كل ما يجب معرفته عن العظام: تركيبها، وظائفها، والاضطرابات التي تصيبها

ما هي العظام؟

هي عبارة عن أنسجة الجسم الصلبة والعظمية التي تتكوّن من خلايا مدمجة في مادة صلبة وفيرة بين الخلايا، ويميز المكونان الرئيسيان لهذه المادة، الكولاجين وفوسفات الكالسيوم. العظام عي عبارة عن الأنسجة الصلبة الأخرى مثل الكيتين والمينا والقشرة. تُشكّل أنسجة العظام الفردية لنظام الهيكل العظمي البشري والهيكل العظمي للفقاريات الأخرى.

وظيفة العظام للجسم

1- الدعم الهيكلي للعمل الميكانيكي للأنسجة الرخوة، مثل تقلّص العضلات وتمدد الرئتين.
2- حماية الأعضاء والأنسجة الرخوة، مثل الجمجمة.
3- توفير موقع وقائي للأنسجة المتخصصة مثل نظام تكوين الدم نخاع العظام.
4- خزان معدني، حيث ينظم نظام الغدد الصماء مستوى الكالسيوم والفوسفات في سوائل الجسم المتداولة.

فسيولوجيا العظام واتزان الكالسيوم والفوسفات

على الرغم من أهمية الخصائص الهيكلية للعظم، فإنَّ الدور الذي يلعبه العظم في الحفاظ على التكوين الأيوني للدم والسوائل الخلوية في الجسم. تُظهر جميع الفقاريات التي تمتلك عظامًا حقيقية تركيزات أيونات الكالسيوم والسوائل في الجسم بحوالي 50 مجم لكل لتر وتركيزات الفوسفور في نطاق 30-100 مجم لكل لتر هذه المستويات، ولا سيما مستويات الكالسيوم، مهمة للغاية للحفاظ على الوظيفة العصبية والعضلية الطبيعية وانتقال داخل الأوعية وسلامة غشاء الخلية ونفاذيتها وتخثّر الدم.
يشهد الثبات الصلب الذي يتم من خلاله الحفاظ على مستويات الكالسيوم، سواء في الفرد أو في جميع فئات الفقاريات الأعلى، على الأهمية البيولوجية لمثل هذا التنظيم. ما يقرب من 99 في المائة من إجمالي الكالسيوم في الجسم و 85 في المائة من إجمالي الفوسفور في الجسم تكمن في الرواسب المعدنية للعظام.

وبالتالي، فإنَّ العظام في وضع كمي في وضع يسمح لها بالتوسط في تعديلات تركيز هذين الأيون في سوائل الجسم المتداولة. يتم توفير هذه التعديلات من خلال ثلاث حلقات تحكّم هرمونية (أنظمة التحكّم ذات التغذية المرتدة) وثلاث آليات تعمل محليًا على الأقل. تتضمن الحلقات الهرمونية هرمون الغدة الجار درقية (PTH) والكالسيتونين (CT) وفيتامين D وتعني حصريًا بتنظيم أيونات الكالسيوم وتركيزات أيون الفوسفور.

يعمل PTH وفيتامين D على رفع مستويات الكالسيوم المتأينة في سوائل الجسم، ويعمل CT من الجسم الفائق الامتصاص أو خلايا C في الغدة الدرقية على خفضها. يتم التحكّم في إفراز كل هرمون بمستوى أيون الكالسيوم في الدم المتداول. عند تركيزات الكالسيوم الطبيعية، هناك مستويات منخفضة من إفراز الهرمونات الثلاثة. عندما تنخفض مستويات الدم من الكالسيوم المتأين، هناك زيادة فورية تقريبًا في تخليق وإفراز PTH.
يحتوي PTH على ثلاثة إجراءات رئيسية في الحفاظ على تركيزات الكالسيوم في الدم. إنًّه يُحفّز الكليتين بشكل مباشر لتعزيز إعادة امتصاص الكالسيوم الأنبوبي من الترشيح الفائق الذي يتم إفرازه في البول. كما أنه يحفز الكلى لتنشيط الشكل الدائري الرئيسي لفيتامين د إلى الكالسيتال. يدخل الكالسيتال الدورة الدموية وينتقل إلى الأمعاء الدقيقة حيث يعمل على زيادة كفاءة امتصاص الكالسيوم الغذائي في مجرى الدم.

يمكن أن يُحفّز PTH والكالسيوم أيضًا بانيات العظم لإنتاج عامل تمايز بانيات العظم (ODF). كما يُمكن أن تتفاعل خلايا بانيات العظم التي لديها ODF على أسطحها مع خلايا السلائف من خلايا العظم (وحيدات) لحثها على أن تصبح خلايا بانية ناضجة.
تقوم خلايا العظم بدورها بإطلاق حمض الهيدروكلوريك والإنزيمات في العظم المعدني وإطلاق الكالسيوم والفوسفور في الدورة الدموية. وبالتالي، عندما يكون هناك ما يكفي من الكالسيوم الغذائي لتلبية احتياجات الجسم من الكالسيوم، يعمل كل من PTH والعمل الكالسيتري في تناغم على بانيات العظم لتجنيد سلائف بانيات العظم لتصبح خلايا بانية ناضجة.
عندما يتم تلبية احتياجات الكالسيوم في الجسم من خلال تناول نظام غذائي كاف من الكالسيوم، يعمل كل من PTH والعمل الكالسيتري على بانيات العظم لزيادة نشاطها، ممّا يؤدي إلى زيادة تكوين العظام والتمعدن. الكالسيتونين هو الهرمون الوحيد الذي يتفاعل مباشرة مع الخلايا الآكلة للعظام والتي لها مستقبلات. يُقلّل من نشاط تقوية العظام الناضجة وبالتالي يثبط وظيفتها.

يعتبر PTH والكالسيوم أيضًا مهمين في الحفاظ على مستويات الفوسفور في الدم. يتداخل PTH مع إعادة امتصاص الفوسفور الأنبوبي الكلوي، ممّا يتسبب في إفراز كلوي محسن للفسفور. هذه الآلية، التي تعمل على خفض مستويات الفوسفور في مجرى الدم، مهمة لأن مستويات الفوسفات المرتفعة تثبط ومستويات منخفضة تعزز امتصاص العظمي. أيون الكالسيوم نفسه له تأثيرات مماثلة على عملية ترقق العظم: تمنع المستويات المرتفعة والمستويات المنخفضة تأثير العوامل التي تعمل بشكل منهجي مثل PTH. من ناحية أخرى، يُحفّز PTH إنتاج الكالسيوم، والذي بدوره يُحفّز الأمعاء الدقيقة لزيادة فعاليتها في امتصاص الفوسفور الغذائي.

يؤدي نقص فيتامين د إلى تمعدن ضعيف للهيكل العظمي، ممّا يتسبب في الكساح عند الأطفال وتلين العظام عند البالغين. يعود سبب الإصابة بتلين العظام إلى انخفاض كفاءة امتصاص الكالسيوم المعوي، ممّا يؤدي إلى انخفاض تركيزات الكالسيوم المتأينة في الدم. هذا يؤدي إلى زيادة في PTH في الدورة الدموية، ممّا يزيد من الكالسيوم في الدم ويُقلّل الفوسفور في الدم بسبب إفراز محسن من الفوسفور في البول.

لم يتم فهم الوظيفة الدقيقة للكالسيتونين بشكل كامل. ومع ذلك، يمكن أن يعوض الارتفاعات في مستويات عالية من أيونات الكالسيوم عن طريق تقليل نشاط بانيات العظم، ممّا يؤدي إلى تثبيط امتصاص العظام.

اضطرابات قد تصيب العظام

• هشاشة العظام: هي حالة يكون فيها فقدان الجزء المعدني من العظام وترقق وتفكك الجزء الإسفنجي من العظم. كل هذا يؤدي إلى ميل العظام للكسر. تعتبر كسور فواصل الورك أو العمود الفقري من المضاعفات الرئيسية ولكن تتأثر العظام الأخرى أيضًا. يهدف علاج هشاشة العظام إلى منع الكسور. هشاشة العظام أكثر شيوعًا في الإناث عنها في الذكور لأن معادن العظام تفقد بسرعة كبيرة بعد 3-8 سنوات من انقطاع الطمث.
  يزيد العلاج بأدوية البايفوسفونيت من كثافة العظام وقوتها عن طريق إبطاء ارتشاف العظام في مرض هشاشة العظام. يجب تناول هذه الأدوية لعدة سنوات عادة مرة واحدة في الأسبوع لمكافحة انتشار هشاشة العظام. يساعد تناول كمية كافية من الكالسيوم وفيتامين د بالإضافة إلى ممارسة التمارين الرياضية بانتظام على منع الكسور. يتم تحديد شدة هشاشة العظام عن طريق قياس كثافة العظام.
  يجب علاج الأفراد الذين يفقدون العظام حاليًا يتم تحديدها عن طريق اختبارات الدم أو قياس الكثافة أو لديهم عوامل خطر لمزيد من ترقق العظام بنفس الأدوية التي يعالجها الأشخاص الذين يعانون بالفعل من هشاشة العظام، فقط بجرعات أقل الهدف هو منع المزيد من فقدان العظام.
  
• تلين العظام: حالة عظمية تشبه هشاشة العظام ناتجة عن نقص فيتامين د المطول والشديد. فيتامين د مهم جدًا لامتصاص الكالسيوم من الأمعاء في مجرى الدم. يؤدي انخفاض مستوى فيتامين د في الدم إلى عدم توفر ما يكفي من الكالسيوم لإعادة بناء الهيكل العظمي، كما تحدث إعادة البناء طوال الحياة. هذا يؤدي إلى ضعف العظام المتكلسة، مثل الكثير من هشاشة العظام. قد تتطوّر أعراض آلام العظام والعضلات المنتشرة، وفي الحالات الشديدة تؤدي إلى كسور العظام. ومع ذلك، فإنَّ معظم المرضى لديهم شكل خفيف ولا يعانون من أعراض. عادة ما يتم التشخيص أثناء التحقيق في انخفاض كثافة العظام التي حصل عليها .
  
• مرض باجيت في العظام: حالة مختلفة عن هشاشة العظام حيث يعاني جزء من الهيكل العظمي أحيانًا عظم واحد فقط من زيادة كبيرة وغير منتظمة. العظام المصابة بالمرض سميكة ولكنها ضعيفة. يمكن رؤية بنية العظام غير المنتظمة بسهولة على الأشعة السينية. قد يعاني المرضى من ألم في العظم المصاب أو ألم من الضغط إذا كانت الأعصاب المجاورة في بعض الأحيان قد يكون الألم شديدًا. كما ويمكن رؤية تشوهات العظام التي تحمل الوزن عند تأثرها بعظام باجيت. سبب المرض غير معروف حاليًا ولكن تم الاشتباه في بعض الفيروسات.
  يتألف العلاج من البايفوسفونيت نفس الأدوية المستخدمة لهشاشة العظام وهشاشة العظام ولكن بجرعات أعلى وإدارة الألم. في بعض الأحيان، تكون العمليات الجراحية التصحيحية ضرورية لتحسين وظيفة العظام المصابة.
  
• سرطان العظم: يمكن أن يبدأ سرطان العظام في أيّ عظم في الجسم، ولكنه غالبًا ما يصيب الحوض أو العظام الطويلة في الذراعين والساقين. سرطان العظام نادر الحدوث، ويُشكّل أقل من 1 في المائة من جميع أنواع السرطان. في الواقع، أورام العظام غير السرطانية أكثر شيوعًا من الأورام السرطانية.
  يمكن أن يحدث سرطان العظام بشكل رئيسي عند الأطفال، بينما يمكن أن يصيب البعض الآخر البالغين في الغالب. العملية الجراحية هي العلاج الأكثر شيوعًا لسرطان العظام، ومن الممكن أيضًا استخدام العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي. يعتمد قرار استخدام الجراحة أو العلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي على نوع سرطان العظام الذي يتم علاجه.
  

علامات وأعراض اضطرابات العظام

• ألم حاد بالمفاصل والعظام.
  
• حدوث خطأ بالشكل التشريحي للعظام.
  
• كسر العظام والتوائها بسهولة.
  
• صوت طقطقة بالعظام.
  
• تقوس العظام.