Закон Вольфа — закон, гласящий, что кость здорового человека или животного адаптируется к нагрузкам, которым подвергается. 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 Перестройка кости в соответствие с нагрузкой осуществляется при помощи механотрансдукции — процесса, через который силы и другие механические сигналы преобразуются в клеточные сигналы. Механотрансдукция включает в себя этапы механического соединения, биохимического соединения, передачи сигнала и клеточной реакции. 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 выдавливается из зоны высокого давления в костном матриксе. Остеоциты являются наиболее распространёнными клетками в кости, и наиболее чувствительны к таким утечкам жидкости. Когда появляется нагрузка, остеоциты регулируют перестройку кости, взаимодействуя с другими клетками напрямую или с помощью сигнальных молекул. Кроме того, остеопрогениторные клетки, которые образуют остеобласты и остеокласты, механочувствительны и могут дифференцироваться в зависимости от режима нагрузки на кость.
В современной анатомии приняты следующие принципы организации кости, близкие по смыслу к закону Вольфа:
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 Закон Дэвиса объясняет, как мягкая ткань изменяется в зависимости от фиксированных положений.
Усовершенствованный закон Вольфа: теорема механостатики Гарольда Фроста.
Примеры 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 по мячу. Комбинация высокой нагрузки и вращения способствуют формированию искривленного профиля распределения плотности кости.
У тяжёлоатлетов часто наблюдается увеличение плотности кости в ответ на тренировку.
Деформирующие эффекты кривошеи на развитие лица и черепа детей.
Примечания
Категория:Биологические законы Категория:Костная система