Bộ xương là gì? Cấu tạo, chức năng của hệ xương với cơ thể

Bộ xương là một trong những hệ thống quan trọng của cơ thể. Cấu trúc xương bao gồm nhiều phần phức tạp, mỗi loại đảm nhận những chức năng chuyên biệt. Vậy, xương là gì? Cấu trúc xương và chức năng của xương cụ thể ra sao? Hãy cùng Trung tâm Dinh dưỡng Nutrihome tìm hiểu vấn về hệ xương người ngay trong bài viết sau.

Bộ xương là gì? Cấu trúc và vai trò ra sao?

Bộ xương là gì?

Bộ xương là một hệ thống cấu trúc sinh học phức tạp được tạo thành từ nhiều tế bào xương và mô sụn, giúp duy trì hình dạng cơ thể. Hệ xương người có kết cấu cứng chắc nhờ chứa nhiều khoáng chất, nhưng vẫn có thể chuyển động linh hoạt nhờ sự trợ giúp của mô sụn.

Xương trong cơ thể được liên kết với nhau thông qua các khớp và được bao bọc bởi hệ thống dây chằng, gân và cơ. Ngoài xương đặc, cơ thể còn có tủy xương – một mô mềm bên trong một số xương lớn, tham gia vào quá trình tạo máu.

Chức năng của xương

Hệ xương người tham gia vào nhiều quá trình sinh lý quan trọng, từ vận động, bảo vệ nội tạng đến sản xuất máu và dự trữ khoáng chất. Dưới đây là bốn chức năng chính của xương:

1. Hỗ trợ vận động

Hệ xương người đóng vai trò như một bộ khung vững chắc giúp cơ thể duy trì tư thế và di chuyển linh hoạt. Xương là điểm bám cho các cơ, dây chằng và gân, tạo ra hệ thống đòn bẩy giúp các khớp hoạt động một cách hiệu quả.

Khi cơ co lại, lực sẽ tác động lên xương, tạo ra chuyển động, giúp con người thực hiện các hoạt động từ đi lại, chạy nhảy đến các động tác phức tạp hơn như leo trèo, nâng vật nặng.

2. Bảo vệ cơ quan

Một trong những chức năng của xương không thể bỏ qua, đó là bảo vệ các cơ quan nội tạng khỏi chấn thương. Ví dụ, xương hộp sọ giúp bao bọc và bảo vệ não, xương cột sống bảo vệ tủy sống – trung tâm điều khiển hệ thần kinh, trong khi lồng ngực (gồm xương sườn và xương ức) giúp che chắn tim, phổi trước các tác động bên ngoài. Nhờ đó, bộ xương người đóng vai trò như một lớp “áo giáp” tự nhiên bảo vệ các cơ quan quan trọng.

3. Sản xuất máu

Xương không chỉ có chức năng cơ học mà còn là nơi sản xuất các tế bào máu. Tủy xương nằm trong các xương lớn như xương đùi, xương chậu và xương ức, đảm nhận nhiệm vụ tạo ra hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Quá trình này rất quan trọng để duy trì lượng máu tuần hoàn, hỗ trợ vận chuyển oxy, bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm trùng và giúp đông máu khi có vết thương.

4. Dự trữ khoáng chất

Bộ xương người là nơi lưu trữ quan trọng của các khoáng chất như canxi và photpho, giúp duy trì độ cứng chắc của xương và tham gia vào nhiều quá trình sinh học. Khi cơ thể cần canxi để thực hiện chức năng thần kinh hoặc co cơ, xương sẽ giải phóng khoáng chất này vào máu để cân bằng nồng độ. (1)

Ngược lại, khi lượng canxi trong máu dư thừa, hệ xương người sẽ hấp thụ và lưu trữ để sử dụng sau. Điều này giúp cơ thể duy trì ổn định nồng độ khoáng chất, ngăn ngừa các vấn đề như loãng xương hoặc co giật do thiếu canxi.

Bộ xương giúp duy trình hình dáng, bảo vệ cơ quan, hỗ trợ vận động và dự trữ khoáng chất

Con người có bao nhiêu xương?

Bộ xương người trưởng thành có tổng cộng 206 xương, được chia thành hai phần chính: bộ xương trục (gồm 80 xương) và bộ xương phụ (gồm 126 xương). Tuy nhiên, số lượng xương ở trẻ sơ sinh cao hơn, khoảng 270 xương, do một số xương chưa hợp nhất và sẽ dần liền lại khi cơ thể phát triển. Cụ thể như sau:

• Bộ xương trục: Gồm xương sọ, xương cột sống, xương sườn và xương ức. Chúng có nhiệm vụ bảo vệ các cơ quan quan trọng như não, tim, phổi và tủy sống.
• Bộ xương phụ: Gồm xương tay, chân, xương chậu và xương vai. Hệ thống này giúp con người vận động linh hoạt và thực hiện các hoạt động hàng ngày.

Ngoài 206 xương chính, cơ thể còn có một số xương nhỏ đặc biệt như xương vừng (sesamoid bones), chẳng hạn như xương bánh chè ở đầu gối. Một số người có thể có số lượng xương nhiều hơn hoặc ít hơn do biến thể giải phẫu, nhưng 206 xương vẫn là con số chuẩn trong y học.

Cấu trúc bộ xương người như thế nào?

Bộ xương người có cấu trúc phức tạp, bao gồm nhiều cấu trúc hóa học, cấu trúc vật lý và cấu trúc mô học đa dạng, giúp xương duy trì độ bền chắc, đàn hồi và khả năng tái tạo. Cụ thể như sau:

Cấu trúc hóa học: Xương được tạo thành từ nhiều chất vô cơ và chất hữu cơ, giúp cân bằng giữa độ cứng và độ đàn hồi.

• Chất vô cơ (chiếm ~65% trọng lượng xương): Chủ yếu bao gồm canxi và phốt-pho, tồn tại dưới dạng muối canxi phosphate (Ca3(PO4)2) và muối canxi hydroxyapatite (Ca₅ (PO₄)₃ (OH)), giúp tạo nên độ cứng và khả năng chịu lực của xương. (2)
• Chất hữu cơ (~35% trọng lượng xương): Bao gồm collagen type I – một loại protein quan trọng đóng vai trò làm mô liên kết, cùng các protein phi collagen hỗ trợ duy trì cấu trúc mô xương.

Các loại xương trong cơ thể người

Hệ xương người bao gồm 4 loại xương chính là xương dài, xương ngắn, xương dẹt và xương không đều. Cụ thể như sau:

1. Xương dài

Xương dài là những xương có hình dạng thuôn dài, chủ yếu chịu trách nhiệm tạo lực đòn bẩy cho chuyển động của cơ thể. Chúng có cấu trúc gồm hai đầu xương và phần thân giữa (được gọi là thân xương), bên trong chứa tủy xương sản xuất tế bào máu.

Ví dụ điển hình của xương dài trong bộ xương gồm xương đùi, xương cánh tay, xương cẳng chân và xương cẳng tay. Ngoài chức năng vận động, xương dài còn giúp tích trữ khoáng chất quan trọng như canxi và phốt-pho

Xương cẳng tay là một trong những xương dài điển hình

2. Xương ngắn

Xương ngắn có hình dạng gần như khối vuông hoặc hình trụ nhỏ, giúp hỗ trợ và phân tán lực tác động lên cơ thể. Loại xương này có cấu trúc xương xốp bên trong, bao bọc bởi một lớp xương có mật độ khoáng chất dày đặc hơn nằm ở bên ngoài để chịu lực tốt hơn.

Các xương cổ tay (xương cổ tay) và xương cổ chân (xương bàn chân) là những ví dụ tiêu biểu thuộc nhóm xương ngắn. Chúng giúp hấp thụ lực tác động và duy trì sự ổn định khi cơ thể di chuyển hoặc chịu áp lực.

3. Xương dẹt

Xương dẹt có bề mặt phẳng, rộng, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các cơ quan nội tạng và cung cấp điểm bám cho cơ bắp. Chúng thường chứa nhiều tủy xương đỏ, giúp sản xuất tế bào máu. Ví dụ điển hình về xương dẹt bao gồm xương sọ (bảo vệ não), xương bả vai (hỗ trợ vận động tay), xương ức và xương sườn (bảo vệ tim và phổi)…

4. Xương không đều

Xương không đều có hình dạng phức tạp, không thuộc vào bất kỳ nhóm xương nào kể trên. Chúng thường có cấu trúc đặc biệt để phù hợp với chức năng bảo vệ hoặc hỗ trợ cơ thể.

Ví dụ về nhóm xương không đều bao gồm xương sống (đốt sống giúp nâng đỡ cột sống), xương chậu (hỗ trợ trọng lượng cơ thể), và xương hàm dưới (giúp cử động miệng). Nhóm xương này đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định tư thế và bảo vệ các cấu trúc thần kinh quan trọng.

Đặc điểm giải phẫu hệ xương

Dựa trên chức năng và vị trí, hệ xương được chia thành hai nhóm chính: bộ xương trục và bộ xương treo. Cả hai nhóm này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tư thế, bảo vệ cơ quan nội tạng và hỗ trợ vận động. Cụ thể như sau:

1. Bộ xương trục

Bộ xương trục là phần trung tâm của hệ xương người, giúp bảo vệ các cơ quan quan trọng và đóng vai trò trụ cột của cơ thể. Nó bao gồm xương sọ, xương cột sống, xương sườn và xương ức, với tổng số khoảng 80 xương.

• Xương sọ: Gồm 22 xương ghép lại với nhau, bảo vệ não và các giác quan quan trọng.
• Xương cột sống: Bao gồm 26 xương, giúp nâng đỡ cơ thể và bảo vệ tủy sống.
• Xương sườn và xương ức: Bao gồm 1 xương ức và 12 cặp xương sườn, giúp hình thành lồng ngực, bảo vệ tim, phổi và hỗ trợ hô hấp.
• Xương móng và xương tai: Bao gồm 1 xương móng ở cổ và 6 xương tai

Bộ xương trục đóng vai trò cố định và bảo vệ, giúp cơ thể giữ thăng bằng và là điểm tựa cho các xương khác trong bộ xương người.

Minh họa bộ xương trục (phần màu đỏ cam) trên cơ thể người

2. Bộ xương treo (bộ xương chi)

Bộ xương treo bao gồm xương chi trên, xương chi dưới và các xương đai (đai vai và đai hông), giúp cơ thể vận động linh hoạt. Hệ thống này có khoảng 126 xương, kết nối với bộ xương trục thông qua các khớp linh hoạt, trong đó bao gồm:

• Xương đai vai (xương bả vai, xương đòn): Kết nối xương cánh tay với bộ xương trục, tạo sự linh hoạt cho chi trên.
• Xương chi trên (xương cánh tay, xương cẳng tay, xương cổ tay, bàn tay, ngón tay): Hỗ trợ vận động và thực hiện các thao tác tinh vi.
• Xương đai hông (xương chậu, xương cùng, xương cụt): Chịu trọng lực cơ thể và kết nối chi dưới với thân người.
• Xương chi dưới (xương đùi, xương cẳng chân, xương bàn chân, ngón chân): Giúp nâng đỡ và tạo động lực di chuyển.

Bộ xương treo giúp cơ thể di chuyển linh hoạt, đồng thời hỗ trợ các hoạt động hằng ngày như đi lại, cầm nắm và nâng đỡ trọng lượng cơ thể.

Minh họa bộ xương treo (phần màu đỏ) trên cơ thể người

Quá trình hình thành và thay đổi của bộ xương trong suốt cuộc đời

Bộ xương người không cố định mà liên tục thay đổi từ khi hình thành trong bào thai đến khi trưởng thành và lão hóa. Quá trình này diễn ra qua các giai đoạn quan trọng sau:

• Giai đoạn bào thai: Hệ xương bắt đầu hình thành từ tuần thứ 6 của thai kỳ, chủ yếu là mô sụn. Dần dần, sụn sẽ được thay thế bằng xương qua quá trình cốt hóa, tạo nền tảng cho hệ vận động sau này.
• Giai đoạn trẻ em và thanh thiếu niên: Xương tiếp tục phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là chiều dài của xương dài. Các đĩa sụn tăng trưởng ở đầu xương dài giúp kéo dài xương cho đến khi trưởng thành. Đây cũng là giai đoạn hệ xương đạt được mật độ khoáng chất cao nhất.
• Giai đoạn trưởng thành: Sau khoảng 25 tuổi, quá trình phát triển xương chậm lại, đĩa sụn tăng trưởng đóng lại. Xương liên tục được tái tạo với sự cân bằng giữa quá trình hủy xương và tạo xương.
• Giai đoạn lão hóa: Từ sau 40 tuổi, mật độ xương dần giảm do quá trình hủy xương diễn ra nhanh hơn quá trình tái tạo. Xương trở nên giòn và dễ gãy hơn, nguy cơ loãng xương, thoái hóa khớp gia tăng.

Bệnh lý liên quan đến hệ xương, khớp

Hệ xương và khớp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì vận động và bảo vệ cơ thể. Tuy nhiên, chúng cũng dễ bị tổn thương và mắc các bệnh lý ảnh hưởng đến sức khỏe và chất lượng sống. Dưới đây là một số bệnh lý phổ biến liên quan đến hệ xương và khớp:

1. Gãy xương

Gãy xương xảy ra khi xương bị tác động mạnh vượt quá khả năng chịu đựng. Nguyên nhân có thể do chấn thương, tai nạn, té ngã hoặc loãng xương. Biểu hiện thường là sưng, đau dữ dội, gây biến dạng hoặc/và làm mất khả năng vận động tại vị trí gãy.

2. Còi xương

Còi xương là tình trạng xương kém phát triển, đường kính nhỏ và dễ gãy do thiếu vitamin D, canxi hoặc phốt-pho. Trẻ em mắc bệnh này có thể bị chân vòng kiềng, chậm mọc răng, chậm phát triển chiều cao.

3. Loãng xương

Loãng xương là tình trạng mật độ xương giảm, làm xương giòn và dễ gãy. Bệnh thường gặp ở người lớn tuổi, đặc biệt là phụ nữ sau mãn kinh. Các dấu hiệu bao gồm đau nhức xương, giảm chiều cao (còng lưng) và nguy cơ gãy xương cao.

Loãng xương làm suy giảm mật độ khoáng chất trong xương, khiến xương yếu, giòn và dễ gãy

4. Viêm khớp

Viêm khớp là bệnh lý gây viêm, sưng đau tại khớp, làm giảm khả năng vận động. Nguyên nhân có thể do thoái hóa khớp, bệnh tự miễn (viêm khớp dạng thấp) hoặc nhiễm trùng khớp.

5. Cong vẹo cột sống

Đây là tình trạng cột sống bị uốn cong bất thường, gây lệch vai, đau lưng và ảnh hưởng đến tư thế. Bệnh có thể do bẩm sinh, tư thế sai khi ngồi, đứng hoặc mang vác vật nặng thường xuyên.

Cách bảo vệ và chăm sóc xương chắc khỏe

Để duy trì hệ xương chắc khỏe, bạn cần lưu ý đến những điều sau:

• Bổ sung vitamin D, canxi và phốt-pho: Canxi và phốt-pho là hai khoáng chất quan trọng giúp duy trì mật độ xương, trong khi vitamin D hỗ trợ quá trình hấp thụ canxi vào cơ thể. Bạn có thể bổ sung những dưỡng chất này thông qua thực phẩm như sữa, rau lá xanh, cá béo (cá hồi, cá ngừ…) và các loại thủy hải sản.
• Tập thể dục thường xuyên: Nghiên cứu cho thấy, vận động giúp kích thích quá trình tái tạo xương, duy trì mật độ khoáng và phòng ngừa loãng xương. Các bài tập như đi bộ, yoga, bơi lội không chỉ giúp xương chắc khỏe mà còn cải thiện sự linh hoạt của các khớp.
• Tránh chấn thương: Việc duy trì tư thế đúng khi ngồi, đứng và di chuyển giúp giảm áp lực lên bộ xương, đặc biệt là cột sống. Hạn chế mang vác nặng và sử dụng dụng cụ bảo hộ khi chơi thể thao cũng giúp phòng tránh tổn thương xương khớp.
• Kiểm tra sức khỏe định kỳ: Sau tuổi 50 ở cả phụ nữ và nam giới, nguy cơ loãng xương và thoái hóa xương tăng cao. Kiểm tra mật độ xương định kỳ giúp phát hiện sớm các vấn đề về bộ xương, từ đó có hướng điều chỉnh chế độ ăn uống và sinh hoạt phù hợp.

Tóm lại, chức năng của xương không chỉ giới hạn ở việc nâng đỡ cơ thể mà còn tham gia vào quá trình sản xuất máu và dự trữ khoáng chất thiết yếu. Để duy trì bộ xương khỏe mạnh, bạn nên kết hợp chế độ dinh dưỡng khoa học và vận động hợp lý. Khi có dấu hiệu bất thường về hệ xương khớp, cần thăm khám sớm để phát hiện và điều trị kịp thời.