Процесс дыхания или пранаяма

Йога — это состояния максимальной осознанности, когда сознание и внимание человека работает наиболее эффективно. Хатха-йога — система техник, направленная на достижения физиологически оптимальной работы организма, в т.ч. высшей нервной деятельности, а значит, и сознания. В данной статье речь пойдет о значении дыхания для организма в целом и высшей нервной деятельности в частности. В традиционной индийской терминологии дыхание соотносится с «пранавайю» — «поглощение энергии» (прана — энергия, вайю — движение вообще, а не «воздух» или «ветер», как иногда переводят).

Дыхание совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении, и удалении из организма углекислот газа. Дыхание условно разделяют на 5 процессов.

Внешнее дыхании, или вентиляция — процесс периодического обновления воздуха в альвеолах легких.

Дыхательная (респираторная) система состоит из легочной ткани и воздухоносных путей. Последовательность отделов воздухоносных путей такова — нос/носоглотка/гортань/трахея/бронхи/бронхиолы (всего 23 разветвления). В конце воздухоносные пути заканчиваются мельчайшими мешочками сферической формы — альвеолами, которые и составляют легочную ткань. Сферическую форму альвеол поддерживают поверхностно-активные вещества, суфрактанты.

Легочная ткань окружена двухслойным мешком плевральной ткали, содержащей внутри некоторое количество плевральной жидкости, обеспечивающей скольжение легочной ткани. Легочная ткань имеет эластичное свойство, которое в сочетании с тонусом бронхиальных мышц создают эластическую тягу легких, направленную на спадание (комкование) легких. В противовес эластичной тяге растянутое состояние легочной ткани достигается благодаря наличию вокруг них плевральной полости имеющей внутри себя отрицательное давление.

Процесс внешнего дыхания состоит из двух фаз — вдоха и выдоха.

Вдох — активный процесс, во время которого увеличивается объем грудной клетки и растягивается плевральная полость. Отрицательное давление в плевральной полости еще больше увеличивается, что растягивает легочную ткань, создавая в ней давление ниже давлении воздуха в окружающей среде. В покое или при незначительной нагрузке давление легких при вдохе изменяется незначительно, приблизительно на 3 мм рт.ст. (0.4%) При значительном дыхательном усилии, например при физической нагрузке большой мощности давление в легких может снизится на 80-100 мм рт.ст. (приблизительно 10-12%, т.с. в 20-30 раз). Плевральная полость заполнена плевральной жидкостью не полностью и имеет пустоты (синусы). При глубоком вдохе (хасширяющиеся легкие заполняют эти пустоты.

В покое вдох происходит следующим образом: сокращение внешних межреберных мышц вызывает перемещение грудины (смещается вверх и вперед) и ребер (движутся вверх и в стороны). Диафрагма сокращается, опускаясь вниз к брюшной полости.

Соотношение длительности из, глубины дыхания и динамики давления в воздухоносных путях характеризует паттерн дыхания. Организмом, как правило, используется самый экономный дыхательный паттерн. При обычном дыхании затраты энергии на работу дыхательных мышц составляют 2-3% от общих энергозатрат.

При выполнении существенной физической нагрузки этот показатель возрастает до 10%. По мере повышении глубины дыхания мышцам приходится преодолевать возрастает ее эластическое сопротивление легких; при учащении дыхания, быстро сокращающиеся мышцы не успевают полностью расслабиться к началу противофазы и затрачивают дополнительную энергию на преодоление взаимного сопротивлении. Осуществлению усиленного вдоха, кроме вышеприведенных, также способствуют другие скелетные мышцы, с помощью которых ребра выполняют движения с большей амплитудой, увеличивая глубину дыхания. Это лестничные мышцы (передняя и задняя), грудино-ключично-сосцевидная (заметная мышца, идущая от грудины к затылку через шею), малая и большая грудные.

Выдох принято считать в физиологии пассивным процессом, при котором происходит расслабление дыхательной мускулатуры. Эластичная тяга легких и сила тяжести опускают и сужают грудную клетку, возвращая объем легких в исходное состояние. Это «вылавливает» воздух из легких.

При централизованном выдохе (с усилием), как, например, в плавании, — выдох становится более активным процессом. Внутренние межреберные мышцы, сокращаясь, более активно тянут ребра вниз, подключается широчайшая мышца спины и квадрашая мышца поясницы. Мышцы живота также тянут ребра и грудину вниз и вовнутрь. Сокращение мышцы живота вызывает усиление внутрибрюшного давления, что приводит к смещению органов брюшной полости вверх и ускоряет возвращение диафрагмы в исходное положение. Все это способствует более интенсивному уменьшению размеров грудной клетки и увеличению внугригрудпого давления, что ускоряет и усиливает изгнание воздух из легких.

В состоянии покоя человек использует только 20-25% легочной ткани. Минутный объем дыхания (МОД) в покос составляет 5-6 л/мин.
Средний объем вдыхаемого человеком воздуха в спокойном состоянии называется дыхательным объемом и составляет 500мл. Помимо воздуха, находящегося в альвеолах, воздух в остальной части воздухоносных путей не обменивается газами с кровыо и называется мертвым пространством. Доля мертвого пространства в обычном дыхательном объеме составляет примерно 1/3 — 150мл из 500мл.

После обычного выдоха средний объем легких называется функциональной остаточной емкостью (ФОЕ) и составляет — 2.5-3 литра. ФОЕ складывается из резервного объема выдоха и остаточного объема. Резервный объем выдоха — это объем, который можно выдохнуть сверх дыхательного объема недельным сознательным усилием. Достигаемый таким образом минимальный объем легких называется остаточным. Максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть сверх обычного, называется резервным объемом вдоха.

Дыхательный объем (разница между вдохом и выдохом в спокойном состоянии), резервный объем выдоха и резервный объем плоха вместе составляют объем между предельным вдохом и предельным выдохом – жизненную емкостьь легких (ЖЕЛ). Остается добавить, что общая емкость легких — это ЖЕЛ плюс остаточный объем.

Диффузия (взаимопроникновение) газов между воздухом в альвеолах и кровью в капиллярах легких.
Движущая сила диффузии – разница (градиент) парциальных давлений 02 и С02 между альвеолярным воздухом и кровыо в капиллярах, опутывающих альвеолы тончайшим слоем. С02 гораздо тяжелее 02, поэтому основной вопрос состоит в улучшении насыщения крови кислородом, газы диффундируют в растворенном состоянии в слое суфрактантов, состав которого повышает диффузию 02.

Интенсивность диффирузии кроме величины градиента зависит от состава альвеолярного газа, состава крови и перфузии капилляров (протекания и них крови). Из-за силы тяжести перфузия значительно выше в нижних долях легких, чем в верхних.
Альвеолярный газ всегда поддерживается в стандартном оптимальном состоянии. Значительное отклонение его состава от нормы возможно при повышенном или пониженном уровне вентиляции относительно необходимого (в связи с производимой мышечной работой) газообмена.

Доставка газов производится в растворенном состоянии, например в плазме крови. За транспорт кислорода отвечают форменные элементы крови — эритроциты, они переносят 98% кислорода. Кислород в эритроците присоединяется к гемоглобину. Толщина капилляров такова, что эритроциты могут двигаться только поочередно в один ряд, друг за другом. Поэтому на объем переносимого кровыо кислорода влияет количество эритроцитов в крови, количество гемоглобина в эритроцитах и время прохождения эритроцита по альвеолярному капилляру. Чем дольше проходит эритроцит по капилляру, тем полнее происходит обмен газов с альвеолярным воздухом. Достаточное время для полного насыщения гемоглобина кислородом — 0.3с. Эго время может уменьшаться при тяжелой мышечной работе.

В норме гемоглобин восполняет в легких столько кислорода, сколько отдаст работающим тканям. Обычно это 5-6мл 02 на 10Омл крови. Отношение вентиляции легких к их перфузии при обычном дыхании оставляет 0.8-0.9 на 6л воздуха, вдыхаемого в минуту, по капиллярам проходит примерно 7л крови. Резкие изменения этого коэффициента значительно снижают кислородное насыщение крови. Легочный кровоток в целом зависит от величины сердечного выброса, так же пульсовые толчкн давления соответствуют внутри легочному смещению газов.

Транспорт газов с кровью.

Насыщение гемоглобина в эритроцитах кислородом уже описывалось. Значительную работу по движению крови в теле выполняет мышца сердца. Обедненная в результате использования тканями кровь попадает в правое предсердие, затем в правый желудочек и оттуда выбрасывается в легкие. Проходя по капиллярам легких, кровь насыщается кислородом и отдает углекислый газ, попадает в левое предсердие, и затем из левого желудочка с силой выбрасывается в аорту (главную артерию). Прохождение крови по легким называется малым кругом кровообращения, прохождение крови по артериям в ткани и органы, использование ими кислорода, и возврат по венам в сердце называется большим кругом кровообращения. В венах находится 70-80% всей крови. Среднее прохождение частицы крови по всему организму 20-23с. При этом на малый круг приходиться около 1/5 времени, т.с. 4-5с.

После выброса порции крови сердцем в аорту (фазы сокращения сердечной мышцы, называемой систолой) давление крови в аорте обычно составляет 110-125 мм. рт.ст и называется систолическим (верхним). Послс прохождения крови через органы и ткани, начинается возврат ее по мелким венам к сердцу. В мельчайших венулах вначале венозного возврата давление крови составляет около 15 мм рт.ст.

В грудной клетке во время выдоха давление равно 2-5 мм рт.ст., а во время вдоха оно понижается ниже атмосферного. Давление крови перед сокращением сердечной мышцы (фаза расслабления сердца, или диастола) составляет 70-80 мм рт.ст. и называетси диастолическим (нижним) давлением. Разница давления между систолой и диастолой, называется пульсовым давлением и обычно составляет 40 мм рт.ст.

На падение давления во время перемещения по телу влияет сопротивление периферических сосудов (их тонус, или напряжение стенок), которое при средней динамической нагрузке снижается в 3 раза относительно состояния покоя. Также имеет значение общий объем крови в теле, сс рабочий объем (в мышечной ткани) и ее вязкость.

Кроме работы сердца, движению крови способствует присасывающее действие грудной клетки, возникающее при возникновении отрицательного давления в грудной клетке на выдохе. Также существенную роль оказывает насосный эффект диафрагмы, двигающейся при дыхании.

Самую существенную роль в продвижении крови выполняет механизм тонуса (мелкого сокращения) скелетной мускулатуры. Удельный вес кровотока в мышцах в покое составляет 20-23%. При максимальных нагрузках он может достигать 88%.

Артерии имеют более плотные мышечные стенки, помогающие проталкивать кровь. Тогда как вены сами по себе не толкают кровь и значительно расширяются в объеме при плохом оттоке крови и скапливании ее в каком-либо участке тела. Т.к. основное движение крови к сердцу происходит снизу вверх, вены снабжены механизмом односторонне направленных клапанов, которые при проталкивании порции крови в последующий участок вены не пускают ее обратно.

Также определенную роль в движении крови в венах (в соответствующих областях) играют перистальтические сокращение гладкой мускулатуры внутренних органов — кишечника, печени и др.

На давлении крови в разных участках тела влияет ее гидростатическое давление (давление объема жидкости). Например, если среднее артериальное давление в сосудах бедра в положении стоя составляет 190мм рт.ст.. то в стойке на голове: 9,5мм рт.ст. При величине венозного давления в сосудах головы в положении стоя: -40 мм рт.ст. (отрицательное), в положении стойки на голове оно увеличивается до +90мм рт.ст.

Капиллярный газообмен — между кровью в капиллярах и тканями. Главный фактор, обеспечивающий потребление тканями кислорода из крови — это собственно достаточное содержание кислорода в крови. Разные ткани используют кислород в разной степени. Сильнее всего использует кислород мышечная ткань (при интенсивной работе), но она же и наиболее устойчива к его недостатку. т.к. способна работать в анаэробном (безкислродном) режиме. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода клетки мозга, в которых окислительные процессы очень интенсивны. Они гибнут после 4-5 минут остановки дыхания. Также особо чувствительны к понижению уровня кислорода в крови клетки миокарда (сердечной мышцы), ночек и печени. Поэтому необходимо постоянно обеспечивать достаточного содержание кислорода в крови.

Клеточное или тканевое дыхание — потребление кислорода клеткой уже после его попадания внутрь клетки и образование внутри клетки углекислот газа. Кислород используется в клетке в митохондриях, от количества и размера поверхности складок которых и зависит возможность клетки быстро и максимально поглощать кислород. Некоторое количество кислорода запасается в клетке в пигменте миоглобине. Интенсивность обменных процессов в мышечной ткани, в т.ч. коэффициент утилизации кислорода, весьма существенно зависит от температуры. Температура мышц в покое составляет около 34.80С. Максимальная скорость течения метаболических процессов в мышце происходит при t=37-380C.

Дышать мы умеем с рождения, а вот как кататься на сноуборде? Узнайте что значит научиться кататься на сноуборде? Очень интересно, я никогда не пробовал, но нужно испытать этот кайф – катание на сноуборде.

2 thoughts on “Процесс дыхания или пранаяма”

Добавить комментарий

Новости в Блоге Йога

Будь всегда в курсе событий!

Смело подписывайтесь на новости! Ваш адрес почты будет скрыт.