Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела

На микроскопическом уровне можно увидеть два отдельных типа организации кости: перепончатая ретикулофиброзная кость и пластинчатая кость. В перепончатой (основной тип) кости волокна коллагена организованы беспорядочно, грубые волокна чередуются с тонкими волокнами таким образом, что это напоминает ткань или плетение. Перепончатая кость является молодой и может формироваться без поддержки или без лежащей в основе структуры. Пластинчатая кость, наоборот, требуется для образования каркаса, это более старая кость, которая составляет большую часть скелета взрослого человека. И корковая, и губчатая кость являются разновидностями пластинчатой кости, только в корковой кости волокна коллагена организованы слоями, в которые встроены остеоциты.

Кость обладает способностью к реконструкциям, которые в норме происходят в течение всей жизни, когда кости приходится реагировать на такие внешние силы (или нагрузки), как тяга сухожилий или вес тела. На реконструкцию костей действуют также внутренние влияния: старение или различные метаболические или болезнетворные процессы. Повторное или длительное действие внешних сил (нагрузок) вызывает увеличение активности остеобластов и, в результате, ведет к увеличению костной массы. При отсутствии действия таких сил увеличивается активность остеокластов, и костная масса уменьшается. Если остеокласты распадаются или начинают поглощать кость с большей скоростью, чем остеобласты могут ее восстанавливать или реконструировать, возникает состояние, известное под названием остеопороз. При остеопорозе снижается плотность костей (масса на единицу объема), по сравнению с нормальными значениями, и кости становятся слабее (более подверженными переломам), чем кости с нормальной плотностью. Кость считается композитным материалом, поскольку ее свойства являются сочетанием свойств различных компонентов, составляющих эту кость, при этом свойства каждого отдельного компонента сильно отличаются от свойств других компонентов. Кость отличается от хряща тем, что она получает питание от кровеносной сети, находящейся непосредственно в самой кости, тогда как к хрящу питание поступает от внешних источников.

В предыдущих параграфах дан краткий обзор состава разных соединительных тканей, связанных с суставами. Состав костей, капсул, хрящей, межпозвоночных дисков, менисков, связок и сухожилий приведен в табл.14.4.

Глава 15 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ

Все структуры, обсуждавшиеся в предыдущей главе, можно рассматривать как гетерогенные в том плане, что они состоят из разных твердых и полужестких компонентов, включающих воду, коллаген и другие композитные материалы. Каждый из этих материалов имеет собственные свойства, и, таким образом, свойства структуры в целом являются сочетанием свойств различных компонентов и различных долей присутствия каждого из компонентов в структуре в целом. Гетерогенный характер соединительных тканей дает возможность тканям варьировать свое механическое поведение в соответствии с тем, какая сила воздействует на соединительнотканную структуру. Структуры с таким типом поведения называются анизотропными.

* * *

ПРИМЕР 1. В случае с длинной костью, представляющей собой гетерогенное композитное вещество, механическая реакция кости на постоянную силу, действующую вдоль кости (или ее части), будет отличаться от реакции на силу, действующую перпендикулярно костному стержню.

* * *

Анизотропные материалы отличаются от изотропных материалов тем, что изотропные материалы демонстрируют одинаковые свойства, независимо от того, в каком месте действует на них сила.

Соединительные ткани также обладают способностью менять свои структуры и функции при реакциях как на внешнюю, так и внутреннюю силу. Например, соединительные ткани могут отвечать на внешние нагрузки изменением состава внеклеточной матрицы (содержание и тип ПГ). Такое адаптативное поведение иллюстрирует динамический характер соединительной ткани и указывает на сильную взаимосвязь между структурой и функцией.

15.1. Вязкоупругость, временные характеристики, свойства быстродействия