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.
Vědci vytvořili rovnici popisující křupání prstů. Konečně vědí, jak tento zvuk 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.