Сила укуса человека: что умеют наши челюсти

Каждое утро, надкусывая хрустящее яблоко или разгрызая лесной орех, вы запускаете в работу удивительный механизм — короткий, но мощный рычаг из костей, мышц и эмали. Челюсть смыкается почти бесшумно, и нам кажется, что усилие пустяковое. А между тем за этим простым движением стоит давление в сотни ньютонов и миллионы лет эволюции.

Сила укуса человека — показатель скромный на фоне животного мира, но куда более интересный, чем принято думать. Наши зубы способны раскалывать твёрдую скорлупу, а при неудачном стечении обстоятельств — серьёзно травмировать ткани и занести опасную инфекцию. Цифры, анатомия, рекорды и медицинские нюансы здесь сплетаются в по-настоящему захватывающую картину.

Разберёмся, сколько килограммов «выжимает» человеческая челюсть, почему задние зубы кусают вдвое сильнее передних, отчего наш укус так слаб по сравнению с гориллой — и чем человеческий укус опаснее собачьего.

Сколько силы в человеческом укусе

Усилие челюстей измеряют в двух величинах: ньютонах (единица силы) и фунтах на квадратный дюйм, или PSI (единица давления). У здорового взрослого в области коренных зубов сила укуса обычно укладывается в диапазон от 300 до 600 ньютонов, а в пересчёте на давление — около 120–160 PSI. Усреднённое значение, которое чаще всего приводят в литературе, — примерно 162 PSI.

Мужчины кусают ощутимо сильнее женщин. По данным бразильского исследования, опубликованного в стоматологическом журнале, средняя максимальная сила укуса у мужчин составила около 587 ньютонов против 425 ньютонов у женщин. Один из самых высоких показателей, зафиксированных в клинических условиях, — 575,6 ньютона на первом моляре у двадцатилетнего испытуемого.

Передние зубы — резцы — развивают примерно вдвое меньшее усилие, чем коренные. Причина проста: моляры расположены ближе к челюстному суставу и мощным мышцам, что даёт им механическое преимущество — как гаечный ключ, который держат ближе к гайке.

Из таблицы видно главное: укус — это не единая цифра, а целый спектр значений, которые зависят от того, какой именно участок зубного ряда работает. Поэтому корректнее говорить не об «одной» силе укуса, а о силе в конкретной точке прикуса.

Как устроен наш «пресс»

Главную работу выполняют четыре жевательные мышцы: массетер (жевательная), височная, медиальная и латеральная крыловидные. Массетер — тот самый плотный валик, который вы прощупываете на щеке, когда сжимаете зубы. Нижняя челюсть при этом работает как рычаг: сравнительно небольшое сокращение мышц превращается в значительное давление на зубах.

Сила этого механизма напрямую зависит от объёма и тренированности мышц, формы черепа и состояния зубов. У людей с «квадратной» формой лица жевательные мышцы крепятся под более выгодным углом, поэтому их укус в среднем мощнее. А вот потеря зубов работает в обратную сторону: при удалении моляров массетер постепенно уменьшается в объёме, и сила укуса падает.

Как измеряют силу укуса

Для замеров используют специальные приборы — гнатодинамометры (их ещё называют окклюзометрами или измерителями силы прикуса). Человек закусывает датчик, а встроенный преобразователь — тензометрический, пьезоэлектрический или плёночный — превращает механическое давление в электрический сигнал и выводит его на экран в виде числа.

В стоматологии популярна система T-Scan с тонкой чувствительной плёнкой: она показывает не только общую силу, но и то, как нагрузка распределяется по зубному ряду. Результат сильно зависит от условий: положения датчика, ширины открывания рта, того, кусает ли человек с одной стороны или с обеих. Поэтому максимальные значения получают при двустороннем замере на задних молярах.

От чего зависит сила укуса

Укус — характеристика индивидуальная, и причин для разброса множество. На итоговую цифру влияет целый набор факторов:

• Пол и возраст: у мужчин мышечная масса челюсти и плотность кости выше, поэтому укус мощнее; у детей и пожилых людей показатели обычно ниже.
• Состояние зубов и дёсен: боль, кариес, отсутствие зубов заставляют человека невольно щадить челюсть и кусать слабее.
• Бруксизм — привычка сжимать и скрежетать зубами. Постоянная нагрузка может укреплять жевательные мышцы, но одновременно стирает эмаль и провоцирует боль в суставе.
• Форма лица и генетика: размер массетера во многом заложен природой.
• Психология замера: в тесте люди часто подсознательно «недокусывают», опасаясь дискомфорта, поэтому реальный потенциал бывает выше зафиксированного.

Получается, что два внешне похожих человека могут показать заметно разные результаты. Именно поэтому в научных работах всегда указывают условия эксперимента — без них любая цифра повисает в воздухе.

Человек против животного царства

А вот здесь нас ждёт лёгкий удар по самолюбию. На фоне хищников и крупных травоядных человеческие челюсти выглядят почти трогательно. Наши скромные 150 PSI меркнут рядом с настоящими чемпионами кусания.

Стоит оговориться: часть этих значений получена прямым замером, а часть — компьютерным моделированием по слепкам черепа, поэтому цифры у разных авторов гуляют. Самый сильный укус, зафиксированный приборами у живого животного, принадлежит гребнистому крокодилу. По расчётам, вымершие крокодилы длиной около двенадцати метров могли развивать чудовищные 23 000 PSI. Эти данные по силе укуса крокодилов опубликованы National Geographic.

Почему укус человека такой слабый

У нашей «беззубости» есть красивое эволюционное объяснение. Около 2,4 миллиона лет назад у предков человека «сломался» ген MYH16, отвечающий за крупный белок жевательных мышц. У других приматов он исправен — и их челюстные мышцы примерно в десять раз мощнее наших, плотно охватывая череп вплоть до костного гребня на макушке.

Учёные предполагают, что именно ослабление массивных жевательных мышц сняло механическое «давление» на черепную коробку и позволило мозгу свободно расти — а вместе с ним появились орудия труда и речь.

Свой вклад внесла и кулинария. Когда предки научились готовить на огне, пища стала мягче, и нужда в сокрушительных челюстях отпала сама собой. Мы, по сути, обменяли грубую силу укуса на большой и сообразительный мозг — сделка, о которой вряд ли стоит жалеть.

Чем опасен укус человека

Несмотря на скромную силу, человеческий укус коварен — и нередко опаснее собачьего или кошачьего. Дело не в мощи, а в микрофлоре: во рту человека обитают десятки видов бактерий, которые при укусе попадают прямо в рану. По данным Cleveland Clinic, ежегодно медики обрабатывают около 250 тысяч человеческих укусов, и примерно у каждого десятого укушенного ребёнка развивается инфекция.

Особенно опасна так называемая «травма сжатого кулака»: когда при ударе по лицу кожа на костяшках рассекается о зубы другого человека. Такая ранка кажется пустяковой, но инфекция способна добраться до сустава и сухожилий, вызвав тендовагинит, септический артрит или остеомиелит. Поэтому при любом укусе, повредившем кожу, рану промывают водой с мылом и обращаются за помощью в течение суток — врач при необходимости назначит антибиотик и проверит прививку от столбняка.

Сила укуса человека — отличное напоминание о том, что природа ценит не только грубую мощь. Наши челюсти проиграли крокодилу и горилле в давлении, зато выиграли в другом: уступив миллиметры костного гребня, мы получили взамен разум. И всё же относиться к человеческому укусу легкомысленно не стоит — за внешне безобидной ранкой может скрываться вполне серьёзная угроза, требующая внимания врача.