Các thành phần chính của bộ xương

Bộ xương người chia làm ba phần là xương đầu (gồm các xương mặt và khối xương sọ), xương thân (gồm xương ức, xương sườn và xương sống) và xương chi (xương chi trên - tay và xương chi dưới - chân). Tất cả gồm 300 chiếc xương ở trẻ em và 206 xương ở người trưởng thành, dài, ngắn, dẹt khác nhau hợp lại ở các khớp xương. Về phân bổ, có 80 xương trục và 126 xương treo.

Bộ xương trục( axial skeleton) gồm 22 xương sọ, 1 xương móng, 6 xương nhỏ của tai và 51 xương thân. Xương thân gồm 26 xương cột sống, 24 xương sườn, 1 xương ức. Xương sọ gồm 8 xương hộp sọ và 14 xương mặt

Trong bộ xương còn có nhiều phần sụn. Khối xương sọ ở người gồm 8 xương ghép lại tạo ra hộp sọ lớn chứa não. Xương mặt nhỏ, có xương hàm bớt thô so với động vật vì nhai thức ăn chín và không phải là vũ khí tự vệ. Sự hình thành lồi cằm liên quan đến các cơ vận động ngôn ngữ. Cột sống gồm 33 - 35 đốt sống khớp với nhau và cong ở 4 chỗ, thành 2 chữ S tiếp nhau giúp cơ thể đứng thẳng. Các xương sườn gắn với cột sống và gắn với xương ức tạo thành lồng ngực, bảo vệ tim và phổi. Xương tay và xương chân có các phần tương ứng với nhau nhưng phân hóa khác nhau phù hợp với chức năng đứng thẳng và lao động.

Các loại xương

Căn cứ vào hình dạng cấu tạo, người ta phân biệt bốn loại xương là:

• Xương dài: cấu trúc hình ống, có mô xương xốp ở hai đầu xương, giữa chứa tủy đỏ ở trẻ em và chứa mỡ vàng ở người trưởng thành như xương cánh tay, xương đùi, xương cẳng chân,... Loại xương này có nhiều nhất.
• Xương ngắn: kích thước ngắn, chẳng hạn như xương đốt sống, xương cổ chân, cổ tay,...
• Xương dẹt: hình bản dẹt, mỏng như xương bả vai, xương cánh chậu, các xương sọ. Loại xương này ít nhất.
• Xương không đều (xương hình bất định): là những xương có hình thể phức tạp như xương hàm trên, xương thái dương, xương ở nền sọ.

Các khớp xương

Nơi tiếp giáp giữa các đầu xương gọi là khớp xương.

Trong cơ thể con người có tất cả 306 khớp xương: khớp sọ: 86; khớp họng: 6; khớp cột sống và xương chậu: 76; khớp tay: 32 (2 tay: 64); khớp chân: 31 (2 chân: 62); khớp ngực: 66

Có ba loại khớp là: khớp động như các khớp ở tay, chân; khớp bán động như khớp các đốt sống và khớp bất động như khớp ở hộp sọ.

• Khớp động là loại khớp cử động dễ dàng và phổ biến nhất trong cơ thể người như khớp xương đùi và xương chày, khớp xương cánh chậu và xương đùi. Mặt khớp ở mỗi xương có một lớp sụn trơn, bóng và đàn hồi, có tác dụng làm giảm sự cọ xát giữa hai đầu xương. Giữa khớp có một bao đệm chứa đầy chất dịch nhầy do thành bao tiết ra gọi là bao hoạt dịch. Bên ngoài khớp động là những dây chằng dai và đàn hồi, đi từ đầu xương này qua đầu xương kia làm thành bao kín để bọc hai đầu xương lại. Nhờ cấu tạo đó mà loại khớp này cử động dễ dàng. Khớp động phức tạp nhất trong cơ thể người là khớp gối.
• Khớp bán động là loại khớp mà giữa hai đầu xương khớp với nhau thường có một đĩa sụn làm hạn chế cử động của khớp. Khớp bán động điển hình là khớp đốt sống, ngoài ra còn có khớp háng. Ở trẻ em, có xương chậu...các đĩa sụn rất đàn hồi nên dễ uốn lưng mềm mại hay xoạc chân ra dễ dàng. Trái lại ở người trưởng thành và nhất là người già, các đĩa sụn dẹp lại làm cột sống khó cử động hơn, xoạc chân ra khó khăn.
• Khớp bất động: Trong cơ thể có một số xương được khớp cố định với nhau, như xương hộp sọ và một số xương mặt. Các xương này khớp với nhau nhờ các răng cưa nhỏ hoặc do những mép xương lợp lên nhau kiểu vảy cá nên khi cơ co không làm khớp cử động.
  

Cấu tạo và tính chất của xương

Cấu tạo và sự phát triển của xương

• Cấu tạo và chức năng của xương dài: Hai đầu xương là mô xương xốp có các nan xương xếp theo kiểu vòng cung, phân tán lực tác động và tạo ô chứa tủy đỏ xương. Bọc hai đầu xương là lớp sụn để giảm ma sát trong đầu xương. Đoạn giữa là thân xương. Thân xương hình ống, cấu tạo từ ngoài vào trong có: màng xương mỏng, mô xương cứng và khoang xương. Màng xương giúp xương phát triển về bề ngang. Mô xương cứng chịu lực, đảm bảo tính vững chắc cho xương. Khoang xương chứa tủy xương, ở trẻ em là tuỷ đỏ sinh hồng cầu; ở người trưởng thành tủy đỏ được thay bằng mô mỡ màu vàng nên gọi là tủy vàng.
• Cấu tạo xương ngắn và xương dẹt: xương ngắn và xương dẹt không có cấu tạo hình ống, bên ngoài là mô xương cứng, bên trong lớp mô xương cứng là mô xương xốp gồm nhiều nan xương và hốc trống nhỏ (như mô xương xốp ở đầu xương dài) chứa tủy đỏ.

Xương to ra về chiều ngang là nhờ các tế bào màng xương phân chia tạo ra những tế bào mới đẩy tế bào cũ vào trong rồi hóa xương. Xương dài ra là nhờ quá trình phân bào ở sụn tăng trưởng. Ở tuổi thiếu niên xương phát triển nhanh. Đến 18 - 20 tuổi ở nữ hoặc 20 - 25 tuổi đối với nam xương phát triển chậm lại. Ở người trưởng thành, sụn tăng trưởng không còn khả năng hóa xương, vì thế người không cao thêm. Người già xương bị phân hủy nhanh hơn sự tạo thành, tỉ lệ cốt giao giảm, vì vậy xương người già xốp giòn và dễ gãy và nếu gãy thì xương phục hồi rất chậm, không chắc chắn.

Thành phần hóa học và tính chất của xương

Xương có hai đặc tính cơ bản: mềm dẻo và bền chắc. Nhờ tính mềm dẻo nên xương có thể chống lại tất cả các lực cơ học tác động vào cơ thể, nhờ tính bền chắc mà bộ xương có thể nâng đỡ cơ thể. Độ bền chắc của xương người trưởng thành có thể gấp 30 lần so với loại gạch tốt. Sở dĩ xương có được hai tính chất trên là nhờ vào thành phần hóa học. Xương được cấu tạo từ 2 chất chính: một loại chất hữu cơ gọi là cốt giao và một số chất vô cơ là các muối can-xi. Chất khoáng làm cho xương bền chắc, cốt giao đảm bảo tính mềm dẻo. Tỉ lệ cốt giao thay đổi tùy theo tuổi. Trong xương người trưởng thành, cốt giao chiếm 1/3 còn các muối can-xi chiếm khoảng 2/3. Nếu ta đem tách riêng hai chất này thì xương không đạt đủ hai đặc tính trên.

Thí nghiệm: lấy hai xương đùi ếch: một xương ngâm trong dung dịch a-xit clo-hi-đric (HCl) 10% để hòa tan hết các muối can-xi, còn một xương đốt trên ngọn lửa đèn cồn để đốt cháy hết cốt giao. Sau 10 - 15 phút lấy đoạn xương ngâm trong HCl 10% ra ta dễ dàng uốn cong, thậm chí thắt nút lại được như một sợi dây đoạn xương này vì nó rất mềm. Đợi đến khi không còn khói bay lên ta tắt đền cồn rồi bóp nhẹ phần xương đã đốt thì thấy nó vỡ vụn ra. Tuy vậy khi lấy hai đoạn xương ra chúng vẫn giữ nguyên hình dạng.

Ở trẻ em, cốt giao lại chiếm tỉ lệ cao hơn so với muối can-xi, vì vậy xương trẻ em mềm dẻo hơn xương người lớn.