องค์ประกอบของกระดูก

ทุกคนคงรู้อยู่แล้วว่ากระดูกประกอบด้วย “แคลเซี่ยม”เลยเป็นที่มาของความเชื่อที่ว่า “ถ้าอยากให้กระดูกแข็งแรงก็ต้องทานแคลเซี่ยมเยอะๆ” ซึ่งนั่นก็เป็นข็อมูลที่ถูกต้องแค่บางส่วน!!! เรื่องจริงมันซับซ้อนกว่านั้นเยอะ!!! การรู้จักองค์ประกอบของกระดูกมันสะท้อนไปถึงวิธีการดูแลรักษากระดูกด้วย ดังนั้นเรามาทำความรู้จักองค์ประกอบของกระดูกให้มากขึ้นกันอีกนิดจะดีกว่า

กระดูกประกอบขึ้นจากกลุ่มเซลล์ชนิดพิเศษ เซลล์เหล่านี้สามารถสร้างสารบางอย่างมาห่อหุ้มตัวมัน และก่อเกิดเป็นโครงสร้างแข็งๆดังที่เราพบเห็น เราเรียกสารเหล่านี้ว่า “Extracellular Matrix”

ทำให้เนื้อกระดูกประกอบไปด้วยส่วนที่เป็นเซลล์และส่วนที่เป็น Extracellular Matrix อยู่รวมกัน

Extracellular Matrix แบ่งออกเป็นสาร Organic ประมาณ 30% (สาร Organic คือสารที่เซลล์สังเคราะห์ได้ เช่น คอลลาเจน เอนไซม์ต่างๆ เป็นต้น) และเป็นสาร Inorganic ประมาณ 70% (ก็คือพวกเกลือแร่ต่างๆที่สร้างไม่ได้ เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส ฯลฯ)

เซลล์ที่อยู่ในกระดูกนั้นมีหลากหลาย แต่มีหลักๆที่สำคัญอยู่ 3 ชนิด

1. Osteoblast เปรียบเทียบได้กับเซลล์วัยทำงานของกระดูก ทำหน้าที่กระตุ้นการสะสมและจัดเรียงเกลือแร่ต่างๆเพื่อให้กลายเป็น Extracellular Matrix หรือโดยสรุปก็คือเซลล์นี้คอยสร้างเนื้อกระดูกขึ้นมาใหม่นั่นเอง
   

2. Osteocyte เปรียบเหมือนเซลล์รุ่นใหญ่วัยใกล้เกษียณ เพราะว่ามันก็คือ Osteoblast ที่แก่ตัวขึ้นและถูกหุ้มด้วยเนื้อกระดูกไปแล้ว ตัวมันเองไม่สร้างเนื้อกระดูกใหม่อีกต่อไป แต่มันจะคอยตรวจสอบแรงที่มากระทำต่อกระดูกแล้วไปกระตุ้น Osteoblast ให้สร้างเนื้อกระดูกให้มากขึ้น นอกจากนี้ เจ้า Osteocyte ยังสามารถควบคุมการสะสมหรือสลายแคลเซียมจากกระดูกเพื่อเอาไปถ่วงระดับแคลเซียมในประแสเลือดให้อยู่ในระดับปกติด้วย เปรียบเหมือนผู้บริหารที่คอยสั่งการเซลล์อื่นๆ
   

3. Osteoclast เมื่อมีผู้สร้าง, ผู้รักษาสมดุลแล้ว ต่อมาก็ต้องมีผู้ทำลาย โดยที่เจ้า Osteoclast นี่เองที่ทำหน้าที่นี้
   มันจะคอยย่อยสลายเนื้อกระดูก (ซึ่งก็เป็นไปตามการสั่งการจาก Osteocyte นั่นเอง)

หากมองผิวเผินแล้วจะคิดว่าธรรมชาติจะย่อยกระดูกไปทำไม??? จริงๆแล้วการย่อยสลายกระดูกนั้นสำคัญมาก เพราะมันเป็นพื้นฐานของกระบวนการเติบโตของกระดูกที่เรียกว่า “Bone Remodeling”

กล่าวคือกระดูกของเราจะมีการเปลี่ยนรูปร่างไปตามแนวแรงกดของน้ำหนักหรือแรงดึงของกล้ามเนื้อ กระบวนการนี้เกิดขึ้นตลอดอายุขัย การที่กระดูกจะปรับเปลี่ยนรูปร่างได้จะต้องมีทั้งการทำลายเนื้อกระดูกส่วนที่ไม่ต้องการออก ร่วมกับการสร้างเนื้อกระดูกใหม่ในส่วนที่ต้องการ

เมื่อมีแรงกระทำต่อกระดูกไม่ว่าจะรุนแรงจนกระดูกหักหรือแม้แต่เกิดรอยร้าวเล็กๆระดับเซลล์ (เรียกว่า Microfracture) ก็จะต้องมีการกัดกร่อนรอบๆรอยหักนี้ก่อนแล้วจึงค่อยสร้างกระดูกใหม่มาถมอีกที (เหมือนเวลาปูพื้นถนนใหม่ต้องเจาะพื้นเดิมออก ประมาณนั้น) หรือแม้แต่เวลาที่ระดับแคลเซียมในกระแสเลือดต่ำ ก็จะได้เจ้า Osteoclast นี่เองที่คอยย่อยกระดูกเพื่อขุดเอาแคลเซียมออกมาใช้ยามจำเป็น

สำหรับ Extracellular Matrix ในส่วนของ Inorganic part นั้นประกอบไปด้วย แคลเซียมและฟอสฟอรัสเป็นส่วนใหญ่ อยู่รวมกันเป็นผลึก Calcium Hydroxyapatite ถือเป็นหัวใจหลักของ Extracellular Matrix เพราะเป็นโครงสร้างที่ให้ความแข็งแรงแก่กระดูก นอกจากแคลเซียมและฟอสฟอรัสแล้ว ในกระดูกก็ยังมีโซเดียม แมกนีเซียมและเกลือแร่อื่นๆอีกมากมาย

ส่วนที่เป็น Organic part ซึ่งก็จะมี “คอลลาเจน” เป็นองค์ประกอบหลัก แต่ต้องทำความเข้าใจก่อนว่าคอลลาเจนมีหลายประเภทมาก (เรียกเป็นทางการว่ามีหลาย type) ซึ่งมีมากกว่า 20 type คอลลาเจนในกระดูกเป็น type I, ตามกระดูกอ่อนที่ผิวข้อจะเป็น type II ซึ่งเป็นคนละ type กับที่ใช้บำรุงผิวเสริมความงาม

ในภาพเป็นการทำงานประสานกันของ Osteoblast และ Osteoclast โดยเริ่มจาก Osteoblast คอยสร้างเนื้อกระดูก (1 —> 2) และ Osteoclast จะคอยกัดกร่อนกระดูกและนำไปสู่การซ่อมแซมต่อไป ( 3 —> 4)

จะเห็นชัดว่ากำแพงในรูปที่ 2 นั้นจะมีความแข็งแรงทนทานกว่ารูปที่ 1 เป็นอย่างมาก ซึ่งเป็นผลของการทำงานประสานกันระหว่างแคลเซียมและคอลลาเจน

จบไปแล้วสำหรับเกร็ดความรู้เรื่ององค์ประกอบของกระดูกเป็นเนื้อหาความรู้แรกที่ลง และเป็นพื้นฐานเวลาพูดถึงกระดูกในคราวต่อๆไป

ภาพประกอบอาจจะดูเหมือนเด็กๆจดเลคเชอร์ไปนิดนึงเพราะหมอลองวาดด้วยตัวเอง แต่ก็คงพอสื่อความหมายนะครับ😊

คอลลาเจนจะทำงานร่วมกันกับแคลเซียม นึกถึงเวลาเราสร้างกำแพงดังรูป แคลเซียมจะทำหน้าที่เป็นโครงสร้างเหมือนอิฐ สามารถรับแรงกดอัดได้ดี (compression strength) แต่ถ้าเป็นแค่กองอิฐดังรูปที่ 1 เวลาโดนผลักก็คงล้มกระจายแน่ๆ

แต่คอลลาเจนจะทำหน้าที่เป็นปูนคอยฉาบไว้เพื่อให้กำแพงรับแรงเฉือนหรือแรงดึงได้ดีขึ้น (tensile strength) ดังรูปที่ 2