Jsou lidé, kteří milují, když si mohou protáhnout ruce a přitom pořádně zakřupat klouby. U jiných jde naopak o praxi zakázanou – zvuk křupajících kloubů je jim odpudivý. Ale důležitější než to, zda se tento zvuk někomu (ne)líbí, je příčina, proč vlastně vzniká.
A jde o nečekaně složitý vědecký problém – vědci se příčinou vzniku tohoto zvuku zabývají už déle než půl století; za tu dobu přišli s několika teoriemi. Nejoblíbenější byla ta o bublině v kloubech, ale přednedávnem byla zpochybněna jinou – za vznik zvuku může už formování této bubliny v kloubech.
Nyní se o ještě více inovativní pohled pokusili dva vědci z École Polytechnique ve Francii. Popsali to v článku v časopise Nature Scientific Reports, v němž také ukázali první matematický model, který může zvuk vysvětlit.
Jak to celé funguje?
Klouby jsou plné tekutiny. Když se dvě kosti v prstu setkají, malé množství této tekutiny jim zabrání, aby o sebe skřípaly. V této kapalině je obsažený plyn – nejčastěji oxid uhličitý; většinou v ní normálně zůstává. Ale když se od sebe kosti vzdálí, dojde uprostřed kloubu k náhlému poklesu tlaku. Nižší tlak umožní, aby se plyn v kapalině dostal blíže k sobě – a tak se v ní formují bublinky. Starší studie ukazovaly, že právě jejich praskání může za zvuk v kloubech.
Roku 2015 ale vědci z University of Alberta díky skenerům magnetické resonance ukázali, co se děje doopravdy – pomocí mladého dobrovolníka, který má křupání v kloubech jako koníček:
Ukázalo se, že když zvuk vznikne, bublinka ještě nějakou dobu existuje – zvuk tedy vzniká už při jejím samotném formování. Podle autorů této studie vzniká křupnutí tím, že se vznikem bublinky vzniká i jakási tlaková vlna – a ta by měla být zodpovědná za křupnutí. Stále ale nebylo jasné, jak by tato vlna mohla být silná, aby křupnutí vytvořila.
A právě s tímto problémem se pokusila vypořádat dvojice biomechaniků z École Polytechnique. Aby ověřili, jestli je opravdu taková vlna schopná vyvolat hlasité křupnutí, vytvořili zjednodušený matematický model kloubu. A zjistili, že pravdu nemá ani jedna z teorií, respektive pravdu mají částečně obě dvě.
Jak je to možné? V simulaci, se kterou pracovali, se ukázalo, že ke vzniku křupnutí stačí, aby se bublinka začala stlačovat – nemusí ani prasknout, stačí, aby začala částečně kolabovat. To podporuje jak starší teorii, která usuzovala, že je zodpovědné prasknutí, i tu novější, která vsadila na vznik bubliny. Pravda je někde uprostřed – zvuk vzniká při kolapsu vznikající vzduchové bublinky.
