نظام العظام: الوظائف والأجزاء والأنواع والمناطق والرعاية - علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء - 2025

و نظام العظام ، المعروفة أكثر باسم الهيكل العظمي، هو جعل مجموعة من الهياكل المتخصصة تتكون من الأنسجة الحية (خلايا) والمعادن (الكالسيوم). هذا النظام مسؤول عن دعم جسم الفقاريات ، بما في ذلك الإنسان.

إنه هيكل متخصص ويمثل فرقًا واضحًا بين الكائنات الحية التي تمتلكها وتلك التي لا تمتلكها ، بحيث تقسم مملكة الحيوان إلى مجموعتين كبيرتين: اللافقاريات (الحيوانات التي ليس لديها عظام) والفقاريات (تلك الذين لديهم هيكل عظمي).

بصفته عضوًا في مجموعة الثدييات الأعلى وبالتالي كونه فقاريًا ، فإن للإنسان هيكل عظمي معقد يحمي الأعضاء الداخلية في أجزاء معينة من الجسم ويسمح بالحركة من خلال العمل كمرساة لعضلات الأطراف.

وظائف العظام

للعظام وظائف متعددة ، بعضها مشترك في جميع عظام الجسم والبعض الآخر أكثر تخصصًا حسب موقعها.

في هذه الهياكل ، يتضح بوضوح أن الهيكل والشكل مشروطان بالوظيفة ، لدرجة أنه لتصنيف العظام يتم أخذ وظيفتها في الاعتبار. بشكل عام يمكن القول أن هناك وظائف مشتركة ووظائف محددة.

وظائف مشتركة

هذه هي الوظائف التي تتمتع بها جميع عظام الهيكل العظمي ، بغض النظر عن موقعها أو حجمها. بهذا المعنى ، هناك وظيفتان رئيسيتان:

- نمذجة المنطقة التي يتواجدون فيها.

- بمثابة مرساة للعضلات والأربطة.

- نمذجة التشريح

يعتمد تشريح وشكل كل منطقة من الجسم بشكل كبير على العظام التي تدعمها ، لذا فإن المظهر الخارجي يعتمد على العظام الموجودة في الداخل ، خارج نطاق رؤيتنا.

هذه الوظيفة مهمة للغاية ، عندما تظهر تشوهات في العظام أو مشاكل في بنيتها التي لا تسمح لها بممارسة هذه الوظيفة بشكل مناسب ، تحدث تغييرات هيكلية وتشوهات شديدة في المناطق التشريحية المصابة والتي تتطلب العديد من العمليات الجراحية ليتم تصحيحها.

- تثبيت العضلات والأربطة

لا يوجد عملياً أي بنية عظمية غير مرتبطة بقوة بواحدة أو أكثر من العضلات ، فضلاً عن الأربطة المختلفة.

ترتبط هذه الوظيفة ارتباطًا مباشرًا بنمذجة التشريح. الهيكل العظمي هو الأساس الذي يبنى عليه باقي الجسم ، من الداخل والخارج.

العضلات هي المسؤولة إلى حد كبير عن شكل محيط العمود الفقري ، ويجب ربطها بنقطة ثابتة من أجل أداء وظيفتها ؛ لذلك ، لا يوجد عمليًا أي عظم لا يتلقى إدخال عضلي.

يسمى تقاطع العظام والعضلات بالجهاز العضلي العظمي ، حيث يعملان معًا ليكونا قادرين على أداء وظائف متخصصة مثل الحركة.

وظائف متخصصة

مثلما توجد وظائف مشتركة ، فإن العظام لها وظائف متخصصة وفقًا لموقعها التشريحي ، وهذا هو الأساس لتصنيف المكونات المختلفة لنظام العظام.

بهذا المعنى ، يمكن القول أن الوظائف المتخصصة الرئيسية للعظام هي:

- الحماية.

- الدعم والحركة.

- وظائف متخصصة فائقة.

بناءً على موقعها وشكلها ، تؤدي كل عظمة في الجسم بعض هذه الوظائف.

- الحماية

تكون العظام التي تتمثل وظيفتها الرئيسية في حماية الأعضاء الداخلية عريضة ومسطحة وخفيفة وفي نفس الوقت شديدة المقاومة ؛ معظمها لها شكل منحني نصف كروي أو تشتمل على مقطع محيطي من نوع ما.

تتيح لهم هذه الخاصية زيادة مقاومتهم للتأثير ، مما يجعلها أقوى وقادرة على تبديد طاقة الصدمات الخارجية دون الحاجة إلى أن تكون العظام أكثر كثافة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا الشكل الخاص يجعل من الممكن زيادة المساحة الداخلية المتاحة لإيواء الأعضاء الموجودة في الجسم. توجد العظام التي توفر الحماية في ثلاث مناطق: الرأس والصدر والحوض.

جمجمة

ربما تكون عظام الجمجمة هي الأكثر تخصصًا على الإطلاق ، حيث يمكن أن يؤدي الفشل إلى الموت الفوري لأن العضو الذي تحميه ، الدماغ ، حساس للغاية للصدمات الخارجية.

وبالتالي ، فإن عظام الجمجمة تعمل كقبو منيعة تحافظ على عزل الدماغ عن أي اتصال مع الخارج.

ضلوع

في المرتبة الثانية من هذه المجموعة من العظام ، توجد الأضلاع ، والتي لا تمثل عظمًا فرديًا كتلة كبيرة أو قدرًا كبيرًا من القوة ، ولكنها تشكل نظامًا من الأقواس المترابطة توفر حماية كبيرة لهياكل القفص الصدري (القلب ، الرئتين والأوعية الكبيرة).

على عكس الجمجمة التي توفر قشرة صلبة ، فإن الأضلاع بها مساحات مفتوحة (خالية من العظم) بينها ، تعمل كنوع من "القفص" الوقائي.

هذا لأنها تحمي الأعضاء التي تتغير في الحجم والشكل: تزداد الرئتين في الحجم مع كل إلهام وتنكمش عند انتهاء صلاحيتها ؛ وبالمثل ، يتغير حجم غرف القلب وفقًا لمرحلة الدورة القلبية.

لهذا السبب من الضروري أن يكون "درع" هذه الأعضاء أكبر أو أصغر حسب الحالة.

الحوض

أخيرًا ، هناك الحوض ، المكون من عدة عظام ملتصقة وداخله أعضاء حساسة للغاية ، مثل الجهاز التناسلي الأنثوي ونهاية الأوعية الكبيرة.

نظرًا لموقعه في الجزء السفلي من الجسم ، فإن الحوض يعمل كعظام بوظيفة مزدوجة: فهو يوفر الحماية لأجزاء البطن السفلية (المثانة ، المستقيم ، الرحم ، إلخ) ويسمح بنقل وزن الجسم إلى الأطراف السفلية ؛ ومن ثم فهي أقوى عظام وقائية في الجسم كله.

-

على الرغم من أنه يوفر بعض الدعم ، فإن الحوض عبارة عن عظم بدون مفاصل متحركة ؛ أي أنها تعمل كنقطة تحمل الوزن ، ولكنها في حد ذاتها غير قادرة على توفير الحركة ، على عكس عظام الأطراف.

وبهذا المعنى ، فإن كلا من الذراعين والساقين لهما سلسلة من العظام المترابطة من خلال المفاصل ، وتتمثل السمة الرئيسية لها في أنها طويلة جدًا ، وتتلقى عمليات إدخال من مجموعات عضلية متعددة.

تسمح لهم هذه الخاصية بالعمل كرافعات تزيد من القوة التي تولدها العضلات ، بحيث يمكن توليد قدر كبير من القوة في الأطراف من خلال العمل بانسجام والعظام والجهاز العضلي. تعمل هذه القوة على الحركة (الأطراف السفلية) وللدعم والحركة (الأطراف العلوية).

ومن الخصائص الأخرى للعظام الداعمة أنها شديدة المقاومة للأحمال الرأسية والالتواء ، مما يسمح لها بالعمل "كأعمدة" لدعم وزن الجسم ، وفي نفس الوقت ، كرافعات للحركة في مستويات مختلفة.

إذا لم تكن مقاومة للالتواء ، فإن الضغوط في المستوى الخطأ يمكن أن تكسر هذه العظام بسهولة.

وظائف متخصصة فائقة

في هذه المجموعة توجد عظام ذات وظائف متخصصة ومحددة للغاية تحدد أشكالًا وأحجامًا خاصة جدًا.

- العمود الفقري

عند النظر إليها بمعزل عن بعضها البعض ، فإن هذه العظام الصغيرة ليست مثيرة للإعجاب للغاية ، ولكن عند وضعها معًا ، والعمل في انسجام تام ، فإنها تكون قادرة على إنشاء هيكل رائع ومعقد لدرجة أنه لا يمكن إعادة إنتاجه حتى الآن بواسطة أي نظام ميكانيكي.

يعمل العمود الفقري كدعامة صلبة تدعم وزن الجسم وتحمله نحو الأطراف (وظيفة الحمل) ، ولكنه في الوقت نفسه مرن بدرجة كافية للسماح بزوايا تصل إلى 90 درجة ، مما يمنحه قدرة كبيرة على الحركة (الحركة). لإدراك ذلك ، يكفي رؤية روتين لاعب الجمباز.

وظائفه لا تنتهي عند هذا الحد. بالإضافة إلى تقديم الدعم والمساعدة في الحركة ؛ تحمي الفقرات أيضًا الهياكل الحساسة للغاية - مثل النخاع الشوكي - والأوعية الدموية المهمة الموجودة داخل الصدر والبطن.

وبالتالي ، فإن الفقرات قادرة أيضًا على توفير الحماية ، وتعمل كنوع من "درع القرون الوسطى المفصلية". تعد براعة الفقرات أمرًا رائعًا ، خاصة عند رؤيتها تعمل معًا.

- عظم القفص الصدري

من ناحية أخرى هو القص. إنه عظم مسطح ومتواضع وغير مدهش للغاية إنها لا تتحرك أو تحمل البضائع ، ولكن وظيفتها حيوية للحفاظ على الحياة.

عظمة القص هي صفيحة من العظم الصلب تقع في مقدمة القفص الصدري وتعمل كدرع كثيف صلب يقع أمام القلب.

حتى ذلك الحين ، يمكن اعتباره عظمًا ذو وظيفة وقائية ، لكن مهمته تتجاوز ذلك حيث يتم إدخال الضلوع في هذا العظم.

على الرغم من محدودية حركتها ، فإن مجموعة المفاصل الغضروفية الضلعية (بين الغضروف والأضلاع) التي تأخذ نقطة دعمها في القص هي آلية دقيقة تعمل على مدار الساعة تسمح للقفص الصدري بالتمدد والتقلص حسب الضرورة دون الضلوع "تقفز" خارج الموقع.

- الأذن الوسطى

أخيرًا ، هناك بعض العظام التي تكاد تكون غير مرئية وصغيرة وغير معروفة لمعظم الناس. هم أصغر العظام في الجسم ووظيفتهم ليست واقية ولا داعمة ؛ في الواقع ، لا يوجد سوى 6 (3 على كل جانب) وبدونها لا يمكننا تصور العالم كما نفعل نحن.

هذه هي عظام الأذن الوسطى. ثلاثة هياكل عالية التخصص تتمثل وظيفتها الوحيدة في نقل الاهتزازات الناتجة عن الموجات الصوتية في طبلة الأذن إلى الأذن الداخلية حيث ستتحول إلى نبضات عصبية يفسرها دماغنا على أنها أصوات.

إنها صغيرة ومتخصصة للغاية ، لدرجة أنه عندما يمرض (تصلب الأذن) ، يفقد الناس سمعهم. عظام الأذن الوسطى هي مثال للعظام فائقة التخصص.

تصنيف العظام

معرفة وظيفتها ، يمكن تقسيم العظام إلى مجموعتين كبيرتين:

- عظام مسطحة.

- عظام طويلة.

في هذه الحالات ، يعتمد النموذج على الوظيفة. أيضًا ، تتكون كل من العظام المسطحة والعظام الطويلة من الداخل من نوعين مختلفين من أنسجة العظام:

- عظمة أسفنجية.

- عظمة قشرية.

تختلف نسبة أحدهما إلى الآخر حسب نوع العظم. في العظام المسطحة ، تسود العظام الإسفنجية ، مما يجعلها أخف وزنا ولكنها شديدة المقاومة للتأثير.

من ناحية أخرى ، تسود العظام القشرية في العظام الطويلة ، والتي تجعلها خصائصها الخاصة مقاومة للغاية للأحمال والالتواء ، على الرغم من أن هذا يعني زيادة الوزن.

عظام مسطحة

وهي عظام يكون فيها العرض والطول قياسات سائدة ، بينما يكون سمكها عادةً صغيرًا جدًا. وبالتالي ، يمكن اعتبارها عظامًا ثنائية الأبعاد.

تسمح لهم هذه الخاصية بأخذ أي شكل تقريبًا ، لدرجة أنه في مناطق معينة من الكائن الحي يندمجون معًا مثل قطع الألغاز ، ويشكلون كلًا واحدًا غير قابل للتجزئة.

جميع العظام التي توفر الحماية مسطحة ، لذا فإن الجمجمة والأضلاع والحوض تقع في هذه المجموعة.

عظام طويلة

على عكس العظام المسطحة ، يسود مقياس واحد في العظام الطويلة على جميع العظام الأخرى: الطول ، مما يحد من السماكة والعرض إلى الحد الأدنى الضروري.

إنها عظام صلبة ومقاومة للغاية ، لأنها تميل إلى العمل كرافعة وتتعرض لضغط ميكانيكي كبير. كما أنها تدعم وزن الجسم ، لذلك يجب أن تكون شديدة المقاومة.

في هذه المجموعة من العظام توجد جميع الأطراف: من أطول الساق (مثل عظم الفخذ) إلى أصغر اليدين والقدمين (الكتائب).

تتكون كل هذه العظام بشكل أساسي من عظم قشري كثيف جدًا وقوي. للحد من الوزن ، يكون الجزء الداخلي أجوفًا ويشغله نخاع العظم ، أي الأنسجة الرخوة.

يمكن مقارنة العظام الطويلة بالأنابيب الهيكلية ، لأنها توفر نسبة قوة إلى وزن ممتازة.

عظمة أسفنجية

يتكون الجزء الداخلي من العظام المسطحة من عظم إسفنجي. هيكل هذا العظم يشبه قرص العسل ، لذلك لديهم مساحة داخلية كبيرة جدًا (تحتوي على النخاع) وقادرة على امتصاص الصدمات بشكل فعال للغاية.

وذلك لأن الطاقة تتشتت على مئات الآلاف من الصفائح العظمية الصغيرة التي تعمل كمخازن فردية.

نظرًا لأن هيكلها مسامي ، فإن العظم الإسفنجي مغطى بطبقات صغيرة من العظم القشري على جانبه الداخلي (الذي يواجه الأعضاء التي يحميها) وعلى جانبه الخارجي (الذي يواجه خارج الجسم) ، بحيث يوفر العظم القشري غطاءًا صلبًا للعظم الإسفنجي الأكثر بياضًا.

ألا يذكرك هذا ببنية القوس المركب؟ لأن الطبيعة طورت هذا المبدأ قبل أن يكتشفه الإنسان بوقت طويل.

عظمة قشرية

على عكس العظم الإسفنجي ، يتكون العظم القشري من طبقات متراكبة من العظام ، قريبة من بعضها البعض ، وتشكل حلقات متحدة المركز من مادة شديدة الكثافة والمقاومة.

العظم القشري ليس له مسام ، فهو مضغوط ، وبسبب تأثير العضلات خلال النمو ، فإنه يتمتع بدرجة معينة من الالتواء في بنيته ، وهي خاصية تجعله قويًا جدًا.

هذا هو نوع العظام التي تتكون منها العظام الطويلة. نتيجة لوظيفتها (الحمل) والمتطلبات الميكانيكية ، فهي عظام ذات كثافة معدنية أعلى ؛ أي أن معظم الكالسيوم الموجود في العظام موجود في العظم القشري ، في حين أن العظام المسطحة تحتوي على كثافة معدنية أقل.

مناطق نظام العظام

في هذه المرحلة ، مع معرفة الوظيفة والشكل ، يمكن استنتاج المناطق المختلفة لنظام العظام:

- جمجمة.

- جذع.

- الأطراف.

جمجمة

يتكون الهيكل بالكامل من عظام مسطحة ، وينقسم هيكله إلى جزأين: قبو الجمجمة (الذي يحتوي على الدماغ) ، والذي يتكون من 8 عظام. والكتلة الأمامية للوجه ، تتكون من 14 عظمة تشكل الوجه ، كلها مسطحة.

مفصلية مع الجمجمة هي أول فقرة عنق الرحم (أطلس). من خلال مفصلها مع المحور الثاني ، يسمح ذلك بإلصاق الرأس ببقية الجسم من خلال الرقبة ، التي يتكون هيكلها العظمي من 7 فقرات عنق الرحم فقط (الظهر) وعظم متخصص ، اللامي ، من أجل أمام.

يعمل الأخير كنقطة ارتكاز وانعكاس (ينحنيان) للعضلات التي تربط الرأس بالجذع.

جذع

على عكس الجمجمة ، فإن الجذع ليس هيكلًا عظميًا صلبًا. بدلاً من ذلك ، هم مجموعات مختلفة من العظام مرتبطة ببعضها البعض بواسطة العضلات.

في هذه المنطقة من الجسم ، يقع العمود الفقري في الخلف (من الجزء الصدري إلى العصعص). يقع القص في المقدمة وفي الجزء العلوي (القفص الصدري) ، ويتحد مع العمود بواسطة الأقواس التي تشكل كل ضلع من الأضلاع ، والتي تشكل معًا "القفص الصدري".

ينضم العمود الفقري إلى أسفل الحوض ، ويشكل نوعًا من القبة المقلوبة التي توفر الدعم والحماية للأعضاء الداخلية للجسم وتسمح بنقل الوزن إلى الأطراف.

الأطراف

تنقسم إلى أعلى وأدنى ، وتتكون من عظام طويلة مفصلية مع بعضها البعض. الأطراف العلوية (التي تمتد من لوح الكتف - التي كانت تسمى سابقًا لوح الكتف - إلى أصابع اليد) بها 32 عظمة لكل منها ، بينما تتكون الأطراف السفلية (من الورك إلى أصابع القدم) من 30 عظمة.

رعاية نظام العظام

على الرغم من مقاومته ، يتعرض الهيكل العظمي للكثير من الإجهاد ، لذلك من الضروري العناية به بشكل صحيح لمنعه من التدهور. بهذا المعنى ، هناك ثلاثة تدابير أساسية يجب مراعاتها:

- طعام.

- القياسات الميكانيكية.

- الإجراءات الدوائية.

كل منها مهم ولا يمكن فصلها عن بعضها البعض ، على الرغم من أنه في مراحل معينة من الحياة قد يكون المرء أكثر صلة من الآخرين.

تغذية

العظام هي بنية حية ذات نشاط استقلابي مكثف للغاية. لتكوينه من الضروري الحصول على ما يكفي من الكالسيوم ، وكذلك الكولاجين والبروتينات التي تسمح بتكوين مصفوفة العظام. وبالتالي ، من الضروري أن يحتوي النظام الغذائي على كمية كافية من الكالسيوم وكذلك البروتين.

هذا مهم بشكل خاص خلال الطفولة والمراهقة ، عندما ينمو العظم ويكون أكثر نشاطًا في التمثيل الغذائي.

يعد اتباع نظام غذائي غني بمشتقات الألبان (الحليب والزبادي والجبن) والخضروات الخضراء مثل السبانخ أمرًا مهمًا لضمان الحصول على كمية كافية من الكالسيوم ؛ خلاف ذلك ، لن تطور العظام القوة اللازمة.

من المهم جدًا التأكيد على أن التعرض لأشعة الشمس أمر ضروري لتكوين فيتامين د في الجسم ويسمح بتثبيت الكالسيوم في النظام الغذائي ، بحيث تكون التمارين والمشي في الهواء الطلق ، خاصة في الأيام المشمسة ، من الأمور الهامة. طريقة جيدة للحفاظ على صحة عظامك ، حتى لو لم تلمسها أشعة الشمس أبدًا.

القياسات الميكانيكية

يمكن تقسيمها إلى مجموعتين: تلك التي تهدف إلى تقوية العظام وتلك التي تهدف إلى حمايتها.

في المجموعة الأولى ، أفضل شيء تفعله هو ممارسة الرياضة. عند التدريب ، تمارس العضلات توترًا على العظام ، مما يؤدي إلى سلسلة من المحفزات الكيميائية والميكانيكية التي تحفز تكوين المزيد من العظام ، والتي تكون عادةً أقوى.

وبالتالي ، كلما زاد التمرين ، كلما كان نظام العظام أكثر قوة ، مما يجعله أكثر مقاومة وقوة.

من ناحية أخرى ، هناك تدابير تهدف إلى حماية العظام. ويشمل كل تلك الاستراتيجيات التي تهدف إلى حماية الهيكل العظمي من الضربات والصدمات.

من استخدام الخوذات ووسادات الركبة لتجنب الصدمات والكدمات والكسور عند ممارسة الرياضة ، إلى استخدام حزام الأمان في السيارة وأحزمة الحماية عند العمل على ارتفاع لتجنب السقوط. الفكرة هي حماية العظام من الصدمات التي يمكن أن تكسرها.

التدابير الدوائية

تصبح هذه المجموعة من الإجراءات مهمة بالفعل في نهاية العمر ، عندما يبدأ التمثيل الغذائي للعظام في الانخفاض ويحتاج الجسم للمساعدة في الحفاظ على صحة العظام وقوتها.

بهذا المعنى ، فإن أهم شيء هو تجنب هشاشة العظام / هشاشة العظام (انخفاض كثافة المعادن في العظام) ، والتي تستخدم فيها مكملات الكالسيوم عن طريق الفم ، وكذلك الأدوية التي تساعد على تثبيت الكالسيوم المذكور في العظام.

إنه علاج مفيد للغاية يقلل من خطر الإصابة بالكسور لدى كبار السن ، ويحسن نوعية حياتهم ويتجنب جراحات العظام الكبرى الناتجة عن الكسور مثل كسور الورك ، وهو أمر شائع جدًا لدى الأشخاص المصابين بهشاشة العظام.

المراجع

1. رو ، جي ، كون سبرينج ، إل ، وزيوبوس ، ب. (1998). الخواص الميكانيكية والهيكل الهرمي للعظام. الهندسة الطبية والفيزياء، 20 (2) ، 92-102.
2. هوليك ، إم إف (2004). ضوء الشمس وفيتامين د لصحة العظام والوقاية من أمراض المناعة الذاتية والسرطانات وأمراض القلب والأوعية الدموية. المجلة الأمريكية للتغذية السريرية ، 80 (6) ، 1678S-1688S.
3. كاشمان ، دينار كويتي (2007). النظام الغذائي والتغذية وصحة العظام. مجلة التغذية، 137 (11) ، 2507S-2512S.
4. Tosteson، AN، Melton، L. 3، Dawson-Hughes، B.، Baim، S.، Favus، MJ، Khosla، S.، & Lindsay، RL (2008). عتبات علاج هشاشة العظام فعالة من حيث التكلفة: منظور الولايات المتحدة. هشاشة العظام الدولية ، 19 (4) ، 437-447.
5. Kohrt، WM، Bloomfield، SA، Little، KD، Nelson، ME، & Yingling، VR (2004). النشاط البدني وصحة العظام. الطب والعلوم في الرياضة والتمارين الرياضية ، 36 (11) ، 1985-1996.
6. هوليك ، إم إف (1996). فيتامين د وصحة العظام. مجلة التغذية، 126 (ملحق_4)، 1159S-1164S.
7. Vasikaran، S.، Eastell، R.، Bruyère، O.، Foldes، AJ، Garnero، P.، Griesmacher، A.،… & Wahl، DA (2011). علامات دوران العظام للتنبؤ بمخاطر الكسور ومراقبة علاج هشاشة العظام: الحاجة إلى معايير مرجعية دولية. المنظمة الدولية لهشاشة العظام ، 22 (2) ، 391-420.
8. Woo، SL، Kuei، SC، Amiel، D.، Gomez، MA، Hayes، WC، White، FC، & Akeson، WH (1981). تأثير التدريب البدني المطول على خصائص العظام الطويلة: دراسة قانون وولف. مجلة جراحة العظام والمفاصل. المجلد الأمريكي ، 63 (5) ، 780-787.