Рассуждение о морфомеханике. 1.1.2 Введение в морфомеханику

 

1.1.2 Введение в морфомеханику

Термин «биомеханика» достаточно прочно укоренился в науке, а сама дисциплина в настоящее время активно развивается. Однако, согласно приведенным выше определениям, под непосредственную «юрисдикцию» биомеханики не подпадает изучение зависимости строения, формы и функции живых систем от механического фактора. Вместе с тем наличие данной связи не оспаривается и является общеизвестным фактом.

Отчасти указанную зависимость изучает один из разделов биомеханики – гистомеханика. Позволим себе напомнить, еще раз, что гистомеханика согласно Л.П.Николаеву (1947) «…рассматривает значение силовых воздействий на возникновение определенных тканевых структур». По мнению же О.В.Недригайловой (1967) «раздел гистомеханики посвящен изучению механических свойств различных тканей опорно-двигательного аппарата…» в нем «…рассматривается также влияние весовой нагрузки, мышечной тяги и других силовых воздействий на строение тканей, в частности на архитектонику костей, хрящей, связок, сухожилий».

Исходя из приведенных выше определений, можно отметить, что в рамках «гистомеханики» в основном и изучается зависимость строения тканей живых систем от механического фактора. Вместе с тем из поля зрения гистомеханики «выпадает» влияние нагрузки на форму, строение и функцию клеток, органов, систем органов и организма в целом, а также на протекающие в них процессы. Отчасти, перечисленное выше изучается другими дисциплинами: ортопедией, физиологией, анатомией, патологической анатомией, биофизикой. Это предопределяет отсутствие единого, целостного подхода к обозначенной проблеме, влечет за собой противоречивость, неоднозначность выводов, и в итоге, не позволяет получить достоверный, общеприемлемый результат.

Возможности биомеханики и ее раздела гистомеханики, в плане трактовки и изучения связи строения и функции живых систем с механическим фактором, явно ограничены. Оперируя выявленными закономерностями и теориями, а также фактами, накопленными многими поколениями исследователей, биомеханика все же не в состоянии привнести нечто новое. В настоящее время, она лишь констатирует и оценивает известное, при этом, практически не развиваясь, движется по кругу. За более чем столетний период развития, биомеханика так и не обогатилась действительно новым знанием. Положения J.Wolff* высказанные им еще в 1892 г. актуальны и незыблемы, они будто холодные глыбы льда, красивые, правильные, но на практике бесполезны, а потому практически не используются.

Современная наука, представляемая как непрерывно расширяющаяся сфера, разграничена на сектора и направления. Отдельно взятые дисциплины, применяя только для них специфичные методы, не позволяют решать новые, встающие перед человечеством проблемы. Наибольший прогресс в развитии, и наиболее впечатляющие результаты сейчас отмечаются среди синтетических наук, дисциплин возникших на стыке смежных областей знания. Успех достигается взаимным дополнением их друг другом и применением нестандартных подходов к решению конкретных насущных сложнейших задач. Ярким примером тому является генная инженерия.

Ранее говорилось о вездесущности и постоянстве механического фактора, как неотъемлемой составляющей окружающего мира. Механические силы оказывают воздействие и на неодушевленные тела, и на живые системы. При этом только в живых системах механический фактор порождает особый класс явлений материального мира – биологические процессы, в результате которых происходят те или иные трансформации. Зримым проявлением воздействия механического фактора является изменение строения, формы живых систем. Следовательно, допустимо предположить мысль о наличии непосредственной связи между строением, формой и функцией живой системы с одной стороны, и механическим фактором с другой. С нашей точки зрения представляется назревшей необходимостью формирование новой научной дисциплины, рассматривающей строение, форму и функцию живой системы в связи с механическим фактором. Здесь следует напомнить, что строение, форма и функция живой системы результат протекающих в ней биологических процессов.

Изучение механического движения и материального взаимодействия тел прерогатива механики (Тарг С.М., 1998). В свою очередь «...направление биологической науки, которое исследует формы и строение, организмов, называется учением о формах, или морфологией» (Жданов Д.А., 1979). Поэтому новое самостоятельное направление должно быть синтетическим, соединяющим в себе элементы, как механики, так и морфологии. Предлагается именовать его – МОРФОМЕХАНИКА. Термин морфомеханика более широкий чем «гистомеханика». По нашему представлению морфомеханика - раздел биофизики, изучающий влияние механического фактора на протекающие в живых системах биологические процессы. Опосредованно, через биологические процессы механический фактор влияет и на их следствия – изменение формы, строения и функции живых систем. Морфомеханика, по нашему мнению, должна восполнить пробел в виде отсутствия связи между механикой и морфологией в рамках изучения живых систем.

В нашем понимании морфомеханика самостоятельная дисциплина - раздел биофизики. По области рассматриваемых проблем морфомеханика существенно шире гистомеханики, так как изучает влияние механического фактора на все уровни организации живого (см. Рис.1.1). Введение данной научной дисциплины – это требование времени. Она давно ожидаема, но, к сожалению, выкристаллизовалась только сейчас. К месту добавить, что с нашей точки зрения биомеханика – раздел биофизики, изучающий физические свойства, явления и взаимодействия живых систем

Биомеханика и морфомеханика две стороны одной медали. Если первая наука, прежде всего, рассматривает механические процессы, то вторая в основном процессы биологические.

 

                        Биофизика

                        /                   \

    биомеханика                морфомеханика:

                                                   \

                                    морфомеханика клеток

                                    морфомеханика тканей

                                    морфомеханика органов

                                    морфомеханика организмов

Рис.1.1. Место морфомеханики среди других наук.

Главное положение морфомеханики можно выразить следующим образом: форма и строение живых систем - эффект действия механического фактора, через его влияние на биологические процессы, на базе конкретного генотипа. Форма и строение, их поддержание и изменение, есть следствие биологических процессов, протекающих в организме. Его «обустройство» нельзя себе представить, например, без таких процессов как рост, дифференцировка, метаплазия, регенерация тканей (Гистология…, 1972). Несколько ниже нами будет показано влияние на них механического фактора.

Морфомеханика возникает не на пустом месте. Ее предтечей, следует считать биомеханику, а точнее ее раздел - гистомеханику. Определенный вклад в появление данной дисциплины привнесли первые, с нашей точки зрения, морфомеханики, из которых следует назвать Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 1452-1519) и Галилео Галилея (1564-1642). Эти титаны эпохи Возрождения, занимаясь изучением строением и функции органов, а также движений животных и человека, рассматривали организм как образец «природной механики».

В морфомеханике следует различать три основных направления:

- нормальная морфомеханика, изучает влияние механического фактора на живые системы в норме и закономерности их развития. Общеизвестно, нормальное развитие и функционирование организма в значительной степени зависит от механического фактора;

- патологическая морфомеханика (патоморфомеханика), рассматривает влияние механического фактора на живые системы при патологии. Как известно при многих заболеваниях, прежде всего под влиянием механического фактора, отмечается изменения строения и формы органов либо их частей;

- ятрогенная морфомеханика изучает строение, форму живых систем, соответственно, течение биологических процессов в них, после вмешательства человека. По нашему мнению, она призвана рассматривать не только последствия медицинских воздействий, и их прогнозировать, но и должна активно вмешиваться в лечебный процесс, корригируя его.

Общая морфомеханика, как нам видится, должна включать в себя минимум три частных раздела нормальную, патологическую и ятрогенную морфомеханику. В каждом из них уместно выделять также морфомеханику клеток и тканей, морфомеханику органов, а также морфомеханику организмов.

Данная работа, есть первое рассуждение о морфомеханике. В рамках этого рассуждения будут рассмотрены основные ткани человека с позиции морфомеханики. Анализируя строение тканей, можно усмотреть зависимость их устройства от действующих на них нагрузок, соответствие их друг другу. Значительная часть работы посвящена морфомеханическому анализу органов пояса нижних конечностей, как системы органов. Углубленно будет рассмотрен тазобедренный сустав (ТБС) и влияние на его строение механического фактора. Именно на его примере, в основном, и раскрыта сущность морфомеханики как науки, изучающей влияние механического фактора на биологические процессы и как следствие на форму, строение и функцию живых систем. Одна из глав отведена результатам изучения места и роли связки головки бедра (СГБ). Участвуя в распределении усилий, СГБ, как оказалось, исключительно важный элемент, влияющий на строение, форму и функцию не только ТБС и пояса нижних конечностей, но и ОДС в целом. Характер и величины нагрузок на элементы пояса нижних конечностей, определяются статикой и динамикой ОДС. В данном вопросе морфомеханика тесно взаимодействует с биомеханикой, изучающей механические свойства тканей, но обходящая своим вниманием влияние на их строение механического фактора. Этот пробел восполняется пятой главой.

Имея представление о распределении внутренних сил в конкретном органе, буквально шаг остается до понимания значения для него механического фактора и влиянии последнего на биологические процессы. Приведенные в последующем повествовании многочисленные факты и мнения, должны, по мысли автора, убедить читателя в справедливости главного положения морфомеханики, и необходимости ее как самостоятельной научной дисциплины. Вершиной нашего рассуждения является формулировка основного закона морфомеханики и создание ее математического аппарата. Это вводит, рассматриваемую дисциплину, в ранг точной науки, обеспечивает ей высокий качественный уровень, далекий от простой описательности. Предпосылки морфомеханики в биомеханике. Поэтому, на данном этапе формирования морфомеханики как науки, неизбежны заимствования методик и терминологии. Мы отдаем себе отчет в том, что предстоит еще большая и кропотливая работа по доказательству нашей точки зрения и убеждению оппонентов. Морфомеханика рождена, оценить же ее вклад в дело избавления человечества от болезней можно лишь через достаточно продолжительный период. Только практика и опыт, помноженные на время, разрешат все имеющиеся сомнения, «очистят зерна от плевел».

---

* Речь идет о так называемом «законе трансформации» костной ткани «das Gesetz der Transformation der Knochen» (нем.) или в английской транскрипции «the Law of Bone Transformation», а также о математическом его обеспечении.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Примечания:

Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика