آن‌چه که باید در مورد استخوان‌ها، ماهیچه‌ها و مفصل‌ها بدانید.

استخوان چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

استخوان‌ها از بدن ما پشتیبانی می‌کنند و اگرچه بسیار سبک‌اند اما به اندازه کافی قوی هستند تا کل وزن ما را تحمل کنند. استخوان‌ها همچنین به بدن ما شکل می‌دهند و از اندام‌های آن محافظت می‌کنند. جمجمه از مغز محافظت می‌کند و فرم صورت ما را می‌سازد. نخاع، مسیری برای پیام‌رسانی بین مغز و بدن، توسط ستون فقرات محافظت می‌شود. دنده‌ها نیز مانند یک قفس به قلب و ریه‌ها پناه می‌دهند و استخوان لگن از مثانه، بخشی از روده‌ها و در خانم‌ها از ارگان‌های تولید مثل محافظت می‌کند.

چهارچوب استخوان‌ از پروتئین‌های کلاژن تشکیل شده است. همچنین یک ماده معدنی به نام کلسیم فسفات (calcium phosphate) در بافت استخوان وجود دارد که باعث می‌شود چهارچوب آن سخت و قوی باشد. از دیگر وظایف استخوان‌ها ذخیره کلسیم است تا در صورت نیاز سایر قسمت‌های بدن مقداری از آن را وارد جریان خون کند. برخی از ویتامین‌ها و مواد معدنی که شما می‌خورید به ویژه ویتامین D و کلسیم به طور مستقیم بر میزان کلسیمی که در استخوان‌ها ذخیره می‌شود تأثیر می‌گذارد.

استخوان‌ها از دو نوع بافت استخوانی تشکیل شده‌اند:

• استخوان فشرده یا متراکم: لایه بیرونی استخوان که سخت و محکم است استخوان فشرده (Compact bone) نام دارد. این بخش مانند عاج بسیار قوی است و حفره‌ها و کانال‌هایی در آن قرار دارند که رگ‌های خونی و اعصاب را حمل می‌کنند.
• استخوان اسفنجی: بخش داخلی استخوان فشرده استخوان اسفنجی (Cancellous bone) نامیده می‌شود که شبیه به اسفنج است. این قسمت همانند یک شبکه می‌ماند که از قطعات کوچک استخوانی به نام ترابکول (trabeculae) تشکیل شده است. مغز استخوان نیز در این ناحیه قرار دارد.

مغز استخوان جایی است که بیشتر سلول‌های خونی بدن در آن ساخته می‌شود. این بافت استخوانی نرم حاوی سلول‌های بنیادی است که گلبول‌های قرمز خون، پلاکت‌ها و برخی از انواع گلبو‌های سفید خون را تولید می‌کند. گلبول‌های قرمز خون اکسیژن را به بافت‌های بدن می‌رسانند و پلاکت‌ها نیز در صورت بروز بریدگی یا زخم به لخته شدن خون کمک می‌کنند. همچنین گلبول‌های سفید به بدن در مبارزه با عفونت‌ها کمک می‌کنند.

استخوان‌ها توسط بندهای فیبری و بلندی به نام رباط‌ها (ligaments) به استخوان‌های دیگر بسته می‌شوند. غضروف نیز ماده‌ای انعطاف‌پذیر و لاستیکی در مفاصل ما است که از استخوان‌ها پشتیبانی کرده و در صورت سایش استخوان‌ها به یکدیگر از آن‌ها محافظت می‌کند.

استخوان‌ها چطور رشد می‌کنند؟

استخوان‌های کودکان و نوجوانان نسبت به بزرگسالان کوچک‌تر هستند و دارای نواحی قابل رشدی (growing zones) به نام صفحه رشد (growth plate) می‌باشند. این صفحات شامل سلول‌های غضروفی بسیاری هستند که از طول رشد می‌کنند و سپس به استخوان سخت و معدنی تبدیل می‌شود. این صفحات در اشعه ایکس به آسانی قابل مشاهده هستند. از آن‌جا که دختران زودتر از پسران بالغ می‌شوند، صفحات رشد آن‌ها در سنین پایین به استخوان سخت تبدیل می‌شود.

استخوان‌سازی در طول زندگی ادامه می‌یابد. زیرا بدن دائما بافت زنده استخوان را تجدید کرده و تغییر شکل می‌دهد.

استخوان شامل سه نوع سلول است:

• استئوبلاست‌ها (steoblasts): این سلول‌ها استخوان جدید می‌سازند و به ترمیم آسیب‌دیدگی‌ها کمک می‌کنند.
• اوستئوسیت‌ها (osteocytes): سلول‌های استخوانی بالغی هستند که به تداوم شکل‌گیری استخوان کمک می‌کنند.
• استئوکلاست‌ها (osteoclasts): این سلول‌ها استخوان‌ را تجزیه کرده و به شکل دادن آن کمک می‌کند.

ماهیچه‌ چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

عضلات باعث کشش مفاصل شده و به ما اجازه حرکت می‌دهند. آن‌ها همچنین کمک می‌کنند تا کارهایی نظیر جویدن غذا و انتقال آن از میان دستگاه گوارش امکان‌پذیر شود. حتی وقتی که نشسته‌ایم، عضلات در سراسر بدن دائما درحال حرکت هستند. عضلات به ضربان قلب کمک می‌کنند. قفسه سینه در هنگام تنفس بالا و پایین می‌رود و رگ‌های خونی فشار و جریان خون را تنظیم می‌کنند.

به هنگام لبخند زدن یا صحبت کردن، این ماهیچه‌ها هستند که به ما کمک می‌کنند تا ارتباط برقرار کنیم. همچنین وقتی که ورزش می‌کنیم، ماهیچه‌ها تحت تأثیر قرار می‌گیرند و به سلامتی و تناسب اندام ما کمک می‌کنند.

انسان‌ها سه نوع ماهیچه مختلف دارند:

۱) عضله اسکلتی یا ارادی: این عضله توسط تاندون‌هایی که شبیه به بند ناف هستند به استخوان‌ نواحی مانند پاها، بازوها و صورت متصل می‌شوند. ماهیچه‌های اسکلتی، مخطط نیز نامیده می‌شوند. زیرا از فیبرهایی تشکیل شده‌اند که در زیر میکروسکوپ دارای نوارهای افقی هستند. این ماهیچه‌ها به نگه داشتن اسکلت بدن، شکل دادن به آن و همچنین حرکات روزمره بدن که به صورت ارادی انجام می‌شوند کمک می‌کنند. ماهیچه‌های اسکلتی می‌توانند به سرعت و با قدرت منقبض شوند اما خیلی زود خسته می‌شوند.

۲) عضله صاف یا غیر ارادی: ما نمی‌توانیم آگاهانه ماهیچه‌های صاف خود را کنترل کنیم. زیرا آن‌ها به طور خودکار توسط سیستم عصبی کنترل می‌شوند. به همین دلیل به آن‌ها ماهیچه‌های غیرارادی نیز گفته می‌شود. از جمله عضله صاف می‌توان به عضلات تشکیل‌دهنده معده و روده‌ها اشاره کرد که به تجزیه مواد غذایی و انتقال آن‌ها از طریق دستگاه گوارش کمک می‌کند. عضله صاف همچنین در دیواره رگ‌های خونی نیز یافت می‌شود که به حفظ فشار خون کمک می‌کند. انقباض عضلات صاف بیشتر از عضلات اسکلتی طول می‌کشد. اما می‌توانند به مدت طولانی‌تری در حالت انقباض بمانند زیرا دیرتر خسته می‌شوند.

۳) ماهیچه قلبی: این ماهیچه در قلب یافت می‌شود. دیواره‌های قلب تقریبا به طور کامل از الیاف ماهیچه تشکیل شده است. عضله قلبی نیز نوعی عضله غیر ارادی است. انقباض‌های ریتمیک و قدرتمند آن باعث می‌شوند که هنگام ضربان، خون از قلب بیرون بیاید.

ماهیچه‌ها چطور کار می‌کنند؟

حرکاتی که عضلات انجام می‌دهند توسط مغز و سیستم عصبی هماهنگ و کنترل می‌شوند. عضلات غیرارادی توسط ساختارهایی در اعماق مغز و قسمت بالای نخاع به نام ساقه مغز (brain stem) کنترل می‌شوند. عضلات ارادی نیز توسط قسمت‌هایی از مغز که قشر حرکتی مغز (cerebral motor cortex) و مخچه نام دارد تنظیم می‌شوند.

هنگام تصمیم‌گیری برای حرکت، قشر حرکتی، یک سیگنال الکتریکی از طریق نخاع و اعصاب محیطی به ماهیچه‌ها ارسال کرده و باعث انقباض آن‌ها می‌شود. قشر حرکتی نیم‌کره راست مغز عضلات سمت چپ بدن و قشر حرکتی نیم‌کره چپ سمت چپ بدن را کنترل می‌کنند.

مخچه نیز دستور حرکات عضلات که توسط قشر حرکتی صادر می‌شود را هماهنگ می‌کند. سنسور ماهیچه‌ها و مفاصل پیام‌‌های خود را از طریق اعصاب محیطی برمی‌گردانند تا به مخچه و سایر قسمت‌‌های مغز بگویند که بازو و پا کجا و چگونه حرکت کنند و در چه موقعیتی قرار بگیرند. این بازخورد منجر به حرکت عضلات غیر ارادی می‌شود.

وقتی شما می‌خواهید بازوی خود را بلند کنید، مغز شما پیامی را به عضلات بازو شما ارسال می‌کند و شما آن را حرکت می‌دهید. هنگام دویدن مغز بیشتر درگیر پیام‌رسانی خواهد بود. زیرا عضلات بیشتری باید با ریتم و هماهنگی کار کنند.

ماهیچه‌ها قسمت‌های مختلف بدن را از طریق انقباض و سپس استراحت دادن به آن‌ها حرکت می‌دهند. ماهیچه‌ها استخوان‌ها را می‌کشند. اما نمی‌توانند آن‌ها را به حالت اولیه برگردانند. بنابراین آن‌ها به صورت جمع‌کننده و بازکننده کار می‌کنند. عضله جمع‌کننده برای خم‌کردن اندام در مفصل منقبض می‌شود. سپس هنگامی که حرکت به پایان رسید، عضله جمع‌کننده شل می‌شود و عضله بازکننده برای صاف کردن اندام در همان مفصل منقبض می‌شود. برای مثال عضله دوسر در قسمت جلو بازو جمع‌کننده و عضله سه‌سر در قسمت پشت بازو بازکننده است. وقتی که آرنج خود را خم می‌کنید، عضله دوسر منقبض می‌شود. سپس عضله دوسر شل شده و عضله سه سر برای صاف کردن آرنج در حالت انقباض قرار می‌گیرد.

مفصل‌ چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

مفصل جایی است که دو استخوان باهم ملاقات می‌کنند. آن‌ها استخوان‌بندی بدن را انعطاف‌پذیر می‌کنند. بدون مفاصل حرکت غیرممکن خواهد بود. آن‌ها به بدن ما کمک می‌کنند تا در جهت‌های مختلف حرکت کند. برخی از مفاصل مانند آرنج‌ و زانوها مانند لولا باز و بسته می‌شوند. درحالی که برخی دیگر حرکات پیچیده‌تری را امکان‌پذیر می‌سازند. برای مثال مفصل شانه و ران امکان حرکت به عقب، جلو، پهلو و حرکت چرخشی را می‌دهند.

مفاصل براساس دامنه حرکت آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند:

مفاصل ثابت یا فیبروزی (Immovable, or fibrous, joints): این مفاصل حرکت نمی‌کنند. به عنوان مثال جمجمه از صفحات استخوانی تشکیل شده است که در بدو تولد کمی قابل حرکت هستند اما با اتمام رشد جمجمه به هم جوش می‌خورند. بین لبه‌های این صفحات، پیوندها یا اتصالاتی از نوع بافت‌های فیبروزی قرار دارد. پیوندهای فیبروزی همچنین وظیفه نگه داشتن دندان‌ها در استخوان فک را نیز برعهده دارند.

مفاصل نیمه متحرک یا غضروفی (Partially movable, or cartilaginous): این مفاصل کمی حرکت می‌کنند. آن‌ها مانند ستون فقرات به وسیله غضروف به هم وصل شده‌اند. هر یک از مهره‌های ستون‌ فقرات نسبت به مهره بالا و  مهره پایین خود حرکت می‌کنند و در کنار هم این حرکات باعث می‌شوند تا ستون فقرات حالت انعطاف پذیری داشته باشد.

مفاصل متحرک یا سینوویال (Freely movable, or synovial): این مفاصل در جهات مختلف حرکت می‌کنند و مفاصل اصلی بدن محسوب می‌شوند. مانند مفصل‌هایی که در باسن، شانه‌ها، آرنج‌ها، زانو‌ها، مچ دست‌ها و مچ پاها وجود دارد. آن‌ها پر از مایع سینوویال هستند که به عنوان روان کننده عمل می‌کند و باعث می‌شود این مفاصل به راحتی حرکت کنند.

سه نوع مفصل متحرک وجود دارند که نقش بزرگی در حرکت‌های ارادی ایفا می‌کنند:

مفاصل لولا (Hinge joints): این مفاصل اجازه حرکت در یک جهت را به اندام می‌دهند. همان‌طور که در زانوها و آرنج‌ها مشاهده می‌شود.

مفاصل محوری (Pivot joints): این مفاصل حرکت چرخشی و پیچشی را امکان پذیر می‌کنند. مانند سر که از یک طرف به طرف دیگر حرکت می‌کند.

مفاصل کروی یا (Ball-and-socket): این مفاصل بیشترین آزادی را در حرکت کردن به شما می‌دهند. باسن و شانه‌ها از این مفصل برخوردار هستند که در آن سر گرد یک استخوان در گودی استخوان دیگر قرار می‌گیرد.

توصیه نهایی

در این مقاله سعی شده است وظایف استخوان‌ها، ماهیچه‌ها و مفاصل بدن به شکل ساده بیان شود تا برای عموم کاربران قابل فهم باشد. در صورت تمایل به مطالعه دقیق‌تر در مورد آن‌ها توصیه می‌شود تا به منابع تخصصی در این زمینه مراجعه نمایید.