Как мы вдыхаем и выдыхаем
Дыхание в жизни и спорте
Как мы дышим: физиология
В этой части разложим по полочкам устройство дыхательной системы и поговорим о скрытом потенциале правильного дыхания.
Почему важно глубоко понимать процесс дыхания? Как можно эти знания использовать в жизни и спорте?
⬆️ Многие люди понимают потенциал дыхания для улучшения здоровья и результатов в спорте. Отчасти методы, связанные с дыханием, относятся к биохакингу, т.е. «взлому» улучшению себя. С помощью дыхания можно существенно повысить качество жизни.
🦠 Также эта тема актуальна в период пандемии коронавируса. Вирус поражает дыхательную систему в первую очередь, и реабилитация после болезни будет во многом связана с реабилитацией дыхательного процесса.
⏰ Дыхание — постоянный процесс, который происходит автономно. Если мы научимся лучше, качественнее дышать — то привьем себе полезную привычку, которая будет работать на нас целый день и затронет весь организм.
👩⚕️ Болезни дыхательной системы и аллергии нередки, и для их лечения применяются дыхательные упражнения. Улучшая процесс дыхания, мы сможем помогать сами себе.
Как устроена дыхательная система? Что такое газообмен?
🔺 Дыхательная система состоит из воздухоносных путей и кровеносных сосудов. Дыхательные пути включают носовую полость, глотку, гортань, трахею, бронхи, легкие.
💨 Конечным образованием дыхательной системы являются альвеолы. К альвеоле с наружной стороны подходят кровеносные сосуды, в которых и происходит газообмен.
🔁 Газообмен — это обмен газов между воздухом в альвеоле и кровью в кровеносном сосуде. Мы вдыхаем атмосферный воздух, богатый кислородом. Этот воздух доходит до альвеол, где венозная кровь забирает на себя часть кислорода, и отдает накопленный углекислый газ. С выдохом мы выделяем углекислый газ, а насыщенная кислородом кровь расходится дальше по организму.
✅ Почему важен газообмен. Кислород, который наш организм получает посредством газообмена, нужен для всех реакций организма: реакций обмена, расщепления жиров, углеводов и т.д. Мы не синтезируем кислород внутри себя, и воздух — единственный его источник для нас.
🌀 В процессе реакций газообмена выделяется углекислый газ, который нужно вывести через легкие. В зависимости от концентрации кислорода и углекислого газа в крови наше дыхание может усиливаться и ослабевать.
Как происходят привычные нам вдох и выдох и почему вдыхать сложнее, чем выдыхать.
🟦 Об устройстве грудной клетки. Наши легкие, основной орган дыхания, находятся в грудной полости. Стенки грудной полости — это ребра и диафрагма (большая мышца, которая отделяет грудную полость от брюшной).
🟥 Внутренняя стенка грудной полости выстлана своеобразным мешком — плеврой. А сама плевра тоже имеет непростое строение — она состоит из двух листов. Один выстилает сами легкие, другой — внутреннюю поверхность грудной клетки.
🔺 Эти два листа могут скользить, потому что между ними есть плевральная жидкость. Именно скольжение обеспечивает плавность и комфорт процесса дыхания.
⬆️ Как происходит вдох. За счет того, что наша плевральная полость герметична — внутри создается вакуум. При сокращении мышц грудной клетки из-за вакуума легкие тоже расширяются. В процессе вдоха участвует сокращение дыхательных мышц — диафрагмы, наружных, межреберных мышц. Физический механизм вдоха напоминает всасывание легкими воздух, то есть это активный процесс.
⬇️ Как происходит выдох. Выдох случается как бы сам собой, пассивно. Легкие выталкивают лишний воздух обратно, дыхательные мышцы расслабляются после натяжения, диафрагма поднимается вверх и легкие сужаются.
Физика города: чем мы дышим и опасно ли наше дыхание для окружающих
Иллюстрация: Ольга Денисова
Ежеминутно мы делаем около 14 вдохов. Это порядка 840 вдохов в час и 20 160 вдохов сутки. Но что же именно вдыхает человек, и может ли он навредит своим дыханием другим? Об этом мы спросили младшего научного сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Анну Сильченко.
В альвеолах легких происходит газообмен: кислород из воздуха растворяется в крови, а углекислый газ, наоборот, выделяется наружу. В итоге в выдыхаемом воздухе содержится примерно 16-17% кислорода и 4% углекислого газа, а также повышается концентрация водяных паров. В проветриваемых помещениях дыхание других людей не представляет для нас опасности.
Другое дело – если вы оказались заперты в подводной лодке со сломанной системой жизнеобеспечения. В таком случае дыхание экипажа будет приводить к постепенному увеличению концентрации углекислого газа. Если воздух на 2-4% состоит из углекислого газа, человек начинает чувствовать сонливость и слабость. Опасной считается концентрация около 7-10%, при которых развиваются удушье, головная боль, происходит потеря сознания. Смертельной считается концентрация 30-35%.
А.В.Сильченко, младший научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, преподаватель образовательного центра для школьников «Improvement». В образовательном центре ведет группы по физике и математике.
Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?
Мы предложили ученым дать ответы на наши вопросы и разъяснить, чем опасно обилие городского освещения, как наше дыхание может навредить окружающим и из-за чего люди болеют зимой. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.
Как мы дышим
Когда мы дышим, мы выдыхаем из легких не весь воздух. Значительная его часть остается в альвеолах. Всякий раз при вдохе воздух, оставшийся в легких, смешивается со свежим и таким образом постоянно обновляется.
При вдохе увеличивается объем грудной полости. Со всех сторон она ограничена грудной клеткой, а снизу — парной мышечной перегородкой — диафрагмой, изогнутой наподобие свода. Во время каждого вдоха мышцы груди вздымают грудную клетку. Одновременно купола диафрагмы сокращаются, становятся более плоскими, и объем грудной полости увеличивается. При этом легкие — они очень эластичные — тоже расширяются. Снаружи легкие покрыты плеврой, состоящей из двух листков, между которыми находится плевральная полость с небольшим количеством жидкости. Плевра как бы прилепляет легкие к стенке грудной клетки, поэтому они расширяются вместе с ней. Кроме того, они раздуваются под давлением воздуха, поступающего в них по бронхиальному дереву. После этого грудные мышцы и диафрагма расслабляются, и тогда — под весом опускающейся грудной клетки — легкие снова сжимаются. Воздух, проникший в легкие при вдохе, выдыхается. Человек дышит 15 — 20 раз в минуту, вдыхая и выдыхая 5 л воздуха. Этот объем может увеличиться раз в десять, если дышать быстро и глубоко, например, совершая пробежку или поднимаясь по лестнице. Происходит это само собой благодаря дыхательному центру, расположенному в головном мозге. Этот, величиной с лесной орех, центр тотчас фиксирует, что содержание углекислого газа в крови увеличилось и, значит, клетки усиленно сжигают питательные вещества. Тогда он отдает команду дыхательным мышцам чаще и энергичнее сокращаться. Дыхательный центр не терпит непослушания. Если не верите, попробуйте пробежать что есть мочи по улице, сохраняя медленное и ровное дыхание.
Вдох, выдох
Каждое легкое содержит 350 миллионов альвеол
Когда мы вдыхаем воздух, объем грудной полости увеличивается, а когда делаем выдох — уменьшается. Легкие вторят зтим движениям. Они раздуваются потому, что снаружи их обволакивает плевра, прилепляющая их к стенке грудной клетки и к диафрагме, а также под давлением воздуха, поступающего в них по бронхиальному дереву.
Ограничения доступа к интернету
Бесплатная программа для ограничения доступа к интернету. Лучше не найдёте.
Поскольку дыхание – это естественный процесс, то мы не задумываемся о том, как он происходит, какие механизмы в нем задействованы. Просто дышим и все. Почему же надо стремиться к правильному дыханию, рассказала врач-гигиенист отделения общественного здоровья Гомельского городского центра гигиены и эпидемиологии Алла Зинович.
Нормальное тихое дыхание осуществляется диафрагмой. Для проверки правильности своего дыхания положите руку на пупок: когда вы вдыхаете, – ваш живот должен выдаваться вперед. Если этого не происходит, значит, вы используете для дыхания верхнюю часть грудной клетки вместо диафрагмы, тогда при вдохе пупок может «вдавливаться» как после пробежки, когда вам некоторое время приходится восстанавливать дыхание. Посчитайте в спокойном состоянии, как долго вы можете обходиться без вдоха. Это время должно составлять примерно 30 секунд. А у тех, у кого проблемы с дыханием, это время составляет менее 5 секунд.
Еще один индикатор правильного дыхания – количество вдохов. Хорошо, если вы делаете от 12 до 15 вдохов в минуту, неправильно, если 20 вдохов и более. Частые вздохи и зевания – еще один показатель неправильного дыхания. Вам может казаться, что у вас сбивается дыхание и не получается набрать полные легкие воздуха. Если вы сутулитесь, сидя за компьютером, носите тесную одежду – у вас тоже проблемы с дыханием.
Диафрагмальное дыхание (дыхание животом) считается природным и врожденным. Мы это сможем увидеть, наблюдая за новорожденными: грудь у них неподвижна, при дыхании движется только живот. Диафрагмальное дыхание, также называемое брюшным дыханием, связано с использованием движений диафрагмы и брюшных мышц для достижения полного глубокого дыхания. Общая проблема, связанная с диафрагмальным дыханием, заключается в том, что большинство людей стараются делать глубокие вдохи и выдохи слишком быстро. Цель правильного брюшного дыхания – медленное заполнение легких и снижение частоты дыхательных движений. Кроме активизации парасимпатической нервной системы диафрагмальное дыхание имеет еще один плюс – оно позволяет вентилировать нижние доли легких, которые при грудном типе дыхания обычно наполняются воздухом недостаточно».
Физиология диафрагмального дыхания – при вдохе диафрагма идет вниз, организм расслабляется, легкие практически в полном объеме наполняются воздухом. Дыхание верхней и средней частью легких является неправильным, способствует гипервентиляции легких и кислородному голоданию организма. Поэтому дышать в покое нужно диафрагмой, а дыхание полной грудью допустимо только при большой физической нагрузке, такой как бег, тяжелая физическая работа. Учитывая, что сердце занимает несколько горизонтальное положение в груди и перикард (околосердечная сумка) лежит близко над диафрагмой, то при диафрагмальном вдохе, при опускании диафрагмы вниз, создаются самые оптимальные условия для работы сердца и легких
Диафрагма несет в себе массу функций, например: функция насоса для лимфоидной системы. Диафрагма отвечает за движение лимфы в организме. Также, при вдохе диафрагма, опускаясь вниз, массирует селезенку, печень, желудок и ободочную кишку, а через их движение оказывает воздействие на матку, придатки и предстательную железу, что способствует их лучшему функционированию.
Польза диафрагмального дыхания:
Происходит массаж сердца.
Происходит массаж желудочно–кишечного тракта, который способствует улучшению иммунной системы, а массаж органов брюшной полости способствует устранению и профилактики причин возникновения аденомы, простатита, импотенции у мужчин и устранению и профилактики причин возникновения фиброзоматозных, склерозоматозных изменений в матке и яичниках, фригидности, раннего климактерического синдрома у женщин.
Происходит вентиляция нижних отделов лёгких, освобождение нижних отделов лёгких от многолетних накоплений разной пыли (угольной, асбестовой, бытовой).
Наблюдается снижение артериального давления.
Для того чтобы научиться дышать правильно освойте упражнение «Диафрагмальное дыхание»: сядьте поудобнее, подберите любую удобную позу в удобном для вас месте. Дышите медленно и ритмично через нос, нижней частью грудной клетки. Это поможет вам использовать для дыхания диафрагму. Для того, чтобы у вас упражнение получилось правильно, вы можете положить одну руку на грудь, а другую на пупок. На вдохе у вас надувается живот и соответственно, рука лежащая на пупке, поднимается вверх; на выдохе — опускается вниз. При этом грудь остается неподвижной — рука на груди соответственно тоже. Сократите количество вдохов – стремитесь делать всего 8 вдохов в минуту. Сначала это может вам показаться несколько трудным, но при ежедневных тренировках, у вас все получится. Когда вы сможете это делать не напрягаясь, попробуйте так дышать все время, проверяйте время от времени, правильно ли вы теперь дышите. Другими словами диафрагмальное дыхание должно у вас войти в привычку и происходить уже непроизвольно. Вы лишь изредка будете контролировать правильность его выполнения.
Кроме выполнения расслабляющего дыхательного упражнения «Диафрагмальное дыхание», необходимо обратить внимание на следующее:
Находите время для отдыха
Очень важно в течение дня выделить хотя бы 20 минут для абсолютного расслабления – это поможет обрести контроль над дыханием. Существует много способов расслабиться, выберите тот, который не спровоцирует вдыхать вас слишком часто и глубоко.
Обратите свое внимание на осанку
Поддержание правильной осанки – путь к правильному дыханию. Если вы горбитесь или сутулитесь, то напрягаете и сдавливаете диафрагму. Укрепляйте мышцы спины старайтесь ходить прямо и сидеть ровно – это позволит диафрагме работать более эффективно.
Дышите носом
Дышите носом, а не ртом. Дыхание через нос согревает воздух до нужной температуры и увлажняет его и как следствие – позволяет дышать более расслаблено. Дыхание через нос, а не через рот – это важный фактор для того, чтобы научиться правильно дышать. Если у вас насморк и заложен нос, то во-время его лечите, не запускайте болезнь, чтобы не было осложнений типа гайморита.
Избегайте стимуляторов
Если вы привыкли перекусывать продуктами с высоким содержанием углеводов, то у вас интенсивнее происходят колебания уровня сахара в крови, что учащает процесс дыхания. Такую же реакцию вызывают и стимуляторы вроде кофеина. Углекислый газ воздействует на кровеносные сосуды, и когда они сжимаются, глюкозный обмен, а значит и колебания сахара в крови усиливается.
Не делайте глубоких вдохов
После тренировки или физической нагрузки иногда возникает желание расслабиться и сделать глубокий вдох. Постарайтесь его преодолеть. Медленные, размеренные вдохи, а не длительные и глубокие – вот что вам нужно.
Старайтесь меньше зевать
Если у вас часто возникает желание зевнуть, останавливайте себя. Пытайтесь заменить зевание глотанием, чтобы не выпускать лишний воздух. Частое першение в горле, а также раздражающий кашель могут так же служить показателем неправильного дыхания.
Несмотря на распространенное заблуждение, будто неправильное дыхание препятствует потреблению кислорода, на самом деле мы теряем углекислый газ. Если вы быстро и часто дышите, то с каждым вдохом понижается уровень углекислого газа в крови, а его недостаток нарушает естественный кислотно-щелочной баланс в организме и мешает эффективному использованию кислорода, так как при снижении концентрации углекислого газа в крови возрастает сродство кислорода с гемоглобином, что затрудняет переход кислорода в ткани организма.
Из практик оздоровительного дыхания полезно овладеть начальными навыками йоги «Туммо», это даст навык согреться при помощи дыхания. Тренироваться лучше в холодную погоду, когда шагаете по улице и чувствуете, что замерзаете. Нужно задержать дыхание после энергичного выдоха и в быстром темпе идти не дыша. Вы почувствуете, что у вас начинают согреваться пальцы рук и пальцы ног. То тепло, которое родилось в легких, начнет разливаться по организму, так вы можете повторить несколько раз, пока окончательно не согреетесь.
Как работает дыхательная система? Просто о сложном
Эволюционно сложилось так, что для жизнедеятельности человека необходим кислород. Как доставить его к органам и тканям? Сегодня говорим о дыхательной системе и особенностях её функционирования.
Как всё устроено?
Воздух попадает в легкие не сам по себе, туда его необходимо «втянуть», что и происходит в процессе вдоха. В этом участвуют диафрагма, наружные межреберные и межхрящевые мышцы. Во время вдоха диафрагма несколько уплощается, грудная клетка расширяется, что обеспечивается поступательное движение воздуха в дыхательные пути и легкие.
Определенную роль в процессе дыхания играет отрицательное внутриплевральное давление.
Процесс дыхания человека сложен и регулируется различными способами. Рассмотрим некоторые из них.
Частота и глубина дыхания зависит от интенсивности процессов окисления, происходящих в организме. Физическая нагрузка приводит к увеличению поглощения кислорода и повышению концентрации в тканях и крови углекислого газа. Последний через кровь активирует работу дыхательного центра, и, как следствие, усиливается сокращение дыхательных мышц. Это позволяет быстрее удалить избыток углекислого газа и восполнить недостаток кислорода.
Не на пользу телу: что вредит нашей дыхательной системе?
На любой из этих параметров могут воздействовать изменения окружающей среды.
Чистота. Пыль различного происхождения, выхлопные газы автомобилей, выбросы вредных веществ в атмосферу, табачный дым, шерсть животных, пыльца растений. Список можно было бы продолжить.
Увлажненность. Наверняка многим знакомо чувство сухости и першения в горле в помещениях в зимнее время года, особенно поутру. Причина до банальности проста: отопление в квартирах и домах пересушивает воздух, который затем сушит слизистые оболочки дыхательных путей. В результате повышается восприимчивость их к инфекции.
Читайте материал по теме: Чем отличаются ОРВИ и ОРЗ?
Низкая температура. Дышать через нос, а не через рот, советуют не просто так: помимо очищения и увлажнения, слизистая носовой полости согревает проходящий транзитом воздух.
Когда дышать тяжело. Что говорит статистика?
Пневмония, острый ларингит, трахеит и бронхит. По данным министерства здравоохранения РФ наиболее распространенные заболевания среди взрослых связаны с дыхательной системой.
Сохраняют актуальность бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), рак и туберкулез легких.
Сколько воздуха в день вдыхает человек?
Сколько человек может не дышать?
Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Находится ли человек в покое или двигается? Какова температура окружающей среды? И т.д.
Что будет, если часто задерживать дыхание?
Исходя из описанного выше, в зависимости от частоты и длительности задержек в организме может постепенно накапливаться углекислый газ. При выходе его за границы нормы и сравнительно длительном сохранении этого состояния возможны пагубные влияния на здоровье.
Обычно после ощутимой задержки дыхания и закономерном повышении уровня углекислоты отмечается углубление дыхания: организм удаляет ее избыток и стремится получить кислород.
Лечебное дыхание
На пользу стройности
Можно ли похудеть, употребляя супы? Рассказывает врач-терапевт и диетолог «Клиника Эксперт Ставрополь» Мальцева Валентина Сергеевна
Мнения ученых по поводу снижения веса с помощью только дыхательных упражнения противоречивы. Кроме того, необходимо помнить, что слишком глубокие вдохи и выдохи могут нарушить равновесие между кислородом и углекислым газом. Это может вызвать головокружение, а у кого-то и обморок.
Поэтому перед началом такой практики необходимо посоветоваться с врачом, в том числе и особенно если имеются какие-то проблемы со здоровьем.
Вдох, выдох, покой
Взволнованы? Понервничали? «Нужно сделать глубокий вдох и успокоиться». Знакомая мысль? А может кто-то давал вам такой совет.
Как оказалось, эта техника не только «работает», но и имеет под собой материальную основу. Ученым удалось установить (правда, пока на мышах), что в головном мозге имеются нервные клетки, связанные как с областями, регулирующими дыхание, так и анализирующими психологическое состояние.
Схема работает примерно так. Когда организм эмоционально возбуждается, обнаруженные клетки передают сигналы на нейроны, учащающие дыхание. Однако, как оказалось, работает система и в обратном направлении. Иными словами, если начать дышать чаще, то мозг может возбуждаться. Отсюда напрашивается вывод, почему глубокое замедленное дыхание может успокаивать.
Как дышать, чтобы быстро уснуть?
Существует методика, основанная на практиках йогов. Разработал ее доктор Эндрю Уейл (Andrew Weil). Техника называется «4-7-8» и выполняется следующим образом:
— поместите кончик языка на слизистую оболочку сразу за верхними передними зубами (с внутренней стороны) и держите его там на протяжении всего упражнения;
— полностью выдохните через рот со свистящим звуком;
— закройте рот и спокойно вдохните через нос, досчитав про себя до четырех;
— задержите дыхание, посчитав мысленно до семи;
— полностью выдохните через рот, издавая свистящий звук, посчитав до восьми.
Это одно дыхание. Теперь повторите цикл еще три раза.
Если вам сложно задерживать дыхание, вы можете ускорить упражнение, но придерживайтесь соотношения 4:7:8 для трех фаз. Выполняйте упражнение дважды в день.
Метод относится к альтернативным методам лечения и, возможно, не проверялся с точки зрения принципов доказательной медицины.
Сохраняем здоровье
Важна профилактика респираторных инфекций, а также своевременное лечение любых заболеваний органов дыхания.
Необходимо обязательно проходить плановые диспансеризации и профосмотры с выполнением флюорографии с частотой, предусмотренной ими.
Текст: Энвер Алиев