Анатомія людини

Не ясно ли, что лошадь, падая съ высоты трехъ или 4-хъ аршинъ, можетъ сломать себѣ ногу, между тѣмъ какъ собака не испытываетъ при этомъ никакого вреда; точно также невредимой остается кошка при паденіи съ высоты 8 или Ю аршинъ, стрекоза съ вершины башни, и муравей, если бы даже онъ упалъ съ луны? Маленькія дѣти не причиняютъ себѣ никакого вреда отъ паденія, при которомъ взрослые ломаютъ руки и ноги. И такъ же, какъ маленькія животныя относительно сильнѣе и крѣпче чѣмъ большія, маленькія растенія держатся лучше большихъ. Мнѣ кажется вполнѣ понятнымъ, что дубъ высотой въ 200 аршинъ не можетъ имѣть вѣтвей въ такой же пропорціи къ высотѣ, какъ маленькій дубъ, что природа не можетъ создать лошадь въ 20 разъ и великана въ 10 разъ больше нормальной величины, развѣ это будетъ чудомъ или измѣненіемъ пропорцій всѣхъ членовъ, въ особенности костей, крѣпость которыхъ должна быть увеличена въ большее число разъ, чѣмъ увеличился ростъ тѣла.

Такъ выразился Галилей, говоря о вліяніи длины и толщины на прочность органическихъ образованій. Отчасти еще обстоятельнѣе трактуетъ онъ объ этомъ въ другомъ мѣстѣ, снабженномъ рисункомъ. Природа, какъ онъ тамъ доказываетъ, не можетъ создать деревья чрезмѣрной величины, такъ какъ вѣтви въ концѣ концовъ сломались бы подъ собственной своей тяжестью. Точно также и кости не могутъ быть чрезмѣрной величины, развѣ только въ томъ случаѣ, если вещество ихъ будетъ крѣпче или толщина станетъ очень значительной. Только въ водѣ могутъ создаваться и существовать гигантскія животныя. Поэтому было бы правильнѣе, въ противоположность водянымъ, назвать сухопутныя животныя воздушными "ибо они живутъ въ воздухѣ, окружены воздухомъ и дышутъ воздухомъ".

О значеніи полыхъ образованій мы находимъ у него слѣдующее:

Въ заключеніе этихъ разсужденій я хочу сказать кое-что о сопротивленіи полыхъ твердыхъ тѣлъ, которыми искусство и природа пользуется въ тысячахъ случаевъ; здѣсь прочность значительно увеличивается безъ увеличенія вѣса, такъ напр., въ костяхъ птицъ равно какъ во многихъ трубчатыхъ образованіяхъ, которыя, несмотря на свою легкость, оказываются весьма прочными при сгибаніи и ломаніи; если бы соломинка, несущая колосъ болѣе тяжелый, чѣмъ она сама, состояла изъ того же вещества, но была массивна, то она легче поддавалась бы сгибанію и перелому (Galileo Galilei. Unterredungen и пр. (1638). Oswalds Klassiker, № 11, 1890. Вышеприведенныя мѣста были уже помѣщены въ Morphologisches Jahrbuch 1881).

Хотя эти разсужденія весьма интересны и ясны, и для болѣе подробнаго ознакомленіе съ этимъ вопросомъ настоятельно должно быть указано на различныя учебники теоретической механики, но высшимъ результатомъ, достигнутымъ въ этой области, представляется открытіе архитектуры губчатаго вещества костей.

Substantia spongiosa костей, какъ говоритъ Hermann Meyer, въ общемъ производитъ впечатлѣніе безпорядочнаго накопленія костныхъ перекладинъ и пластинокъ, которыя могутъ быть толще или тоньше и взаимное расположеніе которыхъ бываетъ широко- или узкопетлистымъ. Однако нужно оспаривать мнѣніе, что значеніе губчатаго вещества заключается только въ томъ, что оно вслѣдствіе своеобразнаго распредѣленія въ немъ костной массы мало увеличиваетъ вѣсъ костей, даже при большемъ наружномъ объемѣ ихъ. Строеніе губчатаго вещества таково, что при существующей въ немъ рарефикаціи костного вещества сопротивляемость отдѣльныхъ костей обезпечена въ высокой степени. Губчатое вещество имѣетъ вполнѣ цѣлесообразную архитектуру, стоящую въ тѣснѣйшей связи съ статикой и механикой костей; поэтому на одномъ и томъ же мѣстѣ оно имѣетъ всегда одно и то же строеніе. Понятное исключеніе изъ этого правила составляетъ часть губчатаго вещества, служащая въ видѣ нѣжной сѣти остовомъ костного мозга. Однако не только губчатое, но также и компактное вещество имѣетъ эту цѣлесообразную архитектуру перекладинъ; но здѣсь по тому же принципу произошло въ надлежащихъ мѣстахъ сдвиганіе способныхъ къ сопротивленію костныхъ перекладинъ — концентрація ихъ. Компактное вещество представляетъ собою цѣлесообразно уплотненное губчатое, а губчатое — разрыхленное компактное вещество. Вся кость состоитъ изъ опредѣленныхъ системъ перекладинъ, соотвѣтствующихъ ея формѣ, величинѣ и назначенію; направленіе перекладинъ легко различимо невооруженнымъ глазомъ. Если это относится къ отдѣльной кости, то это относится и ко всему скелету. Весь скелетъ состоитъ изъ огромнаго числа системъ костныхъ перекладинъ; онѣ то простираются параллельно одна другой, то расходятся, перекрещиваются, сливаются, прерываются на границѣ отдѣльныхъ костей и продолжаются на слѣдующихъ костяхъ въ прежнемъ порядкѣ.

Если начать съ концевыхъ фалангъ конечностей и затѣмъ перейти къ скелету туловища и черепа, то мы едва ли будемъ въ состояніи, въ достаточномъ размѣрѣ налюбоваться той красивой картиной, которую представляетъ распаденіе скелета на безчисленные ряды линій. Отсюда же слѣдуетъ также, что кость станетъ вполнѣ понятной, если мы обратимъ вниманіе на ея отправленіе, ея эргологію.

Лишь теперь стало вполнѣ ясно значеніе полостей трубчатыхъ костей, такъ какъ выяснилось внутреннее отношеніе компактнаго вещества къ губчатому. Также представляется понятнымъ и то. что внутри костей среди губчатаго вещества могутъ находиться островки компактнаго вещества, образуя внутренее компактное вещество, какъ это часто встрѣчается въ круглыхъ и короткихъ костяхъ. Въ виду того, что размѣръ толщины имѣетъ важное значеніе, примѣняемый столь часто въ механикѣ принципъ "матеріалъ изъ середины" находитъ себѣ примѣненіе не только у трубчатыхъ костей, но и у короткихъ и толстыхъ тамъ, гдѣ это позволяютъ архитектурныя линіи.

Итакъ, кость какъ цѣлое представляетъ образованіе, которое, при возможно малой затратѣ матеріала, построена съ возможно большей сопротивляемостью; это достигается тѣмъ, что:

1) матеріалъ такъ рыхло распредѣленъ, что занимаетъ большій объемъ, чѣмъ въ томъ случаѣ, если бы онъ былъ въ компактномъ состояніи;

2) отдѣльные составные элементы (пластинки, палочки) такъ расположены, что ихъ длинникъ совпадаетъ съ направленіемъ наибольшаго сжатія или растяженія и, слѣдовательно, они могутъ наиболѣе выгодно проявить силу своей сопротивляемости.

Здѣсь умѣстно разсмотрѣть примѣръ балки, въ стѣнѣ однимъ концомъ укрѣпленной и нагруженной на другомъ, и провести линіи растяженія и сжатія ея. Рис. 277.

Если балка укрѣплена концомъ В, то направленія наибольшихъ и наименьшихъ нормальныхъ силъ можно изобразить двумя системами линій, которыя пересѣкаютъ нейтральную ось подъ 45°, а краевыя волокна и равно одна другую подъ 90°. Кривыя, вогнутыя книзу, соотвѣтствуютъ силамъ растяженія, а кривыя, вогнутыя кверху — силамъ сжатія. Болѣе круто загибающіеся концы каждой кривой соотвѣтствуютъ минимальнымъ силамъ, а болѣе плоскіе — максимальнымъ силамъ. На концахъ у D и D₁  эти силы напряженія сводятся къ нулю и, наоборотъ, на концахъ С и С₁ онѣ имѣютъ наибольшую величину.

Если мы можемъ построить балку изъ отдѣльныхъ брусьевъ по линіямъ сжатія и растяженія, то тѣмъ самымъ мы устраняемъ раскалывающія силы и оказываемъ наивысшее сопротивленіе растяженію и сжатію грузомъ. Такая балка можетъ выдержать, не ломаясь, такую же большую нагрузку, какъ если бы она была сплошной.

Одинъ изъ самихъ лучшихъ примѣровъ, взятыхъ изъ самаго скелета, представляютъ фронтальные разрѣзы или скіограммы (рентгеновскія изображенія) проксимальной части бедренной кости (рис. 279, 282).

"Большая система пластинокъ, соотвѣтствующая кривымъ растяженія переходитъ отъ участка суставной поверхности, находящагося подъ fovea capitis, и нижней латеральной половины головки въ компактное вещество латеральной стороны. Съ нею перекрещивается другая система пластинокъ, соотвѣтствующая кривымъ сжатія; она, выходя на высотѣ малаго вертела изъ компактнаго вещества медіальной стороны, простирается по направленію къ большому вертелу. Съ послѣдней связана въ своемъ началѣ другая система пластинокъ, направляющаяся вверхъ; она расходится въ медіальной части верхней области суставной поверхности и передаетъ производимое тазомъ давленіе непосредственно на компактное вещество медіальной сто. роны бедренной кости. Пространство, ограниченное описанными тремя системами, можетъ быть заполнено продолженіями ихъ, особенно послѣднихъ двухъ; чаще же оно заполняется тонкимъ круглопетлистымъ, губчатымъ веществомъ или оно совершенно свободно отъ костныхъ перекладинъ. Отъ латеральной половины верхней суставной поверхности отходитъ система пластинокъ но направленію къ серединѣ головокъ; она теряется въ только что упомянутой отвѣсной системѣ и большой системѣ кривыхъ растяженій. Trochanter имѣетъ или легкое кругло-петлистое губчатое вещество или нѣсколько отвѣсныхъ пластинокъ, параллельныхъ къ поверхности; пластинки системы кривыхъ сжатія могутъ достигать поверхности вертела.

Дистальный конецъ бедренной кости имѣетъ такое же расположеніе костныхъ пластинокъ, какъ оба конца большеберцовой кости, однако безъ перекрещиванія внутреннихъ системъ пластинокъ, такъ какъ суставныя поверхности обоихъ мыщелковъ представляютъ вмѣстѣ, въ извѣстномъ смыслѣ, одну суставную поверхность и обыкновенно пластинки отходятъ отъ суставныхъ поверхностей въ направленіи по возможности перпендикулярномъ къ этимъ послѣднимъ. Соотвѣтственно этому, здѣсь находятъ весьма сильно выраженную систему поперечныхъ скрѣпъ. Надмыщелки или заполнены мелко-петлистымъ или кругло-петлистымъ губчатымъ веществомъ или они участвуютъ въ образованіи мыщелковъ, такъ какъ поперечныя скрѣпы продолжаются до ихъ поверхности и отвѣсныя пластинки или встрѣчаются въ одиночку вблизи поверхности или, состоя въ связи съ главной системой, продолжаются черезъ весь надмыщелокъ." (Н. Меуег).

Другой особенно поучительный примѣръ представляютъ продольные распилы или скіаграммы пяточной кости. Рис. 284.

Губчатое вещество пяточной кости можно раздѣлить на три системы пластинокъ. Двѣ изъ нихъ отходятъ отъ поверхности, на которую дѣйствуетъ тяжесть тѣла, и направляются къ двумъ мѣстамъ: одна — къ поверхности соприкосновенія бугра пяточной кости съ почвою, другая — къ передней поверхности соприкосновенія пяточной кости съ кубовидной костью, которая въ статическомъ отношеніи представляетъ переднее продолженіе пяточной кости по направленію къ почвѣ. Третья система пластинокъ идетъ отъ бугра пяточной кости по направленію внизъ къ поверхности соприкоснованія съ кубовидной костью. Онѣ простираются непосредственно и непрерывно отъ задней поверхности къ передней, однако такъ, что у нижней поверхности онѣ сливаются въ одинъ компактный пластъ, а въ обѣихъ концевыхъ частяхъ расходятся по направленію кверху. Въ первыхъ двухъ упомянутыхъ системахъ мы узнаемъ стропила, воспринимающія тяжесть всей массы тѣла, а третья система представляетъ собою скрѣпу, препятствующую горизонтальному раздвиганію и въ то же время воспринимающую противодавленіе отъ почвы. Обѣ первыя системы противостоятъ сжатію, третья — растяженію, а всѣ три заложены въ направленіи линій сжатія и растяженія, которыя графическая статика начертала бы на разрѣзѣ пяточной кости для обозначенія направленій сопротивленія. Въ нейтральномъ трехконечномъ пространствѣ пластинки вовсе отсутствуютъ или здѣсь имѣются лишь тонкія паутиновидныя нити для поддерживанія костнаго мозга. Нѣкоторое осложненіе обусловлено еще прикрѣпленіемъ пяточного сухожилія; производимое имъ растяженіе непосредственно воспринимается по крайней мѣрѣ средней частью задней расходящейся системы пластинокъ. Обособленная небольшая группа пластинокъ въ верхней части пяточной кости назначена для воспріятія бокового давленія Ахиллова сухожилія.

Послѣ того, какъ мы познакомились съ рядомъ примѣровъ, мы можемъ продолжать изслѣдованіе сущности этого интереснаго факта. Можно было думать, что онъ обусловливается давленіемъ, производимымъ тяжестью тѣла на кости. Однако этотъ фактъ обнаруживается и на костяхъ, совершенно свободныхъ отъ несенія тяжести тѣла, какъ напр., на верхней конечности и нижней челюсти человѣка, въ костяхъ крыльевъ птицъ, во всемъ скелетѣ живущихъ въ водѣ млекопитающихъ, во всемъ скелетѣ костныхъ рыбъ, у которыхъ не можетъ быть рѣчи о несеніи костями тяжести тѣла.

Развѣ можно предположить, что у однихъ несеніе тяжести тѣла, а у другихъ какой-либо другой моментъ обусловливаетъ возникновеніе упомянутой внутренней архитектуры?

Мы получаемъ впечатлѣніе, что обусловливающей причиной прежде всего является могучій, у всѣхъ одинаково дѣйствующій моментъ, именно мускулатура. Послѣднія значительно преобладаетъ своей массой надъ скелетомъ и стоитъ въ тѣснѣйшей, разнообразной и весьма существенной связи съ костями; она представляетъ активный органъ движенія по отношенію къ костямъ — пассивному органу движенія. Сотни отростковъ, тысяча мѣстъ для начала и прикрѣпленія мышцъ имѣются на скелетѣ для того, чтобы мускулатура могла дѣйствовать на кости и вся система рычаговъ приходила въ движеніе. Нельзя слишкомъ мало оцѣнивать мышечную силу, вѣдь мышцы въ состояніи внезапнымъ сильнымъ сокращеніемъ сломать свои собственные рычаги. Мышцы постоянно, даже въ спокойномъ состояніи, производятъ на кости опредѣленное растяженіе и давленіе. Стоитъ только разсмотрѣть относительно слабый позвоночникъ большихъ костныхъ рыбъ и обратить вниманіе на мышечную массу, съ которой онь находится въ связи, и также принять въ соображеніе великолѣпную архитектуру этихъ позвонковъ, замѣтную уже снаружи, чтобы согласиться съ мнѣніемъ, что, мускулатура должна быть ближайшей причиной возникновенія костныхъ перекладинъ, оказывающихъ сопротивленіе. При поднятіи тѣла на конечности, какъ это имѣетъ мѣсто у большинства сухопутныхъ животныхъ и человѣка, уже существуетъ цѣлесообразная внутренняя архитектура; то, что уже имѣется, только нуждается въ дальнѣйшемъ развитіи, чтобы осуществить необходимыя функціи. Прекрасная картина внутренней архитектуры костей лишь выигриваетъ, если принять во вниманіе мышечныя силы, которыя тоже могутъ быть представлены въ видѣ линій, дѣйствующихъ на систему рычаговъ.

Первое возникновеніе внутренней архитектуры костей происходитъ не послѣ рожденія, а преобразовано уже у зародыша, что должно быть особенно отмѣчено. Хотя это несомнѣнно основывается на наслѣдственности, однако при осуществленіи этихъ проявленій наслѣдственности едва ли не содѣйствуютъ также и растяженіе и сжатіе со стороны зародышевой мускулатуры.

Какимъ образомъ происходитъ, что костное вещество закладывается тамъ, гдѣ оно имѣетъ значеніе въ статическомъ и механическомъ отношеніяхъ и, слѣдовательно, располагается по линіямъ сопротивленія — и, наоборотъ, не образуется или исчезаетъ тамъ, гдѣ оно лежитъ внѣ линій сопротивленія, — это зависитъ, можетъ быть, отъ того общаго закона природы, по которому дѣятельное развивается, а недѣятельное или не развивается или исчезаетъ.

Заслуживаетъ быть отмѣченнымъ то обстоятельство, что въ костной мозоли заживающихъ костныхъ переломовъ возстановляется цѣлесообразная архитектура.

Литература.

Bar dele ben, К. ѵ., Beitrage zur Anatomie der Wirbelsaule. Jena 1874. — Hirsch, H. H., Eine Beziehung zwischen dem Neigungswinkel des Schenkelhalses und dem Querschnitt des Schenkelbeinschaftes. Anat. Hefte 1899, Nr. 37. — Meyer, H., Die Architektur der Spongiosa. Archiv f. Anatomie, Physiologie usw. von Reichert und Dubois, 1867. — Roux, W., „Subst. spongiosa. Zeitschr. f. orthopad. Chir. 1896, IV. — Schmidt, R, Vergleichend anatomische Studien iiber den mechanischen Bau der Knochen und seine Vererbung. Zeitschsr. f. wiss. Zool. Bd. LXV, 1899. — Sоlger, B., Architektur d. Stiitzsubstanzen, Leipzig. 1892. — Postembryonale Entw. des Skelets. Abh. d. naturforsch. Ges. zu Halle, XX, 1894. — Онъже, Der gegenwartige Stand der Lehre von der Knochen-Architektur. Unters. z. Naturlehre des Menschen und der Tiere, XVI. Giessen. — Почти исключительно до сихъ поръ употребляемый методъ, проводить разрѣзы кости по направленіемъ трехъ главныхъ осей, какъ справедливо замѣчаетъ Solger, недостаточенъ (ср. W. Roux). S. указываетъ на способъ декортикаціи, т. е. сниманія или сдиранія коры, на проведеніе разрѣзовъ во всѣхъ возможныхъ плоскостяхъ, приготовленіе серій срѣзовъ, пластическое воспроизведеніе. — Онъже, Zur Kenntnis des Schenkelsporns usw. Anat. Hefte 1900. № 48. — Онъ же, Spongiosa-Architektur in einer geheilten Fraktur des Oberschenkelhalses und in einem Pirogowschen Sf.umpf. Deutsche med. Wochenschrift 1901. — Wolff, J., Ober die innere Architektur der Knochen. Virchows Archiv, 1870. — Онъ же. Die normale und path. Architektur der Knochen. Arch, fiir Anat. u. Physiologie, 1901. Suppl. Bd. — Zschokke, E., Statik und Mechanik d. Vertebratenskeletts. Zurich, 1892.