1. Thành phần hóa học của xương:
Xương được cấu tạo từ hai thành phần chính:
Chất hữu cơ (collagen): Chiếm khoảng 30% khối lượng xương, tạo độ dẻo dai và đàn hồi cho xương. Collagen giống như các sợi liên kết, giúp xương chịu được lực kéo và uốn cong mà không bị gãy.
Chất vô cơ (chủ yếu là muối canxi phosphate): Chiếm khoảng 70% khối lượng xương, tạo độ cứng chắc cho xương. Các muối khoáng này giúp xương chịu được lực nén.
Sự kết hợp hài hòa giữa chất hữu cơ và chất vô cơ tạo nên tính chất đặc biệt của xương: vừa cứng chắc, vừa dẻo dai, giúp xương chịu được nhiều loại lực tác động khác nhau.
2. Lực tác động lên xương:
Trong hoạt động hàng ngày, xương chịu tác động của nhiều loại lực:
Lực nén: Do trọng lượng cơ thể, lực tác động từ bên ngoài (ví dụ: khi nâng vật nặng).
Lực kéo: Do sự co cơ tác động lên xương thông qua hệ thống gân.
Lực uốn cong: Do sự kết hợp của lực nén và lực kéo.
3. Sự co cơ và khả năng chịu tải của xương:
Sự co cơ: Khi cơ co, các sợi cơ trượt lên nhau làm cơ ngắn lại. Lực co cơ được truyền đến xương thông qua gân, tạo ra lực kéo lên xương. Lực kéo này có thể làm xương di chuyển, tạo ra các cử động của cơ thể.
Khả năng chịu tải của xương: Khả năng chịu tải của xương phụ thuộc vào cả thành phần hóa học và cấu trúc của xương.
Thành phần hóa học: Nhờ sự kết hợp giữa chất hữu cơ và chất vô cơ, xương có thể chịu được cả lực nén và lực kéo. Chất vô cơ giúp xương chịu lực nén, chất hữu cơ giúp xương chịu lực kéo và uốn cong.
Cấu trúc xương:
Cấu trúc hình ống: Các xương dài như xương đùi, xương cánh tay có cấu trúc hình ống, giúp xương nhẹ nhưng vẫn vững chắc, chịu được lực tác động lớn.
Cấu trúc xốp ở đầu xương: Đầu các xương dài có cấu trúc xốp với các nan xương xếp theo hình vòng cung, giúp phân tán lực tác động, giảm áp lực lên xương.
Mô xương cứng ở thân xương: Thân các xương dài có cấu trúc đặc, giúp tăng khả năng chịu lực của xương.