العظام والنسيج العظمي في جسم الإنسان

تعتبر العظام من المكونات الرئيسية لجسم الإنسان، فهي المسؤولة عن وظائف كثيرة يقوم بها الإنسان مثل إعطاء هيكل للجسم وتحمي أجزاء الجسم الداخلية، وفي هذه المقالة سنتعّرف أكثر عن العظام وأهم المعلومات عنها وأهميتها بالنسبة للإنسان.

الهيكل العظمي للإنسان

يتشكل الهيكل العظمي لجسم إنسان بالغ من 206 عظمة ثابتة، وبعض العظام المتغيرة حسب الأفراد (مثلا على مستوى الأقدام). تتوزع هذه العظام على الشكل التالي:

• هيكل الرأس: ويشمل 28 عظما تتوزع بين 8 عظام بالنسبة للجمجمة، و14 عظما للوجه ثم 6 عظام للأذنين.
• هيكل الجذع: ويتشكل من 34 فقرة تشكل ما يعرف بالعمود الفقري، و24 ضلعا تكون القفص الصدري يسده من الأمام عظمة القص، دون أن ننسى العظم اللساني الذي يوجد مباشرة فوق ما يطلق عليه جزافا "تفاحة آدم".
• هيكل الأطراف العليا: التي تتشكل بالنسبة لكل طرف من: عظم الكتف وعظم التَّرقوة في الأعلى والخلف، ثم من عظم العضد على مستوى الذراع، وعظمي الكعبرة والزند على مستوى الساعد، وأخيرا عظام اليد التي تصل أعدادها إلى 30 عظمة.
• هيكل الأطراف السفلى: ويشمل كل طرف عظم الورك على مستوى الحوض، وعظم الفخذ على مستوى الفخذ، وقصبة الساق وعظم الشظية على مستوى الساق دون أن ننسى الرضفة أو عظمة رأس الركبة، ثم أخيرا عظام القدم المختلفة والتي يصل عددها إلى 28 قطعة عظمية.

أما من ناحية الشكل الخارجي، فيمكننا تقسيم العظام إلى أربعة أشكال رئيسية:

• العظام الطولية: مثل عظام الذراع والساعد والفخذ والساق، وتتشكل من أسطوانة عظمية وسطى هي جسم العظم ومن أطراف.
• العظام القصيرة: مثل الرضفة وعظام أعلى القدم والمعصم.
• العظام المسطحة: مثل عظمة الكتف والأضلاع والجمجمة.
• العظام الأخرى: التي تتخذ أشكالا مختلفة كالفقرات وعظام الوجه.

العظام قوية، خفيفة و نشطة:

خلافا للاعتقاد السائد، تعتبر العظام من الناحية التشريحية والبيولوجية من أكثر أنسجة الجسم نشاطا، حيث تتم على مستواها العديد من العمليات والتفاعلات الاستقلابية وعمليات الهدم والبناء. كما أن الانطباع الذي قد تعطيه من حيث كونها صلبة جدا إلى حد القساوة ليس صحيحا تماما. إذ أن:

• وزن العظام الإجمالي لا يتعدى 11 كلغ مقارنة بأكثر من 30 كلغ مثلا من العضلات عند انسان بالغ يزن 70 كلغ.
• نسبة الماء في العظام تقارب الربع (22.5 في المئة).
• كما أن النسيج العظمي بالمعنى الدقيق للكلمة لا يمثل إلا 25 في المئة من العظم نفسه.
• أما ما تبقى من العظم فيحوي النخاع العظمي (مخ العظم) دون أن ننسى وجود شبكة معقدة من الأوعية الدموية، والأعصاب، والخلايا المبطنة والمحيطة.

هندسة النسيج العظمي

ينقسم النسيج العظمي إلى 3 مكونات رئيسية: مكونات عضوية وأخرى معدنية تتخللهما ثلاث أنواع رئيسية من الخلايا العظمية.

المكونات العضوية

المكونات العضوية تتمثل أساسا في بروتينات الكولاجين التي تتميز بقوتها ومتانتها ومرونتها النسبيةً حيث تشكل شبكة معقدة من الألياف البروتينية العائمة وسط ما يعرف بالمادة الأساسية أي السائل اللزج – مبدئيا - الذي يحوي مادة مخاطية متعددة السكاكر والأملاح المعدنية والماء، والتي يقل تركيزها كلما زادت كثافة النسيج العظمي وبالتالي صلابة العظام.

صلابة العظام

صلابة العظام ترجع بالأساس إلى المكونات المعدنية التي تمثل ثلثى وزن العظام، والمشكلة أساسا من الكالسيوم والفوسفور (فوسفات الكالسيوم) وشيء من المغنيزيوم. تتراكم هذه المعادن على مستوى الألياف البروتينية السابقة الذكر لتشكل هيكل النسيج العظمي.

الخلايا العظمية الرئيسية

تقوم الخلايا العظمية الرئيسية بتنظيم تشكيل المكونات العضوية والمعدنية، حيث يمكننا التمييز – وفق مهامها - بين 3 أنواع رئيسية:

فمن جهة هناك الخلايا العظمية البناءة (Osteoblasts) التي تتواجد على سطح النسيج العظمي، وتعمل على انتاج الكولاجين وباقي البروتينات المكونة للعظام، كما تعمل على تركيز معدن الكالسيوم ومزجه بالفوسفور لإنتاج مادة معدنية أكثر صلابة تعرف بهيدروكسيل أباتيت (Hydroxylapatite). عندما تحاط هذه الخلايا كليا بالنسيج العظمي تتحول إلى:

الخلايا العظمية البالغ (Osteocytes) التي تستمر في إفراز المكونات العضوية وتركيز المكونات المعدنية ولو بشكل ضعيف.

ثم هناك الخلايا الهدامة أو ناقضة العظم (Osteoclasts) التي ينتجها النخاع العظمي، والتي تتحدد مهمتها الرئيسية في هضم النسيج العظمي القديم وإذابة الكالسيوم الموجود في العظام عند انخفاض تركيزه في الدم مثلا.

النسيج العظمي القشري والاسفنجي

يختلف الشكل البنيوي للنسيج العظمي من عظمة لأخرى أو حتى من منطقة لأخرى من نفس العظمة، وذلك وفق المهمة التي من المفترض أن تنوط بها هذه القطعة العظمية أو تلك، فعمل الفقرة ليس هو كعمل عظام الجمجمة أو عظمة الفخذ، كما أن قوى الضغط الميكانيكية الثابتة (الوزن) أو المتحركة (حركة الجسم) تختلف من مكان إلى آخر. وتحت هذه "الاكراهات" ينتظم النسيج العظمي وفق بنيتين مختلفتين تتفاوت نسب تركيزها من عظمة إلى أخرى، حيث يمكن التمييز بين النسيج العظمي المكتنز أو القشري، والنسيج العظمي الإسفنجي.

النسيج العظمي القشري

النسيج العظمي القشري هو النسيج الذي يعطي للعظام صلابتها وتماسكها، ونجده على وجه الخصوص في الجزء الخارجي من جسم العظام الطويلة. ويتوزع – كما يظهر على الصورة – هذا النسيج على شكل وحدات أو أسطوانات عظمية متداخلة وممتدة طوليا تتوسطها قناة مركزية تجري بها أوعية دموية وكذلك الخلايا البناءة والهدامة للعظم. حول هذه القناة حلقات أو رقائق عظمية أيضا أسطوانية، الواحدة حول الأخرى، تتواجد بينها حجيرات تحوي الخلايا العظمية البالغة التي تتواصل فيما بينها عبر شقوق تصل بين هذه الحجيرات؛ وتتواصل جميع القنوات الطولية المركزية بقنوات أخرى مستعرضة تجري فيها أيضا أوعية دموية، مما يجعل هذه الأخيرة تجوب النسيج القشري طولا وعرضا انطلاقا من السطح الخارجي إلى النخاع العظمي.

النسيج العظمي الإسفنجي

أما النسيج العظمي الإسفنجي فيتواجد على مستوى أطراف العظام الطويلة وفي العظام القصيرة والمسطحة. وهو نسيج قليل الكثافة بالمقارنة مع النسيج القشري، ويتشكل من رقاقات تغطي سطحها أعداد كبيرة من الخلايا العظمية البناءة وحجيرات عظمية ممتلئة بالنخاع الأحمر، دون أن تكون منتظمة في «وحدات عظمية» هندسية، بل تكون على شكل صفائح وشويكات تتخللها فجوات كثيرة، هي التي تكسب النسيج وصفه «الإسفنجي»، وذلك لانتشار هذه الفجوات الكثيرة فيه.

العظم مصنع متعدد التخصصات

يمكن اعتبار العظام من أضخم المعامل في الكون فهي تنتج – عبر النخاع العظمي – الذي يتواجد في قلبها، ما معدله الرقم الفلكي ل1000 مليار خلية في اليوم، حيث يعمل النخاع العظمي على تجديد أغلبية خلايا الدم المتهالكة أو المريضة من كريات حمراء وبيضاء وحتى الصفائح الدموية، وتتم هذه العملية في جميع العظام إلى حدود 5 سنوات من العمر، ثم تتركز في العظام التي تحوي اكبر نسبة مما يعرف بالنخاع العظمي الأحمر وهي عظمة القص والأضلاع والفقرات وعظام الورك.

أما العظام الطويلة فتحوي نسبة أكبر بما يعرف بالنخاع الأصفر الغني بالخلايا الذهنية، وبالتالي فهي تعتبر مخزنا مهما للطاقة، بيد أنها يمكن أن تعود إلى انتاج خلايا الدم إذا كانت الحاجة ماسة له، بعد فقد الكثير من الدماء مثلا.