Брайан Свитек - Кости - скрытая жизнь [Все о строительном материале нашего скелета, который расскажет, кто мы и как живем]

Как результат всего этого роста и перестройки мы получаем чрезвычайно активную ткань с разнообразными свойствами, которая подготавливает наше тело ко всевозможным нагрузкам, напряжениям и сжатиям. Частично эта прочность объясняется распределением коллагена в костной ткани. Он не просто беспорядочно по ней разбросан. В соседних слоях костной ткани волокна коллагена тянутся в разных направлениях под различными углами друг к другу, образуя органическую сетку. Если бы все эти волокна шли в одном и том же направлении, то кость обладала бы невероятной прочностью относительно нагрузки в этом направлении, однако запросто бы ломалась, если бы усилие было приложено под другим углом.

Мы живем в трехмерном мире, и внутренняя структура наших костей сталкивается с различными ударами и сотрясениями во всевозможных направлениях. Возьмем бедренную кость (я не стал говорить вашу бедренную кость из-за того, что мы будем с ней делать в этом мысленном эксперименте). Если бы все волокна коллагена бедренной кости были расположены в виде горизонтальных полос по всей ее ширине, то она легко ломалась бы при горизонтальном ударе по ней — например, бейсбольной битой. Будь волокна коллагена выстроены вертикально, кость выдержала бы горизонтальный удар, однако оказалась бы крайне уязвима перед вертикально направленным ударом — скажем, если бы битой ударили сверху вниз, словно топором. Это тот же самый принцип, который я усвоил, когда занимался в детстве тхэквондо: чтобы сломать доску, нужно бить вдоль древесных волокон, а не поперек их. К счастью для нас — а также всех остальных позвоночных, — в наших костях волокна коллагена тянутся в разных направлениях, тем самым защищая кость от перелома. Соотношение коллагена и гидроксиапатита в костях варьируется в зависимости от нагрузки, с которой им приходится сталкиваться, а взаимное расположение этих составляющих помогает костям выдерживать вес тела и беспрепятственно двигаться.

Давайте теперь оставим микроструктуру кости и посмотрим на нее невооруженным глазом. Костная ткань обладает гибкостью не только с точки зрения ее биомеханических свойств. Не все кости в нашем организме устроены одинаково. Внутренняя структура костей черепа отличается от структуры костей ног или позвонков. Грубо говоря, наши кости по своему строению бывают двух типов. Есть компактные кости, в которых, как можно догадаться по названию, костные клетки расположены плотно друг к другу, и пористые кости, напоминающие систему распорок. Два типа костной ткани обладают различными преимуществами в зависимости от своего местоположения. В большинстве костей наших рук и ног внутри находится более компактная костная ткань, так как эти кости должны быть прочными. Эти структурные элементы обеспечивают наше передвижение в пространстве. Кости черепа прочно связаны друг с другом и сами не движутся (во всяком случае, хочется на это надеяться). Вот почему если посмотреть на поперечный разрез кости черепного свода, то вы увидите два внешних слоя компактной костной ткани, между которыми пролегает пористая костная ткань. Пористая ткань выступает в роли своеобразного амортизатора между плотными защитными слоями, что уменьшает вероятность перелома или трещины при ударе. Эти два типа костной ткани функционируют взаимосвязанно в зависимости от того, какое соотношение прочности, легкости и гибкости требуется от кости [36] Эти два типа костной ткани: Alexander, R. McNeill Alexander. Bones. New York: Macmillan, 1994, pp. 24–57. .

Пожалуй, сложно представить себе все эти перетасовки, происходящие внутри нас начиная с эмбрионального развития. Рассматривая свои старые фотографии, мы видим, как становились выше, как у нас появились проклятые прыщи, как перед нами встал вопрос, брить или нет те или иные части своего тела. Но о скрывающихся за всем этим костях никаких данных не остается. Даже если нам показать на скелетах живших когда-то людей, как меняются кости с рождения до старости, все эти преобразования настолько хорошо нам знакомы, что кажутся чем-то обыденным. Давайте же отвлечемся, чтобы рассмотреть некоторые аномальные трансформации костей. Это исключительные случаи, которые можно назвать патологией, однако они наглядно демонстрируют, что костная ткань невероятно гибкая, активно реагирует на внешние воздействия и в зависимости от наших действий может принимать различную форму. Эти экстремальные случаи помогут показать, каким чудом природы является кость.