Рисунок 15. Нагрузка способствует повышению плотности кости. Йога компенсирует ущерб, причиненный повседневной деятельностью. Обратите внимание на прекрасный позвоночник этого практика и учителя йоги с 16-летним стажем.
Закон Вольфа может иметь отношение к вопросу, задаваемому многими современными исследователями: оказывают ли физические нагрузки влияние на качество костей, т. е. на сочетание МПКТ и структурных элементов?
Когда ребенок рождается на свет, головки его бедренных костей совершенно прямые, точно как у эквивалентных костей плеча. Но, когда ходьба становится привычным способом передвижения, бедренная кость начинает расти под углом и становится прямой только от большого вертела, где работают сильные мышцы, противостоящие силе тяжести. У детей, с рождения лишенных возможности ходить, этот характерный угол головки бедренной кости не формируется и бездействующая кость остается прямой до конца жизни.
Кость укрепляется, подстраиваясь под нагрузки, оказываемые на нее во время ходьбы. Смещение головки бедра усиливается до тех пор, пока это необходимо для адекватного противостояния силе тяжести. Затем, словно по заранее написанному сценарию, смещение прекращается. Да, наши движения оказывают огромное влияние на формирование костей. Теперь давайте сосредоточимся на этом удивительном принципе.
Рисунок 16. Искривление бедренной кости подобно аркбутану – это реакция на действие отводящих мышц, удерживающих тело в вертикальном положении, когда противоположная нога выносится вперед при ходьбе, лишая его одной из опор. По мере наращивания костной массы между суставом и плечом рычага, в области большого вертела, увеличивается угол смещения. У парализованного ребенка бедренная кость не подвергается воздействию этих сил и сохраняет первоначальную прямую форму.
Глава 6. Закон Вольфа и йога
Эта история начинается так: немецкий инженер приходит в Музей естествознания в Кельне, где ему предстоит соорудить грузоподъемный кран. Он замечает, что некоторые участки костей в крыле грифа имеют ту же форму и структуру, что и стрела крана, который он конструирует.
Он пишет небольшую статью об этом удивительном сходстве, и ее читает Джулиус Вольф, хирург и анатом. Он решает разобраться в этом вопросе. Вольф изучает множество разных костей и везде замечает определенный рисунок внутренних перекладин. Несколько лет спустя, в 1892 году, он пишет книгу об этом явлении. Вольф предлагает свою теорию для объяснения удивительного естественного процесса в филуме хордовых, к которому относятся все живые существа, имеющие кости и спинной мозг: кости укрепляются там, где это больше всего необходимо.
Он формулирует принцип, выражающий сущность обнаруженного природного явления. Закон Вольфа гласит, что внутренняя архитектура кости, т. е. ее структура и форма, подстраивается под функциональные нагрузки.
Если нагрузка на какую-то кость возрастает, со временем эта кость трансформируется и становится прочнее, чтобы противостоять нагрузке. Обратный процесс тоже имеет место: точно так же кость адаптируется к уменьшению нагрузки, становясь тоньше и слабее. Многочисленные исследования подтвердили, что давление на кость представляет собой огромную силу, отвечающую за форму и прочность кости.
Силы, укрепляющие кость
Откуда берутся эти нагрузки? Какие силы воздействуют на наши кости? Давайте начнем с нескольких примеров.
• Мышечный стимул. Кости в рабочей руке теннисиста становятся гораздо прочнее костей в противоположной руке, поскольку постоянно подвергаются нагрузке.
• Сила земного притяжения. Астронавты, много времени проводящие в космосе, часто возвращаются на Землю с ослабленными костями, поскольку их мышцы были лишены противника – сила тяжести не оказывала на них никакой нагрузки. Их организм забрал из костей значительную часть находившихся там минералов.
Сила тяжести не единственная и не самая большая сила, действующая на кости. Хотя с ней, безусловно, приходится считаться и она играет важную роль в сохранении прочности и структуры костной ткани, две другие силы по своей природе должны быть еще больше: сила биомеханического рычага и динамическая нагрузка.
Сила биомеханического рычага обусловлена нашей анатомией. Каждый ребенок весом 20 кг знает, что сможет поднять папу весом 90 кг, если тот достаточно близко сядет к поперечине качелей из доски, положенной на бревно. Многие мышцы, такие как четырехглавые, прикреплены близко к суставу, через который они перекидываются, что создает значительное усилие рычага. Например, надостная мышца плеча, расположенная в надостной ямке лопатки, крепится к верхнему краю плечевой кости, создавая нагрузку, в пятьдесят раз превышающую любой вес, поднимаемый выпрямленной рукой. Этот выигрыш в силе способен многократно преумножить силу земного притяжения.
Рисунок 17. Этот рычаг значительно увеличивает силу, воздействующую на кость.
Динамическая нагрузка возникает в том случае, когда одна мышца или группа мышц противостоит действию другой, и при выполнении большинства асан йоги такое происходит неслучайно. Создаваемая сила превышает силу тяжести. Поскольку имеются две группы мышц, оказывающие противоположное воздействие, нагрузка на кость удваивается. Астронавты могли бы сократить потерю костной массы и, следовательно, минимизировать остеопороз, если бы в космосе занимались йогой.
Мышечная деятельность заставляет кости укрепляться гораздо активнее, чем только сила тяжести, тем самым защищая их от чрезмерного истончения. Есть вероятность, что этот эффект проявляется даже в условиях дефицита кальция. Современная наука проследила и подтвердила практически каждый этап этого процесса. Было измерено достаточное количество биохимических маркеров формирования кости до и после различных видов деятельности, подразумевающих динамическую нагрузку. Один из биомеханических маркеров, 3Н-уридин, относительно прост в измерении. Его уровень повысился в шесть раз по сравнению с уровнем в ткани, находившейся в состоянии покоя, после нагрузки на кости как в лаборатории, так и в естественной среде. Длительность нагрузки тоже играет важную роль. В ходе другого исследования понадобилось всего восемь секунд динамической нагрузки, чтобы запустить физиологические процессы, предупреждающие ослабление кости. В йоге позы удерживаются дольше восьми секунд.
Это одна из причин эффективности йоги с точки зрения профилактики уменьшения плотности костей и устранения уже возникших проблем: тело на какое-то время замирает в асане. Здесь нет постоянной смены движений, как в теннисе, велосипедной езде и многих других видах спорта. Благодаря занятиям йогой кость достаточно долго подвергается воздействию стимулов, чтобы они могли запустить процесс укрепления.
