Кости: внутри и снаружи - Рой Милз

А как быть, если кто-то не хочет или не может стимулировать выработку пьезоэлектричества ходьбой? Достаточно ли постоять в кузове автомобиля, который трясется на покрытой щебнем дороге? Это могло бы сработать, но пикапы и неасфальтированные дороги не всегда под рукой. Существуют более подходящие для домашнего использования устройства, в частности вибрирующие платформы. Их можно купить в интернете в два клика: производители на все лады расхваливают предполагаемые преимущества регулярного применения своих изделий, в том числе обещают увеличение плотности костной ткани. Некоторые научные статьи подтверждают определенный положительный эффект виброплатформ, хотя их влияние на плотность кости пока не доказано. Такие платформы отличаются друг от друга по скорости, интенсивности и направлению вибрации, а также по рекомендуемой частоте и продолжительности процедур. Лично я сторонник пеших прогулок, но виброплатформы могут пригодиться людям, которым нужно сохранить костную массу, но у которых нет возможности ходить и нормально сопротивляться гравитации – например, космонавтам и детям с тяжелым церебральным параличом.

Растущие кости меняют форму в ответ на действие сгибающих сил точно так же, как реагируют на прилагаемые нагрузки на микроскопическом уровне. Когда ребенок только начинает ходить, у него часто заметно искривление ног, и он вышагивает, как маленький ковбой. В норме все исправляется само собой за несколько лет, так как ростовые пластинки с внутренней стороны колена будут работать чуть активнее, чем с внешней. Они даже стараются больше, чем нужно: у некоторых взрослых колени из-за этого оказываются немного вывернуты внутрь. Если чрезмерное отклонение ног в ту или иную сторону не исчезает, хирург-ортопед может сделать операцию, чтобы замедлить или остановить дальнейший рост с излишне длинной стороны кости, давая короткой стороне возможность нагнать ее и выпрямить конечность.

Еще сорок пять тысяч лет назад люди начали намеренно изменять форму черепа новорожденным и маленьким детям. Антропологи могут только строить предположения, зачем разные культуры придумали этот ритуал. Не исключено, что деформированный череп являлся признаком высокого статуса или этнической принадлежности. Некоторые племена индейцев делали заднюю часть черепа плоской, крепко привязывая головку младенца к доске-люльке. Кости черепа и соединения между ними в таком возрасте мягкие, поэтому к трем годам искусственная деформация черепа завершалась. Другие культуры, в том числе гунны, майя и обитатели тихоокеанских островов, отдавали предпочтение вытянутым черепам: для этого голову ребенка обвязывали веревкой чуть выше глаз к затылку. Давление постепенно придавало мягким костям и пластичным соединениям между ними желанный вид.

Возраст этого черепа из Перу – более двух тысяч лет. На всех обитаемых континентах люди по непонятным для нас причинам меняли детям форму головы. Этот обычай иллюстрирует пластичность растущей кости

Музей остеологии

Сравните эти традиции с древним китайским обычаем бинтовать ступни девочек в возрасте от четырех до девяти лет. Сломанные кости и деформированные суставы тоже соответствовали принятым в обществе стандартам красоты.

Лично я не поклонник бинтования ступней и формирования черепов, однако и то и другое – прекрасная иллюстрация универсальности и адаптируемости кости, которая конкурирует за звание лучшего в мире материала с другими удивительными веществами. Давайте рассмотрим твердые штуки, которые торчат из десен большинства позвоночных и имеются у копытных животных. Кости ли это? В случае зубов – нет. И зубы, и кости твердые, плотные и содержат кальций, но химический состав и структура у них совершенно разные, поэтому не приплюсовывайте зубы к общему числу костей в организме – тем самым двумстам шести. Что касается бивней слона, то они представляют собой непрерывно растущие передние зубы.

А как насчет копыт, когтей и ногтей? Все перечисленное – потенциально опасное оружие и прекрасное средство защиты, но костью не является. Это роговые образования из кератина – еще одного волокнистого белка, имеющего определенное сходство с коллагеном. В кератиновой сети нет кристаллов кальция, поэтому по сравнению с костью кератин более гибкий и легкий. Тонкая сеть кератина присутствует, например, в коже, что делает ее надежным защитником наших драгоценных косточек. Намного толще слой кератина, который покрывает кость в черепашьем панцире, птичьем клюве и коровьих рогах.

Некоторое недопонимание может вызвать китовый ус – по-английски whalebone, «китовая кость». Он имеется у некоторых видов этих животных и нужен, чтобы отфильтровывать вкусный криль из большого объема морской воды. Китовый ус состоит из кератина – из этого же вещества образованы наши волосы и ногти, и в XIX веке из его длинных гибких полосок делали каркасы для воротников, корсеты, кнуты и спицы для зонтиков. Сегодня корсеты, кринолины и костюмы укрепляют сталью, пластиком и тростником, однако необходимые детали по-прежнему называют косточками.

Южные (на фото) и горбатые киты используют китовый ус, чтобы отфильтровывать пищу из большого объема воды. По-английски китовый ус иногда называют китовой костью, но состоит он из кератина – из этого же вещества образованы волосы и ногти. Из настоящих челюстных костей южных китов эскимосы делают каркасы для своих жилищ

Национальный музей естественной истории, Париж, Франция

Живая кость, в отличие от находящегося на виду кератина, скрыта от глаз, но есть два исключения. Первое и самое очевидное – оленьи рога. Самцы лосей, северных оленей и других представителей оленьего семейства отращивают рога, а затем сбрасывают их – как правило, раз в год. Рога выходят из черепа – обычно из области под хрящевыми колпачками на кончике особых выростов лобной кости – и растут быстрее любой другой кости млекопитающих. Молодые рога покрывает тонкий слой бархатистой кожи, богатой кровеносными сосудами, которые поставляют необходимые для стремительного роста рогов питательные вещества. Когда процесс роста завершается, кожа высыхает, и животное сдирает ее с рогов. Лишенная крови и питания кость отмирает. Роскошные рога будут выставлены на всеобщее обозрение до тех пор, пока остеокласты – разрушающие кость клетки – не отсоединят их от черепа. Сброшенные рога являются превосходным источником кальция для живущих на земле мелких зверьков, которые обгладывают их, чтобы порадовать свое сердце.

Второе исключение – чешуйчатая кожа некоторых пресмыкающихся, лягушек и ряда млекопитающих. Эти особые костные пластинки называют остеодермой – это слово образовано из сочетания слов «кость» и «кожа». Остеодерма образует подобие гибкой брони – огромный гребень на спине стегозавра, бугристую кожу ядозуба и впечатляющий щит броненосца. Крокодилы нашли остеодерме еще два способа применения. Когда в прохладный денек крокодил лежит на берегу, его окостеневшая кожа, имеющая отличное кровоснабжение, собирает солнечный свет и греет внутренности владельца. В жару тепло начинает течь по остеодерме в обратном направлении. Еще крокодилы умеют полностью погружаться под воду и задерживать дыхание. В таких случаях остеодерма замедляет накопление углекислого газа и закисление крови, служа временным источником «хороших» ионов и обменивая их на «плохие» ионы из крови.