Рассуждение о морфомеханике. 1.3.1 Эффекты деятельности мышц

1.3. Краткий обзор биологических процессов

1.3.1 Эффекты деятельности мышц

Выше было указано место рецепторов в обеспечении постоянства формы и структуры органов и тканей, защиты их от избыточной деформации, высокого действующего напряжения. Реализация этого немыслима без деятельности эффекторных нейронов и их нервных окончаний. В частности, различают двигательные и секреторные нервные окончания (Гистология..., 1972). Двигательные нервные окончания присутствуют во всех видах мышечной ткани. Именно благодаря им возможны движения биосистем. Порождает мышечное сокращение электрический импульс, передаваемый через эффекторные нервные окончания. Однако известно, что некоторые химические соединения, синтезируемые в организме или попадающие в него извне, также могут вызвать сокращение мышцы.

Способность к целенаправленному движению важнейшее свойство живого. Движения в биосистеме это, прежде всего результат сокращения мышечных тканей. Однако сократительная способность отдельных тканей позволяет, кроме этого, органам, их содержащим изменять свою геометрическую форму и деформироваться, а сопряженным с ними структурам изменять величины действующих в них напряжений. Возможность регулирования сократительной способности позволяет целенаправленно деформировать живые ткани, изменять в них интенсивность и направления потоков внутренних сил.

Наиболее наглядным примером, иллюстрирующим способность к регуляции деформации и напряжений в элементах ОДС, может служить удержание тяжелого предмета на вытянутых вперед руках. При передаче субъекту предмета с большой массой, руки «автоматически» сгибаются в локтевых и плечевых суставах и приближаются к телу, тем самым, уменьшая плечо рычага действующей силы. Соответственно снижается уровень возросших действующих напряжений в ОДС, предотвращается необратимая деформация (повреждение) отдельных ее составных частей.

Скелетные мышцы для костей, связок, сухожилий и хрящей ОДС, являются внешними генераторами напряжений. Мышца, прикрепленная к костям, образующим истинный сустав (односуставная мышца), сокращаясь, вызывает в собственных сухожилиях появление растягивающих усилий, моменты сил, изгибающие связки и сами кости. Одновременное сокращение мышц антагонистов приводит к сжатию между собой суставных поверхностей сочленяющихся костей.

Являясь функциональными связями в биокинематических цепях, связки, сухожилия, суставные поверхности определяют направление и амплитуду движений в суставах, возникающие в них деформации, порождение определенных по направлению потоков внутренних сил. Сила сокращения мышцы определяет величину напряжения, действующего в сопряженных с ней структурах.

Следует отметить, что мышечная ткань способна изменять величины деформаций и напряжений лишь в определенных пределах. Верхний предел определяется силой мышечного сокращения, которое зависит от характеристик и строения мышцы. Наименьшее же значение действующего напряжения определяется влиянием на ткань других внешних и внутренних сил, при расслабленной мышце. К таковым следует причислить действие сил гравитации, инерции, атмосферного давления, реакции опоры и прочих. Отдельные из них действуют постоянно, другие периодически.

Движение способна порождать и мышца сердца. Сокращения сердца вызывают движение крови по сосудам и опосредовано колебания стенок клапанов, а при определенных условиях движение кавернозных тел половых органов. Сердечное сокращение не только приводит к изменению формы сердца как органа, но и деформирует находящуюся в нем кровь – полноправный вид тканей внутренней среды.

Кровь с силой, изгоняемая из сердца, будучи несжимаемой, оказывает давление на его стенки, и стенки сосудов, растягивая их изнутри. Возникающая при этом деформация растяжения, обуславливает в данных трубчатых органах строго определенные потоки внутренних сил и величины действующих напряжений. Колебания давления крови в сердечно-сосудистой системе тонко регулируются посредством влияния, как на сердце, так и на сосуды. Следовательно, изменяя давление в сосудах можно влиять на напряжение и деформацию их стенок. Так как насосная функция сердца активно влияет на давление в кровеносной системе, сердце опосредованно может участвовать в регулировке тканевых напряжений.

Филогенетически выработаны механизмы как увеличивающие, так и уменьшающие давление крови. Изменение частоты и силы сердечных сокращений, величины просвета сосудов, количества циркулирующей крови ее вязкость существенно сказывается на величине давления (Циммерман М. и соавт., 1996). Нервная и эндокринная регуляция функционирования сердечно-сосудистой системы, также, позволяет изменять и величины действующих в ней напряжений.

Гладкомышечная ткань самостоятельно не образует органов, а участвует в их построении наряду с другими тканями. Чаще всего элементы гладкомышечной ткани формируют мышечные оболочки стенок полых и трубчатых органов, но встречаются и в паренхиматозных.

Данный вид мышечной ткани также способен порождать движение. Наглядный тому пример действие мышцы, поднимающей волос. Однако в основном гладкомышечная ткань вызывает деформацию органа в составе, которого она находится. Сужение и расширение просвета сфинктеров, перистальтические волны кишечника и мочеточника, изменение объема желчного или мочевого пузыря вот далеко не полный перечень деформаций, вызываемых гладкомышечной тканью.

Наличие в полых органах, как правило, жидкого содержимого существенно сказывается на напряжениях, действующих в их стенках. Желчь, под давлением заполняющая просвет желчевыделительной системы, вызывает растяжение ее стенок и увеличение в объеме желчного пузыря. Большое ее количество приводит к выраженному растяжению стенок желчевыделительной системы и высокому значению действующих в стенках напряжений.

До тех пор, пока сфинктер Одди сомкнут, давление в желчной системе нарастает вследствие непрерывной продукции желчи, а, следовательно, и напряжение в стенках. Расслабление гладкомышечной ткани, образующей сфинктеры Одди и Люткинса, сокращение гладкомышечных клеток стенки желчного пузыря, приводит к сбросу желчи в двенадцатиперстную кишку, что уменьшает напряжение в стенках всей желчевыводящей системы и печени.

Думается приведенные выше примеры, достаточно ярко иллюстрируют способность мышечной ткани участвовать в регуляции тканевых напряжений, соответственно вполне определенным оказывается и роль эффекторов в этих процессах.

««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