي المضغوط، أي. دون تكوين مسبق للغضاريف.
يسبق تطور الأنسجة العظمية الانتشار السريع لخلايا النسيج الضام الأولية، والتي تبدأ في إنتاج مادة بين الخلايا مميزة للأنسجة العظمية بشكل مكثف. تسمى هذه الخلايا بانيات العظم، أي. صانعي العظام، والغشاء الذي يغطي الجزء الخارجي من العظم السمحاق. لا تكتمل عملية التعظم عند الولادة، لذلك لا يزال هناك الكثير من الغضروف في الهيكل العظمي للطفل حديث الولادة، والعظم نفسه يختلف بشكل كبير في التركيب الكيميائي عن عظام الشخص البالغ. في المراحل الأولى من تكوين ما بعد الولادة، يحتوي على الكثير من المواد العضوية، وليس لديه قوة ويتشوه بسهولة تحت تأثير التأثيرات الخارجية غير المواتية: الأحذية الضيقة، والوضع غير الصحيح للطفل في السرير أو بين الذراعين، وما إلى ذلك. تحدث سماكة مكثفة للجدران وزيادة في قوتها الميكانيكية لمدة تصل إلى 6-7 سنوات. بعد ذلك، حتى سن 14 عامًا، لا يتغير سمك الطبقة المدمجة عمليًا، وبعد 14 عامًا وحتى 18 عامًا، تزداد قوة العظام مرة أخرى.
تنمو العظام المختلفة بشكل مختلف. عظام مسطحة، مثل، على سبيل المثال، معظم عظام الدماغ وجمجمة الوجه، يزداد حجمها عن طريق تطبيق أنسجة عظمية جديدة على السطح (نمو السمك) وعلى طول الحواف. وإلا فإنها تنمو لفترة أطول من أطرافها. أولاً، تتشكل الأنسجة العظمية في منتصف الجسم، سواء على سطحه أو داخل الغضروف. تدريجيا، ينتشر التعظم إلى الجسم بأكمله؛ بعد ذلك بكثير، تظهر جزر الأنسجة العظمية في المشاش. ومع ذلك، تبقى طبقة من الأنسجة الغضروفية على الحدود بين الحجاب الحاجز والمشاش. على جانب الحجاب الحاجز، يتم تدمير هذه الطبقة جزئيا واستبدالها بأنسجة العظام، لكنها لا تختفي، حيث يتم تشكيل خلايا جديدة فيها. ونتيجة لذلك، تزداد المسافة بين المشاش، أي أن العظم ينمو في الطول. عندما تتعظم الطبقة الغضروفية، يصبح نمو العظام في الطول مستحيلاً.
يكتمل التحجر النهائي للهيكل العظمي عند النساء في سن 17-21 سنة، وعند الرجال في سن 19-25 سنة. تتعظم عظام أجزاء مختلفة من الهيكل العظمي في أوقات مختلفة. على سبيل المثال، ينتهي تعظم العمود الفقري بعمر 20-25 عامًا، وتعظم أطراف الفقرات حتى بعمر 30 عامًا؛ ينتهي تعظم اليد عند عمر 6-7 سنوات، وتعظم عظام الرسغ عند عمر 16-17 سنة؛ عظام الأطراف السفلية - بحوالي 20 عامًا. وفي هذا الصدد، يمكن أن يؤدي العمل اليدوي المكثف والدقيق إلى تعطيل نمو عظام اليد، كما أن ارتداء أحذية غير مريحة يمكن أن يؤدي إلى تشوه القدم.
يتميز العمود الفقري لحديثي الولادة بعدم وجود أي انحناءات ويتميز بالمرونة الشديدة. في سن 3-4 سنوات، يكتسب جميع الانحناءات الأربعة التي يتم ملاحظتها عند الشخص البالغ. في 3 أشهر يظهر قعس عنق الرحم، في 6 أشهر - حداب صدري، وبحلول السنة الأولى - قعس قطني. آخر ما يتشكل هو الحداب العجزي. ومع ذلك، حتى سن 12 عامًا، يظل العمود الفقري للطفل مرنًا وتكون منحنيات العمود الفقري ثابتة بشكل سيء، مما يؤدي بسهولة إلى انحناءه في ظروف النمو غير المواتية. لوحظ زيادة في معدل نمو العمود الفقري في سن المدرسة الابتدائية، في 7-9 سنوات، ومع بداية سن البلوغ. بعد 14 عامًا، لا ينمو العمود الفقري عمليًا. بحلول سن 12-13 عامًا، يشبه الصدر بالفعل صندوق شخص بالغ بشكل كبير.
تندمج عظام الحوض في سن 7-8 سنوات، ومن سن 9 سنوات تتشكل اختلافات بين الجنسين في بنية الحوض عند الفتيات والفتيان. بشكل عام، يقترب هيكل الحوض من شخص بالغ يبلغ من العمر 14-16 عاما، من هذه اللحظة، الحوض قادر على تحمل الأحمال الكبيرة.
الهيكل العظمي للرأس يخضع لتغييرات كبيرة. في الأطفال حديثي الولادة، لا تتلامس العظام المسطحة لجمجمة الدماغ مع بعضها البعض بطولها بالكامل. الفجوة بين العظام الأمامية والجدارية كبيرة بشكل خاص - أماميأو اليافوخ الكبير. يصبح متضخمًا تدريجيًا بحلول نهاية السنة الأولى وبداية السنة الثانية من العمر. المسافة بين العظم القذالي والعظمين الجداريين ( اليافوخ الصغير) ينمو خلال الأشهر الأولى من حياة الطفل، وفي أغلب الأحيان قبل ولادته.
حتى الكدمات البسيطة في مناطق رأس الرضيع غير المحمية بالعظام يمكن أن تؤدي إلى أضرار خطيرة في السحايا والدماغ نفسه. ولذلك يجب توخي الحذر عند التعامل مع الطفل في الأشهر الأولى من حياته، على سبيل المثال عند الاستحمام أو التقميط.
عند الأطفال في سن مبكرة، يكون الجزء الدماغي من الجمجمة أكثر تطوراً من الجزء الوجهي. مع تقدم العمر، وخاصة من 13 إلى 14 سنة، تنمو منطقة الوجه بقوة أكبر وتبدأ في السيطرة على الدماغ. عند الأطفال حديثي الولادة، يكون حجم الجزء الدماغي من الجمجمة أكبر بـ 6 مرات من حجم الجزء الوجهي، وفي البالغين أكبر بمقدار 2-2.5 مرة.
يتم ملاحظة نمو الرأس في جميع مراحل نمو الطفل، ويحدث بشكل مكثف خلال فترة البلوغ.