Рассуждение о морфомеханике. 6.1.3 Законы П.Ф.Лесгафта

6.1.3 Законы П.Ф.Лесгафта

Гениальный отечественный естествоиспытатель П.Ф.Лесгафт (Рис.6.5) – анатом, врач, педагог, также отмечал связь между нагрузкой и строением живых систем. База умозаключений П.Ф.Лесгафта — это эксперименты, анатомические исследования, клинические наблюдения. Им был накоплен огромный фактический материал, который позволил не замкнуться на изучении влияния нагрузки на кости, но и обратить внимание на другие ткани, тоже изменяющиеся в результате действия механических сил. П.Ф.Лесгафтом были подробно изучены строение мышц, связок, суставов, сосудов и внутренних органов. Это ему позволило сформулировать целую серию анатомических законов, практически для всех систем организма. Их положения далеко опередили свое время. Гениальность П.Ф.Лесгафта проявилась еще и в том, что он пошел дальше своих предшественников и современников. Исследователь не остановился на простой констатации связи между нагрузкой и строением живого. Он задался вопросом, каким именно путем достигается изменение формы и строения, какие процессы лежат в их основе.

Влияние, которое оказал П.Ф.Лесгафт на многие поколения исследователей, врачей, анатомов и вообще умы Российских ученых – непреходяще. Магическое воздействие авторитета П.Ф.Лесгафта таково, что его воззрения являются базой для построения диагнозов, теорий патогенезов, течения восстановительных и трансформационных процессов в живых системах до сих пор. Более 100 лет остаются актуальными и написанные им работы касающиеся связи нагрузки и строения живых систем. П.Ф.Лесгафта с полным основанием можно считать первым отечественным морфомехаником. 

Рис.6.5. Петр Францевич Лесгафт (1837-1909) (из Лесгафт П.Ф., 1968).

Изучение анатомии человека и животных в норме и патологии, а также многочисленные оригинальные опыты позволили П.Ф.Лесгафту в 1881 г.* представить на суд научной общественности ряд «общих законов анатомии». Одним из них явился «основной закон остеологии»: «костная система человеческого организма устроена таким образом, что при наибольшей легкости она представляет наибольшую крепость и всего лучше в состоянии противодействовать влиянию толчка и сотрясения. Рычаги, входящие в состав этой системы, у человека приноровлены больше к ловким и быстрым движениям, чем к проявлению большей силы».

В более поздней своей работе** им был сформулирован «…основной закон архитектуры всей костной системы». Это, своего рода, другая редакция «основного закона остеологии»: «кости построены таким образом, чтобы с наибольшей крепостью соединять наибольшую легкость и наименьшую затрату материала, устраняя при этом, по возможности, также влияние всякого сотрясения от толчка, получаемого при движении».

Небезынтересно его мнение о закономерностях распределения и строении спонгиозного вещества. П.Ф.Лесгафт считал, что «губчатое вещество появляется во всех тех костях или частях их, где при возможно большей крепости необходимо увеличить объем или поверхность их соприкосновения, для увеличения подвижностей и большего разнообразия движений в отдельных частях костной системы и для более выгодного противодействия влиянию толчка или сотрясения». Далее читаем, «перекладины губчатого вещества расположены параллельно, когда ось кости совпадает или параллельна оси тела и пока поперечные размеры кости не изменяются, в противоположном случае перекладины образуют кривые сжатия и растяжения, противодействующие силе передвижения или смещения». Как явствует из приведенных цитат, есть как минимум две редакции закона, сформулированного П.Ф.Лесгафтом в отношении строения костной системы. В обоих идет речь о наличии адаптации костей к динамическим нагрузкам – коими являются, по словам автора, толчки и сотрясения. В этом смысле закон J.Wolff носит общий характер, в нем не уточняется характер нагрузки. Не обошел своим вниманием П.Ф.Лесгафт*** вопрос о причинах изменения формы костей:

1) «кости развиваются тем сильнее во всех своих размерах, чем больше деятельность окружающих их мышц; при меньшей деятельности со стороны этих органов они становятся тоньше, длиннее, уже и слабее;»

2) «форма кости меняется, как скоро уменьшается давление со стороны окружающих их органов (мышц, кожи, глаза, зуба и т.д.); они утолщаются и направляются в сторону меньшего сопротивления;»

3) «форма кости изменяется также и от давления наружных частей, кость растет медленнее со стороны увеличенного внешнего давления, искривляясь под влиянием одностороннего действия;»

4) «фасции, находящиеся под непосредственным влиянием мышц, оказывают также боковое давление, которое уменьшается при перерезке фасции с такими же последствиями в отношении формы кости, как и после удаления частей мышц;»

5) «кости являются органами активными в отношении формы своего строения (архитектуры), как стойки или опоры для окружающих их органов, но пассивными в отношении влияния на них этих последних, обуславливающих их внешнюю форму. Это последнее явление зависит главным образом от общности источников их питания, которое усиливается при уменьшении давления со стороны окружающих частей и при усилении деятельности прилежащих мышц и наоборот». П.Ф.Лесгафт отмечал изменения в костной системе и при нарушениях иннервации, связывая происходящие в них явления с нарушением кровоснабжения. «Пониженное питание мышц сопровождается понижением питания прилежащей кости (Брюкке), так как источники их питания более или менее общие. Вот причина, почему результатом опыта является замедление и изменение в росте подлежащих костей, т.е. образовании вогнутости на парализованной стороне и выпуклости на здоровой, где вследствие усиленной деятельности и питание мышц, и развитие костей усилены». «Бездеятельные мышцы останавливаются в своем развитии…», «…это понижает рост кости, нарушает ее гармоническое развитие и содействует изменению ее формы». Точку зрения П.Ф.Лесгафта на механизмы влияния нагрузок и движений на строение живого организма можно уяснить из ниже приведенных цитат. «Всякое упражнение связано с усилением обмена веществ той части, где деятельность происходит, вместе с этим и ростом, и развитием этой части». «Различные условия питания приводят к различиям роста, а различием в росте создаются механические условия, под влиянием которых элементы и части формируются». Дифференцировка тканей и образование органов П.Ф.Лесгафтом ставились в зависимость от развития кровоснабжения, писал Д.А.Жданов (Лесгафт П.Ф., 1968).

П.Ф.Лесгафтом подмечена связь между формой суставной поверхности и видом движений возможных в этом сочленении, в частности он говорил об огромном значении «…формы суставных поверхностей для формы движений в суставе». Он также видел «…тесную связь, которая существует между формой суставной поверхности, типом действующих мышц, калибром, ходом и расположением сосудов, питающих эти мышцы, а также калибром, ходом, и расположением, нервов, идущих к этим мышцам». Им подразумевалось, что первична форма суставных поверхностей, в то же время отмечалось, «…что если имеется аномалия мышц, то должны быть изменения и в форме суставных поверхностей». В 1897 г. П.Ф.Лесгафт указывал, что «геометрические формы суставных поверхностей так логически связаны с отправлениями суставов, что по анализу формы можно определить все существующие в суставе движения, и обратно, по движениям, наблюдаемым у животного, можно с математической точностью определить форму, лежащую в основе этого движения» (Лесгафт П.Ф., 1968).

Из работ П.Ф.Лесгафта явствует, что внешняя сила первично влияет на обмен веществ, кровоснабжение, питание кости, которые приводят к ее трансформации. В то же время в отдельных цитатах указывается что «механические условия» непосредственно являются факторами, изменяющими «элементы и части» организма, в том числе и кости. Здесь наблюдается некоторая неопределенность во взглядах автора. Если изменения в костях происходят непосредственно от действия внешней силы, то остается неясным, как долго должна действовать это сила, периодически или постоянно, если периодически, то с какой частотой? Какова должна быть величина внешней нагрузки или каково минимальное ее изменение, которое может привести к трансформации внутренней структуры кости и ее внешней формы?

Суждение о том, что перестройка кости происходит по причине изменения кровоснабжения, порождает не меньше вопросов. Всегда ли увеличение кровоснабжения кости или окружающих структур приводит к изменениям в первой? И вообще, возможно ли увеличение кровоснабжения кости, и каким образом? Как известно сосуды проникают в кость через отверстия, имеющие постоянные размеры. Именно они лимитируют диаметр сосуда, приносящего кровь к кости, равно как и выходящего из нее. В костном веществе сосуды следуют по каналам, ограниченным костными пластинками, и тоже имеют стабильные размеры. Учитывая это, кровоснабжение кости может быть увеличено только посредством ускорения движения крови по сосудам. Это достижимо двумя основными путями, увеличение артериального давления в кровеносной системе и снижением вязкости крови. Увеличение кровоснабжения близлежащей к кости мышце само по себе не может повлиять ни на просвет костных сосудов, ни на давление, ни на вязкость. Продолжая критиковать обсуждаемую позицию, можно предположить, что любое повышение артериального давления должно приводить к усиленному росту, трансформации всей костной системы. И наоборот, уменьшение артериального давления, неизбежно должно вызвать атрофию костной ткани. То же можно ожидать при повышении вязкости крови и уменьшении скорости движения ее по сосудам. Из клинической практики мы знаем, что это далеко не так.

Количество костных сосудов и их просвет стабильны и не могут быть изменены без перестройки самой кости. Единственный вариант – открытие резервных сосудов, синусоидов, не функционирующих в обычных условиях. Однако увеличение суммарного просвета внутрикостных сосудов, при том же давлении, наоборот приводит к снижению скорости движения крови. Соответственно это не может рассматриваться как механизм, способствующий увеличению кровотока в кости.

Как известно «репаративные реакции костной ткани более выражены у молодых» (Чаклин В.Д., 1974). Это можно связать с более интенсивным кровоснабжением костей. Однако на практике, кровотечение из костной раны как пожилых, так и молодых лиц, как правило, значительное и мало отличается по своей скорости. Следовательно, большую способность к костной перестройке у молодых объяснить только кровоснабжением сложно.

Точка зрения, связывающая интенсивность обмена веществ с происходящими в кости изменениями также уязвима. Всегда ли приводит к продукции костной ткани и к ее перестройке ускорение обмена во всем организме? В свою очередь снижение обмена обязательно ли должно приводить к обратным явлениям? Сколько по времени должно продолжаться отклонение в обменных процессах, чтобы произошло изменение в костной системе? Каково должно быть изменение скорости или интенсивности обмена?

Возвращаясь к обсуждению «основного закона остеологии», сформулированного П.Ф.Лесгафтом, можно сказать, что он представляет собой констатацию фактов. Основной смысл его в том, что внутренне устройство кости и ее внешняя форма исключительно рациональны. Как явствует из «закона», кость лучше всего адаптирована к динамическим нагрузкам. Вместе с тем статические нагрузки на костную систему зачастую больше более продолжительны. Выходит, что к статическим нагрузкам кости не адаптированы, или адаптированы хуже? Любому ли «толчку или сотрясению» способна противодействовать кость? Каков верхний допустимый предел энергии «толчка», сколько их может быть, с какой частотой они могут повторяться ... остается неясным. Не всегда и «наибольшая легкость» костной системы имеет «наибольшую крепость». Пример тому кости лиц пожилого возраста. Остеопороз, частый спутник пожилых, и являющийся закономерным этапом развития костей, как раз и характеризуется уменьшением их веса. 

---

* Лесгафт П.Ф. Об общих законах в анатомии и выяснение их при преподавании как главный предмет преподавания // Врач. – 1881. – 24. – С. 393-394.

** Лесгафт П.Ф. Архитектура костей // Медицинская библиотека. – 1882. 

*** Лесгафт П.Ф. О причинах влияющих на форму костей. Читано на заседании Общества русских врачей в С.-Петербурге, 6 ноября 1880 г. // Труды Общества русских врачей. – 1881. – С. 579-595.

««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