Рассуждение о морфомеханике. 6.2.3 Какие напряжения?

6.2.3 Какие напряжения?

Анализ строения органов и тканей свидетельствует об их адаптации к направлениям потоков внутренних сил и величинам напряжений. Однако так до сих пор еще однозначно не установлено, к каким именно напряжениям происходит приспособление. Приспосабливаются к ним только органы опоры и движения или все прочие образования, которые напрямую не испытывают действие механического фактора.

Ранее было приведено мнение о том, что ткани, в частности костная ткань, изменяется в соответствии с максимальным касательным напряжением. С точки зрения здравого смысла адаптация тканей к максимальным напряжениям, действующим в них, происходить не может. Если принять это предположение, то путем целенаправленной тренировки можно было бы увеличивать прочностные характеристики органов и тканей практически беспредельно. Как известно, это невозможно. У каждой из тканей есть определенный физический предел способности испытывать высокие напряжения.

Более того, не ясно, к каким максимальным напряжениям может происходить адаптация, возникающим при растяжении или сжатии, сдвиге, кручении или изгибе? Важно ли направление потока внутренних сил, а направление воздействия внешней силы? Быть может, ткани реагируют на модуль величины действующей силы?

Против мнения о приспособлении тканей к главным напряжениям так же можно привести ряд контрдоводов. Данная точка зрения выкристаллизовалась при изучении строения костной ткани. Вместе с тем на кость как орган опоры и движения действуют разнонаправленные силы, с разной частотой и интенсивностью. Так как кости в обыденной жизни адекватно переносят возлагаемую на них нагрузку, со всей определенностью можно сказать, что они адаптированы не только к одним главным напряжениям, но и к другим потокам внутренних сил, возникающим эпизодически, при условии, что они не превышают некого порогового значения. Более того, главные напряжения в отдельных органах определить практически невозможно. Например, каковы главные напряжения в печени, поджелудочной железе, селезенке? В отношении костной ткани это так же не всегда ясно. В частности, в надколеннике обнаруживается как минимум два потока внутренних сил. Первый обусловлен силой сокращения четырехглавой мышцы бедра и силой реакции связки надколенника, которые его растягивают вдоль вертикальной оси. Второй поток внутренних сил является следствием прижатия надколенника к дистальному концу бедренной кости, взаимодействием силы реакции мыщелков бедра, силы сокращения четырехглавой мышцы бедра и силы реакции связки надколенника. Если первый поток — это поток, порождаемый растяжением кости, то второй поток – результат ее сжатия. Какой из них главный? Сонаправленно каждому из них в надколеннике выявляются соответствующие группы трабекул. При этом в одной области костной ткани обнаруживаются сразу две системы костных балок. Значит, надколенник приспосабливается сразу к двум потокам внутренних сил, что проявляется в ориентации трабекул. Если через одну точку пространства проходят сразу два потока внутренних сил, который из них главный? К какому из них приспосабливаться? Тому, который порождает более высокие напряжения, или действует дольше? А если адаптация происходит к каждому из них, означает ли это, что каждый из них главный? Если в данной точке может существовать сразу два главных напряжения, то их может быть и больше. Тогда о каком-либо главенстве не может быть и речи, главным напряжением может быть только одно.

Наличие пересекающихся под прямым углом трабекул обнаруживается во многих других областях ОДС. Это скорее правило устройства спонгиозной кости, чем исключение. Яркие примеры тому, межвертельная зона проксимального конца бедренной кости, где пересекаются третья и вторая трабекулярные системы. Центр ГБК – область пересечения второй и первой систем трабекул. Практически любой суставной конец длинных трубчатых костей так же имеет сразу по две системы пересекающихся трабекул. Не значит ли это, что в данных участках кости имеется сразу два главных напряжения.

Опять-таки, адаптация может происходить к главным максимальным или главным минимальным, или к тем и другим? Действительно, почему ткани должны обязательно приспосабливаться к максимальным напряжениям. Ведь принципиальной разницы между потоками внутренних сил большой и малой интенсивности нет!

Не менее важный вопрос о влиянии на ткани растягивающих и сжимающих сил. Каждая из них порождает собственный поток внутренних сил, характеризующийся определенной интенсивностью (величиной напряжений). Более того, во времени их интенсивность меняется, также как может изменяться и направление потока внутренних сил. Одинаково ли действуют на ткани сдвигающие, скручивающие, изгибающие, растягивающие и сжимающие силы, равно как и порождаемые ими напряжения?

Нагрузка на ткани и органы человека преимущественно динамическая. В связи, с чем направление потоков внутренних сил постоянно меняется во времени, так же изменяется и величина действующих напряжений. Кроме этого, эпизодически возникают потоки внутренних сил под влиянием атипичной нагрузки. Иногда она вызывает необратимое повреждение, а иногда ее величина падает до нуля. Так как соответствие строения живых систем и векторов напряжений не вызывает сомнений уместно предположить, что их адаптация происходит к средним напряжениям.

««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