Синус

Терминът синус се използва повече в областта на математиката. Обозначава се със съкращението sin. Представлява тригонометрична функция, която свързва ъглите на правоъгълните триъгълници с техните страни. За даден остър ъгъл в правоъгълен триъгълник, синусът на този ъгъл се дефинира като отношението на дължината на срещулежащия на ъгъла катет към дължината на хипотенузата. Синусът може да се разглежда и в контекста на единичната окръжност (окръжност с радиус 1), където за даден ъгъл, синусът е у-координатата на точката на окръжността, съответстваща на този ъгъл. Синусът е периодична функция с период 2π, като се използва широко в математиката, физиката, инженерните специалности и много други науки.

Функцията синус се среща още в индийските сидханти – анонимни трудове по астрономия от IV-V век, а също и в „Ариабхатим“ – съчинение по астрономия и математика на автора Ариабхата, написано през 499 година. Синусоидата се е наричала ардхаджива, като думата произлиза от ардха (половина) и джива (със значение тетива на лък или хорда). В течение на времето терминът е бил съкратен на джива, а в арабскоезичната литература навлиза като джиба. През IX век лишената от ежедневен смисъл заемка е заменена с реалната арабска дума джайб, която значи пазва, деколте, изпъкналост - арабските математици очевидно са имали богато въображение и са успели да включат еротичен елемент дори в нещо толкова сериозно и логично като математиката. При преводите от арабски на латински преводачите Робърт Честърски (1145) и Герардо Кремонски (1175) употребяват буквалния превод на джайб – sinus, което название остава в широка употреба и в днешно време. В ръкописи от XII век се среща дори латинската транскрипция geib. До XV век се среща и терминът на Птолемей – хорда на удвоената дъга. За означаване на синуса на ъгъл са използвани различни съкращения – s, si, sin, S и други. Авторитетът на Леонард Ойлер спомага в тригонометрията да се наложат означенията sin, cos, tg и cotg. Той предлага да се дефинират тригонометричните функции като отношение на съответната отсечка към радиуса на окръжността. Първите таблици на синусите в Европа са съставени през XV век от Пойербах, а по-късно и от неговия ученик Йохан Региомонтан. Николай Коперник предлага подобрения през 1551 година, а през 1610 г. Бартоломеус Питискус съставя шестнадесетзначни таблици през всеки 10 ъглови секунди (1/3600 част от градуса).

Графична схема на синусоидата - добре се вижда нейната крива с характерна форма. Оказва се че доста процеси в природата (а и в различни системи, проектирани и създадени от човека) протичат с формата на синусоида. На практика тези процеси са неизборими - от морските вълни, през различните радиовълни и променливия ток, до дихателната дейност на живите организми и потенциала на електровъзбудимост на мускули и нерви. Очевидно при всички тези процеси е характерна една цикличност - периодично повтаряне на едни и същи механични движения, протичане на електрически импулси, генериране на акционни потенциали и какво ли още не.

Схема на окръжност и правоъгълен триъгълник, който описва на практика всички тригонометрични функции. Синусът от един ъгъл представлява отношението на срещулежащия катет към хипотенузата, а косинусът - отношението на прилежащия катет на тригълника към хипотенузата. Тъй като сборът на стойностите на ъглите на един триъгълник винаги е равен на 180 градуса, при правоъгълните триъгълници сборът на двата остри ъгъла винаги пък е равен на 90 градуса - тъй като третият ъгъл винаги е прав, съответно има стойност от 90 градуса. Поради това синусът от един ъгъл (на горната схема - означен с гръцката буква тета или θ) винаги е равен на косинуса от 90 градуса, от които са извадени градусите на този ъгъл  θ. Или sin (θ) = cos (90-θ).

За остър ъгъл в правоъгълен триъгълник тангенсът се дефинира като отношението на срещулежащия към прилежащия катет. За обобщен ъгъл с радианна мярка x ≠ (2k + 1) π/2, чийто връх е в координатното начало, а първото рамо е по абсцисната ос, tg x е ординатата на точката, в която второто рамо на ъгъла пресича оста на тангенсите – допирателната към единичната окръжност, прекарана през точката с координати (1,0). За остър ъгъл в правоъгълен триъгълник котангенсът пък се дефинира като отношението на прилежащия катет към срещулежащия. За обобщен ъгъл с радианна мярка x ≠ k π, чийто връх е в координатното начало, а първото рамо е по абсцисната ос, ctg x е абсцисата на точката, в която второто рамо на ъгъла пресича оста на котангенсите – допирателната към единичната окръжност, прекарана през точката с координати (0,1). В общи линии това са основните понятия в тригонометрията, които се изучават обикновено към края на средното образование в училищните системи на повечето държави по света. Практическото приложение на тези функции е буквално във всяка сфера на човешката дейност - всички периодично повтарящи се процеси се описват с помощта на тригонометрични функции.

В медицината терминът синус обикновено се отнася до анатомични структури и няма пряка връзка с математическата функция синус. Към настоящия момент не е известно кой анатом е въвел математически термин в медицината и с каква идея. Някои от основните значения на термина синус в медицината са:

  1. Параназални синуси - това са въздушни кухини, разположени в костите около носната кухина. Те включват фронтални, максиларни, етмоидални и сфеноидални синуси. Тези кухини са облицовани с лигавица и имат различни функции, включително овлажняване на въздуха, който дишаме, и намаляване на теглото на черепа. Най-голямата от тези кухини е максиларният синус; освен това съществуват сфеноидален, фронтален и етмоидални синуси. Те се изучават основно от специалността УНГ, но също и от лицево - челюстната хирургия и неврохирургията

  2. Синусов ритъм - това представлява нормалният сърдечен ритъм, който се генерира от синусовия възел (синусо - атриален възел) в сърдечната стена. Синусовият ритъм е основният ритъм на сърцето и поддържа нормалната му функция

  3. Дурални синуси - венозни канали в твърдата мозъчна обвивка (dura mater), които събират венозна кръв от мозъка и я отвеждат към вътрешната яремна вена

  4. Синус в смисъл на фистулен ход или изпълнено с течност съединителнотъканно пространство - това значение на термина се среща основно в англоезичната литература, докато в българската и руската не се използва. Това понякога става причина за двусмислен превод на описанията на фистулите - преводачите не са запознати с тази закономерност и буквално объркват аудиторията

Тези примери показват, че в медицината терминът синус се използва за описание на различни кухини, пространства или структури, които играят важна роля в човешкото тяло.

Схема на синусов възел в сърцето. Възелът представлява струпване на кардиомиоцити, които генерират електрически импулси. Тези импулси се разпространяват в пределите на цялата сърдечна мускулатура и се приемат от всички останали кардиомиоцити - всъщност така се поддържа сърдечната дейност в човешкия организъм. Тук е пределно ясно защо възелът се нарича синусов - защото поддържа нормална сърдечна дейност, която има формата на синусоида - систола, диастола, систола - диастола и така - до края на живота на индивида. По няколко снопчета синусовият възел предава импулсите на атрио - вентрикуларния възел - който е разположен в сърдечната преграда, докато синусовият възел се разполага в предсърдната стена близо до входното отверстие на горната куха вена.

Схема на акционните потенциали на електровъзбудимата система на сърцето. Природата е създала механизъм на четворна осигуровка - всяко следващо ниво от тази система е способно да поддържа сърдечния ритъм самостоятелно, макар и с по-малка сила и честота. Това предпазва сърцето от спиране на сърдечната дейност, което би означавало камбанен звън - само 5 минути след спирането на сърцето настъпва некроза на невроните в кората на главния мозък, което се приема за биологичната смърт на индивида. Поради това в процеса на еволюция са се изработили механизми на застраховане и презастраховане - всяко следващо ниво генерира акционни потенциали с надеждата че по-високото ниво ще възстанови своята функционална активност в даден момент. 

Страничен изглед към черепа - през латералната костна стена се осигурява най-лесният оперативен достъп до максиларния синус при необходимост от всякакви интервенции. До около 2000 година максиларният синус беше обект на изучаване единствено от специалността уши - нос - гърло. В някои случаи лицево - челюстни хирурзи предприемаха оперативни намеси по метода на Колдуел и Люк с цел лечение на одонтогенни синуити - тъй като лицево - челюстните хирурзи са най-добре запознати с анатомията и физиологията на зъбно - челюстния апарат, колегите от специалността УНГ насочваха болните с одонтогенни синуити предимно към тях. След 2000 година ситуацията се промени коренно - бяха разработени редица методи за увеличаване на костния обем в областта на страничния участък на горната челюст с цел поставяне на зъбни импланти.

Напречен срез на човешки череп, при който добре се вижда анатомията на всички параназални синуси. От гледна точка на хирургията най-трудни са оперативните намеси в областта на етмоидалните синуси - чисто технически достъпът до тях е лесен, но костните стени са тънки, клетките са с малък размер и много на брой и формират лабиринт. За щастие те се налагат изключително рядко - предимно при травми и неопластични процеси.