استخوان یکی از سخت‌ترین انواع بافت پیوندی است. سختی آن بیشتر به یک ماده پلاستیکی شباهت دارد تا به یک سنگ. زیرا کاهش کلسیم آن را نرم می‌کند و کاتیونهایی نظیر سرب ، استرانسیم و رادیم جانشین کلسیم می‌شوند و سختی استخوان را از بین می‌برند. استخوان نظیر دیگر بافتهای پیوندی ، شامل ماده زمینه‌ای و سلولهای بافت استخوانی است. ماده زمینه‌ای به دو صورت بی‌شکل و شکل‌دار وجود دارد.
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 کندروآتین سولفات C و Aو 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 آن ، 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 اولا رشته‌های کلاژن را به یکدیگر می‌چسباند، ثانیا سیستمهای هاورسی را به یکدیگر متصل می‌کند و شکل منظمی به آنها می‌دهد. سلولهای بافت استخوانی بر چهار نوع‌اند که همزمان قابل رویت نیستند.
سلولهای بافت استخوانی
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 ماده زمینه استخوان در هنگام استخوان سازی هستند. نقش استئوکلاستها عکس استئوبلاستهاست به همین دلیل سلولهای مخرب نامیده می‌شوند. این سلولها ، ابتدا ماده زمینه‌ای بی‌شکل و سپس کلاژن را تجزیه می‌کنند. استئوکلاستها معمولا سلولهایی غول آسا با سیتوپلاسم وسیع‌اند و تعداد 6 تا 50 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 ماده 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.
انواع استخوانها
از نظر تشریحی ، دونوع استخوان در بدن وجود دارد: استخوانهای دراز و استخوانهای پهن. استخوانهای دراز معمولا دارای بافت استخوانی متراکم ، و استخوانهای پهن دارای بافت اسفنجی هستند.
استخوان متراکم
استخوان متراکم دارای یک حفره مرکزی به نام مغز استخوان است که با آندوستئوم پوشیده شده است. در پیرامون استخوان ، پرده ضریع قرار دارد که کل استخوان را حفاظت می‌کند. بین ضریع و مغز استخوان سیستمهای هاورس قرار گرفته‌اند.
• مغز استخوان: مغز استخوان بافتی نرم ، پر از رگهای خونی و بافت شبکه‌ای است. بر روی این داربست سلولهای مادر خون یعنی همو سیتوبلاستها قرار دارند. سرخرگ ، که از ضریع و سیستمهای هاورس می‌گذرد، وارد مغز استخوان می‌شود و سرخرگچه را می‌سازد. سرخرگچه انشعاب می‌یابد و مویرگها را می‌سازد. مویرگها در راه بازگشت بهم می‌پیوندند و سیاهرگچه را ایجاد می‌کنند و از اتصال سیاهرگچه‌ها ، سیاهرگ بوجود می‌آید مویرگهای مغز استخوان از نوع سینوزوئیدی هستند.
• آندوستئوم: آندوستئوم پوشش حفره‌هاست. سلولهای آن پهن و همانند سلولهای اجدادی استخوان است.
• ضریع: ضریع بیرونی‌ترین پرده استخوان است. این پرده شامل دو لایه است: لایه بیرونی شامل کلاژن I و فیبروبلاست و لایه درونی دارای مزانشیم و سلولهای پهن است. کلاژن رشته‌هایی به نام رشته‌های شارپی به درون می‌فرستد تا سیستمهای هاورس را به شکل منظم و متصل بهم حفظ کند. مزانشیم در مواقع ضروری سلولهای اجدادی استخوان را می‌سازد و سپس استئوبلاستها از تغییر این سلولها بوجود می‌آیِند تا استخوان سازی صورت گیرد.
• سیستمهای هاورس: این سیستم یک مجرای مرکزی به نام مجرای هاورس دارد. در اطراف آن تیغه‌های استخوان به صورت دوایر متحدالمرکز قرار گرفته‌اند. بر روی تیغه‌های استخوانی ، در فواصل منظم ، استئوسیتها قرار دارند. رگهای خونی و اعصاب از مجاری هاورس می‌گذرند. معمولا تعدادی مجاری عرضی وجود دارند که رگها و اعصاب از طریق آنها از ضریع به مجاری هاورس و سپس به مغز استخوان می‌رسند.
این مجاری به نام مجاری ولکمن خوانده می‌شوند. تفاوت اصلی و مهم بین ضریع و پری کندریوم ، عبور رگهای خونی و اعصاب ضریع است، یعنی رگهای و اعصاب تا مغز استخوان نفوذ می‌کنند در حالی که غضروف فقط تا پری کندریوم پیش می‌روند. در زیر ضریع بینابینی سیستمهای هاورس و پیرامون آندوستئوم ، سیستمهای هاورس ناقصی دیده می‌شوند که به ترتیب به نام سیستمهای پریوستئمی ، سیستمهای بینابینی و سیستمهای آندوستئومی خوانده می‌شوند.
استخوان اسفنجی
استخوانهای اسفنجی دارای حفره‌های کوچک و بزرگ و سیستمهای هاورس ناقص هستند. پیرامون حفره‌ها ، آندوستئوم و درون آنها ، رگها و مغز استخوان قرار دارد. نظم خاصی که در سیستمهای هاورس استخوان متراکم وجود دارد در استخوان اسفنجی دیده نمی‌شود. پیرامون استخوان اسفنجی صفحه نازکی از استخوان متراکم قرار دارد.
استخوان سازی
در دوران زندگی یک فرد ، ابتدا استخوان سازی بر تخریب استخوان برتری دارد (دوره جنینی). در اواسط عمر ، استخوان سازی و تخریب متعادل است در اواخر عمر ، تخریب بر استخوان سازی برتری دارد. بطور کلی استخوان سازی بر دو نوع است: استخوان سازی اولیه یا جنینی و استخوان سازی ثانویه یا پس از تولد. استخوان سازی اولیه یا جنینی بر حسب نوع استخوانها بر دو نوع است. استخوان سازی غشایی و استخوان سازی درون غضروفی.
استخوان سازی درون غشایی در استخوانهای پهن رخ می‌دهد. به این طریق که مزانشیم تکثیر می‌یابد و پر از رگهای خونی می‌شود سپس به استئوبلاست تمایز می‌یابد. استئوبلاست با ساختن ماده زمینه‌ای و تبدیل شدن به استئوسیت ، استخوان را می‌سازد. استخوان سازی درون غضروف در استخوانهای دراز رخ می دهد. ابتدا مزانشیم غضروف را می سازد، سپس غضروف به استخوان تبدیل می شود یعنی پری کندریوم اطراف غضروف به ضریع مبدل می‌گردد. رگهای خونی از ضریع به درون غضروف نفوذ کرده کندروسیتها را تخریب می‌کنند.