دانلود تحقیق بافت شناسی استخوان

استخوان یکی از سخت ترین بافتهای بدن انسان است و از نظر توانائی تحمل فشار، پس از غضروف، مقام دوم را داراست.

استخوان به عنوان عمده ترین جزء اسکلت بالغین، از ساختمانهای گوشتی حمایت کرده، از اعضاء حیاتی مانند جمجمه و حفرات قفسه صدری حفاظت نموده و مغز استخوان که در آن سلولهای خونی بوجود می ایند را در خود جای کی دهد.

استخوان به عنوان منبع ذخیره کلسیم، فسفات و سایر یونهائی که می توانند به طور کنترل شده آزاد یا ذخیره گردند عمل می کند تا غلظت این گونه یونهای مهم را در مایعات بدن ثابت نگه دارند.

علاوه بر این اعمال، استخوانها دستگاهی از اهرمها را تشکیل میدهند که نیروهای حاصل از انقباضات عضلاتی را چند برابر کرده و آنها را به حرکات بدن تبدیل مینمایند.

استخوان یک بافت همبند تخصص یافته می باشد که از ماده کلسیفیه بین سلولی، ماتریکس (بستر استخوانی)، و سه نوع مختلف سلول به شرح زیر تشکیل شده است: 1-استئوبلاستها (Osteoblasts): مسئول سنتز اجزاء آلی ماتریکس (کلاژن نوع 1، پروتئولیکانها و گلیکوپروتئین ها) هستند.

2-استئوکلاستها (Osteoclasts): کلاژناز و سایر آنزیمهای پروتئولیتیک را ترشح نموده و فعالانه در جذب و قالب گیری مجدد بافت استخوانی دخالت دارند.

3-استئوسیتها (Osteocytes): همان استئوبلاستها هستند که پیرامون آنها را بستر استخوانی احاطه نموده است.

پنجاه درصد وزن خشک بستر استخوانی (ماتریکس) را ماده معدنی (Mineral) تشکیل می دهد که در این میان کلسیم و فسفر که کریستالهای هیدروکسی آپاتیت با ترکیب Ca10(po4)6 (OH)2 را پدید می آورد، نسبت قابل توجهی را به خود اختصاص داده اند.

مواد معدنی ماتریکسی قدرت زیادی جهت تحمل فشار و خم شدن به استخوان می‌دهند.

مواد آلی ماتریکسی عمدتاً از رشته‌های کلاژن تیپ I تشکیل شده‌اند که قدرت زیادی جهت تحمل کشیده شدن (Tention) را به استخوان می دهند.

لازم به ذکر است که همراهی کریستالهای هیدروکسی آپاتیت با رشته های کلاژن، مسئول سختی و مقاومتی است که مشخصه استخوان می باشد.

بدین معنی که پس از برداشته شدن قسمت معدنی استخوان (دکلسیفیه شدن) شکل آن حفظ می شود ولی مانند تاندون انعطاف پذیر می گردد و نیز بدنبال از بین رفتن قسمت آلی استخوان (رشته های کلاژن)، استخوان شکل خود را حفظ می کند ولی در عین حال شکننده شده و هنگامی که در دست گرفته شود، به آسانی می شکنند.

استخوان نیز همچون بسیاری از بافتهای بدن دارای عروق، اعصاب و لنفاتیکها میباشد.

از آنجا که متابولیت ها قادر به انتشار از طریق بستر کلسیفیه استخوان نیستند، تبادلات بین استئوسیت ها و مویرگهای خونی بستگی به ارتباط سلولی از طریق کانالیکولهائی دارد که بستر را سورخ می کنند.

این کانالیکولها به به استئوسیتها امکان می دهند ک از طریق استطاله های فیلوپودی (Filopodia) با استئوسیتهای مجاور، با سطوح داخلی و خارجی استخوان و نیز با عروق خونی که از بستر میگذرند، ارتباط برقرار نمایند.

سطوح داخلی تمام استخوانها با لایه ای از بافت همبند که به ترتیب اندوست (Endosteum) و پریوست (Perioseum) خوانده می شود، مفروش شده است.

اندوست، تمامی سطوح داخلی استخوان را مفروش می کند و از سلولهای پیش ساز استخوان همراه با مقدار کمی بافت همبند تشکیل شده و به میزان قابل توجهی از پریوست یا ضریع نازک تر است.

پریوست، از یک لایه فیبرو خارجی شامل رشته های کلاژنی و فیبروبلاستها و یک لایه عروقی و پر سلول داخلی تشکیل شده است.

لایه داخلی پریوست از سلولهای پهنی تشکیل یافته که دارای پتانسیل تقسیم میتوزی بوده و قادر به تمایز به استئوبلاستها هستند.

این سلولها نقش بارزی در رشد و ترمیم استخوان ایفا میکنند.

استخوانهای انسان از دو نوع بافت استخوان تشکیل شده است که دارای ساختمان بافت شناسی اولیه یکسانی هستند ولی در مشاهده ماکروسکوپی برش عرضی با هم متفاوتند.

این دو نوع استخوان عبارتند از: 1-استخوان قشری یا فسرده (Cortical or Compact Bone): نسبتاً ضخیم و فاقد عروق است و تنها یک کانال مرکزی و اسکولار دارد.

ترمیم شکستگی این استخوانها آهسته صورت می گیرد.

2-استخوان اسفنجی (Cancellous or Spongy Bone): کاملاً واسکولار و به همین دلیل شکستگی این استخوانها تقریباً همیشه ترمیم می شوند.

در استخوانهای دراز انتهایی پیازی شکل استخوان که بنام اپی فیز خوانده می شوند، از استخوان اسفنجی تشکیل یافته که با لایه ای از استخوان متراکم پوشیده می شود.

قسمت استوانه ای یا دیافیز تقریباً به طور کامل از استخوان متراکم تشکیل شده و مقدار اندکی استخوان اسفنجی سطح داخلی آنرا پیرامون حفره مغز استخوان احاطه کرده است.

متافیز استخوانهای دراز و بیشتر استخوانهای پهن و کوتاه معمولاً هسته ای از استخوان اسفنجی دارند که کاملاً توسط استخوان متراکم در بر گرفته می شود.

این اختلافات در پراکندگی استخوانهای متراکم و اسفنجی، باعث اختلاف در روند ترمیم شکستگی های استخوانهای مختلف می شود.

استخوانها از نظر بافت شناسی و خصوصیات بیولوژیک بر دو نوعند: 1-استخوان نابالغ، اولیه یا درهم بافته (Woven or Immature Bone) 2-استخوان بالغ، ثانویه یا تیغه ای (Iamellar or Mature Bone) هر دو شکل دارای اجزاء ساختمانی یکسانی هستند ولی در عین حال تفاوتهائی نیز با یکدیگر دارند و هرکدام خصوصیات ویژه خود را داراست: استخوان در هم بافته، اسکلت جنینی را تشکیل می شدهد و در بدو تولد نیز استخوادن نوزاد از این نوع است.

ولی با رشد و تکامل بدن، استخوان در هم بافته جای خود را به استخوان تیغه ای می دهد همچنین در روند ترمیم، نخستین بافت استخوانی که ظاهر میشود (Callus) از نوع درهم بافته است که موقتی بوده و با پیشرفت روند التیام شکستگی و شکل گیری مجدد استخوان (Remodeling)، استخوان تیغه یا جانشین آن میگردد.

سرعت رسوب و جذب (Depostion and Resorption) استخوان در هم بافته بیشتر از استخوان تیغه ای است و در مقایسه با استخوان تیغه ای، استخوان درهم بافته حاوی مقادیر کمتری مواد معدنی می باشد.

تعداد استئوسیتها در واحد حجم استخوان در هم بافته، 4 برابر استخوان تیغه ای می باشد و برخلاف رشته های کلاژن در استخوان تیغه‌ای که به صورت تیغه‌ای استخوانی، سازمان یافته اند، رشته های کلاژن در استخوان در هم بافته به طور نامرتب قرار گرفته اند.

با توجه به منظم بودن رشته های کلاژن و نیز بالا بودن غلظت آب و سلول و همچنین پائین بودن محتوای مواد معدنی استخوان در هم بافته، این استخوان به مراتب ضعیف تر از استخوان تیغه ای است و احتمال بروز فورمیتی در آن بیشتر از استخوان تیغه ای می باشد.

هیستوژنز استخوان Bone Histogenesis بافت استخوانی یا درون غشائی از بافت مزانشیمی متراکم متراکم ایجاد میگردد که بنام استخوان سازی داخل غشائی (Intra-Mombranous Ossification) خوانده می شود و یا درون قلبی غضروفی پدید می آید که به استخوان سازی داخل غضروفی (Endochondral Ossification) اطلاق می شود.

استخوان سازی داخل غشائی: منشا غالب استخوان ها پهن است و از آن جهت بدین نام خوانده می شود که در غشاهای بافت مزانشیمی رخ می دهد.

این نوع استخوان سازی به رشد استخوانهای کوتاه و ضخیم شدن استخوان‌های بلند نیز کمک میکند.

استخوان سازی داخل غضروفی: اساساً مسئول تشکیل استخوانهای کوتاه و باند است.

در این نوع استخوان سازی، بافت استخوانی در جایگاهی که غضروف وجود داشته، ظاهر می گردد و هیچگونه تبدیل غضروف به بافت استخوانی در میان نیست.

ترمیم شکستگی ها Fractures Healing استخوان نیز مانند دیگر بافتهای بدن التیام پذیر است.

تفاوت فاحشی که بین جوش خوردن و ترمیم سایر بافتهای بدن وجود دارد از طرفی مربوط به نحوه التیام و از طرف دیگر مربوط به رسوب کلسیم در آن میباشد.

در جوش خوردن نسوجی از بدن نظیر پوست، محل التیام بوسیله نسج اسکارپر شده که استخوان آن از نظر بافت شناسی با نسوج اولیه متفاوت است، درحالیکه در جوش خوردن استخوان اتصال قطعات شکسته با اسکار نبوده بلکه با نسجی که از نظر بافت شناسی مشابه استخوان است، می باشد.

درحقیقت پوست بریده، التیام می یابد، درحالیکه استخوان شکسته، بازسازی می‌گردد.

جوش خوردن شکستگی، از همان لحظه‌ای که ضربه وارده باعث شکستگی میشود، شروع می گردد.

درحقیقت آسیب سلولها و ماتریکس استخوان همراه با خونریزی ناشی از تروماذی حاد، باعث شروع پاسخ بافتی می شود که از نظر هیستولوژی و هیستوشیمی به سه مرحله التهاب (Inflammation)، ترمیم (Repair) و شکل گیری مجدد (Remodeling) تقسیم میگردد.

این سه مرحله کاملاً از هم مجزا نیستند بلکه در بعضی از مراحل با یکدیگر تداخل مینمایند.

(شکل 1-1) در واقع روند جوش خوردن شکستگی ها یک روند پشت سر هم از تغییرات عروقی، سلولها و ماتریکس استخوان است که با آزاد شدن مدیاتورهای التهابی شروع و به شکل گیری مجدد استخوان ختم می گردد.

روند التهاب که کوتاهترین مرحله است، به سرعت پس از وارد آمدن ضربه شروع می شود.

به دنبال آن، روند ترمیم و پس از آن،‌ روند شکل گیری مجدد استخوان که طولانی ترین مرحله است، آغاز میگردد.

نیاز به انرژی جهت التیام شکستگی ها، در جریان مرحله التهاب به سرعت افزایش یافته و در مرحله ترمیم که سلولهای کال استخوانی در حال تکثیر بوده و مشغول سنتز مقادیر زیادی ماتریکس هستند، به حداکثر خود میرسد با شروع مرحله شکل گیری مجدد استخوان و کاهش دانسیته و فعالیت سلولی، نیاز به انرژی نیز کاهش می یابد.

شکل 1-1: نخمین نسبی شدن و مدت مراحل التهاب، ترمیم و شکل گیری مجدد در جریان ترمیم و التیام شکستگی ها، توجه کنید که مرحله ترمیم با شروع از بین رفتن مرحله التهاب آغاز میگردد و مرحله شکل گیری مجدد قبل از کامل شدن مرحله ترمیم، شروع می شود.