Рассуждение о морфомеханике. 6.2.5 Средние напряжения в сухожилиях

 

6.2.5 Средние напряжения в сухожилиях

Наличие связи между формой и строением органов живых систем и средними напряжениями обнаруживается не только в отношении костей, но и соединительнотканных структур. К таковым следует причислить, прежде всего, связки и сухожилия. Их отличительной чертой является упорядоченное расположение коллагеновых волокон параллельное длинной их оси. Они, так же как и кости адаптируются к средним напряжениям.

Наиболее четкая упорядоченность волокнистых элементов отмечается в отношении сухожилий. Ранее неоднократно отмечалось, что сухожилия преимущественно испытывают растягивающую нагрузку. Ее обуславливает сокращение мышц, и сила реакции кости, к которой прикрепляется сухожилие. При этом в сухожилиях возникает поток внутренних сил параллельный их длинной оси. Сонаправленно с ним в сухожилии ориентированы образующие его коллагеновые волокна. Указанные потоки внутренних сил не постоянны. Они возникают при сокращении одноименной мышцы или мышцы антагониста и уменьшаются в состоянии покоя, исчезая в отдельные периоды сна. В частности, во время глубокого сна и большую часть парадоксального сна мускулатура практически атонична (Дудель Й. и соавт., 1996).

Соответственно непостоянен и уровень действующих в сухожилиях напряжений. Обыденна нагрузка на сухожильно-мышечный аппарат, хорошо переносится, при этом в сухожилиях не наблюдается каких-либо патологических изменений. Следовательно, можно говорить о том, что сухожилия адаптированы к средним напряжения в них. Приспособление обеспечивает адекватность величинам средних напряжений упругости коллагеновых волокон, прочности соединения их основным веществом, площади поперечного сечения сухожилия и его длины.

Сухожилие преимущественно испытывает растягивающую нагрузку и только эпизодически подвергается сжатию. Этот вид нагрузки наблюдается в области контакта сухожилия с костно-хрящевым образованием (костные выступы, края суставных поверхностей). Следует отметить, что продольное перемещение сухожилия относительно костно-хрящевых образований приводит к смещению прижатой к ним области сухожилия. Соответственно часть сжатого сухожилия непостоянна и перемещается вдоль длинной его оси. Плотная упаковка волокнистых элементов и свойства связующего их основного вещества обеспечивает сухожилиям адаптацию к сжатию - соответствие величинам средних напряжений и потокам внутренних сил, имеющих поперечное направление.

Как правило, сухожилие в сечении имеет округлую форму, что также следует рассматривать как вид адаптации. Подобная форма обеспечивает сухожилию наименьшую площадь поверхности, контактирующей с окружающими образованиями. Меньшая площадь поверхности уменьшает трение, снижает величину среднего касательного напряжения, как в самом сухожилии, так и в контактирующих с ним тканях.

В области прикрепления сухожилия к кости площадь его поперечного сечения увеличивается. Благодаря этому закономерно растет и площадь его зоны крепления. Как правило, именно в этих областях величины напряжений особенно велики. Увеличение площади поперечного сечения сухожилия и зоны его крепления позволяет уменьшить удельные напряжения, как в сухожилии, так и в кости. Соответственно, локальное утолщение сухожилия следует рассматривать как вариант его адаптации к высоким средним напряжениям. Однократные, даже интенсивные сжатия или растяжения сухожилия, наблюдающиеся в процессе функционирования ОДС не приводят к трансформациям и игнорируются живой системой. Вместе с тем у физически развитых субъектов диаметр сухожилий, как правило, больше, чем у других, физически не активных. Наблюдается некая закономерность - увеличение мышечной массы и силы мышц, длительные физические нагрузки влекут за собой утолщение сухожилий.

Постоянное сжатие участка сухожилий с высоким значением средних напряжений в нем приводит к перестройке его внутренней структуры и формы. В зоне постоянного поперечного сжатия сухожилие приобретает уплощенную форму, в нем появляются волокна, перпендикулярные длинной оси сухожилия. Позднее волокна инкрустируются кристаллами апатита (оссифицируются), таким образом, в сухожилии появляется костная ткань (например, формируется сесамовидная кость). Яркими примерами этого является надколенник – сесамовидная кость четырехглавой мышцы бедра, сесамовидные кости сухожилия разгибателя первого пальца стопы и сухожилия подколенной мышцы. Локальная оссификация сухожилия увеличивает его твердость, способность воспринимать давление и существовать в условиях с повышенным уровнем средних напряжений. Уплощение же сухожилия и сесамовидной кости, увеличивает площадь контакта, распределяет давление на большую поверхность, соответственно снижает уровень средних напряжений в нем, а также в контактирующей с ним поверхности.

 

««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