Bộ xương – Wikipedia

Bộ xương là bộ phận cơ thể tạo thành cấu trúc hỗ trợ của một sinh vật. Có một số loại xương khác nhau: exoskeleton, đó là lớp vỏ ngoài ổn định của một sinh vật, endoskeleton, tạo thành cấu trúc hỗ trợ bên trong cơ thể, hydroskeleton và cytoskeleton. Thuật ngữ này xuất phát từ tiếng Hy Lạp (skeletós) có nghĩa là 'khô cạn'. [1]

Các loại bộ xương [ chỉnh sửa ]

Có hai loại bộ xương chính : chất rắn và chất lỏng. Bộ xương rắn có thể là nội bộ, được gọi là endoskeleton, hoặc bên ngoài, được gọi là exoskeleton, và có thể được phân loại thêm là pliant (đàn hồi / di chuyển) hoặc cứng nhắc (cứng / không di chuyển) [2] Bộ xương chất lỏng luôn ở bên trong.

Exoskeleton [ chỉnh sửa ]

Exoskeletons là bên ngoài, và được tìm thấy ở nhiều động vật không xương sống; chúng bao bọc và bảo vệ các mô và cơ quan mềm của cơ thể. Một số loại exoskeletons trải qua quá trình lột xác định kỳ khi con vật lớn lên, như trường hợp của nhiều loài động vật chân đốt bao gồm côn trùng và động vật giáp xác.

Exoskeleton của côn trùng không chỉ là một hình thức bảo vệ, mà còn đóng vai trò là bề mặt để gắn kết cơ bắp, như một sự bảo vệ kín nước chống khô và như một cơ quan cảm giác để tương tác với môi trường. Vỏ của động vật thân mềm cũng thực hiện tất cả các chức năng tương tự, ngoại trừ trong hầu hết các trường hợp, nó không chứa các cơ quan cảm giác.

Một bộ xương bên ngoài có thể khá nặng so với khối lượng chung của một loài động vật, vì vậy trên đất liền, các sinh vật có bộ xương ngoài chủ yếu là tương đối nhỏ. Một số động vật thủy sinh lớn hơn có thể hỗ trợ exoskeleton vì trọng lượng ít được xem xét dưới nước. Ngao khổng lồ phía nam, một loài ngao nước mặn cực lớn ở Thái Bình Dương, có vỏ rất lớn cả về kích thước và trọng lượng. Syrinx aruanus là một loài ốc biển có vỏ rất lớn.

Endoskeleton [ chỉnh sửa ]

Endoskeleton là cấu trúc hỗ trợ bên trong của động vật, bao gồm mô khoáng và là điển hình của động vật có xương sống. Endoskeletons khác nhau về sự phức tạp từ hoạt động hoàn toàn để hỗ trợ (như trong trường hợp bọt biển), để phục vụ như một vị trí đính kèm cho cơ bắp và một cơ chế truyền lực cơ bắp. Một endoskeleton thực sự có nguồn gốc từ mô mesodermal. Một bộ xương như vậy có mặt trong echinoderms và hợp âm.

Bộ xương Pliant [ chỉnh sửa ]

Bộ xương Pliant có khả năng di chuyển; do đó, khi ứng suất được áp dụng cho cấu trúc xương, nó biến dạng và sau đó trở lại hình dạng ban đầu. Cấu trúc xương này được sử dụng trong một số động vật không xương sống, ví dụ như trong bản lề của vỏ hai mảnh vỏ hoặc mesoglea của cnidarians như sứa. Bộ xương Pliant có lợi vì chỉ cần co cơ để uốn cong bộ xương; khi thư giãn cơ bắp, bộ xương sẽ trở lại hình dạng ban đầu. Sụn ​​là một trong những vật liệu mà bộ xương dẻo dai có thể được cấu thành, nhưng hầu hết các bộ xương dẻo dai được hình thành từ hỗn hợp protein, polysacarit và nước. [2] Để có cấu trúc hoặc bảo vệ bổ sung, bộ xương cứng có thể được hỗ trợ bởi bộ xương cứng. Các sinh vật có bộ xương dẻo dai thường sống trong nước, hỗ trợ cấu trúc cơ thể trong trường hợp không có bộ xương cứng. [3]

Bộ xương cứng nhắc [ chỉnh sửa ]

Bộ xương cứng không có khả năng di chuyển khi nhấn mạnh, tạo ra một hệ thống hỗ trợ mạnh mẽ phổ biến nhất ở động vật trên cạn. Một loại bộ xương như vậy được sử dụng bởi các động vật sống trong nước là để bảo vệ nhiều hơn (chẳng hạn như vỏ ốc và vỏ ốc) hoặc cho các động vật di chuyển nhanh cần có sự hỗ trợ thêm của hệ cơ cần thiết để bơi qua nước. Bộ xương cứng được hình thành từ các vật liệu bao gồm chitin (trong động vật chân đốt), các hợp chất canxi như canxi cacbonat (trong san hô đá và động vật thân mềm) và silicat (đối với tảo cát và radiolarians).

Cytoskeleton [ chỉnh sửa ]

Các cytoskeleton (gr. kytos = cell) được sử dụng để ổn định và bảo tồn hình thức của các tế bào. Đây là một cấu trúc động duy trì hình dạng tế bào, bảo vệ tế bào, cho phép chuyển động của tế bào (ví dụ sử dụng các cấu trúc như Flagella, cilia và lamellipodia) và đóng vai trò quan trọng trong cả vận chuyển nội bào (ví dụ như sự di chuyển của túi tinh và bào quan) phân chia.

Bộ xương chất lỏng [ chỉnh sửa ]

Bộ xương thủy tĩnh (hydroskeleton) [ chỉnh sửa ]

Bộ xương thủy tĩnh cấu trúc mô chứa đầy chất lỏng dưới áp lực, bao quanh bởi các cơ. Các cơ dọc và tròn xung quanh các thành phần cơ thể của chúng cho phép di chuyển bằng cách kéo dài xen kẽ và co thắt dọc theo chiều dài của chúng. Một ví dụ phổ biến về điều này là giun đất.

Các sinh vật có bộ xương [ chỉnh sửa ]

Động vật không xương sống [ chỉnh sửa ]

Các endoskeletons của các loài động vật có xương sống khác sứa và giun đất cũng được gọi là thủy tĩnh; một khoang cơ thể, coelom chứa đầy chất lỏng coelomic và áp lực từ chất lỏng này tác động cùng với các cơ xung quanh để thay đổi hình dạng của sinh vật và tạo ra sự chuyển động.

Bọt biển [ chỉnh sửa ]

Bộ xương của bọt biển bao gồm các hạt nhỏ vôi hoặc silic siêu nhỏ. Các demosponges bao gồm 90% của tất cả các loài bọt biển. "Bộ xương" của chúng được làm từ các bào tử bao gồm các sợi của protein spongin, silica khoáng hoặc cả hai. Trong trường hợp có các hạt silica, chúng có hình dạng khác với bọt biển tương tự. [4]

Echinoderms [ chỉnh sửa ]

Bộ xương của da gai những thứ khác, sao biển, bao gồm canxit và một lượng nhỏ oxit magiê. Nó nằm dưới lớp biểu bì trong trung bì và nằm trong cụm tế bào của các tế bào hình thành khung. Cấu trúc này được hình thành là xốp và do đó chắc chắn và đồng thời ánh sáng. Nó kết hợp thành các hạt nhỏ vôi (tấm xương), có thể phát triển theo mọi hướng và do đó có thể thay thế sự mất mát của một bộ phận cơ thể. Được kết nối bởi các khớp, các bộ phận xương riêng lẻ có thể được di chuyển bởi các cơ.

Động vật có xương sống [ chỉnh sửa ]

Trong hầu hết các động vật có xương sống, thành phần xương chính được gọi là xương. Những xương này tạo thành một hệ thống xương độc đáo cho từng loại động vật. Một thành phần quan trọng khác là sụn mà ở động vật có vú được tìm thấy chủ yếu ở các vùng khớp. Ở các động vật khác, chẳng hạn như các loài cá sụn, bao gồm cá mập, bộ xương được cấu tạo hoàn toàn từ sụn. Mô hình phân đoạn của bộ xương có mặt ở tất cả các loài động vật có xương sống (động vật có vú, chim, cá, bò sát và lưỡng cư) với các đơn vị cơ bản được lặp lại. Mô hình phân đoạn này đặc biệt rõ ràng trong cột sống và lồng ngực.

Xương ngoài việc hỗ trợ cơ thể còn phục vụ, ở cấp độ tế bào, là nơi lưu trữ canxi và phốt phát.

Cá [ chỉnh sửa ]

Bộ xương, tạo thành cấu trúc hỗ trợ bên trong cá hoặc được làm bằng sụn như trong (Chondrichthyes) hoặc xương như trong (Osteichthyes) . Yếu tố khung xương chính là cột sống, bao gồm các đốt sống khớp nối nhẹ nhưng mạnh mẽ. Các xương sườn gắn vào cột sống và không có chi hoặc chi chân. Họ chỉ được hỗ trợ bởi các cơ. Các đặc điểm bên ngoài chính của cá, vây, bao gồm xương sống hoặc gai mềm gọi là cá đuối, ngoại trừ vây đuôi (vây đuôi), không có kết nối trực tiếp với cột sống. Chúng được hỗ trợ bởi các cơ cấu thành phần chính của thân cây.

Chim [ chỉnh sửa ]

Bộ xương chim thích nghi cao cho chuyến bay. Nó cực kỳ nhẹ, nhưng vẫn đủ mạnh để chịu được những căng thẳng khi cất cánh, bay và hạ cánh. Một sự thích ứng quan trọng là sự hợp nhất của xương thành các hóa thạch đơn lẻ, chẳng hạn như pygostyle. Bởi vì điều này, chim thường có số lượng xương nhỏ hơn so với các động vật có xương sống trên cạn khác. Chim cũng thiếu răng hoặc thậm chí là một hàm thực sự, thay vào đó đã tiến hóa một cái mỏ, nó nhẹ hơn nhiều. Mỏ của nhiều con chim nhỏ có hình chiếu gọi là răng trứng, tạo điều kiện cho chúng thoát khỏi trứng ối.

Động vật có vú dưới biển [ chỉnh sửa ]

Để tạo điều kiện cho sự di chuyển của động vật có vú dưới nước, hai chân sau bị mất hoàn toàn, như trong cá voi và cá voi, hoặc hợp nhất trong một cá thể vây đuôi như trong các pin pinen (hải cẩu). Trong cá voi, các đốt sống cổ thường được hợp nhất, một sự linh hoạt trong giao dịch thích nghi cho sự ổn định trong khi bơi. [5][6]

Con người [ chỉnh sửa ]

Bộ xương người bao gồm cả xương và xương cá nhân được hỗ trợ và bổ sung bởi dây chằng, gân, cơ và sụn. Nó phục vụ như một giàn giáo hỗ trợ các cơ quan, neo cơ bắp và bảo vệ các cơ quan như não, phổi, tim và tủy sống. Mặc dù răng không bao gồm các mô thường thấy trong xương, nhưng răng thường được coi là thành viên của hệ xương. [7]

Xương lớn nhất trong cơ thể là xương đùi ở chân trên và nhỏ nhất là xương xương ở tai giữa. Ở một người trưởng thành, bộ xương chiếm khoảng 14% tổng trọng lượng cơ thể, [8] và một nửa trọng lượng này là nước.

Xương hợp nhất bao gồm xương chậu và xương sọ. Không phải tất cả các xương được liên kết trực tiếp với nhau: Có ba xương ở mỗi tai giữa được gọi là các hạt chỉ khớp nối với nhau. Xương hyoid, nằm ở cổ và đóng vai trò là điểm gắn của lưỡi, không khớp với bất kỳ xương nào khác trong cơ thể, được hỗ trợ bởi các cơ và dây chằng.

Có 206 xương trong bộ xương người trưởng thành, mặc dù con số này phụ thuộc vào việc xương chậu (xương hông ở mỗi bên) có được tính là một hoặc ba xương ở mỗi bên (ilium, ischium và pubis) hay không xương coccyx hoặc xương đuôi được tính là một hoặc bốn xương riêng biệt và không tính xương giun biến đổi giữa các khâu xương sọ. Tương tự, sacrum thường được tính là một xương duy nhất, chứ không phải là năm đốt sống hợp nhất. Ngoài ra còn có một số lượng khác nhau của xương vừng nhỏ, thường được tìm thấy trong gân. Xương bánh chè hoặc xương bánh chè ở mỗi bên là một ví dụ về xương mè lớn hơn. Các xương bánh chè được tính trong tổng số, vì chúng là hằng số. Số lượng xương khác nhau giữa các cá nhân và theo độ tuổi – trẻ sơ sinh có hơn 270 xương [9][10][11] một số trong đó hợp nhất với nhau. Các xương này được tổ chức thành một trục dọc, khung xương trục, mà bộ xương ruột thừa được gắn vào. [12]

Bộ xương người phải mất 20 năm trước khi nó được phát triển hoàn chỉnh. Ở nhiều loài động vật, xương bộ xương chứa tủy, tạo ra các tế bào máu.

Có một số khác biệt chung giữa bộ xương nam và nữ. Bộ xương nam, ví dụ, thường lớn hơn và nặng hơn bộ xương nữ. Trong bộ xương nữ, xương sọ thường ít góc cạnh hơn. Bộ xương nữ cũng có xương ức rộng và ngắn hơn và cổ tay thon hơn. Có sự khác biệt đáng kể giữa xương chậu nam và nữ có liên quan đến khả năng mang thai và sinh nở của nữ. Xương chậu nữ rộng hơn và nông hơn xương chậu nam. Xương chậu của phụ nữ cũng có một lỗ chậu mở rộng và một lỗ chậu rộng hơn và tròn hơn. Góc giữa xương mu được biết là sắc nét hơn ở nam giới, kết quả là xương chậu tròn hơn, hẹp hơn và gần hình trái tim. [13][14]

Xương và sụn [ chỉnh sửa ]

] Xương [ chỉnh sửa ]

Xương là cơ quan cứng tạo thành một phần của endoskeleton của động vật có xương sống. Chúng có chức năng di chuyển, hỗ trợ và bảo vệ các cơ quan khác nhau của cơ thể, tạo ra các tế bào hồng cầu và bạch cầu và lưu trữ khoáng chất. Mô xương là một loại mô liên kết dày đặc. Xương có nhiều hình dạng khác nhau với cấu trúc bên trong và bên ngoài phức tạp, chúng cũng rất nhẹ, nhưng mạnh và cứng. Một trong những loại mô tạo nên mô xương là mô khoáng và điều này

cung cấp cho nó độ cứng và cấu trúc bên trong ba chiều giống như tổ ong. Các loại mô khác được tìm thấy trong xương bao gồm tủy, endosteum và periosteum, dây thần kinh, mạch máu và sụn. Có 206 xương trong cơ thể người trưởng thành [15] và 270 ở trẻ sơ sinh. [16]

Sụn [ chỉnh sửa ]

Trong quá trình tạo phôi, tiền thân của sự phát triển xương là sụn. Phần lớn chất này sau đó được thay thế bằng xương trong tam cá nguyệt thứ hai và thứ ba, sau khi phần thịt như cơ bắp đã hình thành xung quanh nó; tạo thành bộ xương. Sụn ​​là một mô liên kết cứng và không linh hoạt được tìm thấy ở nhiều khu vực trong cơ thể của con người và các động vật khác, bao gồm các khớp giữa xương, lồng xương sườn, tai, mũi, khuỷu tay, đầu gối, mắt cá chân, ống phế quản và các đĩa đệm. Nó không cứng và cứng như xương nhưng cứng hơn và kém linh hoạt hơn cơ bắp.

Sụn bao gồm các tế bào chuyên biệt gọi là chondrocytes tạo ra một lượng lớn ma trận ngoại bào cấu tạo từ collagen loại II (trừ Fibrocartilage cũng chứa sợi collagen loại I), chất đất dồi dào giàu protein proteoglycan và sợi elastin. Sụn ​​được phân thành ba loại, sụn đàn hồi, sụn hyaline và sụn sợi, khác nhau về số lượng tương đối của ba thành phần chính này.

Không giống như các mô liên kết khác, sụn không chứa các mạch máu. Các tế bào sụn được cung cấp bởi sự khuếch tán, được hỗ trợ bởi hành động bơm được tạo ra bởi sự nén của sụn khớp hoặc sự uốn cong của sụn đàn hồi. Vì vậy, so với các mô liên kết khác, sụn phát triển và sửa chữa chậm hơn.

Trong văn hóa đại chúng [ chỉnh sửa ]

Trong văn hóa phương Tây, bộ xương thường được coi là biểu tượng đáng sợ của cái chết và sự huyền bí. Đó là một mô típ phổ biến trong ngày lễ Halloween, cũng như Ngày của người chết.