Как известно, дыхание включает в себя две фазы — вдоха и выдоха. Наполнение легких воздухом при вдохе происходит благодаря расширению внутреннего пространства грудной клетки. Увеличение объема грудной клетки связано с двумя факторами — это сокращение диафрагмы, происходящее с уплощением ее купола, и движение ребер за счет работы мышечного аппарата, описанного выше.
Диафрагма представляет собой тонкую мышцу, расположенную между грудной и брюшной полостями, поэтому она также называется грудобрюшной преградой. По форме диафрагма представляет собой купол, обращенный вершиной кверху, в сторону грудной полости. В средней части диафрагма имеет сухожильный центр, окруженный мышечной периферией. К центру диафрагмы прилежит сердце, располагающееся на куполе диафрагмы в седловидном углублении.
Различают три части диафрагмы: грудинную, реберную и поясничную. Диафрагма имеет отверстия, через которые проходят такие важные образования, как аорта и грудной проток, пищеводное отверстие, блуждающие нервы, вены, в том числе нижняя полая вена.
Движения диафрагмы происходят благодаря сокращению ее мышечной части. При этом сухожильный центр опускается, и купол диафрагмы уплощается, а при расслаблении мышечных волокон центр и купол диафрагмы поднимаются непроизвольно за счет разности внутрибрюшного и внутригрудного давления.
Функция диафрагмы заключается прежде всего в участии в акте дыхания. Ее сокращение увеличивает вертикальный размер грудной полости, создавая тем самым частичное разрежение в легких и приток в них атмосферного воздуха извне. По отношению к мышцам брюшного пресса диафрагма может играть роль как синергиста, так и антагониста. При необходимости создания внутрибрюшного давления она работает совместно с мышцами брюшного пресса. При обычной дыхательной экскурсии она действует как антагонист, при этом опускание купола диафрагмы возможно только при условии достаточного расслабления мышц брюшного пресса. Этим объясняется некоторое естественное выпячивание живота на вдохе при брюшном типе дыхания. При грудном типе дыхания, особенно у людей, хорошо развитых физически, когда грудная клетка расширяется за счет движения ребер, выпячивание живота уменьшается. Существуют также разнообразные смешанные формы дыхания.
Положение диафрагмы варьирует в зависимости от возраста, дыхательной экскурсии и положения тела. У детей диафрагма расположена несколько выше, чем у взрослых. Она также смещается кверху в положении лежа в сравнении с положением стоя. У людей тучного телосложения, особенно пожилых, органы брюшной полости смещаются книзу как за счет своей тяжести (то есть происходит так называемый птоз), так и из-за ослабления тонуса мышц брюшного пресса. Это приводит к более сильному выпячиванию передней стенки живота.
Положение брюшной стенки, а вместе с этим и размер брюшной полости изменяются также в зависимости от движений тела. При сгибании туловища грудная клетка и таз сближаются, размер брюшной полости уменьшается, и происходит некоторое выпячивание брюшной стенки. Во время разгибания, особенно при физических упражнениях (например, в положении «мост»), вертикальный размер брюшной полости увеличивается, брюшная стенка западает, и диафрагма занимает более высокое положение.
Характер работы диафрагмы меняется в зависимости от интенсивности дыхания.
Спокойное дыхание осуществляется в основном за счет сокращения и расслабления диафрагмы. При этом изменяется прежде всего вертикальный размер грудной клетки, мышцы живота находятся в расслабленном состоянии и легко поддаются смещению под действием тяжести внутренних органов. В этом случае межреберные мышцы действуют незначительно.
Напряженное дыхание требует значительного расширения грудной клетки в ее нижних отделах, а в среднем отделе — увеличения ее переднезаднего размера. При этом также уменьшается кривизна позвоночного столба, и его форма приближается к прямой. Расширение грудной клетки достигается благодаря согласованному движению ребер передними концами кверху, а их средними отделами — в стороны.
Основными мышцами, участвующими в акте вдоха, кроме диафрагмы принято считать также межреберные мышцы. Дополнительные мышцы, занятые в исполнении вдоха, — это мышцы, поднимающие ребра, верхняя и нижняя задние зубчатые мышцы, квадратная мышца поясницы, подвздошно-реберная мышца, лестничные мышцы, поднимающие первое и второе ребра. Во время активных двигательных действий в процесс дыхания вовлекаются также мышцы верхних конечностей и плечевого пояса: трапециевидная, ромбовидная, малая и большая грудные мышцы, а также мышца, поднимающая лопатку. При сокращении эти мышцы поднимают ПВК, способствуя тем самым расширению грудной клетки и акту вдоха.
При активном выполнении выдоха в работу вовлекаются следующие основные мышцы:
• прямая мышца живота (которая содействует вращению ребер)
• поперечная мышца живота, которая сближает реберные дуги
• косые мышцы живота
• подреберные мышцы
• поперечная мышца груди
• нижняя задняя зубчатая мышца.
Сокращение этих мышц содействует максимальному сокращению размеров и объема грудной клетки.
Оно сопровождается расслаблением мышц, дополнительно участвующих в акте вдоха (см. выше).
Как уже отмечалось, различают брюшное (диафрагмальное) дыхание и грудное (реберное). Как правило, оба этих типа дыхания в той или иной степени совмещаются. Есть мнение, что существует мужской и женский типы дыхания, которые различаются между собой, но оно до сих пор остается спорным, так как главные различия в биомеханике дыхания обусловлены не половой принадлежностью человека, а степенью развития его функции дыхания.
Главные различия в биомеханике дыхания обусловлены не половой принадлежностью человека, а степенью развития его функции дыхания.
На характер дыхания оказывают воздействие и некоторые сопутствующие причины: степень наполнения (переполнения) желудочно-кишечного тракта, некоторые заболевания брюшной полости, беременность, туго затянутый пояс и хронические заболевания органов внешнего дыхания.
Техника дыхания определяется как отмеченными выше причинами, так и навыками, значение которых наиболее существенно для лиц, которые занимаются спортом или интенсивными физическими упражнениями, а также для лиц, имеющих отклонения в кардиореспираторной системе.
При выполнении напряженных физических упражнений рекомендуется не прекращать ритмически организованного дыхания, пользуясь возможностями изолированного сокращения мышц, участвующих в акте дыхания. Лишь в отдельных ситуациях, экстремальных по степени напряжения или расположения тела, дыхание оказывается затруднительным. Например, дыхание возможно, желательно, но физически трудновыполнимо при аномальных положениях тела типа гимнастических положений вниз головой, в которых диафрагма, сокращаясь, должна приподнимать внутренности брюшной полости. В положениях, удерживаемых силой, а также замедленных движениях типа жима, которые сопровождаются предельными мышечными напряжениями, вынужденно возникают задержки дыхания с резким повышением внутрибрюшного давления («натуживанием»), закрыванием голосовой щели и образованием кислородного долга. Такие фазы действий, обычные для некоторых спортивных упражнений, никоим образом не должны поощряться при исполнении физических упражнений оздоровительной направленности: в этом случае дыхание должно все время носить регулярный ритмически организованный характер, несмотря на возможные пофазные изменения мышечного напряжения и (или) положения тела. При этом необходимо пользоваться возможностями как диафрагмального, так и реберного дыхания, но диафрагмальное дыхание может регулироваться более тонко за счет поставленной техники дыхания.
Благодаря хорошей технике даже люди с узкой грудной клеткой могут дышать более эффективно, чем люди с широкой грудной клеткой, но плохой дыхательной техникой. Дыхание должно совершенствоваться не только за счет приобретения навыка рационального, в том числе изолированного, управления мышцами, занятыми в дыхании (с учетом рабочего положения тела или координации конкретного движения), но и путем использования подходящих телодвижений. Как уже отмечалось выше, экскурсии грудной клетки содействуют движения верхних конечностей, например, движение рук вверх расширяет грудную клетку и активизирует мышцы, способствующие вдоху.
Таким образом, при лечении хронических заболеваний системы внешнего дыхания у больных с мышечной недостаточностью, не утративших эластических свойств легких, в реабилитационном режиме необходимо следовать правилам кинезитерапии, позволяющим включать дополнительные дыхательные мышцы. Для этой цели используются прежде всего тренажеры узколокального действия, благодаря которым выполнять упражнения, помогающие дыхательной мускулатуре, могут даже пациенты с плохой мышечной координацией и полной детренированностью. Данные тренажеры имеют всего лишь одну степень свободы, то есть они позволяют выполнять движения с четко заданной траекторией, а кроме этого они обеспечивают возможность тонко дифференцировать отягощения, поэтому на них может заниматься любой пациент независимо от возраста и наличия сопутствующих заболеваний.
Так как при выполнении любого движения на тренажерах выдоху, то есть форсированному включению дыхательных мышц, помогает скелетная мускулатура, то при выполнении данного движения пациенту, по сути, не остается ничего другого, кроме выдоха. Таким образом, ему нужно только подобрать адекватную программу включения скелетной мускулатуры — это задача кинезитерапевта.
От занятия к занятию (по строго индивидуальной программе) у пациента увеличивается объем движений, глубина выдоха и расслабления после напряжения, связанного с движением. Вся программа производится под строгим контролем врача. Конечной задачей является возможность самостоятельного включения дыхательной мускулатуры без дополнительных приборов.
Программа реабилитации включает также элементы крио- и бальнеотерапии, позволяющие восстанавливать иммунитет и улучшать метаболизм тканей.
Всем больным людям, даже пациентам с запущенной степенью дыхательных расстройств, хочется жить, причем жить физически и психически полноценно — без использования ингаляторов. К такому результату — повышению качества жизни — может привести только совместная длительная и тщательная работа пульмонолога и кинезитерапевта.
Неумение включать диафрагму с помощью мышц брюшного пресса и межреберных мышц или неиспользование этих мышц приводит к различным нарушениям частоты и глубины дыхания, длительности фаз вдоха и выдоха, дискоординации экскурсии верхних и нижних отделов грудной клетки — то есть к нарушению нормального осуществления дыхательного акта. В то же время создание условий для восстановления функции мышечного насоса, которую выполняет скелетная мускулатура, то есть выполнение определенных упражнений на специальных реабилитационных тренажерах, может восстановить утраченные в связи с мышечной недостаточностью функции организма, в том числе и хронические нарушения системы внешнего дыхания.
При дыхательных расстройствах на помощь дыхательной мускулатуре должна приходить скелетная мускулатура при условии адекватной дозировки физических усилий, и на первом этапе реабилитации это возможно реализовать только на специальных тренажерах.