Как дышать, чтобы жить лучше. Самые эффективные дыхательные практики

Нервная регуляция дыхания

Дыхание считается адекватным, нормальным и потому может быть названо «правильным», когда обеспечивает доставку O₂ тканям (и удаление СO₂ из организма) в соответствии с текущими потребностями организма при минимальном расходе энергии на самообеспечение дыхательного процесса.

Все изменения дыхательных движений в рамках полноценного газового обеспечения организма считаются нормальными. Ненормальным, неадекватным, патологическим и, можно сказать, «нетрадиционным» дыхание становится тогда, когда не обеспечивает потребности организма в O₂ или же слишком много тратится энергии на поддержание минимального соответствия газовым запросам организма.

Для непрерывного обеспечения жизнедеятельности человека постоянно автоматически осуществляется нервная регуляция дыхательного процесса. Именно нервная система объединяет все звенья дыхательного аппарата в единое целое, реализующее дыхательную функцию.

Внешнее дыхание представляет собой ритмический процесс, который можно охарактеризовать в первую очередь длительностью цикла, измеряемого от начала одного вдоха до начала следующего вдоха. Другим важным параметром внешнего дыхания является частота, связанная с длительностью дыхательного цикла обратной зависимостью.

Практически любое внешнее и внутреннее воздействие влияет на деятельность дыхательной системы. К дыхательному центру поступают импульсы от хемо-, термо– и механорецепторов, на его работу оказывают влияние зрительные, слуховые и другие соматические раздражители, его деятельность изменяют психогенные факторы, его активность модулируют белки и другие биологически активные вещества (рис. 3).

Особое значение имеют воспринимающие концевые нервные аппараты – хеморецепторы, расположенные в стенках аорты и в местах разветвления общих сонных артерий. Они воспринимают изменения газового состава крови и посылают соответствующие сигналы в дыхательный центр.

Повышение концентрации углекислого газа и понижение концентрации кислорода в крови приводят к возбуждению дыхательного центра, к учащению дыхания и увеличению вентиляции легких.

Понижение концентрации углекислого газа угнетает дыхательный центр, вентиляция легких при этом уменьшается.

Если искусственно, путем усиленных и частых вдохов и выдохов максимально повысить вентиляцию легких, то содержание углекислоты в крови снизится, и может наступить временная остановка дыхания.

Правда, сигнализация со специальных хеморецепторов не доходит до нашего сознания, до высших уровней регуляции в коре головного мозга и непосредственно не воспринимается человеком.

Дыхательный центр, вырабатывающий ритмические стимулы, которые вызывают сокращение дыхательных мышц, локализован в продолговатом мозге. Он работает под непрерывным влиянием сигнализации о химическом составе внутренней среды, поступающей от хемо рецепторов артериальных сосудов и самого мозгового ствола, а также о механических условиях вентиляции легких, обеспечиваемой механорецепторами легких и воздухоносных путей. Эта система обратных связей определяет соответствие между легочной вентиляцией и потребностями организма в обмене газов и так устанавливает оптимальный, наиболее экономичный режим дыхания. И наконец, влияния из вышележащих центров головного мозга могут изменять дыхательные движения в зависимости от тех или иных обстоятельств: мышечной активности, температуры тела, разнообразных сигналов из внешней среды.

Рис. 3. Регулятор дыхания – дыхательный центр

Изменения дыхания могут вызвать громкий звук или вспышка света, боль от ожога или эмоциональные переживания. Кроме того, к дыхательному центру постоянно приходят импульсы от специальных чувствительных клеток, расположенных в кровеносных сосудах легких, других органах и тканях. В первую очередь они реагируют на изменения состава крови (хеморецепторы). Другие клетки реагируют на сокращение и расслабление мышц или растяжение легких (механорецепторы), третьи – на охлаждение или перегревание. Вся эта многоплановая информация перерабатывается в дыхательном центре, который затем формирует команду дыхательным мышцам: изменить ритм и глубину дыхательных движений в соответствии с потребностями организма.

Таким путем, в конечном счете происходит оптимизация вентиляции легких в отношении газообмена и биомеханики дыхания. Обеспечение клеток кислородом и удаление из организма углекислого газа являются главным, но не единственным назначением системы дыхания, которая во многих звеньях связана с другими функциональными системами организма. Работа дыхательных мышц протекает в тесном взаимодействии и координации с общей моторной деятельностью. Процессы газообмена при дыхании взаимосвязаны с функционированием сердечнососудистой системы. Вентиляторный аппарат обеспечивает ра боту обонятельного анализатора, а также звуковыражение у животных и речь у человека. Регулярное ритмическое поступление импульсов от рецепторов слизистой оболочки носа и рецепторных образований дыхательного аппарата, а также распространение (иррадиация) ритмической активности из дыхательного центра оказывают огромное тонизирующее влияние на центральную нервную систему.

Дыхательная система содержит два основных механизма регулирования: хеморецепторный и механорецепторный. Механизм механорецепторного регулирования включает дыхательный центр, эфферентные (двигательные) пути, дыхательные мышцы, вентиляторный аппарат, механорецепторы легких и мышц и афферентные (механочувствительные) пути. Механизм хеморецепторного (газообменного) регулирования включает дыхательный центр, вентиляторный аппарат, систему транспорта газов, хеморецепторы и центростремительные, приносящие (хемочувствительные) пути (рис. 4).

Рис. 4. Автоматическая регуляция дыхания

Регулирование дыхательной системы происходит по двум контурам – хеморецепторному (ХРК) и механорецепторному (МРК). В некоторых органах (например, в стенке аорты и в месте разветвления общей сонной артерии) есть клетки (хеморецепторы), реагирующие на изменение состава крови – содержание кислорода и углекислого газа. От них по чувствительным нервам поступают сигналы в дыхательный центр продолговатого мозга. В ответ посылается импульс к дыхательным мышцам, обеспечивая вдох и газообмен в легких.

Налицо оптимальность регуляции дыхания в соответствии с минимизацией работы дыхания, или минимизации мышечных усилий, то есть обеспечение необходимой вентиляции легких при наименьших энергетических затратах. Минимум энергетических затрат достигается путем выбора наилучшей комбинации глубины и частоты дыхательных движений, а также посредством изменения соотношения вдоха и выдоха, то есть посредством направленных изменений в мышечной (механорецепторной) подсистеме контроля.

Здоровый человек, выполняющий минимально необходимую физическую нагрузку, обычно дышит в оптимальном (наилучшем) режиме – спокойно и ровно, без напряжения и усилий. И не только потому, что автоматическая система управления дыханием непроизвольно поддерживает такой объем вентиляции легких, который гарантирует требуемый уровень содержания кислорода и углекислого газа в крови. Но также еще и потому, что та же система обеспечивает работу дыхательных мышц с наименьшим расходом энергии. Опыты показали, что человек дышит в таком ритме и при такой глубине каждого вдоха, что затрачивает на 1 л прошедшего через легкие воздуха наименьшие усилия дыхательных мышц.

Если же произвольно дышать глубже или чаще, нежели при естественном непроизвольном дыхании, то расход кислорода на работу дыхательных мышц сразу возрастает и дыхательные движения становятся неэкономичными. Не заставляйте себя усердно дышать каким-то искусственным способом постоянно, чтобы не нарушать нормальную работу автоматической системы управления дыханием.

Недыхательные функции дыхательного аппарата

Помимо решения своей главной задачи дыхательный аппарат участвует в выполнении многих негазообменных функций. Сокращения дыхательных мышц тесно связаны и координированы с общей двигательной активностью: трудовой, спортивной и др. Дыхательные движения деятельно способствуют функционированию сердечно-сосудистой системы. Вентиляторный аппарат обеспечивает распознавание запахов, а также звуковыражение и речь. Легкие выполняют очистительную (фильтрационную) функцию, активно участвуют в энергетическом балансе, водно-солевом, белковом и жировом обмене, деятельности свертывающей и антисвертывающей систем крови и синтезе некоторых биологически активных веществ. Регулярное ритмическое поступление сигналов от рецепторов слизистой оболочки носа, воздухопроводных путей и чувствительных образований легких, плевры и мышц вместе с распространением ритмической импульсации из дыхательного центра оказывает огромное тонизирующее и стабилизирующее влияние на деятельность нервной системы и психическое состояние человека.

Необходимо подчеркнуть, что в легких не только совершается обмен газов. Они фактически являются наибольшей в организме многофункциональной железой и выполняют некоторые негазообменные и выделительные функции. В легких производится очистка венозной крови от механических примесей. Исключительно важна роль емкого русла легочных сосудов в системе кровообращения. Они участвуют в деятельности свертывающей системы крови и синтезе некоторых белков и жиров. Без легких немыслима полноценная регуляция водно-солевого обмена и поддержание кислотно-щелочного равновесия в организме. Значительна доля легких в общей теплопродукции и теплоотдаче организма.

Мало изученной, но доказанно важной является недыхательная (нереспираторная, негазообменная) функция легких, активно участвующих в обмене биологически активных веществ.

Защитные механизмы бронхиального дерева, связь морфологических, биохимических, иммунологических факторов в работе внешнего защитного барьера в основном характеризуют отношение к поступлению чужеродных веществ через дыхательные пути. Попадающие с вдыхаемым воздухом посторонние примеси могут задерживаться, обволакиваться слизью и выводиться из организма. Существуют и более сложные механизмы обезвреживания, связанные со специфическими ферментами, обеспечивающими детоксикацию газовых примесей, обезвреживание вирусных и бактериальных агентов. Таким образом, создаются условия, в которых обеспечивается стерильность бронхиальных путей.

В работе такого барьера усматривается совокупность механизмов защиты от проникновения чужеродных частиц и газов непосредственно в легкие и далее – в кровоток. Выделительная функция охватывает выведение продуктов обмена веществ, избытков биологически активных веществ, лекарственных и других соединений эндогенного (внутреннего) и экзогенного (наружного) происхождения.

Известна способность эндотелия (ткани внутренней оболочки) к синтезу ряда веществ, в том числе гормонов. На поверхности эндотелия совершаются реакции, связанные с метаболизмом аденозина, нуклеотидов и их соединений, кининов и ангиотензина.

В легких обнаруживается не менее десяти биологически активных белков и содержится большой набор ферментов, необходимых для биосинтеза и распада липидов.

Антиоксиданты (вещества, нейтрализующие избыток активной формы кислорода) легочной ткани активно участвуют в адаптационных реакциях. Существенна роль антиоксидантной системы и в модуляции иммунологических реакций.

А сколь важна такая функция аппарата дыхания, как звуковыражение! Ведь люди говорят, поют и играют на духовых инструментах во время фазы выдоха. Вздыхание, зевота, свист, крик и другие виды звуковыражения производятся видоизмененными сокращениями дыхательных мышц.

Все переживания человека легко наблюдаются по характерному изменению дыхания. В самом деле, объективное проявление радости или веселья, смех – не что иное, как быстро следующие друг за другом короткие, прерывистые выдыхания. Рыдания являются, наоборот, быстро повторяющимися, отрывистыми и короткими вдыханиями, производимыми в основном за счет энергичных сокращений диафрагмы.

И пьем мы с помощью дыхательных движений. Одновременно с легким вдохом вследствие разрежения воздуха (понижения его давления в полости рта) поднесенная к губам жидкость под давлением воздуха извне поступает в рот. Дыхательный аппарат участвует в глотании и рвоте, икоте и зевоте, а также в таких важных актах, как мочеиспускание, дефекация, роды (схватки) и др.

В оболочке носовой полости заложены чувствительные окончания нервов, которые реагируют на пахучие и раздражающие летучие вещества, примешивающиеся к вдыхаемому воздуху. Таким путем человек различает запахи. И это не только предохраняет дыхательный аппарат от возможного попадания в дыхательные пути вредных и ядовитых газообразных веществ, но и способствует вкусовой чувствительности, помогая различать приятные и зловонные (дурно пахнущие) пищевые продукты. Кроме того, дыхание через нос оказывает большое влияние на весь организм в целом. В слизистой оболочке, а также на наружной поверхности носа и расположенных близ него кожных покровах локализована рецепторная зона, раздражение которой потоком воздуха, увлажнением, механическими, электрическими, температурными и химическими стимулами вызывает многочисленные рефлексы. Раздражение рецепторной зоны носовых полостей влияет на функцию разных органов и функциональных систем (рис. 5 и 6). Уместно напомнить, что длительное прекращение носового дыхания, например у детей в результате заболевания носа и глотки, нередко сопровождается выраженными нарушениями жизнедеятельности, включая умственную отсталость. Глубокие, медленные ритмические дыхательные движения благотворно влияют на общее самочувствие человека. Периодическое поступление импульсов в головной мозг от чувствительных окончаний верхних дыхательных путей, легких, плевры и дыхательных мышц упорядочивает и стабилизирует деятельность всей нервной системы, что играет особую роль при выполнении дыхательных упражнений.

Рис. 5. Блок-схема дыхательной системы. БлН – блуждающий нерв; ВА – вентиляторный аппарат; ДфН – диафрагмальный нерв; ДЦ – дыхательный центр; ЗдК – задние корешки грудного отдела спинного мозга; МР – механорецепторы; МРК – механорецепторный контур; МрН – межреберные нервы; ПрМ – продолговатый мозг; СБО – супрабульбарные (расположенные выше продолговатого мозга) отделы ЦНС; СМН – спинномозговые (двигательные) нейроны; СТГ – система транспорта газов кровью; Т – ткани организма. ХР – хеморецепторы; ХРК – хеморецепторный контур; ЯГН – языкоглоточный нерв.

Рис. 6. Влияние раздражения носовой полости на некоторые органы и функциональные системы человека (Михайлов, 1983).

Из дыхательного центра распространяются по всей нервной системе ритмические влияния, оказывающие тонизирующее и успокаивающее действие не только на физическое состояние, но и на психику человека.

Итак, обеспечение клеток кислородом и удаление избытка углекислого газа являются главным, но не единственным назначением системы дыхания, которая в различных звеньях органично связана с другими функциональными системами.