BIOMEHANIKI ASPEKT OSTEOGENEZE Elementi lokomotornog sistema Lokomotorni sistem

BIOMEHANIČKI ASPEKT OSTEOGENEZE

Elementi lokomotornog sistema • Lokomotorni sistem čovjeka je čovjekov zglobno-koštanomišićni sistem koji mu omogućava kretanje. • Ovaj sistem ima pasivni i aktivni dio • Pasivni dio su kosti i zglobovi, a aktivni dio su skeletni mišići • Sile koje djeluju na tijelo su vanjske (gravitacija) i unutrašnje koje su posljedica mišićnih kontrakcija i prenose se neposredno na kosti skeleta. Zato se kosti ponašaju po zakonima poluge, a ove poluge u sistemu povezuju zglobovi.

Kosti • . . . Se dijele na duge, kratke i pljosnate • Duge kosti su one kod kojih je jedna dimenzija mnogo veća od drugih (ramena kost-humerus, natkoljenica –femur). • Kratke kosti imaju svetri dimenzije slične (kosti šake i stopala). • Pljosnate kosti imaju dvije dimenzije veće od treće (kosti lobanje, karlične kosti, grudna kost).

Zglobovi • Jednoosni ili cilindrični (slični baglami na vratima) npr. Zglob lakta, koljena, zglobovi prctiju – rotacija oko jedne ose • Dvoosni zglobovi: ili elipsoidalni, npr. Skočni zglob stopala, zglob korjena šake • Troosni zglobovi ili kuglasti: završavaju se u sfernom obliku, npr. Zglob ramena ili zglob kuka

Mišići • Kontrakcija i dilatacija: • Statičko i dinamičko djelovanje mišiča • Ako je dužina mišića stalna, onda on djeluje statički, a ako se mijenja u vremenu, onda je to dinamičko djelovanje. • Fiziološki presjek mišića: za vretenaste mišiće on se mjeri na najširem dijelu okomito na mišićna vlakna i predstavlja površinu ovog presjeka. • Intenzitet mišićnog djelovanja je sila koju ispoljava jedinična površina fiziološkog presjeka koji je maksimalno kontrahovan. Za sve mišiče on se kreće u rasponu od 0, 6 do 1, 4 MPa.

Koštana depozicija i apsorpcija Koštano tkivo čine koštane ćelije koje su na površini kostiju zbijenije, a u unutrašnjosti razrjeđenije Svaka kost je pokrivena pokosnicom (periostom) u kojoj se nalazi najveći dio mladih koštanih ćelija (osteoblasta) Koštane ćelije neprekidno stvaraju koštano tkivo i omogućavaju rast kostiju u dužinu i u širinu – koštana depozicija (taloženje) U graničnim oblastima mnogih šupljina kostiju nalaze se krupne ćelije – osteoklasti koje razaraju i apsorbuju unutrašnje dijelove koštanog tkiva – koštana apsorpcija

Funkcionalna adaptacija kostiju Ako se stepen korištenja nekog dijela tijela ili organa uveća on će da se uveća (hipertrofiše), a ako ne, onda će on da se smanji (atrofiše). Osteogeneza (proces nastanka i formiranja kostiju) omogućava da se kost funkcionalno adaptira na sile koje djeluju na njega i to u smislu promjene strukture i u smislu promjene forme

“Zakon transformacije kostiju” 1892. Julius Wolff “Svaka sila koja trajno ili veoma često djeluje na određenu kost mišićnoskeletnog sistema dovodi do očvršćavanja te kosti, tj. povećanja gustine koštanih ćelija i debljine kosti. ” Permanentno fizičko opterećenje kostiju ima stimulativan efekat na koštanu depoziciju.

Adaptacija forme kosti Osteogeneza omogućava i trajnu adaptaciju forme kostiju u skladu sa silama koje djeluju na kost (kost se svojim izvijanjem štiti od djelovanja poprečnih ili transverzalnih sila, težeći da se postavi longitudinalno u odnosu na pravac djelovanja sile na nju). Forma kosti se mjenja u toku života zavisno od funkcija koje vrši. Kosti su ugaone poluge.

Mahanički model adaptacije forme kosti Qa- aksijalna komponenta sile Q čije se dejstvo prenosi duž ose poluge tako da ona djeluje na zglob Qt- transverzalna komponenta sile Q, teži da savije polugu naniže F- sila znatno jača od komponente Qt, smanjuje učinak sile Qt

• Ako se poluga savije tako da čini tup ugao s tjemenom u B, može se pokazati da će sile u potpunosti djelovati aksijalno, t. j. duž oba dijela poluge. • Poluga ovog oblika nije izložena transverzalnim komponentama sila i ona je u ravnoteži. S druge strane, kost je po svojoj strukturi izuzetno otporna na djelovanje aksijalnih sila, a povećana površina glave kosti štiti klizne površine u zglobu od jakih pritisaka izazvanih ovim silama.

Zaključujemo: Smjer savijanja kosti je suprotan smjeru djelovanja sile. Smjerovi sila F i Q su takvi da se njihove napadne linije uvijek sijeku u tački B, tj. u tjemenu ugla poluge. Tako može da se predvidi mjesto izmjene forme kosti pri djelovanju sila na nju Kao što kod prave poluge rezultantna sila koja na nju djeluje mora da prolazi kroz oslonac, tako i rezultujuća R sila F i Q također prolazi kroz centar O rotacije poluge, tj. zglob. Cjelokupno djelovanje poluge na zglobnu čašicu je tada aksijalno, tj. sila na čašicu djelovaće duž ose onog dijela poluge koji ulazi u čašicu