Кости: внутри и снаружи

Если согнуть проволочную вешалку для одежды один раз, ничего не случится. Если много раз согнуть ее в одной точке, то сначала облупится покрытие, затем блестящий металл потускнеет, и, наконец, проволока нагреется и сломается. То же самое может произойти с костью. Режущие конусы работают с определенной скоростью. Если они не успевают за постоянными нагрузками, кость ослабнет. В ней появятся микроскопические трещины, возникнет локальная болезненность – особенно в процессе нагрузки на это место. Изначально трещины настолько малы, что не видны на рентгеновском снимке, хотя магнитно-резонансная томография (МРТ) покажет скопление жидкости в травмированной области.

От усталостных переломов страдают ступни солдат, голени бегунов, бедра танцоров и запястья гимнастов. Если на несколько недель воздержаться от травмирующей деятельности, конусы обычно наверстывают упущенное и даже работают с опережением. Повышать интенсивность нагрузок после этого надо не торопясь. Если игнорировать боль и не снижать нагрузку, кость может отказать полностью – сломаться, как вешалка для одежды. Починить проволочную вешалку без сварки невозможно, а удивительная костная ткань способна лечить себя – как правило, от травмы не остается и следа.

Как заживает полный перелом, то есть нарушение целостности кости? Предположим, вы не заметили бордюр на парковке, споткнулись и инстинктивно выставили руки перед собой, чтобы не удариться лицом об асфальт. Потом вы садитесь и замечаете, что запястье сильно болит, а кисть вывернута к северо-западу, если предплечье условно смотрит на север. Кость пережила настоящее землетрясение и сломалась, а ее фрагменты лежат под углом друг к другу. Что будет, если отправиться домой, обернуть деформированное запястье журналом и перевязать галстуком, просто позволив природе сделать свое дело без вызова скорой помощи и травматологов? В наши дни такое развитие событий кажется неправдоподобным, по крайней мере в промышленно развитых странах, однако у животных переломы заживают без профессионального ухода миллионы лет – ископаемые остатки и кости полового члена не дадут соврать. А что случится, если ваше сломанное запястье будет заживать само по себе?

Чудесные режущие конусы с удовольствием примутся за дело так же, как при усталостном переломе. Только на этот раз все не так просто: промежуток между перемешанными, неровными фрагментами кости для конусов слишком велик – как разлом Сан-Андреас[12] для оглушенной землетрясением пустынной черепашки. Чтобы черепаха после таких тектонических сдвигов доползла до другого края, можно временно заполнить разлом каким-нибудь полутвердым веществом, например жидкой глиной.

Все, что происходит со сломанными костями, не перестает меня изумлять. Пока режущие конусы ждут своего часа, из разорванных капилляров вытекает кровь, заполняя просвет перелома. Затем в получившемся сгустке в течение двух недель формируются новые капилляры и коллагеновая сеть. Вскоре после травмы включаются химические сигналы тревоги. От их какофонии приходят в действие близлежащие клетки. Они начинают вырабатывать хрящ, который по консистенции напоминает шпатлевку. Остеобласты создают немного примитивной костной ткани, чтобы укрепить эту область. Через три – шесть недель, в зависимости от размера кости и масштабов промежутка, встряска остается позади. Вуаля – новая кость предварительно соединила обломки друг с другом.

Теперь в игру вступают режущие конусы. Они следуют за пьезоэлектрическими сигналами, которые посылает примитивная костная ткань, и создают прочную зрелую костную ткань, пробуривая и заполняя тысячи отверстий. После большинства переломов кисти руки прочность кости восстанавливается уже через четыре – шесть недель, и можно вернуться к спорту и ручному труду.

Вид сбоку показывает этапы заживления и перестройки кости при переломе плеча: на момент повреждения (a), через четыре недели (b), через восемь недель (c) и через шестнадцать недель (d), когда перелом хорошо зажил. Остеокласты притупляют острые углы, а остеобласты наслаивают новую костную ткань, стабилизируя перелом. Вместе эти строители и разрушители постепенно восстанавливают правильное расположение и форму кости

Нижним конечностям при заживлении приходится выдерживать вес тела, так что может потребоваться от двенадцати до шестнадцати недель, прежде чем вы снова будете готовы побороться с бордюром на парковке. Если кость крупная и при переломе произошло серьезное смещение, режущим конусам предстоит трудиться в течение многих месяцев, а иногда и нескольких лет. Постепенно признаков повреждения будет становиться все меньше, и они могут даже полностью исчезнуть.