Конечно, состав и прочность кортикального слоя кости имеют некоторые различия, но губчатое вещество имеет намного больше вариаций, поскольку образующие его костные перекладины могут располагаться под разными углами и создавать самые разнообразные формы. Прочность костей и, соответственно, вероятность перелома только на 60 процентов зависят от их плотности. За остальные 40 процентов несет ответственность структура губчатого вещества.
Прочность этого костного образования можно рассчитать по формуле, выведенной великим швейцарским математиком Леонардом Эйлером (1707–1783). Теория изгиба Эйлера гласит, что сила упругости прямолинейного стержня под действием продольных сжимающих сил обратно пропорциональна квадрату свободной длины, т. е. расстояния между его поперечными стержнями.
Минеральный состав и геометрическая структура элементов кости обусловливают качество кости, которое всегда учитывается при расчете ее прочности: две кости одинаковой плотности могут иметь разную структуру. Не нужно быть инженером, чтобы понимать: мост выдержит больший вес, чем предназначенные для его строительства материалы, беспорядочно сваленные в кучу.
Рисунок 9. Две параллельные опоры с поперечными перекладинами, расположенными на расстоянии 4 дюймов друг от друга вверху и 2 дюймов друг от друга внизу. В нижней части опоры выдержат в четыре раза больший вес, чем вверху.
На сегодняшний день точно не известно, что определяет структуру кости и что может ее изменить. Но многочисленные исследователи занимаются поиском ответа на эти вопросы. Некоторые генетические, поведенческие, гормональные, фармацевтические и диетологические факторы уже выявлены, но какие-либо представления о конкретных способах влияния на качество кости – это по большей части гипотезы в умах ученых, врачей и адептов йоги.
Риск перелома, связанный непосредственно с самой костью, определяется двумя физическими факторами: ее плотностью и качеством. Плотность хорошо изучена и может быть точно измерена. Качество в настоящее время тщательно изучается. Такие нюансы, как психическое состояние, уровень физической активности и бытовое окружение (лестницы и ковры в доме, скользкие поверхности, род деятельности), тоже важны, но на данный момент при прочих равных условиях самым надежным обследованием для установления риска переломов по-прежнему остается измерение минеральной плотности костной ткани путем ДЭРА.
До недавнего времени единственным способом оценки общего качества костей была биопсия. Высокая стоимость и инвазивность данной процедуры ограничивали ее массовое применение. Однако сейчас проходит испытания новый, неинвазивный метод оценки качества кости – виртуальная биопсия. Исследования с применением микроМРТ обнаруживают поразительные различия в разных костях одного и того же человека, и эти различия практически наверняка связаны с прочностью костей.