Таз также подобен колесу тенсегрити: гребни подвздошных костей, лобок и седалищные кости представляют собой внешний обод, а крестец (ступица) связан с прочными крестцово-подвздошными, крестцово-бугорными и крестцово-остистыми связками (Pardehshenas et al., 2014). Головки бедренных костей также похожи на ступицы в спицах подвздошно-бедренной, лобково-бедренной и седалищно-бедренной связок (Levin, 2007; Flemons, 2007). Плавающие сесамовидные кости Очевидно, что все эти описания лишь набросок очень обобщенной модели. В анатомической реальности каждый сустав является перекрестком огромного числа натяжных элементов разного масштаба — от единичных волокон до ансамблей мышц, сухожилий, связок и т. д. Однако уже эта модель хорошо иллюстрирует принцип плавающей сесамовидной кости, предлагая рассматривать все кости как функционирующие по данному сесамовидно-плавающему принципу. Рис. 7.7. Акробатическая гимнастика наглядно демонстрирует, что весь вес тела может полностью удерживаться исключительно за счет сил натяжения в плечевых суставах. Гимнастки Элеонора Лашо и Клара Гинар. (Воспроизведено с © Trampoline club du Dauphiné, Википедия) У позвоночных способность костей к подвижности относительно друг друга является важной особенностью их анатомии, преемственной на протяжении миллионов лет эволюции. Поэтому логично предположить, что все суставы, соединяющие кости друг с другом и обеспечивающие их подвижность, будут функционировать в соответствии с одними и теми же механическими и структурными принципами. Можно выделить три основных подхода к механо-структурной интерпретации подвижности в костно-суставной системе позвоночных. Первая модель — система рычагов. Это наиболее старая и распространенная модель, однако при более внимательном рассмотрении у этой традиционной интерпретации обнаруживаются серьезные недостатки, в первую очередь связанные с наличием очень больших изгибающих моментов сил и разрушительных концентраций напряжения в динамике (рис. 4.5). Вторая модель — это система ЗКЦ, в первую очередь четырехзвенных.
В этой модели балансом подвижность-стабилизация управляет сама внутренняя сетевая структура посредством комбинации ограничений и связности в распределении сил по плоскостям взаимодействий (Bradley et al., 1988) (рис. 7.6 и 7.8). Рис. 7.8. Виды сбоку на человеческое колено в сгибании и разгибании, с крестообразными связками и костями, сконфигурированными в виде частей перекрестной четырехзвенной кинематической цепи, которая направляет движение (не в масштабе). И наконец, третья модель — это конфигурации тенсегрити. В качестве конфигурации тенсегрити все ткани, окружающие сустав, объединяются в функциональную объемную единицу, которая преобразует внешние нагрузки и напряжения во внутренние натяжения, закольцованные и распределенные по всей системе. Более того, тенсегрити-система внутренне способна к нелинейной адаптации. С каждым шагом увеличения внешней нагрузки растет и ее внутреннее сопротивление (рис. 3.4). И тогда жестко-струнный т-икосаэдр становится идеальной моделью для понимания подвижности суставов, поскольку он отображает все основные необходимые для этого характеристики (Levin, 2006). Щель в пространстве Одной из особенностей тенсегрити-модели является то, что компрессия прерывистая, т. е. она не передается непосредственно между распорками (костями), находящимися в океане цельно-замкнутого натяжения. Напомним, что в качестве примера, важного для понимания тенсегрити-модели и ценности для анализа структурных взаимодействий, в главе 6 мы рассматривали т-модели как модульные спирали/ пружины со сложной внутренней структурой в отличие от типовых непрерывных пружин, которые внутренне просты. Самым базовым вариантом сопоставления тенсегрити-модели и анатомии является упрощенная костно-суставная миофасциальная схема в области синовиального сустава. В ней кости принимаются за компрессионные распорки, а мягкотканевой комплекс (связочно-капсульно-сухожильно-мышечный) рассматривается как струнная система сферически-кольцевого самонатяжения вокруг суставного соединения. Даже эта самая упрощенная тенсегрити-модель на удивление хорошо согласуется с анатомической реальностью. Исследования коленного и других суставов показали, что in vivo взаимокомпрессия между нормальными суставными поверхностями либо очень незначительна, либо вовсе отсутствует, даже при попытках столкнуть соседние кости друг с другом, прилагая дополнительное усилие (Terayama et al., 1980; Levin, 1981; Hakkak et al, 2015)! Колено Как мы уже отмечали раньше, в своей обширной клинической практике заведующего ортопедического отделения крупного госпиталя С. Левин многократно наблюдал, что в здоровых суставах суставная щель, наличие просвета между костями сохраняется даже под нагрузкой. Но на этом его эмпирические исследования не закончились. Как настоящий ученый, С. Левин решил поставить эксперимент на самом себе, когда выяснилось, что его собственные колени потребовали небольшой артроскопической чистки.