Wolffs lag

Wolffs lag , utvecklad av den tyske anatomen och kirurgen Julius Wolff (1836–1902) på 1800-talet, säger att ben hos ett friskt djur kommer att anpassa sig till de belastningar som det placeras under. Om belastningen på ett visst ben ökar, kommer benet att omforma sig med tiden för att bli starkare för att motstå den typen av belastning. Den inre arkitekturen av trabeculae genomgår adaptiva förändringar, följt av sekundära förändringar av den yttre kortikala delen av benet, som kanske blir tjockare som ett resultat. Det omvända är också sant: om belastningen på ett ben minskar, kommer benet att bli mindre tätt och svagare på grund av avsaknaden av den stimulans som krävs för fortsatt ombyggnad . Denna minskning av bentätheten ( osteopeni ) är känd som stressavskärmning och kan uppstå som ett resultat av en höftprotes (eller annan protes). Den normala ^{stressen på ett ben skyddas från det benet genom att} placeras på ett protesimplantat.

Mekanotransduktion

Ombyggnaden av ben som svar på belastning uppnås via mekanotransduktion , en process genom vilken krafter eller andra mekaniska signaler omvandlas till biokemiska signaler i cellulär signalering. Mekanotransduktion som leder till benremodellering involverar stegen mekanokoppling, biokemisk koppling, signalöverföring och cellsvar. De specifika effekterna på benstrukturen beror på belastningens varaktighet, storlek och hastighet, och det har visat sig att endast cyklisk belastning kan inducera benbildning. När den laddas strömmar vätska bort från områden med hög kompressionsbelastning i benmatrisen. Osteocyter är de mest förekommande cellerna i ben och är också de mest känsliga för sådant vätskeflöde orsakat av mekanisk belastning. Vid avkänning av en belastning reglerar osteocyter benombyggnad genom att signalera till andra celler med signalmolekyler eller direktkontakt. Dessutom är osteoprogenitorceller, som kan differentiera till osteoblaster eller osteoklaster, också mekanosensorer och kommer att differentiera beroende på belastningstillståndet.

Beräkningsmodeller tyder på att mekaniska återkopplingsslingor stabilt kan reglera benombyggnad genom att omorientera trabeculae i riktning mot de mekaniska belastningarna.

Tillhörande lagar

När det gäller mjukvävnad förklarar Davis lag hur mjukvävnad ombildar sig själv enligt ställda krav.
Förfining av Wolffs lag: Utah-Paradigm of Bone physiology ( Mechanostat Theorem) av Harold Frost .

Exempel

Tennisspelare använder ofta en arm mer än den andra

De rackethållande armbenen hos tennisspelare blir starkare än den andra armens. Deras kroppar har stärkt benen i deras arm som håller i racketen, eftersom den rutinmässigt utsätts för högre påfrestningar än normalt. De mest kritiska belastningarna på en tennisspelares armar uppstår under serven. Det finns fyra huvudfaser av en tennisserv, och de högsta belastningarna uppstår vid extern axelrotation och bollpåverkan. Kombinationen av hög belastning och armrotation resulterar i en vriden bentäthetsprofil.
Tyngdlyftare visar ofta ökad bentäthet som svar på sin träning.
Astronauter lider ofta av det omvända: när de befinner sig i en mikrogravitationsmiljö tenderar de att förlora bentäthet.
De deformerande effekterna av torticollis på kraniofacial utveckling hos barn.

Se även

Das Gesetz der Transformation der Knochen - 1892. Reprint: Pro Business, Berlin 2010, ISBN 978-3-86805-648-8 .
Wolff, J. (april 2010). "Klassikern: om benens inre arkitektur och dess betydelse för bentillväxt" . Clin Orthop Relat Res . 468 (4): 1056–1065. doi : 10.1007/s11999-010-1239-2 . PMC 2835576 . PMID 20162387 .

externa länkar

Julius Wolff Institut , Charité - Universitätsmedizin Berlin, huvudsakliga forskningsområden är regenerering och biomekanik av muskuloskeletala systemet och förbättring av ledproteser.