المقرر الأكاديمي • التربية البدنية والرياضة
الدرس 15
بنية العظام ووظائفها
Structure et fonctions des os
الشكل 1: العظام نسيج حي يضم قشرة كثيفة ومناطق إسفنجية. 1 نهاية عظم طويل، 2 الجسم العظمي، 3 التجويف النخاعي، 4 القشرة العظمية، 5 الترابيق الإسفنجية، 6 الفراغات بينها.
المستوى
مدة الحصة
نوع الوثيقة
BT1
50 دقيقة
كتاب الطالب
الوحدة: الجهاز الهيكلي | ما سبق: 14 ملحقات الجلد وفيزيولوجيا الجلد | ما يلي: 16 تطور العظام.
نواتج التعلم
• تسمية الأجزاء الرئيسة للعظم الطويل وتمييز العظم الكثيف من الإسفنجي.
• تصنيف العظام إلى طويلة وقصيرة ومسطحة وغير منتظمة وسمسمانية مع مثال.
• تفسير مساهمة المكونات العضوية والمعدنية في خصائص العظم الميكانيكية.
• تحديد خمس وظائف للجهاز الهيكلي مع مثال رياضي للحركة.
• تحليل حالة رياضية ترتبط بحماية العظام أو عملها كرافعات.
القسم الأول | كتاب التلميذ
1. وضعية الانطلاق: لماذا تتحرك العظام مع العضلات؟
عند ثني الساعد لرفع كرة، تنقبض عضلات ويتحرك الساعد حول مفصل المرفق. هل العظام أجزاء صلبة جامدة تماما؟ وكيف يمكنها تحمل القوة وحماية أعضاء الجسم في الوقت نفسه؟
2. ما العظم؟ وما الفرق بينه وبين الهيكل؟
العظم عضو حي يحتوي نسيجا عظميا وأوعية دموية وأعصابا ونخاعا، ويغطي سطحه في معظم المواضع السمحاق. أما الهيكل العظمي فهو مجموعة العظام وما يرتبط بها من مفاصل وبنى داعمة. تتيح بنية العظم مقاومة الأحمال مع وزن مناسب للحركة.
3. تصنيف العظام بحسب الشكل
النوع
الخاصية الشكلية
مثال
طويلة
طولها أكبر نسبيا من عرضها
عظم الفخذ أو العضد
قصيرة
أبعادها متقاربة تقريبا
عظام الرسغ
مسطحة
رقيقة نسبيا وواسعة
عظام قبة الجمجمة
غير منتظمة
ذات هيئة معقدة
الفقرات
سمسمانية
تنشأ غالبا ضمن وتر
الرضفة
الشكل 2: تمثيلات تعليمية لأنواع العظام. 1 طويل، 2 قصير، 3 مسطح، 4 غير منتظم، 5 سمسماني. الرسوم مبسطة وليست رسوما تشخيصية.
4. البنية العيانية للعظم الطويل
يتألف العظم الطويل من جسم يسمى الديافيز ونهايتين تسميان المشاشين، وتوجد بين الجسم وكل مشاش منطقة ميتافيزية. تغطي غضاريف مفصلية الأسطح الداخلة في تكوين المفاصل لتقليل الاحتكاك وتوزيع الضغط.
الشكل 3: مقطع طولي تخطيطي للعظم الطويل. 1 مشاش قريب، 2 ميتافيز، 3 السمحاق، 4 مشاش بعيد، 5 تجويف النخاع، 6 العظم الكثيف، 7 الغضروف المفصلي، 8 العظم الإسفنجي.
السمحاق غشاء وعائي عصبي يغطي السطح الخارجي في معظم المواضع باستثناء الأسطح المفصلية، ويساهم في التغذية والترميم وارتكاز بعض الأوتار والأربطة. أما البطانة الداخلية (Endosteum) فتبطن الفراغات العظمية الداخلية.
النخاع العظمي
قد يحتوي التجويف النخاعي في العظام الطويلة عند البالغ على نخاع أصفر غني بالدهن، بينما يساهم النخاع الأحمر في تكوين خلايا الدم، ويوجد في مواقع منها بعض العظام المسطحة ونهايات عظام معينة. يختلف توزع النخاع بحسب العمر والعظم.
5. العظم الكثيف والعظم الإسفنجي
العظم الكثيف (القشري) يشكل طبقة قوية نسبيا حول العظم، ويتكون في كثير من مناطقه من وحدات أسطوانية تسمى الأوستيونات، تحوي صفائح متراكزة وقناة مركزية تمر فيها أوعية وأعصاب. أما العظم الإسفنجي فيتألف من ترابيق تترك بينها فراغات، ويمكن أن تحوي نخاعا عظميا.
الشكل 4: مقارنة مجهرية تخطيطية. 1 صفائح أوستيون العظم الكثيف، 2 القناة المركزية، 3 ترابيق العظم الإسفنجي، 4 فراغات بين الترابيق قد تحوي نخاعا.
6. مم تتكون المادة العظمية؟
للعظم مادة خارج خلوية تضم مكونات عضوية، أهمها ألياف الكولاجين من النمط الأول، ومكونات معدنية أهمها بلورات هيدروكسي أباتيت الغنية بالكالسيوم والفوسفات. يمنح الكولاجين قدرا من المتانة ومقاومة الشد، وتسهم المعادن في الصلابة ومقاومة الضغط؛ لذلك يحتاج العظم إلى كليهما.
الخلايا الأساسية للنسيج العظمي
الخلايا البانية للعظم (Osteoblasts) تنتج المصفوفة العظمية، والخلايا العظمية الناضجة (Osteocytes) تستقر داخلها وتستشعر الأحمال، والخلايا الهادمة للعظم (Osteoclasts) تشارك في إزالة النسيج العظمي القديم. يتيح التوازن بين البناء والهدم تجدد النسيج العظمي.
الشكل 5: مصفوفة العظم وخلاياه. 1 ألياف الكولاجين، 2 المكونات المعدنية، 3 خلية بانية، 4 خلية عظمية ناضجة، 5 خلية هادمة. الرسم تخطيطي للتوضيح.
7. وظائف العظام في جسم الإنسان
الوظيفة
تفسير مبسط
مثال
الدعم
إعطاء الجسم هيئة ثابتة ومرتكزات للأنسجة
المحافظة على القامة
الحماية
حماية أعضاء حيوية داخل تراكيب عظمية
الجمجمة تحمي الدماغ
الحركة
العمل كروافع تتحرك عبر المفاصل بقوة العضلات
ثني الساعد أو مد الساق
مخزن معدني
تخزين وإطلاق معادن وفق تنظيم فسيولوجي
الكالسيوم والفوسفات
تكوين الدم
وجود نخاع أحمر ينتج خلايا الدم
داخل أجزاء من الهيكل
مخزن طاقة
يحتوي النخاع الأصفر على دهون
تخزين الدهون في بعض تجاويف النخاع
8. مثال رياضي: العظم رافعة للحركة
في ثني المرفق، تنتج العضلة ذات الرأسين العضدية قوة عبر وترها، فتؤثر في عظم الكعبرة وتتحرك عظام الساعد حول مفصل المرفق. لا ينقبض العظم بنفسه؛ بل يعمل ذراعا ميكانيكية تنتقل عبرها قوة العضلات.
الشكل 6: مثال مبسط لثني الساعد. 1 قوة العضلة عبر الوتر، 2 مفصل المرفق نقطة الارتكاز، 3 عظام الساعد الرافعة. الرسم تعليمي وليس مقياسا تشريحيا.
تطبيق سلامة: يفيد التدرج المدروس في التحميل البدني وتعلم التقنية المناسبة في توزيع القوى، لكن الألم الحاد أو الاشتباه بكسر يستلزمان إيقاف النشاط وطلب التقييم الطبي، لا اختبار العظم بالضغط أو تحريكه بقوة.
9. أنشطة صفية
النشاط 1 | حدد البنية والوظيفة
صل كل مصطلح بوصفه الصحيح: أ. السمحاق، ب. التجويف النخاعي، ج. الغضروف المفصلي، د. العظم الإسفنجي. الأوصاف: 1 شبكات من الترابيق، 2 غشاء يغطي معظم السطح الخارجي، 3 فراغ داخلي قد يحوي نخاعا، 4 تغطية نهايات العظام في المفصل.
النشاط 2 | صنّف العظام
صنّف: عظم الفخذ، الرضفة، فقرة، عظم رسغي، عظم من قبة الجمجمة. اذكر سببًا مختصرًا لاختيارك في مثالين.
النشاط 3 | حلل حركة رياضية
يشاهد التلميذ لاعبا يثني ساعده لحمل كرة. حدد العظم الذي يعمل رافعة، والمفصل الذي يمثل محور الحركة، ومصدر القوة الذي يحرك العظم. لماذا لا تكفي العظام وحدها لتنفيذ الحركة؟
10. تقويم تكويني — 5 علامات
السؤال 1 (علامتان): أكمل: نسيج العظم ........ يضم أوستيونات عديدة، والنسيج العظمي ........ يتكون من ترابيق.
السؤال 2 (علامتان): صح أم خطأ مع تصحيح الخطأ: أ. يعمل العظم كرافعة تُحرّكها العضلات. ب. يتكون العظم من مواد معدنية فقط ولا يحتوي على خلايا.
السؤال 3 (علامة): اذكر وظيفة واحدة للعظم غير الحركة، مع مثال واحد.
11. ملخص المفاهيم للحفظ
• العظم عضو حي يضم نسيجا عظميا وأوعية وأعصابا ونخاعا في مواضع مختلفة.
• العظم الطويل: جسم عظمي ومشاشان ومناطق ميتافيزية.
• العظم الكثيف: قشرة قوية؛ الإسفنجي: شبكة ترابيق.
• الكولاجين يمنح مقاومة للشد والمعادن تسهم في الصلابة.
• وظائف العظام: الدعم والحماية والحركة وتخزين المعادن وتكوين الدم وخزن الدهون.
12. الواجب المنزلي — 10 علامات
اكتب فقرة من 8 إلى 10 أسطر بعنوان «كيف تساعد العظام لاعب كرة السلة؟». استخدم مثالين لعظام مختلفة، ووظيفتين غير الحركة، وفسر علاقة العضلات بالعظام والمفاصل، واذكر سلوكا آمنا واحدا عند الاشتباه بإصابة عظمية.