Особое место среди помповых механизмов, участвующих в противодействии старению путем ускорения обновления околоклеточной среды и путем противодействия увеличению жесткости ВКМ, занимает дыхание. Так же как сердце, дыхательная система ритмически изменяет свой объем на протяжении всей жизни человека, и изменения объема происходят без участия сознания. В то же время при дыхании, в отличие от работы сердца, человек может произвольно, по своему желанию, в широком диапазоне менять частоту и глубину своего дыхания. Это значит, что он может в широком диапазоне менять интенсивность сжатия и растяжения всех структур, образующих стенки грудной, брюшной и тазовой полостей, а также находящихся внутри этих полостей внутренних органов. В этом отношении дыхание подобно другой помповой системе – ритмическим сокращениям скелетных мышц. Однако степень зависимости дыхания от сознания существенно меньше. Скелетные мышцы без команды человека сокращаться не могут. Для дыхания никаких сознательных команд не требуется. Таким образом, дыхание как система противодействия старению соединяет в себе достоинства, по отдельности присутствующие в других помповых системах. Произвольные ритмические сокращения скелетных мышц – инструмент, с помощью которого человек может сознательно противодействовать старению всех структур, которые при этом ритмически сжимаются и растягиваются. В их состав попадают сами скелетные мышцы, их сосуды, нервы, соединительнотканные оболочки, а также все элементы, входящие в состав суставов, сухожилий и связок. В какой-то степени ритмическому растяжению и сжатию могут подвергаться те или иные внутренние органы, в зависимости от того, какие смещения туловища происходят при сокращениях тех или иных групп скелетных мышц. Однако в обычной жизни объем таких ритмических смещений туловища, так же как и их продолжительность, минимальны, как и ритмических сокращений самих скелетных мышц. Исключение составляют только скелетные мышцы грудной клетки, участвующие в обеспечении грудного дыхания.

Как известно, у части людей в состоянии покоя преобладает дыхание с помощью ритмических сокращений скелетных мышц грудной клетки – так называемое грудное дыхание. При грудном дыхании у человека в состоянии физического и эмоционального покоя на протяжении всей жизни ритмически сжимается и растягивается грудная клетка, обеспечивая поступление в легкие взрослого человека при каждом вдохе минимально необходимого и достаточного количества воздуха (450—500 мл) и выход такого же количества воздуха из легких в атмосферу при каждом выдохе. Для обеспечения грудного дыхания в состоянии покоя достаточно ритмических сокращений лишь небольшой части мышц грудной клетки, предназначенных для вдоха. Даже при этом минимальном грудном дыхании всю жизнь ритмически сжимается и растягивается стенка грудной полости, образованная грудной клеткой. В состав грудной клетки входят позвоночник, ребра, грудина, суставы между ними, сухожилия и связки, обеспечивающие подвижные соединения всех этих элементов между собой. При каждом вдохе и выдохе какие-то из этих элементов растягиваются, какие-то сжимаются. Таким образом, в каждом из них возникают дополнительные силы, способствующие обновлению околоклеточной среды, противодействующие накоплению в ней продуктов обмена клеток, в том числе противодействующие отложению солей в суставах. Одновременно ритмическое растяжение и сжатие тех или иных структур при каждом дыхательном движении создает силы, противодействующие химическому взаимодействию между Мм ВКМ этих структур, увеличивающему его жесткость. Следовательно, даже при спокойном грудном дыхании оно противодействует старению всех сжимаемых и растягиваемых при дыхании структур грудной клетки. Одновременно при дыхании ритмически возрастает давление на спинномозговую жидкость, способствуя ее перемешиванию и оттоку. Подвергаются ритмическому сдавливанию глиальные элементы спинного мозга и в какой-то степени сами его нейроны. Таким образом, даже минимальные ритмические растяжения и сжатия грудной клетки при каждом вдохе и выдохе являются важнейшим фактором, противодействующим старению всех структур, образующих грудную клетку, в том числе позвоночника и, возможно, спинного мозга.

Здоровье и продолжительность жизни человека определяются прежде всего состоянием его внутренних органов. Все они находятся внутри грудной, брюшной и тазовой полостей. Во внутренних органах скорость их старения также находится после прекращения роста в прямой зависимости от уменьшения скорости обновления среды, окружающей клетки внутренних органов. Поэтому степень сохранения внутренних органов после остановки роста на протяжении остальной жизни зависит от частоты и амплитуды их ритмических растяжений и сжатий, обеспечиваемых на протяжении всей жизни человека его дыханием.

При грудном дыхании растяжению и сжатию подвергаются органы, расположенные внутри грудной полости, ограниченной по бокам грудной клеткой и снизу диафрагмой. Внутри грудной полости находятся сердце, легкие, аорта, нижняя полая вена, грудной лимфатический проток, верхняя полая вена. Сердце является мышечным органом. Оно ритмично сокращается и расслабляется всю жизнь за счет механизма автоматии, заложенного в нем самом. Остальные структуры, находящиеся внутри грудной клетки, также подвергаются всю жизнь ритмическому растяжению и сжатию, но с частотой дыхания. Механизм изменений их длины особый. Дело в том, что между внутренней поверхностью грудной полости и прилегающей к ней наружной поверхностью легких образуется замкнутое герметичное пространство, выстланное соединительнотканной пленкой – плеврой, образующей сплющенный мешок. Одна его стенка сращена с внутренней поверхностью грудной клетки, другая – с поверхностью легких. Между ними образуется щель, так называемая плевральная полость. Легкие через трахею и бронхи свободно сообщаются с атмосферой. В результате они постоянно заполнены воздухом, который оказывает на легкие изнутри атмосферное давление. Объем грудной клетки и, следовательно, объем грудной полости даже при максимальном выдохе больше объема легких, извлеченных из грудной клетки. Находящиеся внутри грудной полости легкие атмосферным давлением заполняющего их воздуха растягиваются до размеров грудной полости и прижимаются своей наружной поверхностью к внутренней поверхности грудной клетки. В результате легкие давят на внутреннюю поверхность грудной клетки с силой, равной атмосферному давлению минус силу, равную эластической тяге растянутых легких. Это значит, что на внутреннюю поверхность грудной полости и на все структуры, находящиеся внутри плевральной полости, на протяжении всей жизни человека оказывается снаружи давление более низкое, чем атмосферное. Это давление называется внутриплевральным. Так как оно всегда, даже при самом глубоком выдохе, ниже атмосферного, то говорят об отрицательном (по отношению к атмосферному) давлении в плевральной полости. При спокойном вдохе и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. внутриплевральное давление взрослого человека – около 751 мм рт. ст., т. е. меньше атмосферного на 9 мм рт. ст. При глубоком вдохе давление в плевральной полости может быть на 20 мм рт. ст. ниже атмосферного. Это значит, что все структуры, находящиеся в грудной полости вне легких, находятся снаружи под более низким давлением, чем давление, которое давит на них изнутри.

В полые вены и лимфатические стволы, проходящие внутри плевральной полости, собирается кровь и лимфа из вен и лимфатических сосудов всего тела. Вены и лимфатические сосуды, расположенные вне грудной полости, находятся под атмосферным давлением. Это значит, что между давлением крови или лимфы в них и давлением крови в полых венах и в лимфатических протоках возникает дополнительная разница, равная величине отрицательного давления в плевральной полости. Эта разница является дополнительной силой, обеспечивающей понижение венозного давления и способствующей оттоку венозной крови и лимфы от периферии к сердцу. Этот эффект отрицательного давления в плевральной полости получил название присасывающего действия грудной клетки. Увеличение скорости оттока венозной крови и лимфы неизбежно увеличивает скорость обновления околоклеточной среды всех клеток организма. Таким образом, наличие отрицательного давления в плевральной полости на протяжении всей жизни человека является важным фактором, увеличивающим скорость обновления околоклеточной среды всех клеток организма и замедляющим процесс их старения. При каждом вдохе отрицательное давление в плевральной полости возрастает, так как увеличивается объем легких и возрастает сила, с которой эластичные легкие противодействуют их дополнительному растяжению атмосферным давлением воздуха. При каждом выдохе отрицательное давление уменьшается. В результате все легко растяжимые эластические структуры, расположенные в плевральной полости, ритмически, в такт дыханию, растягиваются и укорачиваются. Это значит, что непрерывно работают в них оба процесса, противодействующие старению входящих в их состав структур, а именно: увеличение скорости обновления околоклеточной среды и противодействие химическому взаимодействию между Мм БУК ВКМ, увеличивающему жесткость соединительной ткани. Интенсивность этого противодействия старению всех структур, расположенных в плевральной полости, находится в прямой зависимости от глубины дыхания. В повседневной жизни глубина дыхания минимальна. Это значит, что интенсивность ритмических растяжений и сжатий всех структур самой грудной клетки и всех структур, находящихся внутри грудной клетки, минимальна. Минимальна и величина присасывающего действия грудной клетки. Глубина дыхания возрастает при физической нагрузке, определяется интенсивностью нагрузки, растяжимостью структур грудной клетки. Однако человек может, находясь в состоянии физического покоя, сознательно произвольно выполнять сеансы предельно глубокого грудного или смешанного диафрагмально-реберного дыхания. При регулярном повторении таких сеансов глубина его предельно глубокого дыхания будет постепенно возрастать. При этом все усиленно ритмически сжимаемые и растягиваемые при глубоком дыхании ткани будут постепенно увеличивать свою эластичность. В результате в них будет увеличиваться скорость обновления околоклеточной среды образующих их клеток и ткани будут молодеть. При дыхании непрерывно на протяжении жизни происходит также ритмическое растяжение и сжатие ткани самих легких, их паренхимы, проходящих в легких сосудов, нервов, бронхов и трахеи, а также всех элементов соединительной ткани, образующих легочный каркас. Минимальный объем легких после выхода всего находящегося в альвеолах воздуха составляет 0,5 л. Однако даже после максимального выдоха в легких взрослого человека остается примерно 1,2 л воздуха, который ни при каких условиях не покидает легкие. Это значит, что даже после максимального выдоха легкие не спадаются полностью, а находятся в определенной степени растяжения. Следовательно, в определенной степени растяжения находятся все клетки, входящие в состав ткани легких. Считается, что клетки легочной ткани участвуют не только в обеспечении внешнего дыхания, но выполняют и многие другие функции. Они участвуют в обеспечении иммунных реакций, тканевого фагоцитоза, регуляции метаболизма биологически активных прессорных и депрессорных веществ, прокоагулянтных и антикоагулянтных факторов свертывания крови. В легких инактивируются пептиды, циклические нуклеотиды, простагландины, ксенобиотики, а также гистамин и серотонин. Все эти многочисленные функции клеток легких являются теми функциями, для выполнения которых клетки легких нужны организму. Качественное выполнение этих функций определяется, в частности, адекватностью кровоснабжения клеток легких. Особенностью регуляции кровоснабжения легких является строгое соответствие интенсивности локального кровотока уровню вентиляции данного участка легочной ткани. Это значит, что при спокойном нефорсированном дыхании интенсивность растяжения и сжатия всех тканей и, соответственно, всех клеток, входящих в состав легких, а также интенсивность их кровоснабжения минимальны. После остановки роста человека основной силой, противодействующей увеличению жесткости всех структур, входящих в состав легких, становится их ритмическое растяжение и сжатие при дыхании. Доминирование спокойного, фактически минимального дыхания на протяжении дня в сочетании с минимальным по глубине дыханием во время сна создают наилучшие условия для нарастания жесткости всех соединительнотканных структур, входящих в состав легких. В результате постепенно снижаются резервы легких по увеличению объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, по изменению интенсивности кровотока в них и по выполнению всех присущих легочной ткани функций, необходимых организму. Скорость обновления среды, окружающей клетки легких, постепенно уменьшается, и скорость старения клеток легких постепенно увеличивается. Легкие стареют.

У части людей на протяжении жизни преобладает брюшной, или диафрагмальный, тип дыхания. Диафрагма – самая мощная и самая важная мышца вдоха. Она представляет собой мышечно-сухожильную перегородку, почти наглухо разделяющую грудную и брюшную полости, за исключением отверстий, через которые проходят аорта, грудной лимфатический проток, нижняя полая вена, пищевод, вены и нервы. Диафрагма непроницаема для воздуха, имеет форму купола, свод которого обращен в грудную полость, так как давление в брюшной полости выше, чем в грудной. Своей верхней поверхностью диафрагма образует у человека дно грудной полости, а нижней – верхнюю стенку брюшной полости. При сокращении диафрагма уплощается, увеличивая вертикальный размер грудной полости и, соответственно, ее объем и объем легких. Давление воздуха в легких становится ниже атмосферного и в них входит атмосферный воздух. Возникает диафрагмальный вдох. В связи с уплощением купола диафрагмы при ее сокращении она смещается в направлении брюшной полости. При этом диафрагма давит на органы брюшной и тазовой полостей, смещает их вниз и вперед, растягивая структуры, которыми эти органы фиксированы в определенных участках брюшной полости, увеличивает давление в брюшной полости на желудочно-кишечный тракт и остальные органы, расположенные в ней и в полости малого таза. Увеличение давления в брюшной полости также растягивает мышцы брюшной стенки, переднюю брюшную стенку, увеличивая объем брюшной полости и окружность живота. Таким образом, при диафрагмальном дыхании ритмически растягиваются или сжимаются все структуры, образующие стенки брюшной полости и все органы и ткани, находящиеся внутри нее. Это касается желудка и кишечника, печени, желчного пузыря, поджелудочной железы, почек, селезенки, мочевого пузыря, предстательной железы, матки, яичников. Следовательно, все соединительнотканные структуры, сосуды, нервы, а также все клетки органов брюшной и тазовой полостей и их околоклеточные пространства при диафрагмальном дыхании ритмически сжимаются и растягиваются. Соответственно, из каких-то межклеточных пространств жидкость выжимается в венозные и лимфатические капилляры, в какие-то межклеточные пространства она усиленно поступает из артериальной части капилляров. Одновременно ритмически растягиваются и сжимаются все компоненты соединительной ткани, входящей в состав всех структур брюшной и тазовой полостей. Это значит, что на протяжении всей жизни человека брюшное дыхание также противодействует химическому взаимодействию между Мм БУК. Оно как будто выступает в качестве приспособления, непрерывно помешивающего жидкость, содержащую белки, препятствуя ее застудневанию. При спокойном дыхании купол диафрагмы опускается приблизительно на 1,5 см, при усиленном диафрагмальном вдохе, обеспечиваемым интенсивным сокращением диафрагмы, ее купол опускается приблизительно на 8 см. Это значит, что интенсивность сжатия или растяжения тех или иных органов и тканей брюшной и тазовой полостей многократно возрастает. Соответственно, многократно возрастает интенсивность выдавливания межклеточной жидкости в венозные и лимфатические капилляры. С началом расслабления диафрагмы все растянутые эластические элементы брюшной и тазовой полостей, передней брюшной стенки, брюшного пресса восстанавливают свою длину, снова повышают давление в брюшной полости, смещают диафрагму вверх, внутрь грудной полости. Легкие сжимаются. Давление воздуха в них становится выше атмосферного давления, и воздух выходит из легких в атмосферу. Происходит пассивный диафрагмальный выдох. Таким образом, все растянутые во время диафрагмального вдоха ткани брюшной и тазовой полостей сжимаются во время выдоха, а все сжатые ткани, наоборот, растягиваются. Это значит, что все органы и ткани брюшной и тазовой полостей на протяжении всей жизни человека подвергаются при брюшном дыхании ритмическому растяжению и сжатию, т. е. той процедуре, которая обеспечивает постоянное обновление околоклеточной среды клеток всех органов и тканей и противодействует их старению. Одновременно ритмическое растяжение и сжатие брюшной и тазовой полостей препятствует взаимодействию между Мм БУК ВКМ, входящих в их состав органов и тканей. В результате замедляется процесс увеличения жесткости всех БУК ВКМ брюшной и тазовой полостей. Это значит, что замедляется процесс, вызывающий постепенное накопление продуктов обмена клеток органов брюшной и тазовой полостей в околоклеточной среде и в самих клетках, т. е. замедляется процесс, запускающий старение клеток, органов и организма в целом.

При брюшном дыхании после спокойного пассивного выдоха возможен дополнительный выдох за счет сокращения мышц брюшной стенки. При этом в брюшной и тазовой полостях давление увеличивается, смещая расположенные в них органы назад и вверх. В результате расслабленная диафрагма дополнительно прогибается вверх, внутрь грудной полости, уменьшая ее вертикальный размер и объем легких. Происходит активный выдох. Максимальная величина активного брюшного выдоха определяется величиной прогиба диафрагмы в грудную полость. Величина прогиба находится в прямой зависимости от степени увеличения внутрибрюшного давления, определяемого силой сокращения мышц брюшной стенки. С началом расслабления мышц брюшной стенки все растянутые эластические элементы восстанавливают длину, которую они имели в конце пассивного выдоха. Диафрагма снова смещается вниз, и происходит увеличение вертикального размера грудной клетки, но уже без сокращения диафрагмы – так называемый пассивный вдох в режиме брюшного дыхания.

Таким образом, диафрагма, как помпа, на протяжении всей жизни человека сжимает и растягивает все органы и ткани брюшной и тазовой полостей, участвуя в обновлении околоклеточной среды всех клеток, входящих в состав этих органов и тканей. Интенсивность этого влияния брюшного дыхания на продолжительность жизни клеток брюшной и тазовой полостей находится в прямой зависимости от глубины брюшного дыхания.

При грудном и брюшном дыхании механизм вдоха и выдоха как процесс поступления в легкие атмосферного воздуха с высоким содержанием кислорода в период вдоха и выходом из легких воздуха с пониженным количеством кислорода и повышенным количеством углекислого газа в период выдоха один и тот же. Это значит, что участие дыхания в противодействии старению, связанное с ритмическими изменениями объема легких, с наличием в грудной полости на протяжении всей жизни отрицательного плеврального давления и с ритмическими его колебаниями при дыхании, сохраняется как при грудном, так и при брюшном дыхании. В то же время при грудном дыхании отсутствуют ритмические сокращения диафрагмы. Это значит, что отсутствуют ритмические сжатия и растяжения органов брюшной и тазовой полостей и, следовательно, отсутствует важнейший механизм противодействия их старению в период жизни после остановки роста тела. При брюшном дыхании отсутствуют ритмические колебания объема грудной клетки. Это значит, что отсутствуют ритмические сжатия и растяжения всех структур, входящих в ее состав. Следовательно, при брюшном дыхании отсутствует важнейший механизм, противодействующий старению всех структур, входящих в состав грудной клетки. В результате с возрастом предельный диапазон изменений окружности грудной клетки, т. е. разница между ее окружностью при максимальном грудном вдохе и выдохе, постепенно уменьшается, и у большинства людей к 70 годам эта разница исчезает. Следовательно, к 70 годам у большинства людей остается только брюшной вариант дыхания. В период роста организма не имеет существенного значения, какой вариант превалирует в дыхании конкретного человека, а именно: брюшное или грудное дыхание, так как основным фактором, противодействующим старению организма, является его непрерывный рост.

Однако в последующий период жизни каждый из вариантов дыхания приобретает важнейшее значение в качестве фактора, противодействующего старению. При этом часть механизмов противодействия старению у обоих вариантов дыхания совпадают. Часть механизмов присущи избирательно только либо грудному, либо брюшному варианту дыхания.

В книге «Алгоритм долголетия» (Санкт-Петербург, 2009 г.) я обосновываю утверждение, что «после 70-летнего возраста возможности грудного дыхания практически почти полностью исчезают… У людей старше 70 лет грудной вариант дыхания функционировать не может, поскольку у них полностью или почти полностью отсутствует подвижность суставов грудной клетки… Тем не менее утрата подвижности грудной клетки не приводит к возникновению каких-либо значительных проблем с дыханием… благодаря возникновению в процессе эволюции для обеспечения вентиляции легких специальной мышцы – диафрагмы. Для осуществления дыхания ей не требуется перемещения костей в каких-либо суставах. Поэтому снижение подвижности суставов грудной клетки существенно не влияет на брюшное, диафрагмальное дыхание. Иначе нарушение вентиляции легких было бы, вероятно, одной из основных причин ранней смерти человека в результате развития возрастной тугоподвижности суставов грудной клетки, приводящей к недостаточности дыхания» (стр. 85—86). Вместе с тем, вне зависимости от того, какой вариант дыхания превалирует у конкретного человека, при спокойном дыхании даже их комбинации совершенно недостаточно, чтобы противодействовать старению организма в той степени, в которой это делает усиленное или предельно усиленное смешанное диафрагмально-реберное дыхание при физической нагрузке или сеансы предельно глубокого дыхания, которое человек может сознательно выполнять в состоянии физического покоя. Соответственно, сознательно регулярно выполняемые длительные сеансы спокойного предельно глубокого смешанного диафрагмально-реберного дыхания – важнейший компонент, способный затормозить и даже остановить старение внутренних органов грудной, брюшной и тазовой полостей и старение структур, входящих в состав грудной клетки.