Xương là gì? Thành phần, cấu tạo và chức năng của xương?

1. Xương là gì?

Xương khớp hay mô xương là các mô cứng có cấu tạo khác với các mô khác trong cơ thể, là phần cứng trong cơ thể, với nhiều hình dạng và vai trò khác nhau: hỗ trợ hình thành cấu trúc cơ thể, bảo vệ các cơ quan quan trọng nó và giúp cơ thể di chuyển. Ngoài ra, bên trong xương chứa tủy với nhiệm vụ tạo ra các tế bào máu và lưu trữ các khoáng chất, đặc biệt là canxi.

Con người được sinh ra với khoảng 270 xương mềm, khi trưởng thành, một số xương sẽ hợp nhất lại với nhau. Khi đến tuổi trưởng thành, con người chỉ còn khoảng khoảng 206 chiếc xương. Xương lớn nhất trong cơ thể là xương đùi và xương nhỏ nhất là xương bàn đạp ở tai giữa.

Thành phần chính của xương bao gồm protein collagen tạo thành một khung mềm và các khoáng chất cần thiết là canxi và photpho những thành phần này sẽ có nhiệm vụ làm cứng khung xương; bên cạnh đó, khoảng 99% lượng canxi trong cơ thể được tích trữ bên trong xương. 

2. Phân loại:

Các xương trong cơ thể được phân loại theo hình thể và cấu trúc xương.

2.1. Phân loại theo hình thể: 

Mỗi xương trong bộ xương có một hình thể khác nhau phụ thuộc vào chức năng ở từng đoạn cơ thể. Xương được chia thành 04 loại chính, bao gồm:

Xương dài: Phần lớn các xương là dài sẽ là xương tứ chi, chẳng hạn chúng ta có thể đề cập đến như xương cẳng tay, cánh tay, xương đùi và cẳng chân. Các xương này được cấu tạo để phù hợp chức năng vận động rộng của cơ thể người.

Xương ngắn: Bao gồm các xương như cổ tay, cổ chân, cấu tạo để thực hiện các hoạt động hạn chế nhưng mềm dẻo và dễ phối hợp.

Xương dẹt: Là các xương ở xương bả vai, vòm sọ, xương chậu. Nhóm xương này có chức năng bảo vệ những cơ quan quan trọng của cơ thể bởi những tác động mạnh từ bên ngoài.

Xương vừng: Đây là các xương nhỏ, nằm ở bên trong gân cơ và đệm vào các khớp để giảm độ ma sát của gân, cơ và giúp màng xương hoạt động tốt hơn. Ví dụ, xương bánh chè là một xương vừng lớn và quan trọng trong cơ thể.

Xương không đều hay xương bất định hình: Đây là các xương có hình thể rất phức tạp, không được xếp vào các loại xương chính theo cấu trúc hình thể, chẳng hạn như xương hàm trên, xương thái dương hoặc các xương nền sọ.

2.2. Phân loại theo cấu trúc: 

Các loại xương phân chia theo cấu trúc xương gồm:

– Xương màng, gồm xương sọ mặt.

– Xương sụn gồm các xương chi, xương ức, xương cột sống,…

3. Thành phần hóa học của xương:

Thành phần hóa học đảm bảo xương phù hợp với các tính chất sau:

Tính rắn bao gồm các chất vô cơ;

Tính đàn hồi bao gồm các chất hữu cơ.

Cụ thể hơn, thành phần hóa học ở xương bao gồm:

Xương tươi ở người lớn:  bao gồm 50% nước; 17.75% mỡ; 12.45% chất hữu cơ; 21.8% chất vô cơ

Xương khô: 

– Chất hữu cơ (khoảng 33.3%) chủ yếu là cốt bào (osseine) bao gồm các sợi keo và tế bào xương;

– Chất vô cơ (khoảng 66.7%) chủ yếu là các chất muối vôi, chẳng hạn như phosphat Ca 51.04%, carbornat Ca 11.3%, Kluorur Ca 2.0%, phosphat Mg 1.16%, carbonat và chlorur Ca 1.2%.

Tuy nhiên, thành  phần hóa học cũng thay đổi thay đổi theo mỗi loại xương, giới tính, độ tuổi, chế độ dinh dưỡng, quá trình luyện tập và bệnh lý liên quan. Ở người trẻ tuổi, xương thường ít các chất vô cơ, nhiều chất hữu cơ, do đó xương có tình mềm dẻo dễ đàn hồi. Trong khi đó, xương ở người cao tuổi gồm nhiều chất vô cơ, ít chất hữu cơ, do vậy, xương thường giòn và dễ gãy hơn, khó đàn hồi.

4. Cấu tạo của Xương:

Xương là một mô cứng, chức năng liên kết khác biệt. Cấu tạo bên trong của xương tương tự như tổ ong, giúp tạo độ cứng cho xương, nhưng vẫn nhẹ về trọng lượng.

Mẫu giải phẫu cấu tạo xương như sau:

4.1. Giải phẫu tổng thể xương:

Một xương dài bao gồm hai bộ phận là thân xương và đầu xương.

– Thân xương là trục xương hình ống dài, nằm giữa hai đầu xương

– Đầu xương gồm các mặt khớp, mấu, mỏm và các cổ xương nơi tiếp giáp giữa đầu xương và thân xương.

– Vùng rỗng bên trong được gọi là khoảng tủy, chứa tủy xương màu vàng.

– Bề mặt bên ngoài của xương được bao phủ bởi màng xương. Trong đó, màng xương chứa mạch máu, dây thần kinh và các mạch bạch huyết để nuôi dưỡng các xương nhỏ. Màng xương bao phủ toàn bộ bề mặt bên ngoài, ngoại trừ vùng khớp, gân và dây chằng được gắn vào xương thông qua màng xương. Ở các khớp, xương được bao phủ bởi lớp sụn mỏng có tác dụng giảm ma sát và hoạt động như một bộ phận giảm xóc, giảm áp lực lên xương.

4.2. Mô xương:

Xương được cấu tạo bởi:

Xương đặc: Đây là lớp màng bên ngoài, cứng, bền và chắc chiếm khoảng 80% khối lượng xương ở người trưởng thành.

Xương thể sợi: Đây là một mạng cấu trúc hình que, nhẹ hơn, ít hơn và linh hoạt hơn.

Xương được cấu tạo từ hai loại mô là xương cứng và xương thể sợi. Ngoài ra, nó cũng chứa một số thành phần:

– Nguyên bào xương và tế bào xương, có nhiệm vụ tái tạo mô xương; 

– Tế bào hủy xương, có nhiệm vụ loại bỏ các tế mô xương suy yếu

– Muối khoáng vô cơ

– Tủy xương

– Các lớp màng, bao gồm màng xương

– Osteoid, là hỗn hợp collagen và các loại protein khác.

4.3. Tế bào xương:

Có ba loại tế bào chủ yếu tham gia vào quá trình tái tạo các mô xương gồm:

Nguyên bào xương: Tạo ra xương mới và sửa chữa các xương cũ. Nguyên bào tạo ra một hỗn hợp protein là osteoid, được khoáng hóa và tạo thành xương hoàn chỉnh. Đồng thời, nó cũng sản xuất protein, bao gồm prostaglandin.

Cốt bào hay tế bào xương: Là những nguyên bào xương không hoạt động, có nhiệm vụ duy trì kết nối tế bào xương và các nguyên bào xương khác; là thành phần quan trọng trong việc kết nối các mô xương.

Tế bào hủy xương: Là các tế bào có nhiều hơn một nhân với nhiệm vụ phá hủy vỏ xương giúp giải phóng các enzym và axit để hòa tan các khoáng chất trong xương, quá trình này được gọi là quá trình tái hấp thụ. Quá trình giúp tái tạo xương bị thương và tạo đường dẫn cho các dây thần kinh và mạch máu đi qua.

4.4. Tủy xương:

Tủy xương có ở hầu hết các loại xương. Tủy xương nằm ở trung tâm xương; tạo khoảng 2 triệu tế bào hồng cầu mỗi giây và các tế bào lympho hoặc các tế bào bạch cầu để tham gia vào các phản ứng miễn dịch. Trong đó, có hai loại tủy xương là:

Tủy đỏ: là thành phần tạo ra máu. Có ở các hốc xương xốp ở người lớn; ở thai nhi và trẻ sơ sinh, có ở toàn bộ các xương.

Tủy vàng: là phần chứa nhiều tế bào mỡ, chỉ có ở ống tủy thân xương dài ở người lớn.

4.5. Chất nền ngoại bào:

Chất nền ngoại bào được cấu tạo gồm:

Thành phần hữu cơ: thành phần chính là collagen loại 1bao gồm hydroxyapatite và các muối khác, bao gồm canxi và photpho.

Collagen: Với thành phần gồm hydroxyapatite giúp xương có độ bền nén hoặc khả năng chống bị nén lại với nhau.

4.6. Hệ thống mạch máu:

Gồm 02 loại mạch máu chính ở xương:

Mạch dưỡng cốt hay mạch nuôi xương là mạch đi đến tận tủy xương. Bên trong tủy xương, mạch chia thành hai chiều, chạy dọc theo chiều dài của ống xương và phân chia thành các mạch nhỏ để nuôi dưỡng xương.

Mạch cốt mạc hay mạch màng xương là các mạch ở xung quanh thân xương và đầu xương, nối tiếp với các mạch dưỡng cốt bên trong xương.

5. Chức năng của xương khớp:

Xương là bộ phận quan trọng của cơ thể, với chức năng khác nhau, giúp cơ thể chuyển động, bảo vệ các cơ quan nội tạng. Ngoài ra, bộ phận này cũng chứa một số chức năng quan khácmnhư:

Cơ học: Giúp cơ thể tạo thành một khung chắc chắn để nâng đỡ cơ thể và các bộ phận khác. bên cạnh đó, các cơ, gân và dây chằng kết nối với xương để giúp cơ thể di chuyển linh hoạt với việc thực hiện các hoạt động đa dạng. 

Tổng hợp các chất dinh dưỡng: Xương giúp tạo ra hồng cầu, tiểu cầu và bạch cầu. Ngoài ra, chúng còn giúp việc phá hủy các tế bào hồng cầu lão hóa hoặc bị lỗi.

Lưu trữ khoáng chất: đặc biệt là canxi và photpho.

Dự trữ chất béo: axit béo được lưu trữ bên trong các mô mỡ của tủy xương.

Cân bằng nồng độ pH: Xương có thể giải phóng hoặc hấp thụ muối kiềm, hoạt động này giúp máu được giữ ở mức pH thích hợp.

Hỗ trợ giải độc cho cơ thể: Xương có thể hấp thụ các loại kim loại nặng và các yếu tố độc hại khác từ máu, giúp giải độc cho cơ thể.

Chức năng nội tiết: khả năng tiết ra các hormone hoạt động trên thận và ảnh hưởng đến việc điều chỉnh lượng đường trong máu và lắng đọng chất béo.

Cân bằng canxi: Xương có thể tăng hoặc giảm lượng canxi trong máu bằng cách hình thành hoặc phá vỡ nó trong một quá trình gọi là tái hấp thụ.