Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела

Кость. Кривые «напряжение-деформация» кости демонстрируют, что корковая кость жестче губчатой (трабекулярной) кости, соответственно, корковая кость может выдерживать большее напряжение, но меньшую деформацию. Когда корковая кость испытывает нагрузку сжатия, сила продольных отделов кости является наибольшей. В бедренной кости модуль упругости продольных отделов в два раза превышает значение модуля поперечных отделов. Компрессионная нагрузка и деформация, которую может выдерживать корковая кость, выше, чем напряжение и деформация растяжения. Иначе говоря, кость выдерживает сжатие лучше, чем растяжение.

Применение сильных нагрузок в течение короткого времени или небольших, но продолжительных нагрузок, вызывает высокое напряжение и деформацию. Как и корковой кости, сопротивление сжатию у трабекулярной кости выше, чем сопротивление растяжению, однако модуль упругости при нагрузках растяжения выше, чем при сжатии. Физиологическая реакция трабекулярной кости на увеличение нагрузки — гипертрофия. Если нагрузка снижена или отсутствует, трабекулы уменьшаются и, как следствие, теряют способность обеспечивать опору. Действие скорости, частоты, продолжительности и типа нагрузки выражается в том, что повторные нагрузки (частое повторение при небольшой нагрузке или редкое повторение, но при высоких нагрузках) могут вызывать постоянную деформацию и приводить к повреждению кости. Деформация по типу крипа происходит тогда, когда на ткань воздействуют повторными нагрузками во время, когда материал подвержен именно крипу.

Сухожилия. Крип в сухожилиях происходит, когда они подвергаются действию постоянной или непрерывной циклической нагрузке. Крип наблюдается также, когда сухожилие в напряжении, но длина его при этом не изменяется. Если длина сухожилия не меняется, то наступает расслабление натяжения в самой ткани, известное как «напряжение-расслабление». Если мышца, к которой прикреплено сухожилие, сокращается с достаточной силой, чтобы выпрямить «завитки» волокон в сухожилии, то такое выпрямление наблюдается в подошвенной части кривой «напряжение-деформация». В этой области имеется незначительное увеличение напряжение с удлинением и деформацией только в 1,2–1,5 %. Сила, которая растягивает уже выпрямленные волокна, выводит сухожилие в линейную область кривой, где существует линейная взаимосвязь между прилагаемой силой и возникающей в результате деформации ткани. Однако не все волокна полностью параллельны, и, таким образом, не все они полностью выпрямляются. В результате, первыми будут повреждаться те волокна, которые раньше полностью выпрямились. Основная часть нормальной активности сухожилий происходит в подошвенной части кривой и в первой части линейной области. Когда нагрузка выходит за пределы линейной области, первым повреждением оказывается внутрифибрилльное проскальзывание между молекулами, затем — межфибрилльное проскальзывание (между фибриллами), и, в конце концов, происходит массовое разрушение коллагеновых волокон. Площадь поперечного сечения и длина сухожилия определяют количество силы, с которой может сопротивляться сухожилие и степень удлинения, которое оно способно выдержать. Физиологической реакцией сухожилий на чередующееся натяжение является прирост их толщины и силы. Сухожилия усиливаются при воздействии на них сил растяжения в большей степени, чем при действии сил сжатия и смещения (растяжения). Обычно более крупные сухожилия выдерживают большие усилия, чем сухожилия мелкие. Отличия кривых «напряжение-деформация» разных сухожилий обычно отражают различия пропорций коллагена типов I и II, различия в структуре образования поперечных молекулярных связей, в зрелости волокон коллагена, организации фибрилл, вариации концентрации основной субстанции и уровень гидратации. По мнению Benjamin и Ralphs, самым обычным местом возникновения дегенеративных изменений является энтезис, а мышечно-сухожильное соединение — основное место мышечной тяги и растяжения. В нормальных условиях концы сухожилия являются более уязвимыми, чем его средняя часть.

Однако в тех же нормальных условиях разрывы сухожилий наблюдаются редко, и сухожилия могут выдерживать значительные усилия растяжения без каких-либо травматических последствий. При иммобилизации в мышечно-сухожильных соединениях развивается атрофия и наблюдается уменьшение коллагена. Сухожилия, которые подвергаются постоянным нагрузкам сжатия, изменяют структуру и функцию (у них ослабевает сопротивление растяжению).