Рассуждение о морфомеханике. 1.2.27 Волокнистые элементы

 

1.2.27 Волокнистые элементы

Трабекулы губчатого и остеоны компактного вещества кости, состоят из костных пластинок, образованных, в свою очередь, из групп соединенных между собой коллагеновых волокон и инкрустированных кристаллами гидроксиапатита. Следовательно, кость можно представить, как волокнистую структуру, волокна которой имеют преимущественно продольное направление. Волокна кости еще один вид «пассивных» фибрилл в отличие от прочих обладающих осевой жесткостью, за счет инкрустации кристаллами гидроксиапатита.

Гиалиновый хрящ контактирующих суставных поверхностей костей также содержит коллагеновые волокна. Их основная часть ориентирована по нормали к суставным поверхностям и приблизительно совпадает с длинной осью кости. Коллагеновые волокна хряща имеет осевую жесткость, но вследствие достаточно вязкого основного вещества, окружающего и скрепляющего их.

Волокна костей и хрящей скелета оптимально приспособлены к восприятию сжимающих нагрузок, действующих вдоль их оси. Представляя потоки внутренних сил, возникающих в костно-хрящевых образованиях при функционировании мышц и внешней нагрузке, нельзя не отметить, что они близки по направлению ходу волокнистых структур.

Наряду с сухожильно-мышечными комплексами, подвижные сочленения, огибают связки и суставные сумки. Они состоят из плотной оформленной соединительной ткани и содержат преимущественно коллагеновые волокна, ход которых в основном совпадает с длинной осью конечностей или сочленяющихся костей. Перечисленные образования, расположены в критических точках скелета, где они подвергаются действию изгибающих и растягивающих сил. Благодаря высокой упругости и гибкости коллагеновых волокон их образующих, данные структуры способны испытывать многократные циклические деформации. Причем несмотря на то, что действующие в суставной сумке и связках напряжения порождаются не только сокращением мышц, но и множеством внешних сил - силами инерции, гравитации, аэродинамики и других. Сказанное еще раз подтверждает, уже высказанную ранее мысль, что природа воздействующей силы не имеет решающего значения. Внешняя для организма сила, или сила, порожденная им самим, оказывают практически однотипное влияние на строение и функцию тканей и органов.

Кроме сухожилий, сопряженными с мышцами структурами можно считать кости, покрывающие их хрящи, связки и суставные сумки суставов. Во всех этих образованиях мышцы способны генерировать потоки внутренних сил. Вследствие того, что работа мышц имеет фазный характер (сокращение всегда сменяется расслаблением), величина напряжений оказывается не постоянной во времени. Функционирование ОДС связано с изменением взаиморасположения, например, сегментов конечностей, при движениях в суставах. Это косвенно подтверждает, что направление возникающих в них потоков внутренних сил непостоянное.

Характеристики действующих в тканях напряжений, таким образом, переменны, что отражается на строении органов как механических образований. Мышцы, будучи механически сопряженными с окружающими тканями, обмениваются с ними механической энергией, порождая в них потоки внутренних сил и деформируя их. Нагрузка и деформации, порождаемые ими, могут быть циклическими и ациклическими. Мышца работает преимущественно в импульсном режиме, в этом же режиме появляются и исчезают всплески напряжений.

В связи с тем, что действие мышцы происходит в одном постоянном направлении, можно предсказать и определить величины и вектора напряжений в сопряженных с ними структурах с достаточной точностью. Сказанное позволяет предположить, что, механическая энергия, переданная мышцей, неким образом приводит к изменению формы и строения тканей, сопряженных с ней. В этом видится причина появления бугорков, выступов, гребней, бугристостей и углублений на кости, а внутри ее формируются костные балки и остеоны так же имеющие определенную ориентацию, как если бы кости были пластичны. Ткани, входящие в их состав, порой разительно отличаются по механическим и даже физическим свойствам, прежде всего, благодаря сочетанию различных волокон, а также составу окружающего их основного вещества. В любом случае количественный и качественный состав ткани, полностью соответствует стоящим перед ней механическими задачам.

Волокнистые структуры, образующие ткани и органы можно классифицировать по их механическим свойствам. Наиболее распространены «гибкие волокна» - коллагеновые и эластические, отличающиеся модулем упругости. Вторым видом являются «жесткие волокна» костной ткани, в основе которых лежат коллагеновые фибриллы. Инкрустация кристаллами, кардинально меняет их механические свойства, придавая им свойство жесткости. Два упомянутых выше вида волокон можно отнести к «пассивным» элементам, наряду с которыми, в тканях присутствуют и «активные», сократительные актомиозиновые волокна мышечной ткани. Особенностью последних является их способность изменять свою длину, а, укорачиваясь генерировать силу.

 

««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