Взаимосвязь морфологических характеристик фибриллярной организации костного матрикса и его механических свойств с позиций теории слабого звена

Аннотация

Цель. На основании результатов собственных исследований и данных других авторов определить влияние масштабного фактора (увеличение диаметра фибрилл) на прочностные свойства костных структур при старении организма.
Результаты. Показано, что увеличение диаметра фибрилл при старении организма является дополнительным фактором механического ослабления костных структур. Морфологической основой «слабого звена» являются связи между структурами минерального матрикса. Биомеханическим условием разрушения этих связей является локальное рассогласование направления действующих сил и продольных осей минеральных структур. Это рассогласование вызвано тем, что морфологическая основа костной ткани в каждом локусе скелета относительно неизменная, а направление действующих сил при выполнении локомоторных функций постоянно меняется, так же как и их величина. В результате локус с наибольшим рассогласованием продольных осей минеральных структур и направления действующих сил постоянно «мигрирует» в конкретном участке костной ткани. В развитии теории «слабого звена» показано, что в условиях живой природы процесс обмена и постоянного обновления костных структур при старении приводит к увеличению абсолютного количества «слабых звеньев».
Заключение. В условиях живой природы в процессе обмена и постоянного обновления костных структур регуляторно-метаболические сдвиги вызывают увеличение абсолютного количества «слабых звеньев». Именно это увеличение и является одной из причин экспоненциального снижения прочностных свойств костных структур, например, при старении.