Xương - Những Khung Sườn Sống Của Thượng Đế
Xương có thể không trông sống động lắm, nhưng cuộc sống của chúng ta lại phụ thuộc vào bộ khung xương bằng xương, một kỳ quan kỹ thuật. Xương thường gắn liền với cái chết, như những xương khô trong Ê-xê-chi-ên 37:1-14, nhưng xương của chúng ta rất sống động với các tế bào, mạch máu, dây thần kinh và thụ thể đau. Thật vậy, xương có khả năng phát triển, sửa chữa và thậm chí thay đổi hình dạng để đáp ứng những yêu cầu mà chúng ta đặt ra cho chúng.
Nhiều Xương
Bộ xương người trưởng thành bao gồm khoảng 206 xương. Tuy nhiên, con số này thay đổi theo độ tuổi. Khi sinh ra, cơ thể con người có khoảng 300 xương, nhưng khi cơ thể già đi và trưởng thành, nhiều xương trong số này sẽ hợp lại với nhau. Ví dụ, hộp sọ người trưởng thành (không có xương hàm dưới) thoạt nhìn có vẻ như chỉ là một xương, nhưng thực tế lại được tạo thành từ 22 xương dính liền: 8 xương ở phần hộp sọ và 14 xương ở mặt. Xương đòn là xương cuối cùng hoàn toàn liền lại, vào khoảng 25 tuổi.
Hai Loại Xương
Bộ xương trưởng thành có hai loại xương cơ bản, xương đặc và xương xốp. Một bên có sức mạnh thô sơ, trong khi bên kia có thiết kế tinh xảo, mang lại sức mạnh với trọng lượng nhẹ nhất có thể.
Xương Đặc
Trục hình ống chắc chắn của các xương dài, chẳng hạn như xương đùi (xương đùi) của chúng ta, được tạo thành từ xương đặc. Xương đặc chất bản thân có vẻ hoàn toàn đặc nhưng thực tế lại có nhiều mạch máu chạy dọc bên trong các đường hầm rỗng, được gọi là ống Volkmann. Xung quanh mỗi kênh này là các vòng đồng tâm, hay các lớp xương, tạo thành các đơn vị xương. Cấu trúc này giúp xương đặc có được sức mạnh lớn.
Xương Xốp
Xương xốp chủ yếu nằm bên trong mỗi đầu của xương dài. Xương xốp có tên gọi này là do hình dáng của nó, chứ không phải vì nó có thể bị bóp lại như bọt biển.
Diện tích bề mặt của xương xốp lớn hơn nhiều so với xương đặc, vì vậy chủ yếu canxi và phốt pho được lưu trữ và loại bỏ trong loại xương này để duy trì sự cân bằng khoáng chất trong chất lỏng cơ thể của chúng ta. Mỗi chùm xương nhỏ, xốp đều được định hướng chính xác để tạo ra độ bền lớn nhất cho tải trọng đặt lên xương.
Thật đáng kinh ngạc, khi tải trọng đặt lên xương thay đổi, chẳng hạn như trong thời kỳ mang thai, xương xốp có thể thay đổi hình dạng để thích ứng tốt nhất với tải trọng mới.
Chức Năng Của Xương
Xương thực hiện ba loại chức năng cực kỳ quan trọng trong cơ thể chúng ta - chức năng cơ học, duy trì mức khoáng và sản xuất máu.
Các chức năng cơ học - bảo vệ, hỗ trợ và vận động
Đầu tiên, xương có nhiều chức năng cơ học. Ví dụ, chúng bảo vệ các bộ phận quan trọng của cơ thể; chúng đóng vai trò là bộ khung để các cơ và cơ quan gắn vào; và chúng cho phép cơ thể di chuyển nhờ các cơ co lại trên các khớp.
Duy trì mức khoáng chất
Một chức năng quan trọng thứ hai của xương là giúp duy trì mức canxi và phốt pho chính xác trong máu và dịch mô của chúng ta (một quá trình gọi là cân bằng nội môi khoáng chất). Xương đóng vai trò như một kho dự trữ và loại bỏ các khoáng chất này khi cần thiết. Trong số những thứ khác, canxi rất quan trọng để các tế bào dính lại với nhau và cơ bắp co lại, trong khi phốt pho là thành phần thiết yếu trong nhiều hóa chất phức tạp, chẳng hạn như DNA và RNA.
Sản xuất máu trong tủy xương
Cuối cùng, một chức năng cực kỳ quan trọng của xương là sản xuất máu trong tủy xương. Tủy xương sản xuất cả tế bào hồng cầu và bạch cầu. Hồng cầu rất cần thiết để vận chuyển oxy đến tất cả các tế bào trong cơ thể chúng ta, trong khi bạch cầu chống lại bệnh tật và nhiễm trùng.
Các tế bào đặc biệt trong tủy xương, được gọi là tế bào khổng lồ (megakaryocytes), tạo ra một thành phần khác cho máu, được gọi là tiểu cầu. Những mảnh tế bào này lưu thông trong máu và rất quan trọng cho quá trình đông máu, giúp bịt các lỗ hổng trong mạch máu.
Sức mạnh của xương
Các xương dài trong cơ thể chúng ta, chẳng hạn như ở các chi, cần có thiết kế đặc biệt để tăng cường sức mạnh.
Thay vì các thanh đặc, dễ bị uốn cong, xương dài hơn của chúng ta về cơ bản là các ống. Các kỹ sư đã phát hiện ra rằng, xét trên cùng một trọng lượng, ống có độ bền cao hơn và khả năng chống uốn tốt hơn so với thanh đặc.
Bản thân xương là một vật liệu cực kỳ chắc chắn. Nó chắc chắn như gang và chống uốn dẻo như thép, mặc dù xương chỉ nặng bằng một phần ba trọng lượng của thép.
Phần lớn sức mạnh của xương đến từ việc xương là vật liệu tổng hợp mà các kỹ sư gọi là vật liệu composite. Vật liệu composite bao gồm hai thành phần, một ma trận và cốt liệu, hoạt động cùng nhau để tạo ra độ bền tăng cường. Một ví dụ cổ xưa là gạch làm từ đất sét và rơm. Các ví dụ hiện đại bao gồm bê tông cốt thép và sợi thủy tinh.
Xương có sự kết hợp đúng đắn của hai thành phần rất khác nhau: một vật liệu vô cơ rất cứng gọi là hydroxylapatite và một vật liệu hữu cơ dai, dạng sợi gọi là collagen (protein của da). Vật liệu tinh thể chiếm khoảng 70% trọng lượng khô của xương, trong khi collagen chiếm phần lớn 30% còn lại.
Nếu xương chỉ cấu tạo hoàn toàn từ hydroxylapatite, chúng sẽ vỡ dưới tải trọng. Nếu chúng được làm hoàn toàn bằng collagen, chúng sẽ có kết cấu giống như cao su. Thay vào đó, chúng có sự cân bằng hoàn hảo giữa cả hai.
Sự phát triển của xương
Sụn từ khi trong tử cung
Hầu hết các xương trong cơ thể chúng ta bắt đầu là sụn khi chúng ta còn trong bụng mẹ. (Sụn là một chất giống như cao su, giúp mũi và tai của chúng ta linh hoạt.) Ưu điểm của sụn so với xương ở giai đoạn đầu của sự phát triển là sụn có thể phát triển từ bên trong (phát triển kẽ) cũng như ở bề mặt (phát triển bồi đắp). Ngược lại, xương chỉ có thể phát triển bằng cách thêm vào bề mặt, giống như cách chúng ta làm cho quả cầu tuyết lớn lên để tạo thành người tuyết.
Trong quá trình phát triển, sụn dần được thay thế bằng xương thông qua một quá trình gọi là cốt hóa nội sụn. Đầu tiên, canxi thấm vào sụn cùng với các muối canxi, tạo thành sụn vôi hóa rất giòn. Sau đó, dạng sụn tạm thời này đóng vai trò như một bộ khung để xương hình thành, giống như việc đắp vữa lên lưới gà. Theo thời gian, xương thay thế sụn, trừ ở hai đầu, nơi sụn vẫn còn để tạo thành khớp.
Dài ra
Dễ hiểu làm thế nào một xương có thể dày lên bằng cách thêm vào bề mặt của nó, nhưng ít rõ ràng hơn làm thế nào một xương phát triển về chiều dài. Hai đầu được bọc bằng sụn khớp đặc biệt cần thiết để tạo thành các khớp, và khớp sẽ bị phá hủy nếu xương được lắng đọng lên trên sụn khớp.
Vì vậy, các sụn tăng trưởng đặc biệt, được gọi là sụn đầu xương, là cần thiết để xương dài phát triển về chiều dài. Các tấm này, nằm gần mỗi đầu, bắc cầu qua chiều rộng của xương (Hình 1)*. Vì các sụn tăng trưởng này được cấu tạo từ sụn, chúng có thể phát triển từ bên trong. Điều này cho phép xương dài ra mà không làm xáo trộn sụn ở hai đầu. Khi các đĩa dày lên, xương dần dần thay thế sụn (bằng quá trình cốt hóa trong sụn, đã được mô tả ở trên).
Chừng nào sụn tăng trưởng còn tồn tại và hormone tăng trưởng còn sẵn, thì về mặt lý thuyết, một cá nhân có thể cao hơn và cao hơn nữa. Người cao nhất trong lịch sử hiện đại là Robert Pershing Wadlow đến từ Alton, Illinois, người khi qua đời vào năm 1940 cao 8 feet 11 inches! Người đàn ông này, được biết đến với tên gọi Người khổng lồ Alton, có chiều cao gần bằng Gô-li-át của Gát, người cao hơn 9 feet một chút (1 Sa-mu-ên 17:4).
Những Vật Tạo Xương và Những Vật Hủy Xương
Xương ngừng phát triển về chiều dài khi chúng ta trưởng thành. Nhưng trong suốt quãng đời còn lại, xương phải tiếp tục được duy trì và thay đổi hình dạng, sửa chữa các tổn thương và đáp ứng với những thay đổi trong nhu cầu, chẳng hạn như sự thay đổi trọng lượng trong thời kỳ mang thai. Vì vậy, Thượng Đế đã thiết kế một cơ chế cho phép xương vừa được hình thành vừa được loại bỏ khi cần thiết (Hình 2 ở trang tiếp theo)**.
Các tế bào tạo xương được gọi là nguyên bào xương (có nghĩa là "vật tạo xương"), còn các tế bào phá hủy xương được gọi là hủy cốt bào (có nghĩa là "vật hủy xương").
"Vật tạo xương" (tế bào tạo xương)
Tế bào tạo xương không trực tiếp tạo ra phần tinh thể của xương (hydroxylapatite). Đầu tiên, chúng tiết ra chất nền xương, ban đầu hoàn toàn bao gồm vật chất hữu cơ, bao gồm cả chất đạm dạng sợi collagen. Thể chất xương thu hút các khoáng chất, chẳng hạn như canxi và phốt pho, có trong dịch cơ thể của chúng ta. Theo thời gian, các khoáng chất tích tụ lại để tạo thành tinh thể hydroxylapatite.
Khi các tế bào tạo xương tạo ra chất nền xương, nhiều tế bào bị mắc kẹt trong chất nền, "bị chôn sống" như ruồi dính trong hổ phách. Những tế bào bị chôn vùi này được gọi là tế bào xương. Để sống sót, các tế bào này phải duy trì sự tiếp xúc với nhau. Chúng làm điều đó bằng cách sử dụng hàng chục phần nhô ra nhỏ (về mặt kỹ thuật gọi là "quá trình"), khiến chúng có vẻ ngoài giống như nhện. Bắt đầu từ mạch máu gần nhất, các chất dinh dưỡng và khí được vận chuyển từ tế bào này sang tế bào khác thông qua các quá trình này, chúng đi qua các ống nhỏ li ti gọi là tiểu quản.
"Tế bào hủy xương" (tế bào hủy xương)
Tế bào hủy xương là những tế bào tương đối lớn với nhiều nhân, có chức năng loại bỏ cả thành phần khoáng và hữu cơ của xương. Chúng tiết ra một loại axit hòa tan khoáng chất trong xương và các enzyme phân hủy các thành phần hữu cơ của xương, bao gồm cả collagen.
Trong giai đoạn phát triển của cuộc đời, các tế bào tạo xương tạo xương nhanh hơn so với tốc độ các tế bào hủy xương loại bỏ nó. Khi quá trình phát triển hoàn tất, Thượng Đế đã thiết kế các tế bào tạo xương và tế bào hủy xương hoạt động hài hòa, liên tục thay thế xương mà không cần phát triển. Người ta tin rằng sự thay thế liên tục mô xương này có tác dụng sửa chữa các vết nứt nhỏ xuất hiện trong xương của chúng ta.
Khi chúng ta già đi, các tế bào hủy xương có thể loại bỏ xương nhanh hơn so với tốc độ tạo xương của các tế bào tạo xương, dẫn đến giảm mật độ xương, được gọi là loãng xương. Vì những lý do chưa rõ, bệnh loãng xương ảnh hưởng đến phụ nữ nhiều hơn nam giới. Một điều chúng ta biết chắc chắn là mật độ xương tăng lên khi có tải trọng từ trọng lượng hoặc tập thể dục, nhưng việc nằm liệt giường kéo dài (hoặc tình trạng không trọng lượng, như các phi hành gia gặp phải) có thể dẫn đến giảm mật độ xương. Vì vậy, tập thể dục có ý nghĩa tốt để giảm thiểu tác động của loãng xương mà không cần dùng thuốc.
Xương Của Chúa Giê-xu Đã Bị Sai Khớp Vì Tội Lỗi Của Chúng Ta
Khi chúng ta phạm tội, nó ảnh hưởng đến chúng ta tận xương tủy. Như người viết Thi thiên đã than thở: "Lạy Đức Giê-hô-va, xin thương xót tôi, vì tôi đang mòn mỏi; lạy Đức Giê-hô-va, xin chữa lành tôi, vì xương cốt tôi bị rối loạn" (Thi thiên 6:2).
Người viết Thi thiên đã đưa ra một số lời tiên tri đáng chú ý về những gì Chúa Giê-xu sẽ phải chịu khổ trên thập tự giá để trả giá cho tội lỗi của chúng ta - một sự đau khổ thấu đến tận xương tủy (Thi thiên 22:17).
Xương cốt người ấy sẽ không bị gãy (Thi-thiên 34:20), nhưng - còn đau đớn hơn - tất cả xương cốt người ấy sẽ bị trật khớp (Thi-thiên 22:14).
Tiến sĩ Menton
*Hình 1. Phát triển xương Trong khi xương phát triển, chúng vẫn cần phải chắc khỏe và hoạt động tốt, đặc biệt là ở các khớp. Vì vậy, xương mới không thể phát triển trên bề mặt, nơi một lớp sụn nhẵn vĩnh viễn (gọi là sụn khớp) cho phép các khớp hoạt động. Vì vậy, Thượng Đế đã thiết kế các đĩa sụn tăng trưởng đặc biệt dưới bề mặt. Những tấm sụn này (vật liệu dẻo trong mũi và tai của chúng ta) có thể phát triển từ bên trong và được thay thế bằng xương.
KHI XƯƠNG NGỪNG PHÁT TRIỂN, sụn ở các đĩa tăng trưởng được thay thế hoàn toàn bằng xương. Khi sụn đã biến mất, sự phát triển thêm là không thể. Vì vậy, rất dễ để biết liệu xương đó đến từ người lớn hay trẻ em.
Sự phát triển của các đĩa này được kiểm soát bởi một loại hormone tăng trưởng được sản xuất trong tuyến yên. Khi chúng ta đạt đến chiều cao tối đa, các sụn tăng trưởng sẽ hoàn toàn được thay thế bằng xương và không còn phản ứng với hormone tăng trưởng nữa.
**Hình 2. Các tế bào tạo xương và các tế bào hủy xương Xương không phải là những thanh đặc, cứng, chết. Chúng rất sống động, chứa đầy hai loại tế bào – "tế bào tạo xương" (tế bào tạo xương) và "tế bào phá hủy xương" (tế bào hủy xương). Những tế bào này luôn hoạt động không ngừng, sửa chữa và tái tạo xương. Tuy nhiên, khi các tế bào tạo xương tạo ra xương mới, chúng cuối cùng bị chôn vùi trong chính vật liệu xương của mình và được gọi là tế bào xương.
Thánh Kinh | Khoa Học & Niềm Tin | Tiến Hóa Hay Sáng Tạo | Bài Mới Đăng
Tin Lành nầy về nước Đức Chúa Trời sẽ được giảng ra khắp đất, để làm chứng cho muôn dân. Bấy giờ sự cuối cùng sẽ đến. (Mathiơ 24:14)
