Все дыхательные гимнастики. Для здоровья тех, кому за… - Михаил Ингерлейб 2 стр.

Физиологические процессы, которые мы будем рассматривать в этой части, в совокупности представляют собой то, что обычно мы называем дыханием.

Легко представить себе, как человек вдыхает воздух. Попадая в легкие, воздух отдает кислород и забирает из крови избыточный углекислый газ. Обогащенная кислородом кровь движется ко всем клеткам тела, где происходит обратный процесс – кровь отдает клеткам кислород и забирает углекислый газ. Клетки усваивают кислород и в результате уже молекулярных процессов используют его для поддержания собственной жизнедеятельности. Другими словами, дыхание человека включает такие последовательные процессы:

1) внешнее дыхание (вентиляция легких);

2) обмен газов в легких (между воздухом, находящимся в легких, и кровью капилляров малого круга кровообращения);

3) транспорт газов кровью;

4) обмен газов в тканях между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками человеческого тела;

5) клеточное дыхание (биологическое окисление в митохондриях клеток).

Именно в таком порядке мы и будем их рассматривать. Следует заранее предупредить, что, разбираясь с дыхательными процессами, нам придется поговорить о достаточно сложных вещах, но автор обещает приложить все старание, чтобы сделать этот процесс, насколько это возможно, более увлекательным. Обойтись без сложных материй, к сожалению, не удастся, иначе будет трудно понять, почему появились технологии оздоровления, основанные на выполнении дыхательных упражнений.

Глава 1. Внешнее дыхание

Внешнее дыхание, или вентиляция легких, – самый заметный процесс в цепи процессов дыхания. Чаще всего именно его описанием и удовлетворяются авторы пособий по дыхательным гимнастикам, упуская из виду то, для чего служит этот процесс и какие функции он должен выполнять. Но, отрывая этот процесс от последующих этапов «путешествия» кислорода и углекислого газа в организме, мы рискуем упустить очень важные моменты, поэтому постарайтесь прочитать эту главу как можно более внимательно и вдумчиво – приведенная в ней информация будет использована при описании различных дыхательных гимнастик, на одной из которых вы остановите свой выбор.

Строение легких и грудной клетки

Легкие представляют собой пористый орган, отдаленно напоминающий по своему строению скопление отдельных пузырьков или виноградную гроздь с огромным количеством ягод. Каждая «ягода» – это легочная альвеола (легочный пузырек), в которой происходит выполнение основной функции легких – газообмен. Между воздухом альвеол и кровью находится так называемый воздушнокровяной барьер, образованный стенками альвеолы и кровеносного капилляра. Именно через этот барьер в кровь поступает кислород и удаляется углекислый газ.

Рис. 1. Строение воздушно-кровяного барьера:

1 – просвет альвеол; 2 – сурфактант; 3 – альвеолоцит; 4 – эндотелиоцит; 5 – просвет капилляра; 6 – эритроцит в просвете капилляра. Стрелками показан путь кислорода и углекислого газа через аэрогематический барьер (между кровью и воздухом)

Воздух к альвеолам поступает по воздухоносным путям – бронхам и более мелким бронхиолам — которые переходят в альвеолярные ходы. Ветвление бронхов и бронхиол формирует доли (правое легкое имеет 3 доли – верхнюю, среднюю и нижнюю; левое – 2 доли – нижнюю и верхнюю). Доли легкого разделяются на сегменты – по 10 сегментов в каждой доле. Сегменты, в свою очередь, делятся на дольки – их около 80 в каждом сегменте. В обоих легких 600–700 млн. альвеол, дыхательная поверхность которых составляет от 40 м2 при выдохе до 120 м2 при вдохе.

Бронхи, как и трахея, имеют стенки с хрящевым основанием и поэтому достаточно жестки. Бронхиолы и альвеолы имеют мягкие стенки и поэтому могут спадаться, т. е. слипаться, как спущенный воздушный шарик, если в них не поддерживается некое давление воздуха.

Рис. 2. Правое и левое легкие:

Чтобы такого слипания не произошло, легкие как единый орган со всех сторон покрыты плеврой – прочной герметичной оболочкой. Плевра имеет два слоя – два листка. Один листок плотно прилежит к внутренней поверхности жесткой грудной клетки, другой окружает легкие. Между ними находится плевральная полость, в которой поддерживается отрицательное давление, благодаря этому легкие находятся в расправленном состоянии.

Жесткий каркас грудной клетки составляют ребра, которые гибко (благодаря хрящам и суставам) присоединены к позвоночнику и суставам. Когда человек делает вдох и выдох, грудная клетка увеличивается и уменьшается в объеме, сохраняя при этом жесткость, необходимую для предохранения находящихся в грудной полости органов.

Дыхательные мышцы и механизм вдоха-выдоха

Все начинается с вдоха…

Для того чтобы вдохнуть воздух, человеку необходимо создать в легких давление более низкое, чем атмосферное. Чтобы выдохнуть – более высокое. Реально процесс вдоха-выдоха сводится к тому, что вдох обеспечивается увеличением объема грудной клетки, а выдох – его уменьшением. На первый взгляд, все просто. Но на самом деле, большая часть усилий, затрачиваемых при дыхании, расходуется на вдох – в обычных условиях выдох осуществляется автоматически, за счет упругости легких и силы тяжести.

Дыхательные мышцы

Усилие вдоха создают дыхательные мышцы вдоха ( инспираторные мышцы). Знания об этих мышцах нам понадобятся чуть позже – когда мы будем рассматривать подготовку мышц тела к дыхательным упражнениям, поэтому постарайтесь запомнить информацию, которая приведена ниже.

Основной мышцей вдоха является диафрагма — мышечно-сухожильная перегородка между полостью грудной клетки и брюшной полостью.

В результате сокращения мышечных волокон наружных частей диафрагмы верхняя ее часть, включающая сухожильный центр, смещается вниз, при этом несжимаемые органы брюшной полости оттесняются вниз и в стороны, растягивая стенки брюшной полости. При спокойном вдохе купол диафрагмы опускается приблизительно на 1,5 см, соответственно увеличивается высота грудной полости. При этом нижние ребра слегка расходятся, увеличивая и обхват грудной клетки, что особенно заметно в нижних отделах.

Кроме диафрагмы, в процессе увеличения объема грудной клетки также принимают участие наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы. Благодаря наклонному направлению волокон в этих мышцах нижние ребра более подвижны, чем верхние. Поэтому момент силы, определяющий движение рычагов, оказывается большим для нижних ребер (или хрящей, которыми они крепятся к грудине и позвоночнику) – из-за этого нижнее ребро как бы «тянется» за верхним. В результате подъема ребер значительно увеличивается объем грудной клетки.

При очень глубоком и интенсивном дыхании или при повышении сопротивления вдоху в процесс увеличения объема грудной клетки включается ряд вспомогательных дыхательных мышц, которые могут поднимать ребра: лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая. К вспомогательным мышцам вдоха относятся также мышцы, разгибающие грудной отдел позвоночника и фиксирующие плечевой пояс при опоре на отведенные назад руки ( трапециевидная, ромбовидные и др.).

Рис. 4. Изменения объема грудной клетки и положения диафрагмы при спокойном вдохе (изображены контуры грудной клетки и диафрагмы, сплошные линии – выдох, пунктирные – вдох)

При очень глубоком и интенсивном дыхании или при повышении сопротивления вдоху в процесс увеличения объема грудной клетки включается ряд вспомогательных дыхательных мышц, которые могут поднимать ребра: лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая. К вспомогательным мышцам вдоха относятся также мышцы, разгибающие грудной отдел позвоночника и фиксирующие плечевой пояс при опоре на отведенные назад руки ( трапециевидная, ромбовидные и др.).

Как мы уже говорили, спокойный вдох протекает пассивно – на фоне практически расслабленных мышц. При активном интенсивном выдохе «подключаются» мышцы брюшной стенки {косые, поперечная и прямая), в результате чего объем брюшной полости уменьшается, в ней повышается давление, давление передается на диафрагму и поднимает ее. Вследствие сокращения внутренних косых межреберных мышц происходит опускание ребер и сближение их концов. К вспомогательным мышцам выдоха относятся также мышцы, сгибающие позвоночник.

Как мы уже говорили, спокойный вдох протекает пассивно – на фоне практически расслабленных мышц. При активном интенсивном выдохе «подключаются» мышцы брюшной стенки {косые, поперечная и прямая), в результате чего объем брюшной полости уменьшается, в ней повышается давление, давление передается на диафрагму и поднимает ее. Вследствие сокращения внутренних косых межреберных мышц происходит опускание ребер и сближение их концов. К вспомогательным мышцам выдоха относятся также мышцы, сгибающие позвоночник.

Рис. 5. Мышцы, принимающие участие в акте дыхания:

а: 1 – трапециевидная мышца; 2 – ременная мышца головы; 3 – большая и малая ромбовидная мышцы; 4 – нижняя задняя зубчатая мышца; 5 – пояснично-грудная фасция; 6 – поясничный треугольник; 7 – широчайшая мышца спины

Как вам уже известно, легкие и внутренние стенки грудной полости покрыты серозной оболочкой – плеврой.

Между листками висцеральной и париетальной плевры имеется узкая (5-10 мкм) щель, в которой находится серозная жидкость, по составу сходная с лимфой. Благодаря этому легкие постоянно сохраняют объем, находятся в расправленном состоянии.

Если в плевральную щель ввести иглу, соединенную с манометром, полученные данные покажут, что давление в ней ниже атмосферного. Отрицательное давление в плевральной щели обусловлено эластической тягой легких, т. е. постоянным стремлением легких уменьшиться в объеме.

Эластическая тяга легких обусловлена тремя факторами:

1. Упругостью ткани стенок альвеол вследствие наличия в них эластичных волокон.

2. Тонусом бронхиальных мышц.

3. Поверхностным натяжением пленки жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол.

При вскрытии грудной клетки, например при ранениях или внутригрудных операциях, давление вокруг легкого становится таким же, как атмосферное, и легкое спадается полностью. Его вентиляция прекращается, несмотря на работу дыхательных мышц. Такой пневмоторакс называется открытым. Двусторонний открытый пневмоторакс, если не оказать больному экстренную помощь, приводит к смерти. Необходимо либо срочно начать производить некусственное дыхание ритмическим нагнетанием воздуха в легкие через трахею, либо оперативно герметизировать плевральную полость.

Дыхательные движения

Физиологическое описание нормальных дыхательных движений, как правило, не соответствует движениям, которые мы наблюдаем у себя и своих знакомых. Мы можем увидеть как дыхание, обеспечиваемое в основном диафрагмой, так и дыхание, обеспечиваемое в основном работой межреберных мышц. И тот, и другой вид дыхания – в пределах нормы. Подключение мышц плечевого пояса чаще происходит при серьезных заболеваниях или очень интенсивной работе и почти никогда не наблюдается в нормальном состоянии, у относительно здоровых людей.

Дыхание, обеспечиваемое в основном за счет работы диафрагмы, более характерно для мужчин. В норме вдох сопровождается незначительным выпячиванием брюшной стенки, выдох – незначительным ее втягиванием. Это брюшной тип дыхания в чистом варианте.

Реже, но все же достаточно часто, встречается парадоксальный, или обратный, тип брюшного дыхания, при котором брюшная стенка на вдохе втягивается, а на выдохе выпячивается. Этот тип дыхания обеспечивается исключительно за счет сокращения диафрагмы, без смещения органов брюшной полости. Этот вид дыхания также чаще встречается у мужчин.

Для женщин характерен грудной тип дыхания, обеспечиваемый в основном за счет работы межреберных мышц. Такая особенность может быть связана с биологической готовностью женщины к материнству и, как следствие, с затрудненностью брюшного дыхания при беременности. При этом типе дыхания наиболее заметные движения совершают грудина и ребра.

Дыхание, в котором задействованы плечи и ключицы, обеспечивается за счет работы мышц плечевого пояса. Вентиляция легких при этом типе дыхания слабая, воздух поступает только в их верхнюю часть, поэтому такой тип дыхания называется верхушечным. У здоровых людей верхушечный тип дыхания практически не встречается, он развивается при серьезных заболевания (не только болезнях легких!), но для нас этот тип важен, так как используется во многих дыхательных гимнастиках.

Процесс дыхания в цифрах

Легочные объемы

Понятно, что объем вдоха и выдоха может быть выражен в цифровых показателях. И в этом вопросе тоже есть несколько интересных, но малоизвестных фактов, знание которых необходимо для выбора того или иного вида дыхательной гимнастики.

При спокойном дыхании человек вдыхает и выдыхает около 500 мл (от 300 до 800 мл) воздуха; этот объем воздуха называется дыхательным объемом. Кроме обычного дыхательного объема при максимально глубоком вдохе человек может вдохнуть около 3 000 мл воздуха – это резервный объем вдоха. После обычного спокойного выдоха любой здоровый человек напряжением мышц выдоха способен «выдавить» из легких еще около 1 300 мл воздуха – это резервный объем выдоха. Сумма указанных объемов составляет жизненную емкость легких: 500 мл + 3 000 мл + 1 300 мл = 4 800 мл.

Как видно из расчетов, природа предусмотрела почти десятикратный запас по возможности «прокачивать» воздух через легкие. Сразу заметим – функциональный запас по «прокачиванию» воздуха (вентиляции легких) не совпадает с запасом по возможности потребления и транспорта кислорода.

Дыхательный объем — количественное выражение глубины дыхания.

Жизненная емкость легких – это максимальный объем воздуха, который может быть введен или выведен из легких в течение одного вдоха или выдоха. Жизненная емкость легких у мужчин выше (4 000-5 500 мл), чем у женщин (3 000-4 500 мл), она больше в положении стоя, чем в положении сидя или лежа. Физические тренировки способствуют увеличению жизненной емкости легких.

После максимального глубокого выдоха в легких остается довольно значительный объем воздуха – около 1 200 мл. Это остаточный объем воздуха. Большая его часть может быть удалена из легких только при открытом пневмотораксе. В спавшихся легких также остается некоторое количество воздуха ( минимальный объем), оно задерживается в «воздушных ловушках», образующихся потому, что часть бронхиол спадается раньше альвеол.

Рис. 6. Спирограмма – запись изменения легочных объемов

Максимальное количество воздуха , которое может находиться в легких, называется общей емкостью легких ; оно равно сумме остаточного объема и жизненной емкости легких (в приведенном примере: 1 200 мл + 4 800 мл = 6 000 мл).

Объем воздуха , находящегося в легких в конце спокойного выдоха (при расслабленной дыхательной мускулатуре), называется функциональной остаточной емкостью легких. Она равна сумме остаточного объема и резервного объема выдоха (в использованном примере: 1 200 мл + 1 300 мл = 2 500 мл). Функциональная остаточная емкость легких близка к объему альвеолярного воздуха перед началом вдоха.

Вентиляция легких определяется объемом воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого в единицу времени. Обычно измеряют минутный объем дыхания. При спокойном дыхании в минуту через легкие проходит 6–9 л воздуха. Вентиляция легких зависит от глубины и частоты дыхания, в состоянии покоя это, как правило, от 12 до 18 вдохов в минуту. Минутный объем дыхания равен произведению дыхательного объема на частоту дыхания.

Мертвое пространство

Воздух находится не только в альвеолах, но и в воздухоносных путях. К ним относятся полость носа (или рта при ротовом дыхании), носоглотка, гортань, трахея, бронхи. Воздух, находящийся в воздухоносных путях (за исключением дыхательных бронхиол), не участвует в газообмене, поэтому просвет воздухоносных путей называют анатомическим мертвым пространством. При вдохе последние порции воздуха входят в мертвое пространство и, не изменив своего состава, покидают его при выдохе.