Опорно-двигательный аппарат (ОДА) — сложная многоуровневая биологическая система, которая в процессе эволюционного развития достигла оптимальной структурной организации, позволяющей в физиологических условиях длительно и надежно функционировать. Особенно сложное строение имеют кости, поддающиеся вследствие весовой нагрузки, тонуса и работы мышц постоянным механическим напряжениям, величина которых в данной точке на определенном уровне зависит от площади поперечного сечения кости и величины нагрузки. В процессе жизнедеятельности ОДА кости, приспосабливаясь к новым условиям функционирования, благодаря способности костной структуры перестраиваться, иногда вместе с изменением формы, может выдерживать значительные физические нагрузки. Изменение структуры и формы костей в новых условиях двигательной активности, физической нагрузки и тонуса мышц называют функциональной перестройкой. Различают функциональную физиологическую и функциональную патологическую перестройки костей.

Функциональная физиологическая перестройка костей происходит в норме благодаря параллельно протекающим и сбалансированным процессам костеразрушения (остеорезорбция) и костеобразования (остеогенез). Роль статических и динамических функциональных нагрузок в механизме физиологической перестройки костей понимается по-разному. При функциональных перегрузках в отдельной или нескольких костях могут возникать изменения, известные в литературе под названием "патологическая перестройка", морфологическая сущность, условия и механизмы возникновения которой до сих пор остаются до конца не изученными.

Структура кости при изменении нагрузки

Систематическое изучение зависимости формы и структуры костей от условий функциональной нагрузки началось, в основном, после классических анатомических и экспериментальных исследований П. Ф. Лесгафта, Wolff и Roux. Работы П. Ф. Лесгафта и его учеников положили начало функциональной морфологии ОДА, в которой сложилось два основных направления: экспериментально-морфологическое и рентгенологическое.

Подробные обзоры литературы о зависимости формы и строения костей от условий нагрузки приведены в ряде монографий и диссертационных исследований.

Для изучения изменений в костях, вызываемых повышенной или пониженной функциональной нагрузкой, предложены и используются различные модели: денервация конечности, удаление сгибателей или разгибателей предплечья или голени, плавание, бег в третбане, ампутация или резекция костей, подшивание или подвязывание конечности к туловищу, пересечение сухожилий, содержание животных в клетках малого объема, вис, гипсование. Анализ результатов экспериментальных исследований свидетельствует о том, что гистоархитектоника костей адекватно перестраивалась независимо от того, изменялись ли условия общей двигательной активности организма или только отдельных сегментов или целой конечности. Этими работами установлено, что независимо от способа моделирования биомеханических условий развиваются однотипные изменения структурной организации костей.

Стойкое понижение функциональной нагрузки сопровождается истончением компактной кости и костных перекладин, уменьшением массы кости и количества остеонов, увеличением просвета центральных каналов, размеров костномозгового канала и межтрабекулярных пространств, то есть рарефикацией кости (остеопороз).

- Читать "Гипертрофические изменения костей. Физиологическая перестройка костей"