发布时间 : 星期四 文章12、骨的形态适应外部力学环境的机制是什么？更新完毕开始阅读
12、骨的形态适应外部力学环境的机制是什么？
答：动物骨的力学环境适应性能够适应力学环境的不只是树，动物的骨、筋肉、血管等等生物体也具有力学环境适应机能。动物的生体组织也是如此，即使没有来自中枢神经的指令也能自律自适应地改变组织的形态和强度。
机能自适应（或“机能更新”）—— 像上述那样，相应于力学环境的变化生体组织自适应地发生变化的现象。
关于骨相应于力学环境的适应性问题，曾经有人进行过骨的形状、密度增减的研究。宇航员长期生活在无重力的环境中，骨中钙的成分会减少，这是因为加在骨上的力的变化、骨组织反应引起骨密度变化而造成的。骨组织是多细胞的集合体，细胞群感知到力的作用使骨密度发生变化。
骨密度变化的原因：骨密度的变化是由于骨被侵蚀后再吸收的破骨细胞和形成骨的骨芽细胞的活动引起的。在细胞水平上，尚未解释清楚的部分还很多，但是骨组织感知力的机能和相应地改变骨密度的机能已经被证实。
从工学角度看骨密度变化的局部反馈作用机制（已被研究证实）：现在假设有外力作用在生物体的骨上。此外力作用下骨的内部将产生应力，但应力值将因部位而异。因此，着眼于骨的一部分研究骨在外力作用下的举动。
(1) 被研究骨的部位所产生的应力比基准值大的情况下：该部位骨的密度上升。因为比其它部位骨密度大，所以难于变形 —— 变形小。由此该部位的应力值得到抑制。
(2) 产生应力比基准值小的情况下：该部位骨密度减小，容易变形。因此，其应力值易提高。
总之，在此局部反馈机制发生作用下，各部位应力能够以某一适当值保持在定常状态，从而使骨的整体呈完全合理的形态。
骨的构造：骨的外侧 —由被称为致密骨的坚硬骨层覆盖着；骨的内部 —海绵状的微细骨整齐地排列着。
骨的奇妙外形和内部精致构造是怎样形成的，生物的形态基本上是由遗传信息决定的。但是，有人认为：形态不完全是由遗传信息决定的。M.Petrty, J.Hert等人经研究指出：受后天因素，即机能更新作用影响很大，常常外在形状也产生明显变化。而且，很早以前就认为：骨是以最小的材料发挥着最大强度的形态。
这种说法大多数都由Re-modeling（机能更新/机能自适应）的作用来解释。因此，从生物机能自适应的作用出发来考察工学问题。