Рассуждение о морфомеханике. 3.13.8 Первая система трабекул бедра

3.13.8 Первая система трабекул бедра

Как указывали Зедгенидзе Г.А. и соавт. (1958) «функциональный фактор» является «…ведущим и определяющим фактором структуры костей и костной системы в целом…» понимая под ним и сокращения мышц. Нами уже неоднократно выше отмечалось, что внутренняя структура костей есть отражение действующих на нее нагрузок. Не исключение и кости образующие ТБС. По мнению Т.А.Ревенко (1968), первый ансамбль костных пластинок бедренной кости представляет собой опору против изгиба и сжатия шейки в вертикальном направлении. Данные трабекулы следуют в ГБК, являясь как бы продолжением дуги Адамса (Рис.3.32). Направление этого пучка составляет 20° с длинной осью бедренной кости (Рис.3.77) (Charnley J., 1979). 

Рис.3.77. Первая система трабекул проксимального конца бедренной кости. 

Анализируя рентгенограммы ТБС, в том числе и с признаками патологии, была сопоставлена архитектоника костей с возникающими в них потоками внутренних сил, генерированных мышцами (Рис.3.78). Это обусловило ряд интересных наблюдений, подтверждающих действие внутренних сил на костную ткань.

Первая система трабекул проксимального конца бедренной кости, изучена на серии рентгенограмм области ТБС в типичных задних и атипичных косых проекциях. Было подтверждено, что данный ансамбль костных балок начинается от нижнего компактного слоя ШБК. Трабекулы первой системы, в виде расходящегося пучка направлены вверх и внутрь. Они достигают поверхности верхнего сектора ГБК, где прерываются рентгенологической щелью сустава.

Своего рода продолжением их являются костные балки верхнего сектора полулунной поверхности ВВ и тела подвздошной кости (Рис.3.15). Данные трабекулы также линейные, ориентированы радиально, по нормали к полулунной поверхности и расходятся в виде веера, теряясь где-то в крыле подвздошной кости. 

Рис.3.78. Направления внутренних сил, действующих в проксимальном конце бедренной кости при вертикальной нагрузке. 

Наружную часть трабекул первой системы можно считать продолжением кортикального слоя диафиза бедра. Нами замечено, что костные балки данного ансамбля никогда не заканчиваются ниже ЯГБК.

Общепризнанным считается, что первая система трабекул работает на сжатие и является следствием вертикальной нагрузки на проксимальный конец бедренной кости. Действительно, прямохождение человека и наличие значительного числа продольно ориентированных мышц ТБС, обуславливают прижатие ГБК к верхнему сектору полулунной поверхности ВВ. В.Е.Беленький (1960) пишет «согласно общепринятым представлениям, давление тяжести тела передается отвесно сверху на головку по так называемой механической оси бедра». При этом «…в верхней части шейки действуют силы растяжения, в нижней, силы сжатия» (Рис.3.79). 

Рис.3.79. Распределение усилий в проксимальном конце бедренной кости при вертикальной нагрузке. 

Так по данным О.О.Дена у некоторых обезьян (шимпанзе, орангутан) отсутствует преобладание вертикально направленных трабекул, свидетельствующих о вертикальной нагрузке при ходьбе, но они появляются у гориллы (Дьяченко В.А.,1954). Отмеченный факт можно связать с тем, что шимпанзе ведут древесно-наземный образ жизни, а орангутан с деревьев спускается редко. Горилла же исключительно наземное животное, впрочем, как и человек (семейство гоминидов, отряд приматов, класс млекопитающих). Перемещение по земной поверхности, действие сил гравитации, сокращение продольно ориентированных мышц обуславливает сжатие ГБК и ШБК вертикальной составляющей нагрузки. Это порождает в них приблизительно вертикальный поток внутренних сил и такой же вектор главного напряжения. Однако ориентация пучка трабекул первой системы не строго вертикальна. Из сказанного логично вытекает, что, либо результирующая сил, действующих на проксимальный конец бедренной кости не вертикальна, а направлена вниз и кнаружи, либо результирующая сила вертикальна, но при ее действии ось ШБК и в целом бедренная кость находятся преимущественно в положении приведения к средней линии. Думается второе более логично, хотя большинство исследователей считают по-другому, при этом делая основные ссылки, на работы Н.А.Бернштейна (1935; 1940; 1947; 1966), В.Е.Беленького (1962), F.Pauwels (1935; 1948; 1950; 1951;1959; 1966), M.D.Inman (1947), A.G.Fischer (1950) (Александер Р., 1970; Крюк А.С., 1970; Гурьев В.Н., 1975; Мирзоева И.И. и соавт., 1976; Образцов И.Ф., Ханин М.А., 1989; Соков Л.П., Романов М.Ф., 1991).

Наш вывод о вертикальности основной нагрузки, действующей на ТБС, доказывает то, что костная балка, а, следовательно, и их система, способны хорошо противостоять сжатию по оси. Иными словами, ориентация трабекул вдоль действующей силы является оптимальным. Близкое мнение высказано И.Ф.Образцовым, М.А.Ханиным (1989) в их уточнении закона Вольфа - «ориентация трабекул соответствует условию минимизации деформации изгиба отдельной трабекулы».

Вертикальная нагрузка на проксимальный конец бедренной кости ассиметрична, это связано с тем, что он имеет вид кронштейна. Соответственно вертикальная нагрузка приводит к появлению изгибающего момента, что неизбежно должно отражаться на ориентации трабекул и форме кости (по закону Вольфа). Здравый смысл подсказывает - с точки зрения механики более выгодно, было бы расположение ШБК по оси диафиза, а ансамбля первой системы костных пластинок строго вертикально. Только в таком случае, то есть при увеличении ШДУ, уменьшается изгибающий момент, а костные балки «работая» на сжатие максимально проявляют свои механические свойства. Рассматривая развитие проксимального конца бедренной кости в онтогенезе, можно отметить, что с возрастом ШДУ уменьшается. Этот, своего рода, необъяснимый доселе феномен, ставит под сомнение закон Вольфа. Исходя из изменения формы проксимального конца бедренной кости, следует, что он в течение жизни не адаптируется к нагрузке и действующим в нем напряжениям, а наоборот дезадаптируется.* Причем увеличение ШДУ наблюдается не только в зрелом и пожилом возрасте, когда это явление можно было бы истолковать процессами старения, но и в первые месяцы и годы жизни, в которые способность к приспособлению особенно велика. Рассуждая далее, неминуемо приходим к мысли о том, что современные представления о механике ТБС не совсем точны и требуют пересмотра. Более подробный разговор о механике ТБС и наших воззрениях на нее пойдет ниже, здесь же нам только хотелось обратить внимание на одно из «узких» мест принятой ныне теории организации движений нижней конечности.

---

* С уменьшением ШДУ увеличивается плечо отводящих мышц. Исходя из данного замечания, можно говорить о развитии адаптации со стороны мышечной системы, возникающей в противовес дезадаптации системы костной.

««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