Рассуждение о морфомеханике. 1.3.2 О значении биологических процессов

  

1.3.2 О значении биологических процессов

Мышечная ткань способна изменять величину действующих в органах напряжений и деформировать их. Однако генерирование силы происходит эпизодически в фазовом режиме вследствие особой физиологии мышечной ткани. Сокращение рано или поздно сменяется расслаблением, когда орган или ткань принимает первоначальную форму, а величина действующих напряжений уменьшается.

Несмотря на то, что мышечная ткань способна влиять на величину тканевых напряжений, не менее значимое воздействие на организм человека оказывают силы гравитации, инерции, реакции опоры и атмосферного давления. Это обусловлено, прежде всего, тем, что ткани испытывают их присутствие постоянно, а величина, направление действия указанных сил приблизительно одинаковы.

Живые системы со стороны внешних сил испытывают как постоянные, так и периодические воздействия, к которым организм должен быть адаптирован. Строение тканей должно точно соответствовать не только величинам и векторам действующих сил, но и учитывать характер изменений напряжений и величин деформаций во времени. В противном случае неизбежно повреждение биосистемы.

Выше, в обзоре тканей, образующих человеческое тело, было продемонстрирована их приспособленность к существованию во вполне конкретных механических условиях, с определенными величинами действующих напряжений и видами деформаций. Механические свойства тканей в основном зависят от физических и химических свойств межклеточного вещества. В отдельных случаях, например, у эпителиальной и нервной тканей, в значительной степени свойства определяются прочностными характеристиками клеток, их соединением, особенностями межклеточных контактов. В основном же механические свойства тканей обусловлены типом, взаиморасположением волокнистых структур, присутствием кристаллов и особенностями, химической природой скрепляющего их основного вещества.

Практически все компоненты межклеточного вещества большинства тканей есть результат синтетической деятельности ее клеток. Клетки автономные структуры, но подвержены влиянию нервных, эндокринных и гуморальных факторов. Перечисленные и некоторые другие факторы способны порождать в тканях биологические процессы. Учитывая то, что биологические процессы могут изменять состав межклеточного вещества, следовательно, уместно предположить, что они могут изменять и механические свойства тканей. Способность к трансформации ткани, изменению ее химического состава, физических и механических свойств позволяет реализовать свойство адаптации тканей к механическому фактору.

Силы, действующие на живые системы, непостоянны во времени как по своей величине, так и по направлению. Это связано с колебанием атмосферного давления и силы реакции опоры при различных положениях, занимаемых человеком в пространстве. Переменно и гравитационное воздействие, которое обусловлено движением Земли, Луны, планет Солнечной системы. Изменчиво ускорение, возникающее при движениях живых систем, а значит и силы инерции. Непостоянство нагрузки так же обусловлено количеством, в данный момент, функционирующих мышечных групп, величиной силы их напряжения, колебаниями давления в полостных и трубчатых органах.

Непостоянство величин действующих на организм сил, и возникающих при этом в них напряжений, а также видов испытываемых деформаций, требует от тканей и органов способности приспосабливаться.

Выше было показано, что нагрузка — это такой же фактор внешней и внутренней среды, как и прочие. Возникает правомерный вопрос, на все ли ткани образующие человеческое тело действует механический фактор? Если действует то, как и что влечет за собой? Способны ли ткани приспосабливаться к изменению величин напряжения в них…, а к деформациям?

Ранее говорилось о том, что строение органов и тканей соответствует характеристикам воспринимаемых ими нагрузок, а внутреннее устройство ткани в значительной степени определяет ее механические свойства. Несмотря на то, что общий план строения человеческого тела неизменен, исключая внутриутробный период, органы и ткани могут трансформироваться. Это происходит посредством происходящих в них биологических процессов.

В основе любого биологического процесса лежит функция клетки и явлений вокруг нее происходящих. В зависимости от ситуации клетка может принять одно или несколько решений из 11 возможных. В ответ на некий стимул она способна расти, делиться, агрегировать, мигрировать, погибнуть, перейти в состояние покоя, компетенции, детерминации, дифференциации, дедифференциации или остаться в прежнем состоянии (Кауров Б.А., 1987). Совокупность клеточных состояний, эффектов деятельности клеток и внешних воздействий сказывается на течении биологических процессов.

Постоянство соотношений органов и систем, их взаимовлияния, принципиальное постоянство действия внешних сил, а также характер существующих в тканях напряжений и возникающих деформаций практически не меняются в течение всей жизни. Однако иногда возникают моменты, когда ткани начинают испытывать действие не типичных для них сил. Появляются иные потоки внутренних сил, другие виды деформаций, что неизбежно сказывается на морфологии и физиологии тканей. Более того, сам организм с течением времени претерпевает некоторые, например, возрастные, изменения. Процессы, происходящие в организме, отражаются на изменении его строения, количественных и качественных соотношений образующих его элементов. Изменение строения не может не сказаться на механических свойствах, как тканей, так и образуемого ими органа.

Позволим себе высказать мысль о том, что смысл большинства биологических процессов, прежде всего и заключается в изменении механических свойств тканей их строения и формы, в их подстройке к механическому фактору. В частности, известно, что «все деформации в биосистемах так или иначе связаны с биологическими процессами» (Донской Д.Д., 1981).

Для реализации приспособления к механическому фактору у большинства тканей имеется достаточно возможностей. Их клеточные элементы автономны, способны к делению и синтезу межклеточного вещества, которое в значительной степени и определяет механические свойства ткани в целом. Важна и возможность регуляции функционирования ткани, а также происходящих в ней изменений посредством нервных, гуморальных и эндокринных факторов. Обратную связь обеспечивают чувствительные приборы - механорецепторы, воспринимающие механические воздействия.

««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