Дыхательные мышцы и механизм вдоха-выдоха

В предыдущей статье Вы могли прочитать о внешнем дыхании, строении легких и грудной клетки.
В этой статье вы узнаете: какие мышцы задействованы в дыхании и механизм вдоха-выдоха.

Все начинается с вдоха…

Для того чтобы вдохнуть воздух, нам необходимо создать в легких давление более низкое, чем атмосферное. Чтобы выдохнуть — создать более высокое, чем в атмосфере. Реально это сводится к тому, что вдох обеспечивается увеличением объема грудной клетки, а выдох — уменьшением объема. Все вроде бы просто. На самом деле большая часть усилий дыхания расходуется на вдох — в обычных условиях выдох осуществляется за счет упругих свойств легких и использования вездесущей силы тяжести.

Дыхательные мышцы

Усилия вдоха создают дыхательные мышцы вдоха (инспираторные мышцы). Их функции и названия нам еще понадобятся дальше — когда мы будем рассматривать подготовку мышц тела к дыхательным упражнениям, поэтому постарайтесь разобраться в этом.

Основной мышцей вдоха является диафрагма— мышечно-сухожильная перегородка между полостью грудной клетки и брюшной полости. Очень хочется обратить внимание на один существенный факт: диафрагма — один из важнейших органов нашего здоровья. Заметьте — не нашего тела, а нашего здоровья. По большому счету здоровье опирается на позвоночник, а создается диафрагмой. При условии, конечно, что голова здорова…

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 спускается приблизительно на 1.5 см, соответственно увеличивается вертикальный размер грудной полости. При этом нижние ребра несколько расходятся, увеличивая и обхват грудной клетки, что особенно заметно в нижних отделах.

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

Кроме диафрагмы, в увеличении объема грудной клетки принимают участие также наружные косые межреберные и межхрящевые мышцы. Вследствие косого направления волокон в этих мышцах расстояние от места прикрепления ребер к позвоночнику и хрящей к грудине больше у нижних ребер, чем у верхних. Поэтому момент силы, определяющий движение рычагов, оказывается большим для нижнего ребра или хряща — из-за этого нижнее ребро как бы «тянется» за верхним. В результате подъема ребер увеличивается смещение грудины вперед и отхождение боковых частей ребер в стороны.

При очень глубоком 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 откинутые назад руки(трапециевидная, ромбовидные, поднимающая лопатку).

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

Как мы уже говорили, легкие и внутренние стенки грудной полости покрыты серозной оболочкой — плеврой. Между листками висцеральной и париетальной плевры имеется узкая (5-10 мкм) щель, содержащая серозную жидкость, по составу сходную с лимфой. Благодаря этому легкие постоянно находятся в растянутом состоянии.

Если в плевральную щель ввести иглу, соединенную с манометром, можно установить, что давление в ней ниже атмосферного. Отрицательное давление в плевральной щели обусловлено эластической тягой легких, то есть постоянным стремлением легких уменьшить свой объем.

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.

В плевральной щели в обычных условиях не бывает газов. Если ввести некоторое количество воздуха в плевральную щель, он постепенно рассосется. Если в плевральную щель попадает небольшое количество воздуха, то образуется пневмоторакс — легкое частично спадается, но вентиляция его продолжается. Такое состояние называется закрытым пневмотораксом. Через некоторое время воздух из плевральной полости всасывается и легкое расправляется.

При вскрытии грудной клетки, например при ранениях или внутри-грудных операциях, давление вокруг легкого становится равным атмосферному и легкое спадается полностью. Его вентиляция прекращается, несмотря на работу дыхательных мышц.

Мышцы, принимающие участие в акте дыхания

Такой пневмоторакс называется открытым. Двусторонний открытый пневмоторакс без экстренной помощи приводит к смерти. Необходимо либо срочно начать искусственное дыхание ритмическим нагнетанием воздуха в легкие через трахею, либо немедленно герметизировать плевральную полость.

Дыхательные движения

Физиологическое описание нормы дыхательных движений не совсем соответствует тому, что мы можем наблюдать у себя и своих знакомых. Мы можем увидеть как дыхание, обеспечиваемое в основном диафрагмой, так и дыхание, обеспечиваемое в основном работой межреберных мышц. И это — в пределах нормы. Мышцы плечевого пояса чаще подключаются при серьезных заболеваниях или интенсивной работе, но почти никогда — у относительно здоровых людей в нормальном состоянии.

Дыхание, обеспечиваемое в основном движениями диафрагмы. характерно больше для мужчин. В норме вдох сопровождается незначительным выпячиванием брюшной стенки, выдох — незначительным ее втяжением. Это брюшной тип дыхания в его прямом варианте.

Однако 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 диафрагмой, без подключения движения органов в брюшной полости. Это дыхание также чаще встречается у мужчин.

У женщин чаще всего встречается грудной тип дыхания, обеспечиваемый в основном работой межреберных мышц. Это может быть связано с биологической готовностью женщины к материнству и, как следствие, с затрудненностью брюшного дыхания при беременности. При этом типе дыхания наиболее заметные движения совершает грудина и ребра.

Дыхание, при котором активно движутся плечи и ключицы, обеспечивается работой мышц плечевого пояса. Вентиляция легких при этом малоэффективна и касается только верхушек легких. Поэтому такой тип дыхания называется верхушечным. В обычных условиях такой тип дыхания практически не встречается и используется либо в ходе тех или иных гимнастик или развивается при серьезных заболевания (не только легких!).

В следующей статье вы узнаете про Процесс дыхания в цифрах и значение воздухоносных путей

Материал подготовил: Atamovich
Источник: Медведев Б.А.
«Животворящее дыхание. Дыхательные практики, которые всегда работают»