Xương là một bộ phận vô cùng quan trọng trong cơ thể con người nói riêng và động vật có xương sống nói chung. Cấu trúc xương của con người rất phức tạp với nhiều bộ phận, thành phần khác nhau. Vậy thành phần hóa học của xương là gì, cấu tạo xương người như thế nào? Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu các thông tin liên quan đến hệ xương để bạn cùng tham khảo nhé.
Tìm hiểu khái niệm xương là gì?
Xương là những mô cứng chắc chắn, giúp tạo bộ khung cho cơ thể con người và sinh vật có xương sống. Bộ xương của một người trưởng thành được cấu tạo từ 206 xương. Xương được tạo thành từ các mô liên kết và được củng cố bằng canxi, các tế bào xương chuyên biệt. Hầu hết xương cũng chứa tủy xương, nơi tạo ra các tế bào máu.
Xương hoạt động cùng với các cơ và khớp giúp cơ thể con người có thể cử động linh hoạt. Đây được gọi là hệ thống cơ xương. Bộ xương hỗ trợ định hình cơ thể và bảo vệ các cơ quan nội tạng quan trọng như não, tim và phổi.
Xương chứa hầu hết nguồn cung cấp canxi cho cơ thể chúng ta. Cơ thể liên tục xây dựng các mô xương mới và phá vỡ các mô xương cũ, lão hóa.
Tính chất của xương
- Xương rắn chắc, chịu lực tốt nhưng không nặng và là mô sống.
- Khi xương bị tổn thương, nó có thể tự phục hồi và phát triển hoàn thiện.
- Xương có thể điều chỉnh kích thước và hình dạng của chính nó theo lực.
- Nếu như một vùng xương nào đó thường xuyên phải chịu các lực nặng thì bộ phận xương ở nơi đó cũng có thể tự làm dày và củng cố độ chắc chắn.
- Ngoài ra, xương còn là kho chứa khoáng chất quan trọng (chẳng hạn như canxi), và tủy đỏ của xương cũng tạo ra các tế bào máu mới.
Các thành phần hóa học của xương
Chất nền gian bào bị canxi hóa của xương, còn được gọi là chất nền xương, bao gồm các thành phần hữu cơ và vô cơ khác nhau.
Thành phần hữu cơ
- Thành phần hữu cơ của xương bao gồm các sợi collagen và chất nền vô định hình, chiếm khoảng 35% trọng lượng xương sống và được các nguyên bào xương tiết ra.
- 95% thành phần hữu cơ là các sợi collagen (sợi keo), chủ yếu bao gồm collagen loại I và một lượng nhỏ collagen loại V.
- Chất nền vô định hình chiếm 5%. Nó có cấu tạo giống như gel, và thành phần hóa học của nó là một phức hợp của glycosaminoglycan và protein. Glycosaminoglycans bao gồm chondroitin sulfat, keratan sulfat và axit hyaluronic.
- Một số thành phần protein có chức năng đặc biệt. Ví dụ như osteonectin có thể kết hợp các thành phần vô cơ của xương với collagen của xương. Osteocalcin (osteocalcin) là protein liên kết với canxi có vai trò canxi hóa xương và vận chuyển canxi có liên quan.
- Các thành phần hữu cơ giúp xương đàn hồi.
Thành phần vô cơ
- Thành phần vô cơ của xương chủ yếu là muối canxi hay còn gọi là muối xương, chiếm khoảng 65% trọng lượng xương.
- Thành phần chính của muối xương là các tinh thể hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2). Dưới kính hiển vi điện tử, các tinh thể này là những chiếc kim nhỏ có chiều dài khoảng 10-20nm, bám sát và đều đặn theo chiều dài của sợi collagen.
- Khi muối xương được kết hợp với các thành phần hữu cơ, chất nền xương sẽ cứng lại để thực hiện chức năng nâng đỡ cơ thể.
Cấu tạo và hình thái của xương
Hệ thống xương trong cơ thể con người bao gồm màng xương, chất xương và tủy xương. Ngoài ra còn có nhiều mạch máu và các dây thần kinh phân bố đều khắp hệ thống xương.
Màng xương
Màng xương bao gồm hai lớp, lớp màng ngoài và lớp màng bên trong.
- Lớp màng bên ngoài: là lớp sợi chứa các fibroblast, lớp xơ này có chức năng bảo vệ và cung cấp dinh dưỡng cho xương.
- Lớp màng bên trong: là lớp sinh xương chứa các tế bào sinh xương, tiền thân của các osteoblast. Lớp bên trong là lớp tạo xương, tham gia vào quá trình phát triển, phục hồi xương.
Chất xương
Chất xương là thành phần chính của xương, bao gồm các mô xương, được chia thành xương đặc (phần ngoài) và xương xốp (phần bên trong).
Xương đặc phân bố trên bề mặt xương, dày và đặc, bao gồm các bản xương sắp xếp chặt chẽ, có khả năng chống nén và xoắn mạnh.
Xương xốp nằm bên trong xương và bao gồm các bè xương hình kim hoặc tấm, được sắp xếp theo hướng trọng lực và hướng căng của lực kéo cơ.
Tủy xương
Tủy xương nằm trong khoảng trống giữa khoang tủy và xương xốp của xương dài, bao gồm các tế bào tạo máu và mô liên kết dạng lưới. Tủy xương được chia thành tủy đỏ và tủy vàng.
- Tủy xương của trẻ em hoặc động vật non đều là tủy đỏ, chứa một lượng lớn hồng cầu và các tế bào máu khác chưa trưởng thành ở các giai đoạn phát triển khác nhau nên có màu đỏ và có chức năng tạo máu.
- Tủy xương vàng là tủy xương của người và động vật trưởng thành. Sau khi trưởng thành, tủy đỏ trong khoang tủy xương dần dần lắng đọng chất béo, chuyển sang màu vàng và biến thành tủy vàng. Nó cũng mất đi khả năng tạo máu.
- Nếu cơ thể bị mất máu nhiều, tủy vàng có thể chuyển hóa thành tủy đỏ và thực hiện lại chức năng tạo máu. Tủy đỏ ở xương xốp luôn có chức năng tạo máu.
Mạch máu và dây thần kinh
Hệ thống xương có nhiều mạch máu và dây thần kinh, phân bố chủ yếu ở màng xương. Trên bề mặt xương có những lỗ nhỏ có thể nhìn thấy bằng mắt thường, qua đó các mạch máu phân bố trong xương ra vào. Các dây thần kinh phân bố cho xương chủ yếu là dây thần kinh vận động của mạch máu và dây thần kinh cảm giác của màng xương.
Các loại xương trong cơ thể con người
Trong cơ thể con người chúng ta có 5 loại xương cơ bản. Hãy cùng nhau tìm hiểu chi tiết hơn về các loại xương này dưới đây nhé.
Xương dài
Xương dài có hình ống dài, phân bố ở các chi. Tác dụng chính của chúng là để nâng đỡ trọng lượng cơ thể, di chuyển cơ thể và thực hiện các động tác lao động, đóng vai trò đòn bẩy trong các động tác.
Xương dài có thân dài và hai đầu. Thân còn gọi là xương sống, xương đặc, khoang trong xương sống gọi là khoang tuỷ, chứa tuỷ, có các lỗ dinh dưỡng để mạch máu ra vào ở một số bộ phận của cơ thể. Phần cuối, còn được gọi là đầu xương, thương to hơn phần thân và có bề mặt khớp nhẵn, được bao phủ bởi sụn khớp.
Có một lớp sụn giữa cơ hoành và đầu xương dài ở trẻ em, được gọi là sụn đầu xương. Sụn đầu xương có thể tiếp tục tăng sinh và cốt hóa, làm tăng chiều dài của xương. Sau khi trưởng thành, sụn đầu xương cốt hóa, để lại một vết giống như đường ở sụn đầu xương ban đầu, được gọi là đường đầu xương.
Xương ngắn
Xương ngắn có hình khối trụ, liên kết thành nhóm và nằm ở những bộ phận chịu trọng lượng và cử động phức tạp, chẳng hạn như xương cổ tay và xương cổ chân.
Xương dẹt
Xương dẹt hình đĩa, phân bố ở đầu, ngực… Nó thường tạo thành bức tường của khoang xương và có tác dụng bảo vệ các cơ quan trong khoang, chẳng hạn như hộp sọ để bảo vệ não, xương ức và xương sườn để bảo vệ tim và phổi.
Xương bất định hình
Xương bất định hình, chẳng hạn như đốt sống. Một số xương bất định hình có các khoang chứa khí bên trong gọi là xương chứa khí, chẳng hạn như xương hàm trên và xương sàng nằm xung quanh khoang mũi, có thể cộng hưởng khi phát âm và làm giảm trọng lượng của xương.
Xương vừng
Xương vừng là xương nhỏ gắn với gân hoặc cơ. Chúng giúp màng xương hoạt động tốt hơn bằng cách đệm gân và giảm ma sát giữa gân và xương. Xương bánh chè của đầu gối và xương bánh chè của cổ tay là hai ví dụ về xương vừng.
Chức năng chính của xương là gì?
Chức năng cơ học
- Xương tạo nên bộ khung cho cơ thể con người. Chúng nâng đỡ cơ thể và tạo thành các điểm bám cho dây chằng, gân, khớp và cơ xương.
- Chúng bảo vệ các cơ quan nội tạng như hộp sọ bảo vệ não và xương sườn bảo vệ tim và phổi.
- Ba xương tai cụ thể là búa, xương đe, xương bàn đạp giúp quá trình nghe bằng cách truyền tải âm thanh.
Chức năng tổng hợp
- Xương bao gồm tủy xương thực hiện quá trình tạo máu và tạo ra các tế bào hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu.
- Tủy xương cũng là nơi các tế bào hồng cầu khiếm khuyết bị phá hủy.
Chức năng trao đổi chất
- Xương là nơi lưu trữ canxi và phốt phát.
- Mô mỡ trong tủy xương đóng vai trò là nơi dự trữ axit béo.
- Xương giải phóng muối kiềm vào máu để duy trì sự cân bằng axit – bazơ.
- Xương hấp thụ kim loại nặng và các nguyên tố tiền thân khác từ mô để giảm tác động tiêu cực của chúng và sau đó bài tiết chúng ra ngoài.
- Nó giải phóng enzyme osteocalcin điều chỉnh lượng đường trong máu và lắng đọng chất béo.
- Tái hấp thu xương – quá trình giải phóng canxi trong máu là một chức năng quan trọng của xương giúp duy trì sự cân bằng canxi trong cơ thể chúng ta.
Có thể bạn quan tâm:
Bài viết đã giới thiệu về thành phần hóa học của xương và những đặc điểm cơ bản về hệ xương của con người. Hệ xương là hệ thống vô cùng quan trọng trong cơ thể. Chính vì vậy, bạn hãy giúp hệ xương của mình luôn chắc khỏe bằng cách bổ xung nhiều canxi, kẽm trong chế độ ăn và tránh làm việc nặng quá sức nhé.
