استخوان

اُستُخوان جسم جامدی‌است که تشکیل‌دهندهٔ اسکلت جانوران و پاره‌ای از استخوان‌بندی است. استخوان به شکل‌های گوناگون و اندازه‌های بسیار مختلف در بخش‌های اندام جای گرفته سازهٔ درونی و بیرونی پیچیده‌ای دارد. بخش بیرونی استخوان سفت و سخت و پدیدآمده از مواد آلی مانند کلاژن و املاح معدنی چون فسفات کلسیم و کربنات کلسیم است. استخوان‌ها دارای وزن کمی هستند ولی محکم و پایدارند و عملکرد بسیاری دارند. تولید گلبول‌های سفید و قرمز، انبار کردن املاح و بالا بردن توان جابجایی را استخوان انجام می‌دهد. استخوان در زبان پهلوی «astuxan» بوده‌است.

بافت استخوان

استخوان‌های بدن از بافت سخت و محکمی به نام بافت استخوانی همبند تشکیل شده‌است. استخوان یک بافت زنده و در واقع یک اندام است. رشد می‌کند، تغذیه می‌کند، تغییر شکل می‌دهد و می‌میرد. استخوان از سلول‌هایی تشکیل شده که به آن‌ها سلول‌های استخوانی یا استئوسیت (Osteocyte) می‌گویند. این سلول‌ها در کنار یکدیگر قرار نداشته و از هم فاصله زیادی دارند. فاصله بین این سلول‌ها را ماده‌ای بنام مادهٔ بین سلولی پر کرده‌است. این ماده را ماتریکس (Matrix) هم می‌گویند. این ماده یک داربست و شبکهٔ سه بعدی از پروتئین و مواد قندی بخصوصی تشکیل شده که روی آن املاح کلسیم رسوب کرده‌است. این املاح کلسیم عمدتاً از جنس هیدروکسی آپاتیت (Hydroxyapatite) هستند.استخوان سخت ترین بافت همبند یا پیوندی است.
بافت استخوانی دو نوع است متراکم و اسفنجی در بافت متراکم طرز قرار گرفتن و ساختمان ماده بین استخوانی نظم خاصی داشته وبطوری‌که املاح معدنی آن به شکل تیغه‌های مدور متحدالمرکزی در کنار هم قرار دارند. به این تیغه‌ها لاملا (Lamella) می‌گویند. در مرکز این دوایر متحدالمرکز تیغه‌ای شکل، کانال توخالی وجود دارد که حاوی عروق و اعصاب است. به این کانال یا مجرا کانال هاورس (Haversian canal) می‌گویند. یک مجرای هاورس و ۶–۵ تیغه استخوانی دایره‌ای که دور آن را گرفته‌اند یک ساختمان ظریف را درست می‌کند که به آن سیستم هاورس (Haversian system) می‌گویند.
عروقی که در کانال هاورس سیر می‌کنند وظیفهٔ تغذیهٔ سلول‌های استخوانی یا استئوسیت‌ها را به عهده دارند. هر سلول استخوانی در یک محفظهٔ کوچک به نام لاکونا (Lacuna) قرار دارد. لاکوناها از طریق مجاری باریکی به کانال هاورسی متصل هستند و از آن طریق اکسیژن و مواد غذایی را به استئوسیت‌ها می‌رسانند. فاصلهٔ لاکوناها تا کانال هاورس از یک دهم میلی‌متر کمتر است.در بافت اسفنجی تیغه های استخوانی نامنظم هستند.وکانال و سیستم هاورس وجود ندارد.و در حفره ها با ماده ای نرم حاوی سلول بنیادی و چربی به نام مغز قرمز پر شده مغز قرمز تولید سلول های خونی مثل گلبول قرمز را برعهده دارد.مقدار ونوع بافت استخوانی در استخوان های مختلف بدن متفاوت است.مثلا درتنه ی  استخوان ران بافت متراکم وجود دارد در مجرای میانی استخوان ران مغز زرد وجود دارد. مغز زرد از مقدار زیاد چربی ساخته شده.توجه به این نکته لازم است که بافت متراکم تولید گلبول قرمز و سلول خونی ندارد اما در شرایطی مثل کم خونی مغز زرد به مغز قرمز تبدیل شده وبه تولید گلبول کمک می کند.

ساختار استخوان

استخوان شامل ماده زمینه‌ای و سلول‌های بافت استخوانی است. ماده زمینه‌ای به دو صورت بی‌شکل و شکل‌دار وجود دارد. ماده زمینه‌ای بی‌شکل شامل مواد کانی نظیر فسفات و کربنات کلسیم و منیزیم، یون سیترات، یون فلوراید، سدیم و پتاسیم است. مواد آلی شامل کندروایتین سولفات C و A و پروتئینی به نام استئوموکوئید و مواد آلی دیگری است که عبارتند از: استئونکتین، که بلورهای کانی را به کلاژن وصل می‌کنند. استئوکلسین که کلسیم را به خود می‌بندد. سیالوپروتئین و پروتئین شکل دهنده استخوان.
ماده شکل‌دار زمینه استخوان کلاژن I است. کلاژن به صورت یک هسته مرکزی است که مواد کانی بر روی آن رسوب کرده‌اند. کل این ترکیبات بلورهای هیدروکسی آپاتیت را تولید می‌کنند. هیدروکسی آپاتیت تیغه‌های استخوانی را به شکل دوایر متحدالمرکز می‌سازد. علاوه بر این‌ها ماده سومی بنام سیمان وجود دارد که اولاً رشته‌های کلاژن را به یکدیگر می‌چسباند، ثانیاً سیستم‌های هاورسی را به یکدیگر متصل می‌کند و شکل منظمی به آن‌ها می‌دهد. سلول‌های بافت استخوانی بر چهار نوع‌اند که هم‌زمان قابل رویت نیستند.

استئوسیتها

این سلول‌ها ستاره‌ای شکل‌اند و دو هسته بیضی و پر از کروماتین دارند. هر استئوسیت در پیرامون خود لاکونا دارد. برای جلوگیری از مرگ سلولی، استئوسیتها توسط زواید بسیار ظریف سیتوپلاسمی به یکدیگر مرتبط هستند. استئوسیتهایی که در نواحی عمیق یا پیر بافت استخوانی قرار دارند دارای شبکه آندوپلاسمی ناصاف و دستگاه گلژی کمتری هستند. تا زمانی که صدمه‌ای به استخوان وارد نشود، استئوسیتها تقسیم نمی‌شوند. با ایجاد ضایعه، تقسیمات سلول‌ها آغاز می‌شود. تعدادی از آن‌ها به صورت استئوبلاست، ماده زمینه‌ای بی‌شکل را می‌سازند و خود به استئوسیت تبدیل می‌شوند برخی دیگر به صورت سلول‌های اجدادی استخوان باقی می‌مانند.

استئوبلاستها

سلولهایی هستند چند ضلعی با آنزیم فسفاتاز قلیایی فراوان و هسته‌ای که در خارج از مرکز سلول قرار دارد. این سلول‌ها در محلی که فعالیت سازندگی زیاد است فراوان‌اند و دارای شبکه آندوپلاسمی ناصاف و دستگاه گلژی هستند. این دو نشان دهنده فعالیت‌های ترشحی‌اند. به همین دلیل حباب‌های ترشحی بسیاری در این سلول‌ها دیده می‌شود. هنگام فعالیت، تعدادی از استئوبلاستها به صورت سلول‌های اجدادی استخوان ذخیره می‌شوند. این‌ها با وجود آنزیم فسفاتاز قلیایی، قادرند ماده زمینه‌ای بسازند و به همین دلیل سلول‌های سازنده خوانده می‌شوند. هنگام فعالیت مکعبی شکل و بازوفیلی وهنگام استراحت، پهن و اسیدوفیلی هستند.

استئوکلاستها

استئوکلاست‌ها از مونوسیت‌های خون تولید می‌شوند. استئوکلاست‌ها مسئول تجزیه مادهٔ زمینهٔ استخوان در هنگام استخوان‌سازی هستند. (استئوکلاست‌ها نقش قالب‌گیری استخوان را بر عهده دارند). نقش استئوکلاست‌ها عکس استئوبلاست‌هاست به همین دلیل سلول‌های مخرب نامیده می‌شوند. این سلول‌ها، ابتدا ماده زمینه‌ای بی‌شکل و سپس کلاژن را تجزیه می‌کنند. استئوکلاست‌ها معمولاً سلول‌هایی غول آسا با سیتوپلاسم وسیع‌اند و تعداد ۶ تا ۵۰ هسته دارند.
استئوکلاست‌های جوان تک هسته‌ای بوده و در هنگام فعالیت بازوفیلی و هنگام استراحت اسیدوفیلی هستند. با وجود اسید فسفاتاز دراستئوکلاست‌ها این سلول‌ها می‌توانند مادهٔ زمینه‌ای را تجزیه کنند. به علاوه هنگامی که میزان کلسیم خون به علت عمل هورمون تیروکسین و پاراتورمون کاهش می‌یابد، استئوکلاست کلسیم را از استخوان می‌گیرد و به جریان خون می‌فرستد. استئوکلاست‌ها نزدیک سطح استخوان از حفره‌ای از ماده استخوانی در حال تخریب قرار دارند.