MÔ XƯƠNG: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN - SINH HỌC - 2026

Mô xương là một mô bao gồm xương. Xương cùng với men răng và ngà răng là những chất cứng nhất trong cơ thể động vật. Xương tạo nên các cấu trúc bảo vệ các cơ quan quan trọng: não được bảo vệ bởi hộp sọ, tủy sống được bảo vệ bởi cột sống, và tim và phổi được bảo vệ bởi khung xương sườn.

Xương cũng đóng vai trò là “đòn bẩy” cho các cơ được chèn vào chúng, nhân lên lực mà các cơ đó tạo ra trong quá trình thực hiện các chuyển động. Độ cứng được cung cấp bởi xương cho phép chuyển động và hỗ trợ tải trọng chống lại trọng lực.

Tế bào mô xương (Nguồn: OpenStax College qua Wikimedia Commons)

Xương là một mô sống năng động luôn thay đổi và những thay đổi này bị kích thích bởi áp lực và áp lực mà mô này phải chịu. Ví dụ, áp lực kích thích sự tái hấp thu (phá hủy) và căng thẳng có thể kích thích sự hình thành xương mới.

Xương là nơi chứa canxi và phốt pho chính trong cơ thể: gần như 99% tổng lượng canxi trong cơ thể con người được lưu trữ trong mô xương. Tổng khối lượng xương thay đổi trong suốt cuộc đời của động vật. Trong giai đoạn tăng trưởng, sự hình thành xương vượt qua sự tiêu hủy (phá hủy) và khung xương tăng trưởng và phát triển.

Ban đầu nó tăng chiều dài và sau đó là độ dày của nó, đạt tối đa từ 20 đến 30 năm ở người. Ở người lớn (lên đến khoảng 50 tuổi) có sự cân bằng giữa quá trình tạo xương và tiêu xương.

Sự cân bằng này được tạo ra bởi một quá trình thay thế được gọi là "tái tạo xương" và điều đó ảnh hưởng đến 10% đến 12% tổng khối lượng xương mỗi năm. Sau đó, một quá trình thoái hóa bắt đầu, trong đó sự tái hấp thu vượt quá sự hình thành và khối lượng xương từ từ giảm xuống.

Đặc điểm và cấu trúc

Xương có một khoang trung tâm gọi là khoang tủy, nơi chứa tủy xương, một mô tạo máu, tức là một mô hình thành các tế bào máu. Các cấu trúc này được bao phủ bởi màng xương, ngoại trừ các vùng tương ứng với các khớp hoạt dịch.

Màng xương có lớp ngoài là mô liên kết dạng sợi dày đặc và lớp bên trong có các tế bào tạo xương, là các tế bào tạo xương hay còn gọi là tế bào tạo xương.

Phần trung tâm của xương được lót bởi một lớp tế bào của mô liên kết chuyên biệt, mỏng được gọi là endosteum. Lớp nội bì có các tế bào tiền thân và nguyên bào xương. Do đó, xương được bọc có các tế bào của nó tích hợp vào một chất nền ngoại bào đã được vôi hóa.

Các tế bào tổ xương biệt hóa thành nguyên bào xương và phụ trách việc bài tiết chất nền xương. Khi được bao quanh bởi chất nền, các tế bào này bị bất hoạt và được gọi là tế bào hủy xương.

Khoảng trống mà tế bào hủy xương chiếm trong chất nền được gọi là khoảng trống.

90% chất nền hữu cơ được tạo thành từ các sợi collagen loại I, một loại protein cấu trúc cũng có trong gân và da, và phần còn lại là chất sền sệt đồng nhất được gọi là chất cơ bản.

Xương nhỏ và xương hủy

Các sợi collagen của ma trận được sắp xếp thành các bó lớn và trong xương đặc, các sợi này tạo thành các lớp đồng tâm xung quanh các kênh mà mạch máu và sợi thần kinh chạy qua (kênh Haversian). Các lớp này tạo thành hình trụ được gọi là "osteon".

Mỗi xương được phân định bởi một đường xi măng được hình thành bởi chất cơ bản đã bị vôi hóa với ít sợi collagen và được nuôi dưỡng bởi các mạch trong kênh đào Haversian.

Các mảng hoặc gai có diện tích lớn hình thành trong xương hủy và các tế bào được nuôi dưỡng bằng cách khuếch tán dịch ngoại bào từ xương vào màng xương.

Các thành phần vô cơ của chất nền chiếm khoảng 65% trọng lượng khô của xương và chủ yếu được tạo thành từ canxi và phốt pho, ngoài ra còn có một số nguyên tố như natri, kali, magiê, xitrat và bicacbonat, trong số những nguyên tố khác.

Canxi và phốt pho được tìm thấy để tạo thành các tinh thể hydroxyapatite. Canxi photphat cũng được tìm thấy ở dạng vô định hình.

Các tinh thể hydroxyapatite được sắp xếp có trật tự dọc theo các sợi collagen loại I, chúng xếp chồng lên nhau đồng tâm, điều này cũng làm cho các tinh thể chồng lên nhau như những viên gạch của bức tường.

Hình thành và tăng trưởng xương

Các xương của hộp sọ được hình thành bởi một quá trình được gọi là "hóa chất trong màng não". Thay vào đó, các xương dài đầu tiên được định hình thành sụn và sau đó được biến đổi thành xương bằng quá trình hóa lỏng, bắt đầu ở trục của xương và được gọi là "quá trình hóa xương bên trong."

Hầu hết các xương dẹt phát triển và phát triển bằng cách hình thành và hóa xương trong màng não. Quá trình này xảy ra trong mô trung mô có tính mạch máu cao, trong đó các tế bào trung mô biệt hóa thành các nguyên bào xương bắt đầu tạo ra chất nền xương.

Đây là cách hình thành một mạng lưới các gai và tế bào xương, mà bề mặt của chúng là các nguyên bào xương. Những vùng hình thành xương ban đầu này được gọi là trung tâm chính của quá trình hóa xương. Đây là cách xương chính được hình thành với các sợi collagen được định hướng ngẫu nhiên.

Quá trình canxi hóa xảy ra và các nguyên bào xương bị mắc kẹt trong chất nền trở thành tế bào hủy xương, quá trình này làm phát sinh các ống tủy. Khi mạng lưới trabecular hình thành giống như một miếng bọt biển, mô liên kết mạch máu tạo ra tủy xương.

Việc bổ sung các trabeculae ngoại vi làm tăng kích thước của xương. Trong xương chẩm (xương sọ ở vùng phía sau) có một số trung tâm hợp nhất hợp nhất với nhau để tạo thành một xương duy nhất.

Ở trẻ sơ sinh, các thóp giữa xương trán và xương đỉnh là những vùng chưa hợp nhất.

Hình thành xương nhỏ gọn

Các vùng mô trung mô vẫn chưa được liên kết hóa ở các phần bên trong và bên ngoài sẽ hình thành màng xương và nội mạc. Các vùng xương hủy gần màng xương và màng cứng sẽ trở thành xương đặc và tạo thành bàn trong và ngoài của xương dẹt.

Trong quá trình tăng trưởng, trong các xương dài, các vùng chuyên biệt trong biểu mô được ngăn cách với trục bởi một tấm sụn hoạt động mạnh được gọi là tấm biểu sinh.

Chiều dài của xương tăng lên khi mảng này lắng đọng xương mới ở mỗi đầu của trục. Kích thước của mảng biểu sinh tỷ lệ thuận với tốc độ phát triển và bị ảnh hưởng bởi các loại hormone khác nhau.

Quy định

Trong số các hormone điều chỉnh mảng bám này là hormone tăng trưởng (GH) do thùy trước tuyến yên tiết ra và được điều chỉnh bởi hormone giải phóng hormone tăng trưởng (GRH), được sản xuất bởi vùng dưới đồi và bởi một somatomedin, là một yếu tố của tăng trưởng giống insulin loại I (IGF-I) do gan sản xuất.

Chừng nào tốc độ hoạt động phân bào ở vùng tăng sinh tương tự như tốc độ tiêu xương ở vùng tăng sinh thì kích thước của mảng biểu mô không đổi và xương tiếp tục phát triển.

Sau 20 tuổi, hoạt động phân bào giảm dần và vùng hoá thạch đến vùng sụn, tham gia vào các khoang tuỷ của các tế bào nhị trùng và biểu sinh.

Sự phát triển xương theo chiều dọc kết thúc khi sự đóng lại của biểu mô, tức là khi diaphysis kết hợp với biểu mô. Quá trình đóng biểu mô tuân theo một trình tự thời gian có trật tự kết thúc bằng lần đóng cuối cùng sau tuổi dậy thì.

Sự phát triển về chiều rộng của xương dài được tạo ra bởi sự tăng trưởng bổ sung, là sản phẩm của sự biệt hóa các tế bào tiền thân xương của lớp trong của màng xương thành các nguyên bào xương tiết ra chất nền xương hướng tới các vùng dưới sụn của màng xương.

Tu sửa xương

Trong suốt cuộc đời của con người, xương luôn biến đổi qua các quá trình hình thành và tiêu hủy, tức là hủy xương cũ và hình thành xương mới.

Ở trẻ sơ sinh, canxi chiếm 100% doanh thu hàng năm, trong khi ở người lớn chỉ là 18% hàng năm. Các quá trình tiêu hủy và hình thành hoặc thay thế này được gọi là quá trình tái tạo xương.

Quá trình tu sửa bắt đầu bằng hoạt động của các tế bào hủy xương phá hủy xương và để lại các vết nứt sau đó bị xâm lấn bởi các nguyên bào xương. Các nguyên bào xương này tiết ra chất nền mà sau này sẽ hình thành và tạo ra xương mới. Chu kỳ này trung bình đòi hỏi hơn 100 ngày.

Tại bất kỳ thời điểm nào, khoảng 5% tổng khối lượng xương bộ xương đang trong quá trình tu sửa. Điều này ngụ ý sự tham gia của khoảng hai triệu đơn vị tu sửa.

Sự khác biệt trong quá trình tu sửa của xương đặc và xương hủy

Tỷ lệ tu sửa hàng năm của xương đặc là 4% và của xương hủy là 20%.

Sự khác biệt giữa tốc độ tái tạo của hai loại xương rất có thể là do xương hủy tiếp xúc với tủy xương và chịu ảnh hưởng trực tiếp của các tế bào có hoạt động nội tiết trong tủy xương.

Mặt khác, các tế bào tiền thân tạo xương của xương đặc lại được tìm thấy trong các ống tủy sống và trong các lớp bên trong của màng xương, xa các tế bào tủy xương và phụ thuộc vào việc bắt đầu tu sửa, vào các hormone đến bằng máu.

Nhiều yếu tố nội tiết tố và protein liên quan đến hoạt động của nguyên bào xương và tế bào hủy xương trong quá trình tái tạo xương, tuy nhiên, chức năng của từng yếu tố vẫn chưa được làm sáng tỏ rõ ràng.

Tế bào xương

- Các loại tế bào xương và đặc điểm của chúng

Tế bào xương là tế bào tạo xương, nguyên bào xương, tế bào hủy xương và tế bào hủy xương. Mỗi tế bào này có những chức năng đặc biệt trong sinh lý xương và có những đặc điểm mô học khác biệt rõ ràng.

Nguyên bào xương, tế bào hủy xương và tế bào hủy xương cùng nhau tạo nên đơn vị định hình xương.

Tổ chức xương hoặc tế bào tạo xương

Những tế bào này được tìm thấy ở lớp trong của màng xương và trong màng xương. Chúng có nguồn gốc từ trung mô phôi và có thể phát sinh, bằng cách biệt hóa, thành nguyên bào xương. Trong những điều kiện căng thẳng nhất định, chúng cũng có thể biệt hóa thành các tế bào chondrogenic.

Chúng là những tế bào hình thoi với nhân hình bầu dục, tế bào chất ít, lưới nội chất thô ráp (RER) và bộ máy Golgi kém phát triển. Chúng có lượng ribosome dồi dào và hoạt động rất tích cực trong thời kỳ xương phát triển.

Tế bào tạo xương

Osteoclasts là những tế bào có nguồn gốc từ các tế bào tạo xương. Chúng chịu trách nhiệm tổng hợp chất nền hữu cơ của xương, đó là collagen, proteoglycan và glycoprotein. Chúng được sắp xếp thành từng lớp chồng lên nhau trên bề mặt của xương.

Nhân của nó nằm ở phía đối diện với phần chế tiết giàu mụn nước. Họ có RER dồi dào và bộ máy Golgi phát triển tốt. Chúng có các hình chiếu ngắn hoặc các phần mở rộng tạo liên hệ với các nguyên bào xương lân cận khác. Các quá trình dài khác kết nối chúng với các tế bào xương.

Khi nguyên bào xương tiết ra ma trận, nó bao quanh chúng, và khi nguyên bào xương hoàn toàn được bao gồm trong ma trận, nghĩa là, được bao quanh bởi nó, chúng trở nên bất hoạt và trở thành tế bào xương.

Mặc dù thực tế là hầu hết chất nền xương bị vôi hóa, xung quanh mỗi nguyên bào xương và thậm chí mỗi tế bào xương vẫn tồn tại một lớp mỏng chất nền xương không bị vôi hóa, được gọi là chất tạo xương, ngăn cách các tế bào này khỏi chất nền bị vôi hóa.

Có nhiều loại thụ thể khác nhau trong màng tế bào của nguyên bào xương. Trong số các thụ thể này, quan trọng nhất là thụ thể đối với hormone tuyến cận giáp (PTH), kích thích tiết ra yếu tố kích thích tế bào hủy xương thúc đẩy quá trình tiêu xương.

Nguyên bào xương cũng có thể tiết ra các enzym có khả năng loại bỏ tế bào hủy xương và do đó đưa tế bào hủy xương tiếp xúc với bề mặt xương đã bị vôi hóa để bắt đầu quá trình tái hấp thu.

Tế bào xương

Đây là những tế bào có nguồn gốc từ nguyên bào xương không hoạt động và được gọi là tế bào xương trưởng thành. Chúng được đặt trong các đầm phá đã nói ở trên của chất nền xương vôi hóa. Có từ 20.000 đến 30.000 tế bào xương cho mỗi milimét khối xương.

Từ các đầm phá, các tế bào hủy xương phát ra các quá trình tế bào chất liên kết chúng lại với nhau, tạo thành các khe kẽ mà qua đó các ion và phân tử nhỏ có thể được trao đổi giữa các tế bào.

Tế bào trứng là tế bào dẹt, có nhân dẹt và ít bào quan tế bào chất. Chúng có khả năng tiết ra các chất dưới những kích thích cơ học gây ra sức căng trong xương (chuyển nạp cơ học).

Không gian bao quanh các tế bào xương trong lacunae được gọi là không gian màng xương và chứa đầy dịch ngoại bào trong chất nền không vôi hóa. Diện tích bề mặt của các bức tường màng xương ước tính khoảng 5000m2 và nó chứa một thể tích khoảng 1,3 lít dịch ngoại bào.

Chất lỏng này tiếp xúc với khoảng 20 g canxi trao đổi có thể được tái hấp thu vào máu từ các bức tường của những không gian này, góp phần duy trì mức canxi trong máu.

Các tế bào xương

Các tế bào này có nguồn gốc từ các tế bào tiền thân giống như đại thực bào mô và bạch cầu đơn nhân tuần hoàn; Chúng được tìm thấy trong tủy xương và là tế bào tiền thân của bạch cầu hạt và đại thực bào (GM-CFU).

Nguyên phân của các tế bào tiền thân này được kích thích bởi các yếu tố kích thích thuộc địa của đại thực bào và khi có xương, các tế bào tiền thân này hợp nhất để tạo thành các tế bào đa nhân.

Tế bào hủy xương là một tế bào lớn, đa nhân, di động. Nó có đường kính khoảng 150μm và có thể có tới 50 lõi. Nó có vùng đáy là nơi tìm thấy nhân và các bào quan, đường viền bàn chải tiếp xúc với xương vôi hóa, vùng rõ ràng ở ngoại vi viền bàn chải và vùng mụn nước.

Chức năng chính của các tế bào này là tiêu xương. Một khi chúng hoạt động, chúng sẽ trải qua quá trình apoptosis (chết tế bào theo chương trình) và chết. Để bắt đầu quá trình tiêu xương, tế bào hủy xương tự gắn vào xương thông qua các protein được gọi là tích phân.

Sau đó, các bơm proton là ATPase phụ thuộc H + di chuyển từ các ống nội hấp vào màng biên giới bàn chải và axit hóa môi trường cho đến khi pH giảm xuống khoảng 4.

Hydroxyapatite hòa tan ở độ pH như vậy và các sợi collagen bị phân hủy bởi các protease axit cũng do các tế bào này tiết ra. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình tiêu hóa hydroxyapatite và collagen được nội bào hóa trong tế bào hủy xương và sau đó được giải phóng vào dịch kẽ để sau đó được thải trừ qua nước tiểu.

Các loại mô xương (các loại xương)

Như có thể đã được lưu ý trong văn bản, có hai loại mô xương, đó là: xương đặc hoặc xương vỏ và xương hình mắt hoặc xương hủy.

Phần đầu tiên chiếm 80% tổng khối lượng xương và được tìm thấy trong các xương nhị phân của các xương dài, là các phần hình ống được sắp xếp giữa hai đầu (biểu sinh) của các xương này.

Loại xương thứ hai đặc trưng cho các xương của khung xương trục, chẳng hạn như đốt sống, xương hộp sọ và xương chậu, xương sườn. Nó cũng được tìm thấy ở trung tâm của các xương dài. Nó chiếm 20% tổng khối lượng xương và có tầm quan trọng sống còn đối với việc điều hòa chuyển hóa canxi.

Người giới thiệu

1. Berne, R., & Levy, M. (1990). Sinh lý học. Mosby; Ấn bản Ed quốc tế.
2. Di Fiore, M. (1976). Bản đồ Mô học Bình thường (xuất bản lần thứ 2). Buenos Aires, Argentina: El Ateneo Editorial.
3. Dudek, RW (1950). Mô học năng suất cao (xuất bản lần thứ 2). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
4. Fox, SI (2006). Sinh lý học con người (xuất bản lần thứ 9). New York, Mỹ: Nhà xuất bản McGraw-Hill.
5. Gartner, L. & Hiatt, J. (2002). Văn bản Tập bản đồ Mô học (xuất bản lần thứ 2). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
6. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Giáo trình Sinh lý Y học (xuất bản lần 11). Elsevier Inc.
7. Johnson, K. (1991). Mô học và Sinh học Tế bào (xuất bản lần thứ 2). Baltimore, Maryland: Loạt bài y tế quốc gia cho nghiên cứu độc lập.
8. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Mô học. Một Văn bản và Tập bản đồ với tế bào và sinh học phân tử tương quan (xuất bản lần thứ 5). Lippincott Williams và Wilkins.