واقعیت‌های خواندنی درباره اسکلت بندی انسان

به گزارش خبرنگار  اگر کمی دقت، مطالعه عمیق بر روی بدنتان داشته باشید حتما به اسرار عجیب و شگفت انگیزی در هر نقطه از آن برمی خورید که می تواند شما را شگفت زده کند. یکی از موضوعاتی که قطعا شما از آن بی خبر هستید و ممکن است داشتن اطلاعاتی پیرامون آن شما را حیرت زده کند، ساختار بدنیتان و استخوان بندی بدنتان است که امروز باشگاه خبرنگاران جوان قصد دارد تا به تشریح حقایقی جالب درباره اسکلت بندی بدنتان در اختیار شما بگذارد.

ساختار بدن انسان

همانطور که می دانید؛استخوان‌بندی، شکل کلی بدن را ایجاد می‌کند و در طول عمر انسان تغییر نمی‌کند. بطور کلی شکل بدن تحت تأثیر توزیع‌های ماهیچه ای، بافت‌های چربی و هورمون‌های مختلف بوده و از طرفی قد نیز بستگی به ژنتیک و رژیم غذایی افراد دارد اما بطور کلی می توان گفت؛ شکل و ترکیب بدن تحت تأثیر عواملی مثل ژنتیک، رژیم غذایی و ورزش قرار دارد.

بدن انسان دارای چندین حفره است که بزرگترین آن حفره شکمی است. این حفره‌ها محل قرار گرفتن اندام‌های مختلف بدن از جمله ستون مهره‌ها است، که جریان مایع مغزی نخاعی از بطن مغز در آن جاری است. حفره‌های کوچک دیگری نیز در بدن هستند که سینوس نامیده می‌شوند و عملکرد‌های مختلفی دارند. بطور عمومی سینوس‌ها به سینوس‌های پارانازال اشاره دارند که در سینوزیت نقش دارند.

سینوس‌های پارانازال چهار جفت حفره هوایی در استخوان جمجمه است. این فضا‌های پر از هوا در بین چشم‌ها، بالای چشم‌ها، عمق‌تر در پشت چشم‌ها و اطراف حفره بینی قرار دارند.

 بررسی دقیق سیستم استخوان بندی بدن انسان

استخوان بندی انسان نسبت به برخی دیگر از اندام‌های بدن خاصیت دینامیک کمتری دارد و با این وجود استخوان‌های انسان ویژگی‌های منحصربفرد بسیاری دارند که به آن‌ها کمک می‌کند نقش محافظتی را برای دیگر اعضای بدن ایفا کنند. همچنین استخوان بندی انسان برخی ویژگی‌های جالب زیست شیمیایی دارد که می‌تواند کارکرد دیگر اعضای بدن را کنترل کند.

 جایگزینی خودکار استخوان

استخوان بندی بدن انسان که قبل از تولد نیز رشد قابل توجهی داشته و در مدت سال‌ها افزایش حجم پیدا می‌کند ممکن است از نظر یک شخص معمولی شبیه اسکلت بندی فولادی یک ساختمان فرض شود.

با این وجود اسکلت انسان در طول سال‌ها بتدریج از لحاظ حجم، قدرت و مواد معدنی موجود در مغز آن رشد کرده و یکباره یا در یک برهه‌ی زمانی کوتاه به تکامل نهایی خود نمی‌رسد. به عبارت دیگر ساختار استخوان انسان در طول عمر تغییر پیدا می‌کند که مهم‌ترین این تغییرات جایگزینی تدریجی و مداوم استخوان است که به جایگزینی تمامی ساختار هر استخوان به طور متوسط هر ۱۰ سال یکبار اطلاق می‌شود.

در دوران جوانی، فرآیند شکل گیری استخوان که به «مدل سازی» (modeling) معروف است این فرصت را در اختیار استخوان قرار می‌دهد که همراه با از بین رفتن بافت‌های فرسوده‌ی استخوانی، از درون آن‌ها ساختار‌های استخوانی جدیدی شکل گیرد که رشدطبیعی و سالم بافت‌های استخوانی بدن را در پی دارد.

با این وجود مدل سازی مجدد تنها در طول عمر انسان صورت می‌گیرد و نه در چند سال خاص و این مدل سازی به مهم‌ترین ابزار تغییر در ساختار استخوان شخص در ۲۰ سال اول زندگی او تبدیل می‌شود.

در طول فرآیند مدل سازی بسیاری از استخوان‌های بالغ به طور متوسط هر ۱۰ سال یکبار جایگزین می‌شوند. فرآیند‌های پیچیده‌ی مدل سازی و مدل سازی مجدد که به آن‌ها «متابولیسم استخوان» گفته می‌شود شامل ۵ مرحله‌ی فعالیت بیوشیمیایی از جمله هضم مواد استخوانی و بازتولید ساختار‌های استخوانی جدید می‌شوند.

 بیماری ملورهیوستوزیس

بیماری ملورهیوستوزیس (Melorheostosis) یکی از بیماری‌های ناخوشایند و نادری است که سیستم استخوانی بدن انسان را به خود دچار می‌کند. ملورهیوستوزیس یک ناهنجاری مزانشیمی (mesenchymal dysplasia) است که از یک میلیون نفر انسان تنها در یک نفر رخ می‌دهد و هنوز دلیلی برای وقوع آن پیدا نشده است. این بیماری باعث می‌شود که یک لایه‌ی استخوانی بسیار سخت به شکلی غیر عادی و با ظاهری شبیه ژله بر روی همان استخوان‌های قبلی تولید شود.

ظاهر این بافت استخوانی ناهنجار در تصویر اشعه‌ی ایکس مانند قطرات ذوب شده‌ی موم شمع است.امکان ابتلا به این بیماری ممکن است به دلیل استعداد ژنتیکی یا عوامل محیطی افزایش یا کاهش یابد. در یک مورد بسیار غیرمنتظره دو فرد دوقلو مشاهده شدند که یک نفر از آن‌ها به این ناهنجاری مبتلا بوده و دیگری هیچ نشانه‌ای از این بیماری در خود نداشت. علاوه بر این، پزشکان و محققان این بیماری را بسیار عجیب و غریب و غیرطبیعی دانسته اند که علائم بسیار گسترده‌ای نیز دارد. 

بر اساس گزارش انجمن ملورهیوستوزیس تاثیرات منفی این ناهنجاری می‌تواند از درد غیر قابل تحمل و فلج کننده تا وجود بافت‌های نرم استخوانی و بدشکلی در استخوان‌ها و حتی محدودیت‌های عملکردی شدید در ناحیه‌ی مبتلا شده متغیر باشد.

 تیغه‌های جمجمه و صدمه به مغز

اگر مغز ما در اثر ضربه دچار صدمه شود عمکلرد طبیعی خود را از دست خواهد داد. جمجمه‌های محکم ما معمولا می‌توانند از مغز ما در برابر ضربات شدید محافظت کرده و مانع از نفوذ اشیاء خارجی به درون آن شوند. با این وجود، مغز کاملا در درون جمجمه ثابت نشده و فضای خالی بین مغز و دیواره‌ی داخلی جمجمه باعث می‌شود که مغز بتواند حرکت کند.

اگر سر انسان تکان شدیدی بخورد مغز نیز در داخل جمجمه تکان خواهد خورد. در صورت متوقف شدن ناگهانی این تکان، مغز همچنان به دلیل اینرسی ایجاد شده به حرکت خود ادامه می‌دهد تا این که با دیواره‌ی داخلی جمجمه برخورد می‌کند. همچنین وارد آمدن ضربه به سر امواج ضربه‌ای را به وجود می‌آورد که باعث می‌شود مغز نیز به حرکت درآمده و در نهایت به دیواره‌ی داخلی جمجمه برخورد داشته باشد.

صدمه به مغز از راه دور نیز ممکن است در نتیجه‌ی انتقال امواج ضربه‌ای ایجاد شود و این یکی از همان مواردی است که ساختار جمجمه می‌تواند باعث تشدید آسیب به مغز شود. تیغه‌های استخوانی که در پایه‌ی جمجمه وجود دارند می‌توانند در صورت تماس پیدا کردن با مغز به آن صدمه وارد کنند که به ایجاد شکاف در مغز، پارگی و صدمات مشابهی مانند برخورد مغز با سطوح تیز و نوک دار منجر خواهد شد.

تکان خوردن مغز و نیرو‌های موثر در آن همچنین می‌توانند باعث کشیدگی اکسون‌های عصبی و پارگی مویرگ‌های مغزی شود. در واقع بسیاری از صدمات ضربه‌ای وارده به مغز انسان بدون سوراخ شدن جمجمه به وقوع می‌پیوندد. در صورتی که مغز به سمت عقب یا جلو یا هر کدام از طرفین تکان بخورد، آن طرف با دیواره‌ی جمجمه برخورد کرده و آسیب خواهد دید.

 استخوان بندی انسان متابولیسم قند را در بدن تحت تاثیر قرار می‌دهد

 استخوان بندی بدن انسان در واقع جزئی از سیستم درون ریز بدن و تنظیم کننده‌ی متابولیسم قند به شمار آمده و حتی متابولیسم انواع چربی را نیز تحت تاثیر خود قرار می‌دهد. در سال ۲۰۰۷، محققان مرکز پزشکی دانشگاه کلمبیا به این نتیجه رسیدند که سلول‌های استخوانی انسان سطح قند خون و مقدار ذخیره‌ی چربی را از طریق ترشح هورمون «اُستئوکالسین» (osteocalcin) تنظیم می‌کنند. هورمون استئوکالسین خود باعث تولید هورمون انسولین می‌شود، اما بدون کاهش حساسیت به انسولین که معمولا همراه با افزایش تولید انسولین در بدن دیده می‌شود.

علاوه بر این هورمون استئوکالسین تعداد سلول‌های نوع بی (B-cells) موجود در لوزالمعده که انسولین تولید می‌کنند را افزایش می‌دهد. این ترکیب باعث کاهش میزان ذخیره‌ی چربی در بدن نیز می‌شود. بدین ترتیب تحقیقات به روشنی نشان داده اند که سیستم استخوانی یک تنظیم کننده‌ی مهم متابولیسم در بدن بوده که تاثیر زیادی در فرآیند متابولیسم قند و همچنین کاهش و افزایش وزن دارد. در نتیجه باید گفت که عملکرد سیستم استخوان بندی انسان نقش مهمی در مشخص شدن علل بیماری دیابت نوع ۲ دارد، زیرا سطح استئوکالسین در افراد مبتلا به این نوع از دیابت بسیار پایین است.

بدین ترتیب با استفاده از این هورمون می‌توان میزان عوارض دیابت را در بیماران به مقدار قابل توجهی کاهش داد.

بر اساس گفته‌های دکتر جرارد کارسنتی، رییس دپارتمان ژنتیک و رشد در بخش پزشکی دانشگاه کلمبیا، کشف این موضوع که سلول‌های استخوانی انسان مسئول تنظیم متابولیسم قند به روش‌هایی است که قبلا شناخته شده نبودند، درک ما از کارکرد سیستم استخوانی بدن را به طور کامل تغییر خواهد داد و جنبه‌ای حیاتی از متابولیسم انرژی در بدن را برای ما آشکار خواهد کرد. این نتایج جنبه‌ی دیگری از سیستم غدد درون ریز که تاکنون کشف نشده بود را برای ما روشن کرده است.

 بیماری گورهام (Gorham)

سیستمی به استحکام، پیچیدگی و فعالیت بیولوژیکی شدید استخوان نقاط ضعفی نیز خواهد داشت. استخوان بندی نیز به مانند بقیه‌ی اعضای بدن می‌تواند به مشکلات متعددی دچار شود که برخی از آن‌ها بسیار شایع بوده و برخی دیگر به ندرت دیده می‌شوند. بیماری گورهام نشان می‌دهد که چطور یک بیماری و ناهنجاری داخلی مربوط به استخوان می‌تواند منجر به عارضه‌ای به نام «از بین رفتن بافت استخوانی» یا «اُستئولایسیس» (osteolysis) در مناطق خاصی از بدن شود. این عارضه ممکن است در هر استخوانی از بدن اتفاق بیفتد.

این مطلب را از دست ندهید: با این 6 عادت پوکی استخوان را از خود دور کنید

با این وجود، این بیماری بیشتر در جمجمه، استخوان‌های شانه، دنده ها، فک، ستون فقرات و استخوان‌های لگنی حادث شده و از بین رفتن بافت استخوانی را در پی دارد. این بیماری همچنین ممکن است بافت‌های نرم و ساختار‌های استخوانی اطراف را نیز تحت تاثیر قرار داده و به صدمات و تضعیفات بیشتری در استخوان‌ها منجر شود.

بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط سازمان ملی بیماری‌های نادر، بیماری گورهام با نام ترسناک «بیماری از بین رفتن استخوان» (vanishing bone disease) نیز شناخته شده و در صورت ابتلای استخوان‌های ستون فقرات یا تاثیر منفی بر عملکرد شش‌ها می‌تواند مرگ را به دنبال داشته باشد.

ریشه‌ی این بیماری نادر هنوز یک راز باقی مانده است. تئوری‌های متعددی برای توضیح علت وقوع بیماری گورهام وجود دارد، اما روش‌های درمانی متعددی در حالت‌های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است، از جراحی در مناطق آسیب دیده تا جذب دوباره استخوان که نتایج مثبت چندانی در پی نداشته اند.

استخوان لامی شگفت انگیز

استخوان لامی (hyoid bone) از لحاظ آناتومیک از خرخره جدا است. این استخوان در میان تمامی استخوان‌های بدن یک استثنا محسوب می‌شود، زیرا از دیگر استخوان‌های بدن کاملا مجزا است. استخوان لامی که در میان یک بافت غضروفی قرار گرفته و از حلق محافظت می‌کند نقش بسیار مهم و حیاتی در تکامل انسان دارد.

استخوان لامی که به عنوان نگهدارنده‌ای برای ماهیچه‌های زبان و کف دهان عمل می‌کند، ساختاری بسیار پیچیده داشته و در مرکز آن ساختار‌هایی شبیه شاخ دارد که به آن یک حالت U شکل می‌دهند.استخوان لامی از ۳ بخش اصلی تشکیل شده است که عبارتند از بخش اصلی آن، زائده‌ی شاخ مانند (cornua) بزرگ و زائده‌ی شاخ مانند کوچک.

در دوره‌ی تکامل، این استخوان بسیار پیچیده با بقیه‌ی اعضای حلق انسان هماهنگ شده و باعث می‌شود که سیستم سخن گفتن در انسان نسبت به دیگر پستانداران از تکامل بیشتر و بهتری برخوردار گردد. ساختار پیچیده‌ی استخوان لامی و حلق و عملکرد مشترک آن‌ها به یک شیوه‌ی بسیار هماهنگ باعث شده که انسان بتواند صدا‌های بسیار پیچیده‌ای را تولید کند که پستانداران دیگر از تولید آن‌ها عاجزند.

تکامل استخوان لامی در طول زندگی صورت می‌گیرد. کاهش حجم فیزیکی حلق در دوران کودکی باعث تولید یک آوای خاص شده که سخن گفتن در آینده را برای آن‌ها ممکن می‌سازد. در دوران بلوغ، کاهش حجم حلق و تون صدا در مرد‌های جوان اتفاق می‌افتد. جالب است بدانید که؛ این تکامل‌ها به تکامل سخن گفتن در انسان در طول تاریخ منجر شده اند.

 استحکام و تحرک شگفت انگیز استخوان آرواره در انسان

اگر از شما بپرسند که سخت‌ترین استخوان در بدن انسان کدام است ممکن است پاسخ‌های متفاوتی بدهید. برخی ممکن است بگویند که سخت‌ترین استخوان بدن استخوان ران خواهد بود، زیرا در مقابل شکسته شدن به شدت مقاوم است. برخی دیگر نیز ممکن است استخوان برآمده‌ی پاشنه را سخت‌ترین استخوان بدن بدانند یا حتی استخوان آرنج اما باید بدانید که سخت‌ترین استخوان بدن و بزرگ‌ترین استخوان یک تکه در جمجمه استخوان تحتانی آرواره است.

حجم فراوان توده‌ی استخوانی در این تنها استخوان متحرک جمجمه علی رغم این که ضربات متعدد و شدیدی را متحمل می‌شود می‌تواند دندان‌ها را در خود نگه داشته و در طول زندگی فرد تحرکات بی شماری داشته باشد.

سختی این استخوان که در بهترین زوایای ممکن با دیگر استخوان‌های صورت اتصال دارد، به آن اجازه می‌دهد که لغزش خاصی داشته و طوری عمل کند که وظایفش را به بهترین شکل ممکن به انجام برساند و همزمان اندازه‌ی آن به قدری کوچک باشد که در ساختار نسبتاً محدود سر جای بگیرد.

سختی این استخوان بسیار قابل توجه و از هر استخوان دیگری در بدن انسان بیشتر بوده و قدرت تکاملی اجبار و ضرورت را در تنوع سختی استخوان‌های بدن در ارتباط با وظیفه‌ی آن‌ها نشان می‌دهد. اگر چه شکستگی آرواره اتفاق نادری نیست، اما با توجه به نازکی آن در مقایسه با دیگر استخوان‌های بدن میزان استحکام آن غیر قابل باور است.

 استخوان‌ها و جریانات خونی

شاید زمانی که به سیستم‌های بسیار مرتبط بدن فکر کنید آخرین اعضایی که ممکن است از نظر شما عملکردشان به هم مربوط باشد رااستخوان‌ها و خون بدانید. با این وجود حقیقت این است که تولید سلول‌های قرمز استخوانی و گلبول‌های سفید خونی زندگی ما به عنوان انسان را میسر می‌سازند. مغز استخوان که در درون برخی از استخوان‌های ما قرار دارد نقش تعیین کننده‌ای در شکل گیری جریان خون، ساخت گلبول‌های سفید و قرمز و پلاکت خون دارد.

در همان دوران کودکی، نیاز به تولید گلبول‌های سفید بسیار زیاد است و اکثریت حجم مغز استخوان از سلول‌های قرمز استخوانی یا «مغز استخوان خون ساز» (hematopoietic) تشکیل شده که در تمامی استخوان‌های بدن پراکنده شده است. در کودکان بافت قرمز مغز استخوان حتی در استخوان‌های انگشتان نیز یافت می‌شود. با افزایش سن حجم بیشتر و بیشتری از این بافت قرمز رنگ به بافت زرد رنگ تبدیل خواهد شد.

مغز قرمز استخوان در افراد بالغ در استخوان‌های معدودی از بدن مانند استخوان‌های لگن، جناغ سینه، دنده ها، مهره‌های کمر، استخوان شانه، استخوان جمجمه و بافت‌های اسفنجی استخوان ران و استخوان بازو یافت می‌شود. به طور متوسط حدود ۲٫۶ کیلوگرم مغز استخوان در بدن هر فرد بالغ وجود دارد. با افزایش سن در افراد بزرگسال بخش زیادی از مغز قرمز استخوان به تدریج جای خود را به مغزی زرد رنگ می‌دهد که در تولید چربی نقش دارد.

شاید از خود بپرسید که چطور سلول‌های خونی که در استخوان تولید می‌شوند در نهایت سر از سیستم گردش خون بدن در می‌آورند؟

پاسخ به این سوال کمی پیچیده، علمی و برای ذهن چالش برانگیز است.

در مغز استخوان رگ‌های خونی و مویرگ‌های فراوانی وجود دارد. وقتی که سلول‌های خونی در مغز استخوان ساخته شدند از طریق حفره‌های سینوسی وارد جریان خون می‌شوند.

 لگن، هورمون‌ها و تولد نوزاد انسان

به منظور تحمل به دنیا آوردن نوزاد با یک جمجمه‌ی نسبتاً بزرگ، بدن زن برخی تکاملات جالب را تجربه کرده است. یکی از این سازگاری‌های استخوانی شگفت انگیز که در اثر تغییرات هورمونی و البته دخالت هورمونی خاص به نام «رلاکسین» (relaxin) به وجود می‌آید باعث تحت تاثیر قرار گرفتن سستی مفاصل استخوان لگن خاصره شده و ساختار آن نسبت به لگن مردان متفاوت می‌شود.

رلاکسین که در سیستم تناسلی بدن ترشح می‌شود تاثیر بسیار مهمی در رحم زنان و همچنین ماهیچه‌های انعطاف پذیر، رباط‌ها و مفصل‌های لگن دارد و باعث می‌شود که بدلیل تاثیرات شل کننده اش این اعضا از خاصیت انعطافی قابل توجهی برخوردار شوند که به تولد نوزاد کمک بسیاری خواهد کرد. با این وجود این تاثیرات ممکن است باعث شود که فرد در دوران حاملگی دچار نوعی سستی شده و تعادل کافی نداشته باشد.

در یک مقاله در مجله‌ی پزشکی و علم در یکی از کشور‌های اسکاندیناوی رلاکسین به عنوان «هورمون پلی پپتید هترودایمر متعلق به پستانداران با جرم اتمی ۶» معرفی شده که «به خانواده‌ی شبه انسولین ها» تعلق دارد. این مقاله به بررسی بخش‌های وسیعی از تحقیقات علمی در مورد رابطه‌ی بین رلاکسین و سیستم ی عضلانی بدن انسان و حیوانات می‌پردازد.

این تحقیقات نشان داده اند که میزان صدمات به رباط صلیبی قُدامی در زنان ورزشکاری که میزان ترشح رلاکسین در سیستم تناسلی آن‌ها بیشتر از ۶ پیکوگرم در میلی لیتر است ۴ برابر خواهد بود. همچنین این تحقیقات رابطه‌ی مستقیمی بین میزان وقوع پارگی رباط صلیبی قُدامی و چرخه‌ی قاعدگی با صدمات مکرر دوران تخمک گذاری را نشان می‌دهند.

تحقیقات دیگر رابطه‌ی مستقیمی بین عدم ثبات لگن خاصره و ضعف در دیگر مفاصل همراه با افزایش میزان هورمون رلاکسین در انسان‌ها را اثبات می‌کنند در حالی که مطالعه بر روی حیوانات مکرراً نشان داده که چنین ارتباطی در دیگر پستانداران بسیار بیشتر است و در هنگام تجویز رلاکسین توسط پزشک برای درمانی یک ناهنجاری خاص یا سهولت زایمان نیز ممکن است این مشکلات رخ دهند.

 استخوان‌های افراد سیگاری

همواره گفته شده است که سیگار کشیدن برای سلامتی مضر بوده و برای استخوان‌ها نیز بسیار خطرناک است. پوکی استخوان یکی از دلایل اصلی در از بین رفتن بافت استخوانی به شمار می‌آید و افراد مبتلا به پوکی استخوان بسیار راحت دچار شکستگی استخوان می‌شوند. تحقیقات نشان داده است که سیگار کشیدن باعث نرسیدن مواد مغذی به بافت استخوانی شده و خطر پوکی استخوان را به مقدار زیادی افزایش می‌دهد.

سیگار کشیدن از طریق متوقف کردن متابولیسم ویتامین دی در بدن باعث می‌شود که استخوان‌ها کلسیم کافی و لازم را دریافت نکنند. ویتامین دی در انتقال کلسیم به استخوان‌ها نقش بسیار مهمی دارد. از این رو سیگار کشیدن به داشتن استخوان‌هایی شکننده منجر خواهد شد. علاوه بر این سیگار کشیدن باعث مسموم شدن سلول‌های اوستئوبلاست (osteoblasts) می‌شود که در ساخت بافت استخوانی دخالت دارند.

همچنین سیگار کشیدن میزان تولید هورمون استروژن را در مردان و زنان کاهش می‌دهد. استروژن توانایی استخوان‌ها را در جذب کلسیم افزایش داده و سیگار کشیدن در دورانی که استخوان‌ها در حال رشد هستند باعث کم شدن حجم نهایی آن‌ها خواهد شد. سیگار کشیدن بعد از سن ۳۰ سالگی میزان کاهش بافت استخوانی را دو برابر می‌کند. در افراد سیگاری استخوان‌های لگن، ستون فقرات و مچ در معرض بیشترین خطر قرار دارند.

میزان ابتلا به پوکی استخوان در افراد سیگاری ۲٫۵ برابر افراد غیرسیگاری برآورد شده است. زنان سیگاری کاهشی ۱۵ تا ۳۰ درصدی را در مواد معدنی موجود در استخوان‌های خود خواهند داشت در حالی که این میزان کاهش در مردان ۱۰ تا ۲۰ درصد خواهد بود.

بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی مطالعات نشان داده اند که یکی از هر ۸ مورد شکستگی در ناحیه‌ی لگن به خاطر سیگار کشیدن اتفاق می‌افتد.