От лёгких натяжений к красивой осанке и биохимическому балансу.

Баланс натяжения и сжатия.

Бакминстер Фуллер, известный также как Бакки, произвёл революцию в архитектуре. А поскольку революцию нельзя произвести локально, его открытие повлияло и на другие сферы жизни. В частности, на понимание того, как работает тело человека начиная от мышц, связок и сухожилий — и до белков-механорецепторов на мембранах клеток.

Фуллер придумал концепцию тенсегрити — от tension (натяжение) и integrity (целостность). Проще показать, чем рассказать:  

tens1

Модели тенсегрити. Рисунок из статьи Дональда Ингбера. Обратите внимание особенно на картинки C и D: структуры тенсегрити могут быть вложенными, и тогда при деформации внешней структуры будет деформироваться внутренняя и наоборот. Похоже на клетку с ядром внутри, правда? Об этом подробнее поговорим в конце статьи.

Структура тенсегрити — это жёсткие элементы, фиксированные друг относительно друга непрерывной сетью упругих эластичных элементов. Такой подход позволяет построить прочный и лёгкий мост или башню, затратив минимум материалов.

Прочность конструкций тенсегрити происходит из того, что на деформацию они реагируют как единое целое. Если мы сильно ударим кирпичную стену, из неё вылетит несколько кирпичей. А если таким же образом ударить тенсегрити-структуру, усилие распределится равномерно по всей системе резинок и структура со временем восстановит исходную форму. Если вы ночью споткнулись и упали на чью-то палатку — произойдёт то же самое. Ничего не сломается, палатка деформируется вся целиком, и восстановит исходную форму как только вы встанете.

tent

Мышцы, связки и кости образуют тенсегрити-структуру.

Модель тенсегрити применима и к телу человека. Наши кости удерживаются вместе “резинками” мышц, сухожилий и связок. Кроме того, существует похожая на трёхмерную паутину система фасций, окутывающих мышцы и внутренние органы. Как и в архитектуре, такая конструкция позволяет перераспределять нагрузку, не перегружая какую-то часть тела. В идеале, конечно. В реальности мы часто сталкиваемся с тем, как ведёт себя тенсегрити-структура, не справившаяся с повреждением: она деформируется целиком вся, как там самая палатка. Поэтому остеопаты и работают со всем телом, а не только с тем местом, которое болит.   

С другой стороны, человеческое тело организовано настолько сложно и красиво, что одной моделью, даже простой и хорошей, его никак не описать. В частности, если мы разрежем одну из резинок на модельках с первого рисунка, то вся структура разрушится. Человеческое тело способно жить и нормально работать не то что без одной мышцы или связки, но и почки, и даже без мозжечка. Так что, модель тенсегрити даёт нам новый интересный ракурс для понимания биомеханики тела, и не более того. И всё же, применений достаточно, сейчас мы на них взглянем.

офц

Работа остеопатов и остеопрактов — это в большой степени баланс натяжений в теле. Важная структура в нашей работе — подъязычная кость, hyoid на этом рисунке. Видно, что она “висит” на системе мышц. Где-то что-то перетянется, и подъязычная кость смесится, а вслед за ней может немного сдвинуться пищевод, шейные позвонки… В результате — ощущение комка в горле, нарушенный ход сосудов шеи, и прочие неприятности. Рисунок из статьи Скарра и Харрисон, 2017

Самые  грамотные и физиологичные системы физических упражнений построены на понимании системы мышц-резинок: где они крепятся к костям, как соединяются друг с другом, в какую сторону тянут кости. Томас Майерс известен как автор модели “анатомических поездов” — систем мышц, функционирующих совместно. Например, вот как можно применить эту концепцию для растяжки:

растяжка

Растяжка нужна в качестве дополнения ко многим видам спорта, но сама по себе, по-моему, категорически скучна. Поэтому пойдём дальше, и посмотрим как принцип тенсегрити работает в более сложных движениях. Чтобы движение было цельным и координированным, оно должно включать всё тело, а не только одну конечность. Случалось вам, например, мыть кота? Кот не отбивается лапами по очереди, он вырывается целиком весь. Так в процесс вовлекаются самые крупные и сильные мышцы, которые есть у кота. Движение каждой лапы начинается с движения корпуса. Отсюда силища, которой вроде как не ожидаешь от кота. И красота его движений — отсюда же.

animation

На принципе цельности движений строятся тренировки ушу, и многих других боевых искусств и танцев. Такие движения красивы, естественны и эффективны. “Энергия ци”, которая должна свободно течь по телу, иначе… кхм. Иначе всё пропало. Так вот, слово “энергия” добавилось из-за трудностей перевода. “Ци” — это натяжение. У струн гитары есть ци, и у наших мышц, связок и сухожилий есть ци. От правильного распределения ци зависит наше здоровье и красота наших движений. Почитайте подробнее об этом у Егора Лобусова. Он разобрался в вопросе очень глубокого: медицинское и остеопатическое образование, несколько лет в Китае, многолетняя практика тайзицюань — эксперт, одним словом.

 

Цитоскелет и баланс натяжения и сжатия на клеточном уровне.

Долгое время клетку в механическом смысле описывали как мягкий мешок, туго заполненный жидкостью или гелем. Сейчас понятно, что всё значительно интереснее. Внутри клетки есть цитоскелет — система белковых балок разной толщины, которые клетка может быстро собирать и разбирать, и таким образом менять форму. Некоторые цитологи, первым среди которых стал Дональд Ингбер, обратили внимание, что цитоскелет вместе с эластичной клеточной мембраной образует тенсегрити-комплекс. Интерес здесь в том, что это не только объясняет устойчивость клетки к деформирующим воздействиям, но и поднимает вопрос: как эти самые механические деформации влияют на физиологию клетки?

ECM.png

Так выглядит на молекулярном уровне поверхность клетки. Обратите внимание, что к одним и тем же белкам присоединяются элементы цитоскелета на внутренней стороне клетки, и элементы внеклеточного матрикса — на внешней.
Читателям, желающим глубоко разобраться в вопросе, я советую почитать работы самого Ингбера, например вот эту статью 2014 года, благо она в открытом доступе. Для остальных коротко самый сок из этой статьи.

В мембрану каждой клетки встроены белки, состояние которых зависит от векторов приложенных к ним физических сил. Белок — это большая, сложно организованная молекула. Представьте её себе как хитрый стимпанковский механизм. Потянув за ручку, мы запускаем механизм, всё шевелится и перемещается, механический музыкант играет для нас на шарманке. Механическое изменение структуры белка может подобным образом запускать каскад химических реакций, изменяя биохимию самой клетки, и, поскольку клетки тесно связаны друг с другом, изменяя состояние соседних клеток.

Самый простой пример: если клетка испытывает натяжение в плоскости, то есть её растягивает в блин, то вероятность того, что она скоро будет делаться, возрастает. Это логично и адаптивно: раз клетку так растягивает, то, вероятно, её обладатель(ница) скоро станет мамой, и ей нужно больше клеток кожи, чтобы всё необходимое поместилось у неё внутри. После родов натяжение пропадёт, клетки делиться перестанут, и их количество будет постепенно сокращаться.

Теперь снова вспомним про то, что структуры тенсегрити могут быть вложенными одна в другую. Это даёт нам две новые картины:

  1. Клетка и внеклеточный матрикс. Снаружи от клетки может быть множество молекулярных волокон, частично прикреплённых к её мембране. Натяжение этих волокон изменяет состояние мембраны клетки, встроенных в неё белков и, следовательно, физиологию и биохимию клетки. Говоря просто, клетку можно снаружи потянуть за верёвочки, и от этого она изменит свою работу. Будет производить другие химические вещества в других количествах, например.
  2. Клетка и клеточное ядро. На мембране ядра тоже есть белки, чувствительные к натяжению. А внутри ядра есть ДНК. Оказывается, что “потянув за веревочки” снаружи клетки, можно изменить экспрессию генов. Это один из механизмов дифференцировки клеток в эмбриогенезе, то есть будет ли клетка давать начало кости или сосуду зависит от того, в какую сторону её тянут.  

Главное — потянуть за правильные ниточки.

Получается, что регулируя баланс натяжений в нашем теле, мы можем:

  • исправить осанку
  • добиться красоты и эффективности движений
  • снять лишнюю нагрузку с мышц

    и, что в плане самочувствия более существенно,
  • отрегулировать биохимическое состояние наших клеток и тканей, благодаря их встроенности в макроскопическую систему натяжений через внеклеточный матрикс и цитоскелет.

Я знаю два способа отрегулировать этот баланс: разнообразная и грамотная физическая активность, например ушу или йога, и остеопатия/остеопрактика. Они дополняют друг друга. Без адекватной физической активности организм чахнет, и в то же время есть вещи, которые самому себе упражнениями не поправишь.

Будьте здоровы и устойчивы как палатка на ветру 🙂

longread-button