БИОМЕХА́НИКА

БИОМЕХА́НИКА (от био... и ме­ха­ни­ка), раз­дел био­ло­гии (фи­зио­ло­гии, био­фи­зи­ки), изу­чаю­щий ме­ха­нич. свой­ст­ва ор­га­нов, тка­ней и це­ло­го ор­га­низ­ма, а так­же про­ис­хо­дя­щие в них ме­ха­нич. про­цес­сы. Б. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся при­ме­не­ни­ем осн. прин­ци­пов ме­ха­ни­ки ко всем жи­вым ор­га­низ­мам. На­ча­ло ис­сле­до­ва­ни­ям по Б. бы­ло по­ло­же­но Ле­о­нар­до да Вин­чи, изу­чав­шим дви­же­ния с по­зи­ций ана­то­мии и ме­ха­ни­ки. В кон. 17 в. зна­чит. влия­ние на раз­ви­тие Б. ока­зал Дж. Бо­рел­ли, ко­то­рый рас­смат­ри­вал ор­га­низм как ма­ши­ну и дал ме­ха­нич. ана­лиз дви­же­ний отд. звень­ев те­ла че­ло­ве­ка и жи­вот­ных при ходь­бе, бе­ге, пла­ва­нии. Ра­бо­ты по Б. сна­ча­ла но­си­ли при­клад­ной ха­рак­тер и бы­ли на­прав­лены на ра­цио­на­ли­за­цию ра­бо­че­го мес­та, ра­бо­чей по­зы, фор­мы ин­ст­ру­мен­та, приё­мов ра­бо­ты. В Рос­сии раз­ви­тие Б. свя­за­но с ис­сле­до­ва­ния­ми П. Ф. Лес­гаф­та, И. М. Се­че­но­ва, Н. А. Берн­штей­на и др.

У од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов к ме­ха­нич. яв­ле­ни­ям от­но­сят­ся пре­ж­де все­го пе­ре­рас­пре­де­ле­ние ци­то­плаз­мы и ор­га­нелл внут­ри клет­ки, де­ле­ние кле­ток, пе­ре­ме­ще­ние их в про­стран­ст­ве с по­мо­щью рес­ни­чек и жгу­ти­ков. У рас­те­ний ис­сле­ду­ют­ся ме­ха­низ­мы рос­та, ус­той­чи­во­сти к внеш­ним воз­дей­ст­ви­ям, пе­ре­нос ве­ществ в стеб­лях, ли­сть­ях и кор­нях, ре­ак­ция цвет­ков на по­ло­же­ние Солн­ца на не­бо­скло­не или на­се­ко­мо­яд­ных рас­те­ний на по­яв­ле­ние на­се­ко­мых, од­но­сто­рон­ние воз­дей­ст­вия разл. фак­то­ров сре­ды (свет, зем­ное при­тя­же­ние, хи­мич. ве­ще­ст­ва и др.), вы­зы­ваю­щие на­прав­лен­ные рос­то­вые дви­же­ния (из­ги­бы) ор­га­нов рас­те­ний – тро­пиз­мы, на­стии, ну­та­ции и т. д. Но наи­бо­лее час­то тер­мин «Б.» при­ме­ня­ют при ана­ли­зе дви­же­ний жи­вот­ных и че­ло­ве­ка. Луч­ше все­го изу­че­на Б. птиц и мле­ко­пи­таю­щих. С по­мо­щью разл. ме­то­дов (гл. обр. оп­ти­че­ских, в т. ч. ус­ко­рен­ная ки­но­съём­ка, цик­ло­гра­фия) оп­ре­де­ля­ют про­стран­ст­вен­ные пе­ре­ме­ще­ния те­ла, отд. его час­тей от­но­си­тель­но друг дру­га, рас­счи­ты­ва­ют ли­ней­ные и уг­ло­вые ско­ро­сти и ус­ко­ре­ния, дей­ст­вую­щие си­лы и т. д. Б. дви­же­ний ос­но­вы­ва­ет­ся на дан­ных ана­то­мии и тео­ре­тич. ме­ха­ни­ки, ис­сле­ду­ет струк­ту­ру ор­га­нов дви­же­ния. Пред­ме­том изу­че­ния Б. ды­ха­тель­но­го ап­па­ра­та яв­ля­ет­ся его эла­стич­ное и не­эла­стич­ное со­про­тив­ле­ние, ди­на­ми­ка ды­ха­тель­ных дви­же­ний и т. д. Б. кро­во­об­ра­ще­ния изу­ча­ет уп­ру­гие свой­ст­ва со­су­дов и серд­ца, гид­рав­лич. со­про­тив­ле­ние со­су­дов то­ку кро­ви, рас­про­стра­не­ние ко­ле­ба­ний по стен­ке со­су­дов, дви­же­ние кро­ви, ра­бо­ту серд­ца и т. д.; Б. опор­но-дви­га­тель­но­го ап­па­ра­та – свой­ст­ва мышц, проч­ность кос­тей, сус­та­вов, свя­зок и др. Дан­ные Б. по­зво­ля­ют оце­нить эко­но­мич­ность дви­же­ния, сте­пень ис­поль­зо­ва­ния внеш­них и мы­шеч­ных сил, су­дить о ме­ха­низ­мах ко­ор­ди­на­ции и ре­гу­ля­ции дви­же­ний. Изу­че­ние отд. по­ло­же­ний те­ла (стоя­ние, си­де­ние и др.) важ­но для оп­ре­де­ле­ния зна­че­ния ста­тич. мо­мен­тов, по­ло­же­ния цен­тра тя­же­сти те­ла по от­но­ше­нию к опо­ре, сте­пе­ни его ус­той­чи­во­сти в оп­ре­де­лён­ном по­ло­же­нии.

Ра­бо­ты в об­лас­ти Б. пред­став­ля­ют су­ще­ст­вен­ный ин­те­рес для раз­ных об­лас­тей зна­ния: фи­зио­ло­гии тру­да и спор­та, во­ен­ной и кли­нич. ме­ди­ци­ны, в т. ч. нев­ро­ло­гии, ор­то­пе­дии, трав­ма­то­ло­гии, про­те­зи­ро­ва­ния. Дан­ные Б. ис­поль­зу­ют­ся при соз­да­нии ав­то­ма­тов-ма­ни­пу­ля­то­ров и ро­бо­тов, при­ме­ня­е­мых в разл. об­лас­тях тех­ни­ки. Ис­сле­до­ва­ния Б. ды­ха­ния и кро­во­об­ра­ще­ния лег­ли в ос­но­ву соз­да­ния ап­па­ра­та «серд­це – лёг­кие».