Закон Вольфа (медицина)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Закон Вольфа — закон, гласящий, что кость здорового человека или животного адаптируется к нагрузкам, которым подвергается[1]. Сформулирован немецким анатомом и хирургом Юлиусом Вольфом в 19-м веке.

Если нагрузка на какую-либо кость возрастает, то кость перестраивается таким образом, чтобы лучше выдерживать нагрузку этого типа. Внутреннее строение трабекул подвергается адаптивным изменениям, за которыми следуют вторичные изменения в наружней кортикальной части кости, в результате она становится более плотной и тонкой. Верно и обратное: если нагрузка на какую-либо кость уменьшается, то кость становится слабее в результате обратного адаптивного изменения, потому что это менее затратно метаболически и организму нет стимула для дальнейшей перестройки, при которой требуется поддержание костной массы.

Механотрансдукция

[править | править код]

Перестройка кости в соответствие с нагрузкой осуществляется при помощи механотрансдукции — процесса, через который силы и другие механические сигналы преобразуются в клеточные сигналы. Механотрансдукция, ведущая к перестройке кости, включает в себя этапы механического соединения, биохимического соединения, передачу сигнала и клеточную реакцию. Конкретные эффекты клеточной реорганизации зависят от продолжительности, амплитуды и силы нагрузки; также было обнаружено, что только циклическая нагрузка может стимулировать формирование костей. Во время нагрузки жидкость уходит из зоны высокого давления в костном матриксе. Остеоциты наиболее распространённые клетки в кости, а также наиболее чувствительные к таким утечкам жидкости, вызываемыми механическим давлением. Когда появляется нагрузка, остеоциты регулируют перестройкой кости посредством передачи сигнала другим клеткам с помощью заряженных молекул или посредством прямого контакта. Кроме того, остеопрогениторные клетки, которые образуют остеобласты и остеокласты, являются механосенсорами и могут сменять друг друга в зависимости от состояния нагрузки.

В современной анатомии приняты следующие принципы организации кости, близкие по смыслу к закону Вольфа[2]:

  • Костная ткань образуется в местах наибольшего сжатия или натяжения.
  • Степень развития костей пропорциональна интенсивности деятельности связанных с ними мышц.
  • Трубчатое и арочное строение кости обеспечивает наибольшую прочность при минимальной затрате костного материала.
  • Внешняя форма костей зависит от давления на них окружающих тканей и органов, в первую очередь мышц, и меняется при уменьшении или увеличении давления.
  • Перестройка формы кости происходит под влиянием внешних (для кости) сил.

Связанные законы

[править | править код]
  • Закон Дэвиса объясняет как мягкая ткань изменяется в зависимости от фиксированных положений.
  • Усовершенствованный закон Вольфа: теорема механостатики Гарольда Фроста.
  • Рука теннисиста, которой он держит ракетку, становится значительно сильнее, чем другая. В ней происходит адаптация к нагрузкам, за счёт которой кость становится крепче. Это происходит из-за большего давления на держащую руку. Наибольшая нагрузка в теннисе на руку играющего приходится во время подачи. В теннисе существует четыре основные фазы подачи и наибольшая нагрузка приходится во время вращения плечом и удара мяча. Комбинация высокой нагрузки и вращения способствуют формированию витого очертания распределения плотности кости.
  • У тяжёлоатлетов часто наблюдается увеличение плотности кости в ответ на тренировку.
  • Деформирующие эффекты кривошеи на черепно-лицевом развитии детей.

Примечания

[править | править код]
  1. Артемьев Дмитрий Алексеевич, Козлов Сергей Васильевич, Клоков Владимир Сергеевич, Бугаенко Дмитрий Алексеевич. ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ, РОСТА И ФОРМИРОВАНИЯ КОСТЕЙ СОБАК И КОШЕК // E-Scio. — 2022. — Вып. 2 (65). — С. 44–58. Архивировано 27 февраля 2023 года.
  2. Киченко А.а, Тверье В.м, Няшин Ю.и, Симановская Е.ю, Еловикова А.н. Становление и развитие классической теории описания структуры костной ткани // Российский журнал биомеханики. — 2008. — Вып. 1. — С. 69–89. — ISSN 2409-6601. Архивировано 27 февраля 2023 года.