سیگما

مقدمه

استخوان جسم جامدی‌ است که تشکیل‌دهنده‌ی اسکلت جانوران است. استخوان به ریخت‌های گوناگون در بخش‌های مختلف بدن جای‌گرفته‌است. بخش بیرونی استخوان سفت و سخت و پدیدآمده از مواد آلی مانند کلاژن و املاح معدنی چون فسفات کلسیم و کربنات کلسیم است. استخوان شامل ماده زمینه‌ای و سلولهای بافت استخوانی است. ماده زمینه‌ای به دو صورت بی‌شکل و شکل‌دار وجود دارد. ماده زمینه‌ای بی‌شکل شامل مواد کانی نظیر فسفات و کربنات کلسیم و منیزیم، یون سیترات، یون فلوراید، سدیم و پتاسیم است. مواد آلی شامل کندروایتین سولفات C و A و پروتئینی به نام استئوموکوئید و مواد آلی دیگری است که عبارتند از: استئونکتین، که بلورهای کانی را به کلاژن وصل می‌کنند. استئوکلسین که کلسیم را به خود می‌بندد. سیالوپروتئین و پروتئین شکل دهنده استخوان هستند. ماده شکل‌دار زمینه استخوان کلاژن است. کلاژن به صورت یک هسته مرکزی است که مواد کانی بر روی آن رسوب کرده‌اند. کل این ترکیبات بلورهای هیدروکسی آپاتیت را تولید می‌کنند. هیدروکسی آپاتیت تیغه‌های استخوانی را به شکل دوایر متحدالمرکز می‌سازد. علاوه بر اینها ماده سومی بنام سیمان وجود دارد که اولا رشته‌های کلاژن را به یکدیگر می‌چسباند، ثانیا سیستمهای هاورسی را به یکدیگر متصل می‌کند و شکل منظمی به آنها می‌دهد.

 یک آزمایش جالب

مواد و وسایل لازم

شیشه دهانه گشاد دردار
استخوان نپخته ران مرغ 
سرکه سفید

روش کار

گوشت‌های اطراف ران مرغ را تا حد امکان ببرید و از استخوان جدا کنید سپس به‌تدریج به مدت 45-30 دقیقه به آن حرارت دهید. پس از یک غل زدن، اجازه دهید خنک شود. پس از خنک شدن بافت‌هایی که به استخوان وصل است جدا کنید. جوش خوردن استخوان این کار را راحت‌تر می‌کند. استخوان تمیز شده را در شیشه‌ی دهان بگذارید. و آن را با سرکه پر کنید طوری‌که سطح استخوان مرغ را بپوشاند. درب شیشه را ببندید و در جایی قرار دهید. برای دیدن نتیجه‌‌ی این آزمایش 24 تا 48 ساعت به زمان احتیاج دارید. پس از سپری شدن 24 ساعت، استخوان را از قوطی بیرون آورید و انعطاف پذیری آن را امتحان کنید!! در این لحظه استخوان به راحتی خم می‌شود.

دوباره استخوان را در داخل سرکه قرار دهید. انعطاف پذیری استخوان را به مدت 7 روز هر روز امتحان کنید! چه چیزی مشاهده می‌کنید؟ شما با انجام این آزمایش خواهید دید که انعطاف‌پذیری استخوان روز به روز بیشتر می‌شود. به طوری‌که، در انتهای آزمایش، استخوان حالت لاستیکی پیدا می‌کند. اگر طول استخوان‌ها به اندازه‌ی کافی باشد، می‌توانید آن‌ها را گره بزنید!

چه اتفاقی افتاده است!

سرکه یا استیک اسید، در شرایط علمی با کلسیم موجود در استخوان که به صورت کربنات کلسیم است، واکنش می‌دهد. شما می‌توانید حباب‌های ریزی را که روی استخوان تولید شده ببینید. این حباب‌ها همان گاز دی‌اکسید‌کربن است که از واکنش سرکه و کربنات کلسیم بوجود آمده است. که نتیجه‌ی آن خروج کلسیم از استخوان است و فسفر موجود در استخوان باعث نرم شدن تدریجی آن‌ها می‌شود.

در حین رشد جنین، الیاف قوی پروتئینی موسوم به کلاژن، شبکه‌ای برای استخوان‌ها تشکیل می‌دهند. شکل این شبکه شبیه استخوان‌هاست، ولی بسیار انعطاف‌پذیر است. این شبکه توسط فرآیندی به‌نام آهکی شدن (کلسیفیکاسیون) سخت و جامد می-شود. در طی این فرآیند، فسفات کلسیم یا هیدروکسی آپاتیت Ca10(PO4)6(OH)2 روی این الیاف کلاژن رسوب می‌کند و باعث سختی و قوت آن می‌شود. در طی این آزمایش، با خیس کردن استخوان‌ها در سرکه، ترکیبات کلسیم را از استخوان خارج کردیم و در نتیجه عمل آهکی‌شدن معکوس اتفاق ‌می‌افتد. استخوانی که در انتها به حالت لاستیکی درمی‌آید در حقیقت همان قالب اولیه الیاف کلاژن برای استخوان است.