Какое состояние фаз вдоха и выдоха рекомендуется чем это обусловлено
Какое состояние фаз вдоха и выдоха рекомендуется чем это обусловлено
Процесс внешнего дыхания обусловлен изменением объема воздуха в легких в течение фаз вдоха и выдоха дыхательного цикла. При спокойном дыхании соотношение длительности вдоха к выдоху в дыхательном цикле равняется в среднем 1:1,3. Внешнее дыхание человека характеризуется частотой и глубиной дыхательных движений. Частота дыхания человека измеряется количеством дыхательных циклов в течение 1 мин и ее величина в покое у взрослого человека варьирует от 12 до 20 в 1 мин. Этот показатель внешнего дыхания возрастает при физической работе, повышении температуры окружающей среды, а также изменяется с возрастом. Например, у новорожденных частота дыхания равна 60—70 в 1 мин, а у людей в возрасте 25—30 лет — в среднем 16 в 1 мин. Глубина дыхания определяется по объему вдыхаемого и выдыхаемого воздуха в течение одного дыхательного цикла. Произведение частоты дыхательных движений на их глубину характеризует основную величину внешнего дыхания — вентиляцию легких. Количественной мерой вентиляции легких является минутный объем дыхания — это объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает за 1 мин. Величина минутного объема дыхания человека в покое варьирует в пределах 6—8 л. При физической работе у человека минутный объем дыхания может возрастать в 7—10 раз.
Рис. 10.5. Объемы и емкости воздуха в легких человека и кривая (спирограмма) изменения объема воздуха в легких при спокойном дыхании, глубоком вдохе и выдохе. ФОЕ — функциональная остаточная емкость.
Легочные объемы воздуха. В физиологии дыхания принята единая номенклатура легочных объемов у человека, которые заполняют легкие при спокойном и глубоком дыхании в фазу вдоха и выдоха дыхательного цикла (рис. 10.5). Легочный объем, который вдыхается или выдыхается человеком при спокойном дыхании, называется дыхательным объемом. Его величина при спокойном дыхании составляет в среднем 500 мл. Максимальное количество воздуха, которое может вдохнуть человек сверх дыхательного объема, называется резервным объемом вдоха (в среднем 3000 мл). Максимальное количество воздуха, которое может выдохнуть человек после спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (в среднем 1100 мл). Наконец, количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха, называется остаточным объемом, его величина равна примерно 1200 мл.
Сумма величин двух легочных объемов и более называется легочной емкостью. Объем воздуха в легких человека характеризуется инспираторной емкостью легких, жизненной емкостью легких и функциональной остаточной емкостью легких. Инспираторная емкость легких (3500 мл) представляет собой сумму дыхательного объема и резервного объема вдоха. Жизненная емкость легких (4600 мл) включает в себя дыхательный объем и резервные объемы вдоха и выдоха. Функциональная остаточная емкость легких (1600 мл) представляет собой сумму резервного объема выдоха и остаточного объема легких. Сумма жизненной емкости легких и остаточного объема называется общей емкостью легких, величина которой у человека в среднем равна 5700 мл.
При вдохе легкие человека за счет сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц начинают увеличивать свой объем с уровня функциональной остаточной емкости, и его величина при спокойном дыхании составляет дыхательный объем, а при глубоком дыхании — достигает различных величин резервного объема вдоха. При выдохе объем легких вновь возвращается к исходному уровню функциональной остаточной емкости пассивно, за счет эластической тяги легких. Если в объем выдыхаемого воздуха начинает входит воздух функциональной остаточной емкости, что имеет место при глубоком дыхании, а также при кашле или чиханье, то выдох осуществляться за счет сокращения мышц брюшной стенки. В этом случае величина внутриплеврального давления, как правило, становится выше атмосферного давления, что обусловливает наибольшую скорость потока воздуха в дыхательных путях.
Какое состояние фаз вдоха и выдоха рекомендуется чем это обусловлено
Газообмен между атмосферным воздухом и альвеолярным пространством легких происходит в результате циклических изменений объема легких в течение фаз дыхательного цикла. В фазу вдоха объем легких увеличивается, воздух из внешней среды поступает в дыхательные пути и затем достигает альвеол. Напротив, в фазу выдоха происходит уменьшение объема легких и воздух из альвеол через дыхательные пути выходит во внешнюю среду. Увеличение и уменьшение объема легких обусловлены биомеханическими процессами изменения объема грудной полости при вдохе и выдохе.
Биомеханика дыхания. Биомеханика вдоха.
Увеличение объема грудной полости при вдохе происходит в результате сокращения инспираторных мышц: диафрагмы и наружных межреберных. Основной дыхательной мышцей является диафрагма, которая находится в нижней трети грудной полости и разделяет грудную и брюшную полости. При сокращении диафрагмальной мышцы диафрагма движется вниз и смещает органы брюшной полости вниз и кпереди, увеличивая объем грудной полости преимущественно по вертикали (рис. 10.1).
Увеличению объема грудной полости при вдохе способствует сокращение наружных межреберных мышц, которые поднимают грудную клетку вверх, увеличивая объем грудной полости. Этот эффект сокращения наружных межреберных мышц обусловлен особенностями прикрепления мышечных волокон к ребрам — волокна идут сверху вниз и сзади кпереди (рис. 10.2). При подобном направлении мышечных волокон наружных межреберных мышц их сокращение поворачивает каждое ребро вокруг оси, проходящей через точки сочленения головки ребра с телом и поперечным отростком позвонка. В результате этого движения каждая нижележащая реберная дуга поднимается вверх больше, чем опускается вышерасположенная. Одновременное движение вверх всех реберных дуг приводит к тому, что грудина поднимается вверх и кпереди, а объем грудной клетки увеличивается в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Сокращение наружных межреберных мышц не только увеличивает объем грудной полости, но и препятствует опусканию грудной клетки вниз. Например, у детей, имеющих неразвитые межреберные мышцы, грудная клетка уменьшается в размере во время сокращения диафрагмы (парадоксальное движение).
Рис. 10.2. Направление волокон наружных межреберных мышц и увеличение объема грудной полости при вдохе. а — сокращение наружных межреберных мышц при вдохе поднимает нижнее ребро больше, чем опускает вниз верхнее. В результате реберные дуги поднимаются вверх и увеличивают (б) объем грудной полости в сагиттальной и фронтальной плоскости.
При глубоком дыхании в биомеханизме вдоха, как правило, участвует вспомогательная дыхательная мускулатура — грудино-ключично-сосцевидные и передние лестничные мышцы, и их сокращение дополнительно увеличивает объем грудной клетки. В частности, лестничные мышцы поднимают верхние два ребра, а грудино-ключично-сосцевидные — поднимают грудину. Вдох является активным процессом и требует расхода энергии при сокращении инспираторных мышц, которая затрачивается на преодоление эластического сопротивления относительно ригидных тканей грудной клетки, эластического сопротивления легко растяжимой легочной ткани, аэродинамического сопротивления дыхательных путей потоку воздуха, а также на повышение внутриабдоминального давления и возникающего при этом смещения органов брюшной полости книзу.
Правильное дыхание во время тренировки: как и зачем?
Опытные спортсмены знают, что правильное дыхание во время тренировки играет большую роль: эффективность упражнений повышается, а усталость в конце только приятная.
Поэтому технике дыхания непременно уделяется время – эти правила нужно освоить в самом начале тренировочного процесса.
Как правильно дышать?
При выполнении упражнений важно помнить, что вдох делается в момент расслабления мышц, а выдох – в момент их напряжения, когда прилагается максимальное усилие. Например, при поднятии штанги, выдох совершается в момент ее подъема, а вдох – когда штанга возвращается на землю. При выполнении упражнений на пресс выдох делается при поднятии ног или корпуса, а вдох – при опускании.
Дыхание должно быть глубоким (диафрагмальным), но комфортным. При вдохе живот должен надуваться. Это может показаться неудобным, но именно при таком дыхании организм получает максимум кислорода и не расходует энергию, как при поверхностном частом дыхании.
Имеет значение и то, как дышит спортсмен – через рот или нос. Вдох рекомендуется совершать через нос, потому что воздух, проходя через носовые ходы, согревается, увлажняется и очищается от пыли и микроорганизмов. Выдыхать лучше через рот, потому что так воздух выйдет быстрее.
Почему важно следить за дыханием?
На выдохе появляется максимальное количество энергии, которое необходимо для эффективного выполнения упражнений. Кроме того, при выдыхании воздуха напрягаются пресс и диафрагма, что придает дополнительную устойчивость и помогает перенести нагрузку, не навредив организму. В момент вдоха мышцы тела напрягаются неравномерно, поэтому человек не может вложить все силы в упражнение и физическая нагрузка дается тяжелее.
Последствия неправильной техники дыхания
Как мы уже сказали, во время тренировок важна техника дыхания: глубина вдоха и выдоха, частота, правильность чередования фаз. Если на эти правила не обращать внимания, то могут быть следующие последствия:
Какое состояние фаз вдоха и выдоха рекомендуется чем это обусловлено
Большинство людей не контролирует свое дыхание. Следует отметить, чем выше частота дыхания, тем больше вероятность возникновения серьезных проблем со здоровьем.
Итак, как же дышать правильно и с пользой для здоровья?
Дыхание через нос является наиболее правильным и оптимальным, в то время как дыхание ртом снижает оксигенацию тканей, повышает частоту сердечных сокращений и кровяное давление, а также имеет множество других неблагоприятных последствий для здоровья.
Преимущества носового дыхания очевидны.
При дыхании через рот отсутствуют барьеры, препятствующие попаданию болезнетворных микробов в организм.
Во-вторых, носовое дыхание обеспечивает лучший кровоток и объем легких. Расширение сосудов под воздействием оксида азота увеличивает площадь поверхности альвеол, в результате чего кислород в легких поглощается более эффективно.
Носовое дыхание (в отличие от дыхания через рот) улучшает кровообращение, повышает уровень кислорода в крови и уровень углекислого газа, замедляет частоту дыхания и увеличивает общий объем легких.
Постоянное дыхание через рот вызывает сужение дыхательных путей.
При дыхании через рот происходит чрезмерная стимуляция легких кислородом, но поскольку поступающий таким образом воздух не увлажнен, а сосуды недостаточно расширены, то фактическая абсорбция кислорода через альвеолы значительно ниже, чем при носовом дыхании.
В-третьих, носовое дыхание участвует в терморегуляции организма, помогая поддерживать температуру тела.
В-четвертых, дыхание через нос улучшает мозговую деятельность и функционирование всех органов и систем организма.
Носовое дыхание, как часть дыхательного процесса в организме, также контролируется гипоталамусом. При увеличении воздушного потока через правую ноздрю наблюдается повышение активности левого полушария мозга, отвечающего за логику и анализ, а при увеличении воздушного потока через левую ноздрю наблюдается повышение активности правого полушария мозга, отвечающего за обработку невербальной информации и пространственную ориентацию.
При дыхании через рот мы отказываем в оптимальной оксигенации нашему сердцу, мозгу и всем другим органам, в результате чего могут развиться аритмии и другие сердечные заболевания.
В пятых, носовое дыхание помогает при высоких физических нагрузках, в том числе во время тренировок.
Когда уровень углекислого газа в нашем организме слишком низкий, происходит нарушение кислотно-щелочного равновесия, изменяется pH крови, что приводит к ухудшению способности гемоглобина выделять кислород нашим клеткам (эффект Вериго – Бора). Эффект Вериго-Бора был открыт независимо друг от друга русским физиологом Б.Ф. Вериго в 1892 году и датским физиологом К. Бором в 1904 году, и заключается он в зависимости степени диссоциации оксигемоглобина от величины парциального давления углекислоты в альвеолярном воздухе и крови. При снижении парциального давления углекислого газа в крови сродство кислорода к гемоглобину повышается, что препятствует переходу кислорода из капилляров в ткани.
Носовое дыхание создает примерно на 50 % больше сопротивления воздушному потоку у здоровых людей, чем дыхание через рот, а также помогает замедлить дыхательный цикл, уменьшить количество дыхательных движений, что приводит к увеличению поглощения кислорода на 10-20 %.
Таким образом, если мы хотим улучшить свои физические показатели, во время физических нагрузок следует дышать носом. Интенсивность занятий спортом необходимо регулировать в соответствии с дыханием. Если вы чувствуете, что дыхания носом вам не хватает, необходимо снизить темп тренировки. Это временное явление, через довольно быстрый промежуток времени организм начнет приспосабливаться к повышенному уровню углекислого газа.
В шестых, носовое дыхание обладает терапевтическим действием. При правильном дыхании через нос можно снизить артериальное давление и снизить уровень стресса.
Дыхание через рот может привести к нарушению прикуса, изменению анатомии лица у детей, ухудшает качество сна, в результате чего мы выглядим и чувствуем себя уставшим. Также при дыхании через рот ускоряется потеря воды, в результате чего возможно обезвоживание.
При дыхании через рот пропускается много важных этапов в этом физиологическом процессе, что может привести к проблемам со здоровьем, таким как храп, ночное апноэ. Дыхание через рот способствует гипервентиляции, которая фактически снижает оксигенацию тканей. Дыхание ртом также приводит к снижению уровня углекислого газа в организме и снижению способности легких отфильтровывать токсичные загрязнения, поступающие из воздуха.
Дыхание ртом можно использовать в экстренных случаях. При гипоксии наш организм рефлекторно реагирует на недостаток кислорода, начиная зевать, пытаясь таким образом увеличить количество поступающего воздуха.
В следующий раз мы рассмотрим несколько техник контролируемого дыхания, которые помогут вам улучшить свое здоровье.
Какое состояние фаз вдоха и выдоха рекомендуется чем это обусловлено
В предыдущем материале мы говорили о необходимости «перепрограммировать» себя на носовое дыхание для улучшения качества жизни и оздоровления организма.
В данной статье мы рассмотрим некоторые техники, позволяющие контролировать дыхание.
Но первое, с чего следует начать при обучении различным дыхательным техникам – научиться дышать носом.
Как это сделать? Первый шаг – необходимо осознать, как вы дышите, когда не спите. Тренируясь дышать носом во время бодрствования, вы обеспечиваете носовое дыхание и во время сна.
Клинические исследования показывают, что дыхание через рот во время сна приводит к храпу и ночному апноэ. Для формирования привычки дышать носом ночью можно использовать специальные приспособления, например наклейки на крылья носа, носовые трубки-расширители, повязки на нижнюю челюсть, каппы.
На самом деле, если вы дышите ртом в часы бодрствования, вы можете быть уверены на 100 %, что и во время сна вы дышите также.
Также следует оценить свою толерантность к углекислому газу.
Простой способ самооценки толерантности к углекислому газу был предложен советским ученым К.П. Бутейко. Константин Павлович обнаружил, что уровень углекислого газа в легких напрямую соотносится со способностью человека задерживать дыхание после нормального выдоха.
Как правильно проводится этот тест? Сядьте прямо, не скрещивая ноги, и дышите спокойно и ровно. Сделайте небольшой, тихий вдох и выдох через нос. После выдоха зажмите нос, чтобы не допустить попадания воздуха.
Запустите секундомер и задержите дыхание, пока не почувствуете первое определенное желание вздохнуть. Когда вы почувствуете первое желание сделать вдох, возобновите дыхание и отметьте время. При этом первый вдох должен быть спокойным и контролируемым через нос. Если у вас возникает ощущение, что необходимо сделать большой вдох, значит, задержка дыхания была для вас слишком долгий. Время, которое получается в результате, называется «контрольной паузой» и отражает чувствительность вашего тела к углекислому газу. Одновременно с контрольной паузой измеряется пульс.
Критерии для оценки следующие:
— контрольная пауза от 40 до 60 секунд и пульс меньше 70 ударов в минуту указывают на нормальный, здоровый характер дыхания и отличную физическую выносливость;
— контрольная пауза от 20 до 40 секунд и пульс 80 ударов в минуту указывают на легкое нарушение дыхания, умеренную толерантность к физическим нагрузкам и возможность возникновения проблем со здоровьем в будущем (большинство людей попадают в эту категорию). В этом случае для увеличения контрольной паузы необходимы физические упражнения. Можно начать с простой ходьбы с закрытой ноздрей. По мере того, как ваше время контрольной паузы будет увеличивается, можно начинать повышать нагрузки – бегать трусцой, ездить на велосипеде, плавать, заниматься тяжелой атлетикой или чем-то еще;
— контрольная пауза от 10 до 20 секунд и пульс 90 ударов в минуту указывают на значительное нарушение дыхания и плохую переносимость физических упражнений. При таких показателях рекомендуется тренировка носового дыхания и изменение образа жизни. Если контрольная пауза составляет менее 20 с, никогда не открывайте рот во время упражнений, так как ваше дыхание слишком нестабильно. Это особенно важно, если у вас астма;
Совет «дышать реже и поверхностнее» звучит как ужасная рекомендация. Однако следует учитывать, что большинство людей хронически перегружают свою дыхательную систему, дышат чаще и глубже, чем необходимо, что приводит к истощению запасов углекислого газа и хронической гипоксии.
Типичные характеристики чрезмерного дыхания включают в себя дыхание ртом, дыхание верхней частью грудной клетки (с поднятием плеч), периодические вздохи, заметное дыхание во время отдыха и большие вдохи перед разговором.
Клинические испытания с участием людей, страдающих бронхиальной астмой, показывают, что объем выдыхаемого ими воздуха составляет от 10 до 15 л/мин, у людей с хроническими сердечными заболеваниями этот объем составляет от 15 до 18 л/мин, при норме у здорового человека 4-7 л/мин (то есть 12-14 дыхательных движений в минуту).
Это позволяет сделать вывод, что более редкое дыхание можно рассматривать как признак лучшего здоровья. И наоборот, чем чаще вы дышите, тем больше вероятность того, что у вас возникнут серьезные проблемы со здоровьем.
Более того, если вы дышите через рот днем, то вероятность, что вы делаете это и ночью, чрезвычайно высока. Дыхание во сне через рот может привести к обезвоживанию, храпу и ночному апноэ.
Дыхание ртом связано также и с рядом других проблем со здоровьем, такими как бронхиальная астма и астма физического напряжения; неправильное развитие лица (дети, которые дышат ртом, имеют тенденцию к развитию более длинных лиц с измененными структурами челюсти, то есть нарушается и прикус); изменения в ротовой полости из-за высушивания и недостатка слюны (это приводит к увеличению количества болезнетворных бактерий в ротовой полости и снижению защитной функции); обезвоживание (в результате происходит сужение дыхательных путей и затрудняется носовое дыхание, создавая порочный круг).
Чтобы минимизировать эти и другие возможные проблемы, связанные с дыханием, необходимо стараться дышать более поверхностно, и это происходит автоматически, когда вы переходите от дыхания через рот к носовому.
Помните, что чем глубже и быстрее вы дышите, тем сильнее будут сужаться кровеносные сосуды и тем меньше кислорода будет поступать к органам и тканям.
Дыхание через нос замедляет и нормализует число дыхательных движений, тем самым улучшая насыщение кислородом. Носовое дыхание также оказывает успокаивающее действие, поскольку при таком дыхании активизируется парасимпатическая нервная система.
Вот один из методов, который поможет вам регулировать свое дыхание, что позволит снизить уровень стресса, понизить артериальное давление, уменьшить заложенность носа. Сначала вы можете ощутить небольшую нехватку воздуха, но это ощущение не должно быть чрезмерным. Если вам становится некомфортно, сделайте перерыв на 15 секунд, а затем продолжайте.
После трех или четырех минут в таком режиме можно почувствовать положительные эффекты накопления углекислого газа, такие как повышение температуры тела (признак улучшения кровообращения) и увеличение слюноотделения (признак активации парасимпатической системы, что важно для снижения стресса).
Довольно часто встречается такой неправильный тип дыхания, как грудное (или вертикальное) дыхание. При таком типе дыхания на вдохе вверх поднимаются грудь и плечи. Этот вид дыхания фактически активизирует симпатический отдел нервной системы, сигнализируя, что человек находится в состоянии стресса.
При правильном дыхании плечи остаются неподвижными, верхняя часть грудной клетки не расширяется, дыхательные движения происходят на уровне живота. Это горизонтальное дыхание. Сначала может быть довольно трудно сделать правильный вдох, так как живот и диафрагма могут находиться в напряжении. Однако необходимо стараться научиться использовать диафрагму и межреберные мышцы для дыхания, ведь это позволит делать более полные вдохи и выдохи. Также можно научиться более полному выдоху (когда выдох немного длиннее вдоха), используя диафрагму, чтобы «выдавить» воздух из легких. При этом живот «прилипает» к спине.
Еще один метод («4-7-8») можно использовать для снижения уровня стресса. При дыхании по этому методу происходит активация парасимпатической нервной системы, что приводит к расслаблению.
Сядьте прямо, приложите кончик языка к задней части верхних зубов и держите язык в таком положении в течение всего процесса. Начинайте считать, на счете 4 сделайте спокойный тихий вдох через нос. На счет 7 задержите дыхание. Выдохните через рот до счета 8, издав слышимый звук. Это завершает один полный вдох. Ваш выдох должен быть вдове длиннее вдоха. Повторите цикл еще три раза, всего четыре вдоха. Это упражнение можно выполнять так часто, как хотите в течение дня, но рекомендуется не делать более четырех полных вдохов в течение первого месяца практики. Такое дыхание работает как естественное успокоительное для нервной системы.
Терапевты рекомендуют делать дыхательные упражнения регулярно в течение дня, в перерывах или между разными видами деятельности. Это может быть просто спокойное дыхание или «метод 365»: трижды в день дышать с ритмом шести циклов в минуту (пять секунд вдох, пять секунд выдох) в течение пяти минут. Делать это необходимо ежедневно, 365 дней в году.
Помимо уже упомянутых методов, есть и другие. Вот несколько дополнительных техник дыхания, которые благотворно влияют на здоровье.
Surya Anuloma Viloma (дыхание через правую ноздрю). В этой технике левая ноздря закрывается, вдох и выдох выполняются через правую ноздрю. Темп дыхания обычный.
Chandra Anuloma Viloma (дыхание через левую ноздрю). Аналогична предыдущей технике, но вдох и выдох происходят через левую ноздрю, правая ноздря закрыта.
Сурья Бхедана. При этом методе закрываем левую ноздрю, вдыхаем воздух через правую ноздрю. В конце вдоха закрываем правую ноздрю и выдыхаем воздух через левую ноздрю. Это один цикл. Повторять можно по своему желанию.
Бхрамари. При этом методе после полного вдоха, закрыв уши указательными пальцами, необходимо выдохнуть, издав мягкий жужжащий звук, похожий на звук пчелы.
Техники контролируемого дыхания не только улучшают здоровье, повышают устойчивость к стрессу, но и препятствуют накоплению физического напряжения.
Следите за своим дыханием и будьте здоровы!