۵ - رشد و تغییر استخوان

استخوان زنده یه ساختار پویاست. استخوان دایما تغییر میکنه، از ابتدای رشد جنین تا مرگ. بیشتر اسکلت یه نوزاد، غضروف ه، اما همونطور که بچه رشد میکنه، غضروف، استخوانی، یا تبدیل به استخوان سفت میشه. همونطور که قد بچه بلند میشه، استخوانها هم مشخصا بلند میشن. اما عرض اونها هم زیاد میشه تا از وزن بیشتر و نیروهای عضلانی قویتر حمایت کنن. تغییرات طولی معمولا از ۲۵-۱۸ سالگی کامل میشن اما تغییرات عرضی استخوان در طول زندگی ادامه مییابد. در این بخش تغییرات اندازه های استخوان و نقش استرس مکانیکی روی این تغییرات رو توضیح میدم.

۴- استخوانهای متصل کننده: مفاصل

مفصل در جایی که دو استخوان در بدن با هم ملاقات می‌کنند و یا کنار هم، وجود دارد. سه طبقه بندی اصلی مفصل، توضیح میدهد که بین استخوانهای درحال صحبت، چه مقدار حرکت مجاز است: غیر قابل حرکت، کمی قابل حرکت، آزادانه قابل حرکت. میزان حرکت ممکن در یه مفصل، دامنه حرکت (range of motion - ROM) نامیده میشه. مفاصل قابل حرکت به استخوان امکان میدن تا نسبت به حرکت کنن و در عین حال، حامی بدن هم هستن. مفصلهای متحرک آزاد، یه ROM بزرگ رو بین استخوانها ارایه میدن و به عنوان اهرم عمل میکنن و نقش جالبی تو حرکت انسان بازی میکنن. من بیشترین توضیح رو در مورد این نوع مفصل میدم که غالبا بهش مفصل سینوویال (synovial) گفته میشه.

۳- جنس و ساختار استخوانها

کلمه استخوان هم بخش فیزیکی، ساختار قابل شناسایی هر استخوان اسکلت و هم بافتی که بخش فیزیکی (ساختار قابل شناسایی که به طور معمول به "استخوان" معروفه) رو میسازه، توضیح میده. یه استخوان فیزیکی شامل بافت استخوان و بافتهای دیگه مثل مغز (ماده چربی مانند که درون استخوان رو پر میکنه) و خون ه. استخوانها به صورتی غنی بوسیله رگهای خونی تغذیه میشن که بهشون اجازه میده که وقتی آسیب میبینن، ترمیم بشن.

بافتها با هم کار میکنن تا به استخوان فیزیکی اجازه بدن که چند تا نقش رو در سیستم اسکلتی انجام بدن. در این بخش، یه خلاصه از بافت استخوان رو میگم و بدش ساختار فیزیکی استخوان تو در نظر میگیرم.

۲ - چگونگی طبقه بندی استخوانها

دو بخش اصلی در سیستم اسکلتی وجود داره (همونطور که در شکل ۱-۱۳ نشون داده شده):
اسکلت محوری: اسکلت محوری در بخش مرکزی یا محوری اسکلت قرار داره، اسکلت محوری شامل جمجمه، قفسه سینه، و استخوانهای ستون فقرات میشه.
اسکلت زائده ای: اسکلت زائده ای به اسکلت محوری متصل یا اضافه شده. اسکلت زائده ای شامل بازوها و پاها، همچنین کتف - scapulae (تیغه های شانه که هر استخوان یک scapulaست) و لگن است. scapulae رابط های بین بازوها و اسکلت محوری هستند، در حالی که لگن، پاها و اسکلت محوری را متصل میکند.

۱ - کارهای سیستم اسکلتی

سیستم اسکلتی پنج نقش اصلی دارد:

تولید سلول خونی: بیشتر سلول‌های قرمز و سفید که خون را می‌سازند، درون استخوان‌ها تولید می‌شوند.

ذخیره مواد معدنی: استخوان‌ها شامل مواد معدنی بسیاری (بیشتر کلسیم) هستند. کلسیم به استخوان‌ها استقامت می‌بخشد. کلسیم همچنین توسط ماهیچه‌ها حین روند ایجاد تنش یا نیروی ماهیچه‌ای و در سیستم عصبی برای انتقال سیگنال‌ها بین عصب‌ها استفاده می‌شود. استخوان‌ها منبعی از کلسیم را برای استفاده هنگامی‌که ذخیره کافی در دسترس ماهیچه‌ها و اعصاب نیست را ارائه می‌دهد. کلسیم از استخوان‌ها خارج می‌شود تا کمبود را جبران کن. بااین‌حال، خروج بیش‌ازحد کلسیم می‌تواند به کاهش استقامت استخوان منجر شود.

مراقبت از ارگان‌های مهم: ارگان‌های حیاتی شامل

• سیستم عصبی مرکزی (مغز توسط جمجمه و نخاع به‌وسیله مهره‌های ستون فقرات، که به تیره پشتی هم معروف ست و درواقع از ۲۶ استخوان جدا تشکیل‌شده، محافظت می‌شود)
• ارگان‌های داخلی، مثل قلب، شش‌ها، کبد، و طحال که همگی به‌وسیله قفسه سینه محافظت می‌شوند.
• کلیه‌ها، مثانه، و ارگان‌ها تولیدمثل که به‌وسیله استخوان‌های لگن محافظت می‌شوند.

اجازه حرکت: استخوان‌ها یه سیستم محکم اهرمی (رابط‌ها) ارائه میکنن که درمفاصل و با گشتاور ایجادشده به‌وسیله نیروی ماهیچه‌ها کنترل می‌شوند. گشتاور ایجادشده به‌وسیله ماهیچه‌ها، سبب ایجاد، جلوگیری، و کنترل چرخش بخش‌های مرتبط میشه تا اجازه ارتباط با محیط رو بده. فصل ۸ توضیح می‌ده که چجوری نیروی ماهیچه‌ای یه گشتاور یا اثر چرخشی رو در مفصل ایجاد میکنه.

حمایت از بدن هنگام استراحت و هنگام حرکت: استخوان‌ها و رباط‌ها به‌وسیله ماهیچه‌ها کشیده میشن تا با اثر همیشه حاضر نیروی جاذبه که بدن رو به پایین میکشه، مقابله کنه. بدون سیستم اسکلتی، تنها صاف ایستادن هم غیر ممکنه.

سه نقش آخری، نقش‌های مکانیکی سیستم اسکلتی هستند.

۰ - استخوان سازی بایومکانیک اسکلتی

در این فصل

• درک نقشی که استخوان‌ها بازی می‌کنند
• نگاه به اینکه استخوان‌ها از چه درست‌شده‌اند
• تمرکز روی شکل استخوان‌ها
• مدل‌سازی و بازسازی استخوان‌ها

سیستم اسکلتی شامل استخوان‌ها، مفاصل - جایی که دو استخوان به هم می‌رسند، و غضروف و رباط‌ها در مفاصل می‌شوند. این فصل روی نام تقریباً ۲۰۶ استخوان، ۳۶۰مفصل و ۹۰۰ رباط بدن انسان متمرکز نیست. به‌جایش، بایومکانیک اسکلتی به این نگاه می‌کند که چگونه سیستم اسکلتی ساختار عمومی بدن را ارائه می‌کند، تکیه‌گاه ارائه میکنه و اجازه حرکت می‌دهد. سیستم اسکلتی بسیار پویاست، تعامل با انواع نیروها ایجادشده در طول زندگی را تحت تأثیر قرار می‌دهد و به آنها پاسخ می‌دهد. سیستم اسکلتی بسیار پیچیده‌تر از سفینه فضایی ست و حتی توانایی‌اش برای سازگاری و تعمیرش بسیار شگفت‌انگیز است.

بایومکانیک اسکلتی توضیح می‌دهد که چگونه ساختار و معماری استخوان‌ها و رباط‌هاو غضروف‌ها در مفاصل، اتکا و حرکت بدن را تحت تأثیر قرار می‌دهد یا تحت تأثیرآن قرار می‌گیرد. این فصل همچنین توضیح می‌دهد که چگونه سیستم اسکلتی تحت تأثیراسترس مکانیکی قرار می‌گیرد که می‌تواند خوب (مثلاً هنگام تمرین) یا بد (مثلاً وقتی آسیب‌ها و بیماری‌ها رخ می‌دهند) باشد.

اگر به نام تک‌تک استخوان‌ها و عمل مفصل علاقه دارید، Anatomy & Physiology For Dummies، ویرایش دوم، نوشته Maggie Norris و Donna Rae Siegfried (انتشارات Wiley)، شروع خوبی ست.