Xương là là một phần của bộ xương người, được cấu tạo từ các mô cứng và có nhiều hình dạng khác nhau. Xương bảo vệ các cơ quan trong cơ thể, sản xuất các tế bào máu, lưu trữ các khoáng chất và cho phép cơ thể vận động.
 
Xương là gì?
Xương hay mô xương là các mô cứng có cấu tạo khác với các mô khác trong cơ thể. Xương là phần cứng của cơ thể, có nhiều hình dạng với các vai trò khác nhau, bao gồm hỗ trợ cấu trúc cơ thể, bảo vệ các cơ quan quan trọng và cho phép cơ thể di chuyển. Ngoài ra, bên trong xương chứa tủy xương với nhiệm vụ tạo ra các tế bào máu và lưu trữ các khoáng chất, đặc biệt là canxi.
 
Con người được sinh ra với khoảng hơn 300 xương mềm. Khi trưởng thành và phát triển, một số xương sẽ hợp nhất lại với nhau. Do đó, khi đến tuổi trưởng thành, con người có khoảng 206 chiếc xương. Xương lớn nhất trong cơ thể là xương đùi và xương nhỏ nhất là xương bàn đạp ở tai giữa, chỉ dài khoảng 3 mm.
 
Thành phần chính của xương là protein collagen, tạo thành một khung mềm. Các khoáng chất cần thiết là canxi và photpho có nhiệm vụ làm cứng khung xương để tạo ra sức mạnh. Khoảng 99% lượng canxi trong cơ thể được tích trữ bên trong xương và răng.
 
Xương là khung cứng có nhiệm vụ nâng đỡ cơ thể. Tuy nhiên bên trong xương có cấu trúc tương tự như tổ ong, do đó xương tương đối nhẹ.
 
Mỗi xương được cấu tạo từ các lớp chính, chẳng hạn như:

• Màng xương (Periosteum): Đây là một lớp màng cứng bao bọc ở bên ngoài xương với nhiệm vụ bảo vệ xương. Màng xương có 2 lớp bao bọc bên ngoài xương và bao bọc tủy xương ở bên trong. Lớp ngoài cấu tạo từ các sợi mô liên kết chắc chắn tạo thành 1 lớp mỏng bao bên ngoài và dính chặt vào xương. Lớp trong gồm nhiều tế bào sinh xương giúp xương phát triển to và dài ra, lớp màng này có các mạch máu nuôi dưỡng.
• Xương cứng (Compact bone): Ở bên dưới màng xương là xương cứng, có màu vàng nhạt, cứng và nhẵn. Xương cứng là phần xương rắn chắc nhất, cung cấp khả năng hỗ trợ và bảo vệ cấu trúc xương.
• Xương xốp (Spongy bone): Xương xốp là lõi của xương, mềm hơn xương đặc và nằm ở trung tâm của xương. Xương xốp có cấu trúc gồm nhiều bè xương bắt chéo vào nhau tạo thành phần xương có nhiều các hốc nhỏ, được sử dụng để chứa tủy xương.
• Tủy xương: nằm ở trong cùng của xương gồm các tể bào tạo máu (tủy đỏ) và tế bào nền (tủy vàng). Tế bào tạo máu có vai trò sản xuất hồng cầu, tiểu cầu và bạch cầu, còn tế bào nền có khả năng biệt hóa thành nhiều loại mô khác nhau.

Bên cạnh đó, xương người cũng có một số thành phần khác, chẳng hạn như:

• Sụn: Sụn là chất dẻo, bao phủ ở các đầu xương với nhiệm vụ hỗ trợ xương di chuyển mà không gây ma sát hoặc cọ xát các xương vào nhau. Khi sụn mòn đi có thể dẫn đến viêm khớp, thoái hóa khớp, gây đau đớn và một số vấn đề về cử động.
• Khớp xương: Khớp là nơi hai hoặc nhiều xương trong cơ thể kết nối với nhau. Khớp bao gồm ba loại chính là: Các khớp bất động (là không không được cử động, chẳng hạn như khớp xương sọ), khớp cử động một phần (là những khớp cho phép cử động hạn chế, chẳng hạn như khớp xương sườn) và khớp chuyển động (là các khớp cho phép thực hiện nhiều chuyển động, chẳng hạn như khuỷu tay, vai và đầu gối).
• Dây chằng: Là các dải mô dày liên kết với nhau để giữa các xương hoạt động linh hoạt.
• Gân: Là các dải mô nối các đầu cơ với xương.

Các loại xương trong cơ thể
Bộ xương người trưởng thành gồm 206 xương, phần lớn các xương đối xương (xương chẵn). Các xương trong cơ thể được phân loại theo hình thể và cấu trúc xương.
 
Phân loại theo hình thể

Mỗi xương của bộ xương người có một hình thể khác nhau, tùy theo chức năng ở từng đoạn cơ thể. Phụ thuộc vào hình thể, xương được chia thành 4 loại chính, bao gồm:

• Xương dài: Phần lớn các xương dài là xương tứ chi, chẳng hạn như xương cánh tay, cẳng tay, xương đùi và cẳng chân. Các xương này được cấu tạo phù hợp với các động tác vận động rộng.
• Xương ngắn: Bao gồm các xương như cổ tay, cổ chân, được cấu tạo để thực hiện các hoạt động hạn chế nhưng yêu cầu mềm dẻo và phối hợp.
• Xương dẹt: Là các xương ở vòm sọ, xương bả vai, xương chậu và có chức năng bảo vệ cơ thể.
• Xương không đều hay xương bất định hình: Đây là các xương có hình thể phức tạp, không được xếp vào các loại chính, chẳng hạn như xương hàm trên, xương thái dương hoặc các xương nền sọ.
• Xương vừng: Đây là các xương nhỏ, nằm ở bên trong gân cơ và thường được đệm vào các khớp để giảm độ ma sát của gân, cơ và giúp màng xương hoạt động tốt hơn. Xương bánh chè là một xương vừng lớn và quan trọng trong cơ thể.

Phân loại theo cấu trúc
Các loại xương theo cấu trúc bao gồm:

• Xương màng, bao gồm xương sọ mặt
• Xương sụn gồm các xương chi, xương ức, xương cột sống, xương sườn,…

Cấu tạo của xương
Xương là một mô cứng, một loại mô liên kết khác biệt với các mô khác trong cơ thể. Xương có cấu tạo tương tự như tổ ong ở bên trong để tạo độ cứng nhưng khiến xương nhẹ về trọng lượng. Cụ thể cấu tạo xương như sau:
 
Tổng thể xương
Một xương dài bao gồm hai bộ phận là thân xương (diaphysis) và đầu xương (epiphysis). Thân xương là trục xương hình ống, nằm giữa hai đầu xương. Đầu xương gồm có các mặt khớp, mấu, mỏm và các cổ xương nơi tiếp giáp giữa đầu xương và thân xương. Vùng rỗng bên trong thân xương được gọi là khoảng tủy, chứa đầy tủy xương có màu vàng.
 
Bề mặt bên ngoài của xương được bao phủ bởi một màng xương (endosteum). Màng xương chứa nhiều mạch máu, dây thần kinh và các mạch bạch huyết với nhiệm vụ nuôi dưỡng các xương nhỏ. Gân và dây chằng cũng được gắn vào xương thông qua màng xương. Màng xương bao phủ toàn bộ bề mặt bên ngoài, ngoại trừ nơi xương bao khớp gặp các xương khác để tạo thành khớp. Ở các khớp, xương được bao phủ bởi sụn khớp, là một lớp sụn mỏng có tác dụng giảm ma sát và hoạt động như một bộ phận giảm xóc, giảm áp lực lên xương.
 
Mô xương
Xương được cấu tạo bởi hai loại mô:

• Xương đặc (Compact): Đây là lớp màng bên ngoài, cứng, bền và chắc. Thành phần này chiếm khoảng 80% khối lượng xương ở người trưởng thành.
• Xương thể sợi (Cancellous): Đây là một mạng lưới cấu trúc hình que, nhẹ hơn, ít hơn và linh hoạt hơn xương đặc.

Ngoài ra, xương cũng chứa một số thành phần như:

• Nguyên bào xương và tế bào xương, chịu trách nhiệm tái tạo mô xương
• Tế bào hủy xương nhằm loại bỏ các tế mô xương suy yếu
• Muối khoáng vô cơ
• Dây thần kinh và mạch máu
• Tủy xương
• Sụn
• Các lớp màng, bao gồm màng xương
• Osteoid, là hỗn hợp collagen và các loại protein khác

Tế bào xương
Xương không phải là mô tĩnh mà là mô cần được nuôi dưỡng và sửa chữa liên tục. Có ba loại tế bào chính tham gia vào quá trình tái tạo các mô xương, bao gồm:

• Nguyên bào xương (Osteoblasts): Tế bào này có nhiệm vụ tạo ra xương mới và sửa chữa các xương cũ. Nguyên bào tạo ra một hỗn hợp protein được gọi là osteoid, được khoáng hóa và tạo thành xương hoàn chỉnh. Nguyên bào cũng sản xuất protein, bao gồm prostaglandin.
• Cốt bào hay tế bào xương (Osteocytes): Tế bào xương là những nguyên bào xương không hoạt động, có nhiệm vụ duy trì kết nối tế bào xương và các nguyên bào xương khác. Cốt bào là thành phần quan trọng trong việc kết nối các mô xương.
• Tế bào hủy xương (Osteoclasts): Tế bào hủy xương là các tế bào có nhiều hơn một nhân với nhiệm vụ phá hủy vỏ xương. Các tế bào này giải phóng các enzym và axit để hòa tan các khoáng chất trong xương. Quá trình này được gọi là quá trình tái hấp thụ. Điều này giúp tái tạo xương bị thương và tạo đường dẫn cho các dây thần kinh và mạch máu đi qua.

Tủy xương
Tủy xương được tìm thấy ở hầu hết các loại xương. Tủy nằm ở trung tâm xương và tạo ra khoảng 2 triệu tế bào hồng cầu mỗi giây và tạo ra các tế bào lympho hoặc các tế bào bạch cầu để tham gia vào các phản ứng miễn dịch.
 
Có hai loại tủy xương, bao gồm:

• Tủy đỏ (medulla osium rubra): Đây là thành phần tạo ra máu, có ở các hốc xương xốp ở người lớn. Ở thai nhi và trẻ sơ sinh, tủy đỏ có ở toàn bộ các xương.
• Tủy vàng (medulla osium flava): Đây là phần tủy chứa nhiều tế bào mỡ, chỉ có ở các ống tủy thân xương dài ở người lớn. Ngoài ra, bên trong cùng của lớp xương xốp cũng có chứa tủy vàng.

Chất nền ngoại bào
Xương là các tế bào sống được bảo vệ trong một lớp chất nền hữu cơ có nguồn gốc từ các khoáng chất. Chất nền ngoại bào được cấu tạo bao gồm:

• Thành phần hữu cơ, với thành phần chính là collagen loại 1.
• Các thành phần vô cơ, bao gồm hydroxyapatite và các muối khác, bao gồm canxi và photpho.

Collagen giúp xương có độ bền kéo, với khả năng chống bị kéo ra xa. Thành phần hữu cơ, như hydroxyapatite giúp xương có độ bền nén hoặc khả năng chống bị nén lại với nhau.
 
Thành phần hóa học của xương
Thành phần hóa học đảm bảo mật độ xương phù hợp với hai tính chất bao gồm:

• Tính rắn bao gồm các chất vô cơ
• Tính đàn hồi bao gồm các chất hữu cơ

Cụ thể các thành phần hóa học ở xương bao gồm:
- Xương tươi ở người lớn:

• 50% nước
• 17.75% mỡ
• 12.45% chất hữu cơ
• 21.8% chất vô cơ

- Xương khô (đã bóc tách mỡ và nước): Chứa khoảng 2/3 là chất vô cơ và 1/3 là chất hữu cơ:

• Chất hữu cơ chiếm khoảng 33.3%, chủ yếu là cốt bào (osseine) bao gồm các sợi keo và tế bào xương.
• Chất vô cơ chiếm khoảng 66.7%, chủ yếu là các chất muối vôi, chẳng hạn như phosphat Ca 51.04%, carbornat Ca 11.3%, Kluorur Ca 2.0%, phosphat Mg 1.16%, carbonat và chlorur Ca 1.2%.

Các thành phần hóa học của xương cũng thay đổi theo mỗi loại xương, giới tính, độ tuổi, chế độ dinh dưỡng, quá trình luyện tập và bệnh lý liên quan. Ở người trẻ tuổi, xương thường ít các chất vô cơ, nhiều chất hữu cơ, do đó mềm dẻo. Trong khi đó xương ở người cao tuổi thường nhiều chất vô cơ, ít chất hữu cơ, do đó thường giòn và dễ gãy.
 
Hệ thống mạch máu của xương
Có hai loại mạch máu chính ở xương là mạch dưỡng cốt và mạch cốt mạc.

• Mạch dưỡng cốt hay mạch nuôi xương, là mạch đi vào một ống xiên vào đến tủy xương. Bên trong tủy xương, mạch chia thành hai chiều ngược nhau, đi dọc theo chiều dài của ống xương và phân chia thành các mạch nhỏ để nuôi dưỡng xương.
• Mạch cốt mạc hay mạch màng xương là các mạch ở xung quanh thân xương và đầu xương, tiếp nối với các mạch dưỡng cốt bên trong xương.