Утрата человечеством с появлением цивилизации важных функций дыхательной системы - основная причина возрастных болезней

Итак, каждый орган представляет собой образование, имеющее определенную форму и размер, задаваемые и поддерживаемые соединительнотканными коллагеновыми и эластическими волокнами, образующими каркас органа и его оболочку. Внутри этого каркаса расположены клетки паренхимы, обеспечивающие ту функцию, для выполнения которой орган предназначен. В орган входят артериальные кровеносные сосуды и нервы, а из него выходят венозные кровеносные сосуды и лимфатические сосуды. Пространство между клетками, нервами, сосудами и волокнами заполнены межклеточной жидкостью. Она же находится между волокнами и клетками стенок сосудов, а также между отдельными нервными волокнами внутри нервов. Сама жидкость не сжимаема, но каждый орган при сжатии может уменьшать свой объем за счет выдавливания крови из кровеносных и лимфатических сосудов за пределы органа. При растяжении оболочки, как бы капсулы, каждого органа он может увеличить свой объем за счет расширения находящихся внутри органа кровеносных и лимфатических сосудов и увеличения объема поступающей в них крови и лимфы. В этом смысле любой орган напоминает губку, находящуюся в воде. При сжатии губки вода из нее выдавливается, при прекращении сжатия губка в силу эластичности восстанавливает свой исходный объем, насасывая воду внутрь себя.

Стенки лимфатических сосудов чрезвычайно тонкие, количество находящихся в них гладкомышечных клеток незначительно, развиваемое ими мышечное давление на находящуюся в лимфатических сосудах лимфу также невелико. Поэтому самими лимфатическими сосудами, их гладкомышечными элементами, дренажная функция осуществляется полноценно лишь при минимальной скорости образования тканевой жидкости и при минимальном противодействии движению лимфы в направлении к сердцу. Даже незначительное давление на лимфатические сосуды снаружи может прекратить отток лимфы. Так, в положении сидя или лежа некоторые области тела человека, испытывают значительное дополнительное давление на них. От этих областей прекращается отток лимфы и уменьшается их снабжение кровью. В этих условиях постепенно ухудшается состав межклеточной жидкости и может наступить гибель клеток и образование пролежней.

При длительном стоянии человека неподвижно лимфатические сосуды ног не справляются с дренажной функцией. При стоянии лимфа образует внутри лимфатических сосудов, несущих лимфу от тканей ног, вертикальный столб, вес которого мышцам лимфатических сосудов необходимо преодолевать. Скорость оттока лимфы от тканей ног уменьшается. Одновременно вырастает давление крови в венах ног и в венозной части капилляров, противодействуя возврату' воды из тканей в кровь. В результате, количество воды в тканях в области голено-стопных суставов возрастает.. Возникает отек тканей ног и ухудшение характеристик межклеточной жидкости.

2.3 При ритмических сокращениях скелетные мышцы становятся «сердцем» собственных лимфатических сосудов

При увеличении функциональной активности любого органа интенсивность обмена веществ в нем возрастает. Кровоток через орган увеличивается за счет, прежде всего, раскрытия ранее закрытых капилляров. В результате количество воды, остающейся в тканях работающего органа, возрастает пропорционально нагрузке на него. Соответственно, должна возрастать дренажная функция лимфатической системы, а возможности ее мышечного аппарата таковы, что они с трудом обеспечивают удаление избытка воды даже в состоянии физиологического покоя.. При динамической, наиболее распространенной в природе активности скелетных мышц, т.е. при ритмических сокращениях и расслаблениях, скелетная мышца превращается в «губку», которая при сокращении «выжимает» воду из себя через лимфатические пути, а при расслаблении «насасывает» новую порцию из питающих скелетную мышцу капилляров. Таким образом, при ритмических сокращениях скелетной мышцы она сама становится основным двигателем лимфы по находящимся в ней лимфатическим сосудам. Фактически, при ритмических сокращениях скелетная мышца приобретает еще одну функцию. Эта функция направлена на поддержание гомеостазиса жидкости, окружающей клетки самой этой мышцы. Чем сильнее и чаще сокращения мышцы, тем выше скорость оттока лимфы и скорость обновления состава межклеточной жидкости в этой мышце. Само усиление работы скелетных мышц выступает как положительная обратная связь, пропорционально усиливающая поступление к работающим мышцам питательных веществ и удаление от них возросшего количества продуктов обмена. Увеличение активности скелетных мышц предполагает обязательное увеличение функциональной активности ряда внутренних органов, т.е. увеличение в них интенсивности обмена веществ. Однако, внутренние органы лишены поперечно-полосатых скелетных мышц. В стенках полых внутренних органов имеются гладкие мышцы, как правило, обладающие ритмической автоматической активностью. Однако, строение гладких мышц внутренних органов и характер их сократительной активности исключает участие этих мышц в продвижении лимфы. В этих условиях отсутствие поперечно-полосатой мускулатуры и ее ритмических сокращений, способствующих продвижению лимфы, казалось бы, лишает внутренние органы важного механизма поддержания гомеостазиса среды, окружающей их клетки.

2.4 Дыхательные мышцы - важнейший канал связи между органами анимальной (животной) и органами вегетативной (растительной) жизни

Все органы человеческого тела условно делятся на те, функции которых есть и у растений, и на те, функции которых присущи только животным. Первую группу составляют органы пищеварения, дыхания, мочеотделения, размножения, сосуды и эндокринные железы. Их называют органами вегетативной, растительной (от латинского vegetare - расти) жизни. Опорно-двигательный аппарат, органы чувств и нервная система составляют вторую группу. Их называют органами анимальной, животной (animal - животное) жизни, т.к. этот комплекс органов обеспечивает передвижение, присущее почти исключительно животным. Это, казалось бы, условное деление по формальным признакам реализуется в виде определенных анатомических взаимоотношений. Органы вегетативной жизни находятся внутри полостей - грудной, брюшной и тазовой, почему и называются внутренними органами, внутренностями. Полости образованы так называемой «сомой» - телом, которая составляет их стенки. Под «сомой» понимают опорно-двигательный аппарат, покрытый кожей. В свою очередь, опорно-двигательный аппарат состоит из рычагов - костей (костная система), их соединений (суставы и связки) и приводящих их в движение поперечнополосатых (скелетных) мышц (мышечная система).

Комплекс анимальных органов обеспечивает животному добывание пищи. Комплекс вегетативных органов перерабатывает пишу, превращая ее в вещества, которые могут быть использованы всеми органами, в том числе и органами анимальной жизни, для получения энергии и для построения новых структур взамен состарившихся. В свою очередь, большая часть созданных вегетативными органами из пищи веществ используется анимальными органами как источник энергии для добывания пищи. Таким образом, органы вегетативной и анимальной жизни только вместе могут выполнять задачи, для решения которых они существуют - создать единый организм и обеспечить поддержание его жизни. При этом их деятельность должна быть согласована, скоординирована Чем интенсивнее мышечные усилия по добыванию пищи, тем больше они требуют энергии, тем большее количество пищи должно поступать и перерабатываться органами вегетативной жизни и тем большее количество веществ для получения энергии должно поставляться ими в работающие скелетные мышцы. Считается, что функциональное объединение вегетативных и анимальных органов в единый организм обеспечивается специальными анатомическими структурами - сосудами, несущими кровь и лимфу, и нервной системой.

На самом деле между органами анимальной и вегетативной жизни существует, кроме широко известных и общепризнанных видов связи, а именно, нервного и сосудистого, еще один важнейший вид связи - через поперечно-полосатую дыхательную мускулатуру. Дыхательная мускулатура одновременно может быть отнесена к органам анимальной и вегетативной жизни. Она входит в состав скелетных поперечно-полосатых мышц опорнодвигательного аппарата, подчиняется сознанию, волевым командам, участвует в удержании различных поз и в перемещении тела. В то же время дыхательная мускулатура обслуживает один из процессов вегетативной жизни, а именно, дыхание. Ее сокращения и расслабления при дыхании осуществляются автоматически, без участия сознания. Интенсивность сократительной активности дыхательных мышц находится в прямой зависимости от интенсивности работы скелетных мышц, обеспечивающих перемещение тела. В свою очередь интенсивность дыхания находится в прямой зависимости от интенсивности работы дыхательной мускулатуры. Таким образом, дыхательная мускулатура выступает, как бы, в качестве приводного ремня, через который органы анимальной жизни связаны с органами вегетативной жизни.

В научной физиологической и медицинской литературе и, особенно, в популярных изданиях дыхательную систему связывают почти исключительно с выполнением важнейшей для существования организма функции обеспечения клеток и тканей кислородом, поскольку в обеспечении этой функции ей в организме больше нет конкурентов. В меньшей степени принято говорить о значимости функции удаления углекислого газа, т.к. дыхательная система является лишь одним из органов выделительной системы и одним из органов, участвующих в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Обычно только в специальной научной литературе упоминается о некоторых функциях легких, не имеющих отношения к газообмену в них. И. практически, отсутствует обсуждение роли дыхательной мускулатуры в обеспечении каких-либо процессов, кроме вентиляции легких. Всю смысловую сторону постоянной на протяжении всей жизни человека ритмической активности дыхательной мускулатуры сводят, в конечном счете, только к изменению объема легких, обеспечивающему газообмен организма с атмосферой. На самом деле через дыхательную мускулатуру анимальная система связана не только с легкими, но со всеми органами вегетативной жизни. Все они находятся в 3-х полостях, образованных сомой. В результате такого анатомического расположения органов вегетативной жизни во всех 3-х полостях - грудной, брюшной и тазовой происходят при дыхании на протяжении всей жизни ритмические колебания давления с частотой дыхания. Эти изменения давления воздействуют на все структуры, находящиеся в полостях тела, в той или иной степени ритмически растягивая и сжимая их. Кроме того, органы вегетативной жизни связаны между собой и со стенками полостей соединительнотканными структурами, фиксирующими органы в определенных участках полостей, а также связаны с проходящими внутри полостей сосудами и нервами. При дыхании изменяется не только величина давления в полостях, но и их объем. Это означает, что все, находящиеся в полостях тела структуры на протяжении всей жизни подвергаются еще одному дополнительному растяжению и сжатию в ритме дыхания в результате смещения органов по отношению друг к друг)' и по отношению к стенкам полостей. Вызываемые дыханием, работой дыхательных мышц, ритмические изменения длины стенок всех полых органов вегетативной жизни, их сосудов и нервов, изменение объема полых органов, растяжение и сжатие неполых органов, печени, селезенки, почек, поджелудочной железы являются фактором, обеспечивающим решение в каждом из органов вегетативной жизни нескольких важнейших для поддержания структуры и функции органа задач.

2.5 Дыхательные мышцы - «сердце» лимфатической системы внутренних органов

Скелетная мышца оказывает помощь проходящим в ней лимфатическим сосудам в обеспечении гомеостазиса окружающей мышечные клетки жидкости только при ритмических сокращениях этой скелетной мышцы. Дыхательная мускулатура участвует в обеспечении гомеостазиса межклеточной жидкости всех внутренних органов постоянно днем и ночью на протяжении всей жизни человека. Степень этого участия определяется величиной перепадов давления в полостях при вдохе и выдохе и напрямую связанной с ней величиной изменения объемов полостей тела. Чем глубже дыхание с участием в нем как диафрагмы, так и дыхательных мышц грудной клетки, тем значительнее растяжение и сжатие всех внутренних органов, интенсивнее противодействие увеличению в них жесткости коллагена, интенсивнее дренажная функция лимфатической системы, более эффективно обновление состава межклеточной жидкости с приближением его к оптимальному для всех клеток всех внутренних органов. Глубокое дыхание, сжимая и растягивая внутренние органы, как бы. прополаскивает, как губку, каждый из них «чистой» водой крови, удаляя всю «грязь», накопившуюся за время между «чистками».

У первобытного человека такие «чистки» происходили регулярно при каждой интенсивной физической нагрузке. У современного человека, ведущего малоподвижный образ жизни, такое обновление состава околоклеточной среды внутренних органов может вообще отсутствовать. При дыхательном объеме 500 мл колебания давления в полостях тела минимальны, растяжение и сжатие внутренних органов, а также их смещение при дыхании также минимальны. В этих условиях во внутренних органах интенсивно нарастает жесткость коллагена. Увеличение жесткости коллагена означает снижение крово- и лимфотока через органы, разрастание соединительной ткани (склерозирование органа), уменьшение в структуре органа доли эластических элементов и ослабление функциональных возможностей клеток паренхимы (их атрофию). Очевидно, данное воздействие дыхания на органы вегетативной жизни, включая и сам дыхательный комплекс - грудную клетку, дыхательные мышцы и сами легкие, носит универсальный характер, касающийся в том числе кровеносной и лимфатической системы, а также иннервирующих внутренние органы нервов. Вызываемые дыханием ритмические изменения длины происходят и в центральной нервной системе, в спинном и головном мозге. Везде это воздействие дыхания направлено, фактически, на противодействие старению всех этих органов и тканей через противодействие «старению» входящего в их состав коллагена и через участие в обеспечении гомеостазиса межклеточной жидкости каждого внутреннего органа усилением дренажной функции лимфатической систем, а также дренажной функции спинно-мозговой жидкости.

Третья задача, которую решают дыхательные мышцы при дыхании, заключается в помощи полым внутренним органам в обеспечении их функций или в полном ее осуществлении, как это происходит с вентиляцией легких. Эта задача тоже носит универсальный характер, т.к. касается всех полых органов. Однако, ее реализация по отношению к разным внутренним органам имеет свою специфику.

3. Характер дыхания - важный фактор формирования морфо-функциональных характеристик внутренних органов

3.1 Глубокое дыхание сохраняет упруго - эластические свойства аорты и артерий, противодействуя развитию атеросклероза и артериальной гипертензии

Человек обычно не ощущает, как работает его сердце и вся система кровообращения. О существовании сердца и его работе он может узнать по пульсу. Пульс представляет собой колебания стенок артерий в результате ритмического повышения в артериях давления крови, вызванного сокращениями левого желудочка сердца. Наряду с частотой сокращений сердца, человек может определить у себя артериальное давление (АД) - то давление, под которым кровь находится в аорте и крупных артериях. АД создается левым желудочком, который при каждом своем сокращении (систоле) выбрасывает в аорту в покое около 70 мл крови, так называемый ударный объем (УО) или систолический объем (СО). При этом АД в норме повышается до 120 мм рт.ст. После прекращения сокращения, продолжительность которого составляет 0,3 сек., начинается расслабление миокарда левого желудочка (диастола). За время до следующей систолы давление крови в аорте и крупных артериях уменьшается до 80 мм рт.ст. Дело в том, что в период сокращения левого желудочка кровь из него поступает в аорту со скоростью, превышающей скорость ее вытекания из аорты через артерии к органам и тканям. В покое у взрослого мужчины за систолу, т.е. за 0,3 сек. в аорту поступает около 70 мл крови. Такое же количество крови уходит из артериальной системы большого круга кровообращения, но уже не за время систолы, а за весь промежуток времени от начала одной систолы до начала другой. Это время тратится на сокращение мышцы левого желудочка (систолу), ее расслабление (диастолу) и паузу, в течение которой миокард левого желудочка расслаблен и полость левого желудочка заполняется новой порцией крови для последующей систолы. Весь промежуток времени от начала одной систолы до начала другой составляет, так называемый, сердечный цикл. При частоте сокращений сердца 60 в 1 минуту, сердечный цикл равен Ісек. Итак, за систолу (0,3 сек.) в аорту поступает 70 мл крови, а из аорты эти же 70 мл уходят за 1 сек., т.е. за время систолы в аорту поступает значительно больше крови, чем за это же время из нее уходит в органы. С учетом этих данных и того, что жидкость не сжимаема, поступление дополнительного количества крови в аорту во время систолы возможно только благодаря растяжению ее стенок и стенок артерий, обладающих растяжимостью и эластичностью. После прекращения сокращения желудочка растянутая аорта и артерии в силу эластичности стремятся сжаться и давят на находящуюся в них кровь. Этим давлением кровь закрывает клапаны между аортой и желудочком, благодаря чему обеспечивается непрерывность поступления крови только в одну сторону к органам и тканям. Ритмические колебания давления крови в десятки мм. рт.ст. происходят в большом круге кровообращения на протяжении всего артериального русла. Это значит, что стенка аорты и стенки артерий на протяжении всей жизни человека ритмически растягиваются и возвращаются к исходной длине с частотой сокращений сердца. Фактически, имеет место ситуация, сходная с той, которая происходит в коленном и тазобедренном суставах при ходьбе или в суставах грудной клетки при дыхании. Пока человек растет коллагеновые элементы сосудов подвергаются постоянном) дополнительному растяжению, обеспечивающему ускоренное их обновление.

Однако, после прекращения роста организма в условиях современной цивилизации при минимальных физических нагрузках на организм диапазон колебании величины АД человека сохраняется изо дня в день на относительно постоянном уровне. Это значит, что диапазон вызванных сокращениями левого желудочка колебаний объема аорты и артерий, остается на протяжении последующей жизни относительно постоянным. В результате, как и в суставах, в аорте и в артериях должна постепенно возрастать жесткость формирующих их каркас коллагеновых волокон. Действительно, после 30 лет в сосудах человека наблюдается возрастание массы коллагеновых структур при одновременном уменьшении массы эластических волокон. При физической нагрузке или при эмоциональном увеличении частоты и силы сокращений сердца увеличиваются ударный объем и АД, вызывающие дополнительное сверх обычного увеличение объема аорты и артерий. В условиях сниженной растяжимости этих сосудов левому желудочку для введения в аорту и артерии увеличенного объема крови требуется большее по силе сокращение, т е. большие энергетические затраты. При этом введение одного и того же объема крови в сосуды со сниженной растяжимостью будет вызывать больший подъем АД. А для самих сосудов со сниженной растяжимостью введение повышенного по сравнению с обычным объема крови может вызывать уже перерастяжение аорты и артерий. Хорошо известно, что в суставах, специально не тренированных на растяжение, даже незначительное увеличение их длины сверх обычного растяжения может вызвать повреждение связок («растяжение связок») и даже их разрыв. Принципиально такие же последствия внезапных подъемов АД можно ожидать в аорте и артериях со сниженной эластичностью, а именно повреждение стенок сосудов и даже разрыв сосудов. Однако, имеются и существенные различия при «перерастяжении» связок и сосудов. В случае перерастяжения связок возникает сильнейшая боль, выступающая гарантом последующего «щадящего» режима деятельности сустава или даже его полного покоя до восстановления сустава. В случае аорты и артерий никакой информации об их повреждении в сферу сознания не поступает, пока не наступит катастрофа в виде разрыва аорты или артерии и кровоизлияния. Это значит, что никаких оснований для создания «щадящего» режима для поврежденного сосуда нет, а возможность временного устранения ритмического растяжения поврежденного сосуда колебаниями давления крови вообще исключена. В результате, повторные повреждающие воздействия в виде повторных обычных и более интенсивных подъемов АД могут продолжаться, увеличивая степень повреждения. Как известно, поврежденный участок связки в области сустава и поврежденный участок сосуда становятся местом развития воспаления. Воспаление связочного аппарата развивается в условиях прекращения действия повреждающего фактора. Только при этом условии воспаление может закончиться полным восстановлением поврежденной структуры, в частности, связки. Воспаление в сосудах развивается на фоне продолжающего действовать повреждающего фактора (ритмическое растяжение). В результате оно не может закончиться восстановлением поврежденного сосуда. Вместо этого происходит переход острого воспаления в хроническое с развитием атеросклероза и атеросклеротических бляшек. В результате на месте эластических соединительнотканных элементов стенки сосудов разрастается неэластическая рубцовая ткань, т.е. происходит склерозивание поврежденных участков стенок сосудов. Этот процесс вызывает дальнейшее уже более быстрое снижение эластичности сосудов с дальнейшим прогрессированием подъема АД, развитием артериальной гипертензии и гипертрофии левого желудочка. Таким образом, формируется порочный круг, в котором уменьшение растяжимости сосудов может приводить при внезапных интенсивных подъемах АД к повреждению их стенок, развитию воспаления в поврежденных участках, переходом воспаления в хроническую форму с развитием атеросклероза и дальнейшим значительным снижением растяжимости сосудов. Возрастное снижение растяжимости связок в области суставов наглядно проявляет себя в уменьшении предельной величины объема движений в них. Однако, снижение растяжимости происходит и в диапазоне обычных регулярно повторяющихся движений, связанных с ходьбой (в суставах ног), с дыханием - в суставах грудной клетки. В результате с возрастом меняется походка и постепенно уменьшается разница в объеме грудной клетки при максимальном вдохе и выдохе. Также и снижение растяжимости аорты и артерий с возрастом должно проявлять себя не только при воздействии артериальных давлений, выходящих за пределы обычной нормальной величины. Растяжимость сосудов должна уменьшаться и в диапазоне обычных колебаний их объемов. В этом случае стенки аорты и артерий в период систолы будут оказывать большее сопротивление растяжению их поступающей из левого желудочка кровью. Поскольку жидкость не сжимаема, то при прежней силе сокращения левого желудочка в аорту войдет меньшее количество крови, чем при исходной растяжимости аорты. Это значит, что к клеткам поступит крови меньше, чем им необходимо. Тогда в действие вступит ряд специальных хорошо известных в физиологии механизмов, которые восстановят необходимый минутный объем в конечном счете посредством увеличения силы сокращений левого желудочка. В результате ткани получат нужные им 5 л крови в 1 минуту, но уже при более высоком АД и, в перспективе, при увеличении массы левого желудочка, его гипертрофии. При этом процесс постепенного уменьшения эластичности аорты будет продолжаться, замыкая порочный круг с постепенным прогрессирующим подъемом АД, т.е. с развитием артериальной гипертензии и с гипертрофией миокарда, направленной на выброс в аорту прежнего необходимого органам и тканям количества крови, несмотря на прогрессивно повышающееся сопротивление аорты и артерий растяжению поступаю щей в них кровью.

При таком развитии событий совершенно неизбежно постепенное повышение величины АД и развитие гипертрофии левого желудочка у человека по мере его старения. Действительно, по мере старения человека общее периферическое сопротивление сосудов току крови повышается. Повышается величина систолического и диастолического артериального давления. Уровень давления в 150 и 160 мм рт.ст. у человека 70 лет - не считается многими авторами признаком гипертонической болезни, а рассматривается как нормальное «рабочее давление» человека в этом возрасте. В 60-ые годы 20-го века для определения нормальных величин систолического АД взрослого человека рекомендовалось к цифре 100 прибавлять возраст данного человека. Вместе с тем по классификации ВОЗ АД в 140-159 мм - систолическое и 90-99 - диастолическое считается проявлением гипертензии 1- ой степени тяжести и требует обязательного лечения. Таким образом, исходя из этих представлений, большинство людей старше 40 лет страдают артериальной гипертензией, т.е. больны гипертонической болезнью. И это естественно и неизбежно, т.к. увеличение жесткости коллагеновых волокон в аорте и артериях происходит столь же неотвратимо, как в суставах конечностей, грудной клетки и позвоночника.

У диких животных и у первобытных людей неоднократно на протяжении каждого дня жизни должны были возникать значительные более или менее продолжительные физические нагрузки, сопровождающиеся интенсивным повышением величины АД. Это значит, что неоднократно на протяжении каждого дня происходило дополнительное растяжение стенок всего артериального русла большого круга кровообращения, принципиально такой же «тренинг» артерий на растяжение, как тренинг на растяжение связок и сухожилий суставов, например, у гимнастов, акробатов и т.п. Может быть именно эти особенности функционирования сердечно-сосудистой системы у диких животных и являются причиной отсутствия у них гипертонической болезни и атеросклероза. Не исключено, что этих заболеваний не было и у первобытного человека.

Характеризуя величину пульса и АД у пациента, медики обычно ограничиваются одной цифрой для пульса и двумя для артериального давления. Предполагается, что в состоянии покоя эти величины остаются на постоянном уровне. Однако, прощупывая пульс пожилого и молодого человека, легко обнаружить различие. У молодого человека в состоянии покоя частота пульса, т.е. частота сокращений сердца меняется в такт дыханию, наблюдается, так называемая, «дыхательная аритмия сердца». При вдохе пульс становится чаще, при выдохе - реже. У пожилого человека дыхательная аритмия сердца отсутствует. Очевидно, дыхание оказывает какое-то влияние на частоту сокращений сердца у молодого человека и это влияние почему-то ослабевает или исчезает с годами. Обычно АД измеряют у людей, так называемым, непрямым методом, не проникая внутрь артерии. ІІо величин)' АД можно измерить и более точно, так называемым, прямым методом, вставив трубку (катетер), связанную с манометром, непосредственно в артерию в направлении в сторону сердца. В этих условиях возможна непрерывная запись АД и его изменений на регистрирующем приборе. При этом можно обнаружить 3 вида колебаний (волн) АД. Одни колебания происходят с частотой пульса. В период сокращения сердца, а точнее его левого желудочка АД повышается, с началом расслабления сердца и до начала следующего сокращения АД постепенно уменьшается. Эти колебания АД, вызываемые сокращениями сердца, называют пульсовыми колебаниями АД, или волнами АД 1-го порядка. Второй вид волн происходит с частотой дыхания и называется волны 2-го порядка, или дыхательные волны. В результате, волны 1-го порядка накладываются на более медленную составляющую колебаний АД, характеризирующуюся подъемом давления крови во время выдоха и снижением во время вдоха. В итоге пределы изменений объема аорты и артерий оказываются большими, чем те, которые связаны только с каждой систолой и диастолой сердца. Фактически, происходит как бы постоянная тренировка растяжимости аорты и артерий, направленная на сохранение растяжимости за пределами обычных перепадов давлений, характерных для пульсовых колебаний АД. Очевидно, чем больше размах дыхательных волн АД, тем выше эластичность и растяжимость аорты и артерий, выше их устойчивость к внезапным подъемам АД, связанным с физической или эмоциональной нагрузкой, меньше величина подъемов АД при каждой систоле левого желудочка, меньше нагрузка на него.

Таким образом, дыхание оказывает постоянное влияние не только на частот) сокращений сердца (дыхательная аритмия сердца), но и на величину АД (дыхательные волны АД). Во время вдоха АД уменьшается, а частота сокращений сердца увеличивается, во время выдоха, наоборот, АД повышается, а частота сердцебиений уменьшается. Оба эти явления хорошо выражены у молодых людей, но с возрастом они ослабевают, т.е. с возрастом влияние дыхания на деятельность сердечно-сосудистой системы уменьшается. Положительная роль дыхательных волн АД для сохранения растяжимости и упругоэластических свойств аорты и артерий большого круга кровообращения и противодействия развитию атеросклероза и гипертонии представляется, если не очевидной, то вполне реальной. Принципиально важно ответить на вопрос, можно ли сознательно управляя дыханием, управлять величиной дыхательных волн и тренировать растяжимость и упруго-эластические свойства аорты и артерий.

Дыхательные волны АД физиология связывает с, так называемым, «присасывающим» действием грудной клетки при дыхании. Как известно, давление в плевральной полости обычно ниже атмосферного на несколько мм рт.ст., т.е. является отрицательным по отношению к атмосферному, принимаемому за 0. В период вдоха величина отрицательного давления увеличивается, поскольку по мере растяжения легких возрастает создающая отрицательное давление эластическая тяга легочной ткани, противодействующая растяжению. Величина отрицательного давления при спокойном дыхании в конце вдоха составляет - 6 - 9 мм рт.ст., в конце выдоха - 3 - 6 мм рт.ст. При усиленном дыхании диапазон колебаний увеличивается и в конце максимального вдоха может достигать - 20 мм рт.ст. В результате во время вдоха уменьшается давление на наружную поверхность структур, расположенных в плевральной полости, в средостении. Колебания внутриплеврального давления не могут существенно повлиять на аорту и крупные артерии, так как эти сосуды имеют мощные толстые стенки и внутри них кровь находится под давлением около 100 мм рт.ст., т.е. значительно большим, чем колебания внутриплеврального давления. В то же время в грудной клетке находятся участки нижней и верхней полых вен, по которым кровь поступает в правое предсердие. Стенки этих вен существенно тоньше стенок артерий, а давление крови в них приближается к 0. По кровеносной системе кровь течет под влиянием разницы давлений, двигаясь от большего давления к меньшем)'. Во время вдоха из-за уменьшения давления в плевральной полости, внутри которой проходят полые вены, снижается давление на их наружную поверхность. Интенсивность снижения давления находится в прямой зависимости от глубины вдоха и может составлять от - 6 мм рт.ст. в конце спокойного вдоха до - 20 мм рт.ст. в конце максимального вдоха. В результате во время вдоха объем внутригрудных участков полых вен увеличивается. Давление крови в них понижается и становится ниже атмосферного. Разница между давлением крови в участках полых вен, расположенных вне и внутри грудной клетки, возрастает и в участки полых вен, расположенные в грудной клетке, приток крови увеличивается. При выдохе давление в плевральной полости и в полых венах увеличивается, объем полых вен уменьшается и избыточное количество крови, поступившей в полые вены в период вдоха, выжимается в правое предсердие. Таким образом, количество крови, притекающей по венам большого круга кровообращения в правое предсердие и в правый желудочек, изменяется в зависимости от фазы дыхательного цикла, причем эти изменения тем значительнее, чем глубже дыхание. Внутри грудной полости расположены и сосуды малого круга кровообращения. Давление в этих сосудах, включая легочную артерию, сопоставимо с перепадами давления в легких и в грудной полости при дыхании. Очевидно, что объем крови, притекающей по сосудам малого круга в левое предсердие и левый желудочек, также будет изменяться в ритме дыхания и эти изменения также будут тем значительнее, чем глубже дыхание.

Изменения в ритме дыхания количества притекающей к сердцу крови вызывают в конечном счете аналогичные изменения объема крови, выбрасываемого левым желудочком в аорту создавая дыхательные волны АД или волны 2-го порядка В итоге предельный диапазон колебаний диаметра аорты и всех артерий большого круга кровообращения постоянно на протяжении жизни превышает диапазон колебаний, создаваемых систолой и диастолой сердца. Это превышение тем значительнее, чем больше глубина дыхания.

Отсюда очевидно, что доминирование на протяжении жизни спокойного дыхания с минимальным дыхательным объемом, достаточным для обеспечения газового гомеостазиса артериальной крови, должно сопровождаться минимальными по величине дыхательными волнами АД и создавать условия для более быстрого уменьшения растяжимости и эластичности аорты и артерий большого круга кровообращения, приводящего к постепенному повышению величины АД, т.е. к развитию артериальной гипертензии.

Переходя в состоянии физического покоя на сознательное глубокое медленное смешанное дыхание, можно значительно увеличить диапазон колебаний диаметра аорты и артерий при пульсовых колебаниях АД, а также предельный диапазон их колебаний в период вдоха и выдоха, т.е. осуществлять сознательный тренинг аорты и артерий большого круга кровообращения на растяжение и сжатие.

Увеличение растяжимости и упруго-эластических свойств существенно для обеспечения устойчивости аорты и артерий к интенсивным подъемам АД, а также для снижения нагрузки на сердце, связанной с противодействием аорты и артерий растяжению при систоле левого желудочка.

Таким образом, глубокое медленное смешанное дыхание является фактором и, возможно, весьма существенным в противодействии повреждению аорты и артерий и их разрыву при внезапных интенсивных подъемах АД, развитию артериальной гипертензии, атеросклероза этих сосудов и сердечной недостаточности.

3.2 Глубокое дыхание - важный помощник сердцу в продвижении крови

«Основное назначение сердечно-сосудистой системы - обеспечение постоянной циркуляции крови в замкнутой системе сердце - сосуды. Главной движущей силой кровотока является энергия, сообщаемая потоку крови сердцем. Остановка сердца почти мгновенно прекращает кровоток, приводит к потере сознания и смерти. Можно сказать, что сердце, обеспечивая движение крови, выполняет одну из самых важных функций в организме. Несмотря на это, сердце при выполнении своей функции поставлено в исключительно сложные условия по сравнению с другими органами. Сердечная мышца - «непарный орган», работающий непрерывно на протяжении всей жизни. Перерыв в его работе не может быть компенсирован работой других органов и в пределах секунд приводит к гибели организма. Нагрузка на миокард даже в условиях физического покоя очень велика. Поэтому, сердечная мышца способна работать лишь в условиях аэробного режима, т.е. используя получение энергии исключительно с участием кислорода, поскольку аэробный режим позволяет получать из органических веществ максимальное количество энергии. В результате, в условиях прекращения доставки кровью кислорода к миокарду сердце продолжает работать лишь в течение 3-4 секунд. Даже в условиях физического покоя сердце является самым большим потребителем кислорода в расчете на 1 г массы. У взрослого человека при массе сердца 300 г, т.е. примерно 0,5% массы всего тела, оно поглощает около 30 мл кислорода за 1 минуту, что составляет уже около 10% от всего количества кислорода, которое потребляется человеком за 1 минуту (250-300 мл кислорода), Эти данные свидетельствуют о высокой интенсивности образования энергии в сердце. Поэтому сердце чрезвычайно чувствительно к снижению коронарного кровотока. Его снижение на 50% от нормы вызывает уменьшение силы сокращений миокарда в 2 раза в результате недостатка поступления кислорода. При физической нагрузке количество перекачиваемой сердцем крови может увеличиваться в 5-6 раз и достигать 25-30 л., т.е. 3-х ведер крови в 1 минуту. При выполнении этой работы потребление сердцем кислорода возрастает в 10-15 раз. Однако, в то время, как в большинстве органов кровь через их сосуды течет непрерывно, в сосудах, питающих сердце (коронарные, или венечные), кровоток носит периодический характер. Во время сокращения (систолы) левого желудочка, доставляющего кровь через аорту во все органы и ткани, давление в образующей левый желудочек мышце (в миокарде), так называемое внутритканевое, или интрамуральное давление, повышается настолько, что кровоток в бассейне питающей его левой коронарной артерии значительно снижается, а во внутренних слоях миокарда левого желудочка может на короткое время полностью прекратиться. Сокращающийся миокард пережимает питающие его сосуды. Таким образом, важнейший орган организма, требующий максимального количества кислорода, и, соответственно, максимального кровоснабжения, поставлен в связи с особенностями своей функции в условия, предельно противодействующие решению этой задачи. В этих условиях полноценное выполнение сердцем его функции достигается благодаря наличию как в самом сердце, так и вне его многих дополнительных специальных механизмов.

Благодаря сократительной энергии левого и правого желудочков создается максимальная величина давления крови соответственно в начале большого круга кровообращения - в аорте, и в начале малого круга - в легочной артерии. По мере дальнейшего продвижения крови происходит постепенное расходование сообщенной ей сердцем энергии на преодоление сопротивления сосудов. В результате, давление крови постепенно уменьшается. В конце пути крови по большому кругу кровообращения в полых венах перед их впадением в правое предсердие давление крови приближается к 0. Очевидно, что сила, сообщаемая крови сердцем, так называемая «vis a tergo» (т.е. действующая сзади) в полых венах снижается до минимальной величины. В этих условиях существенное значение для обеспечения венозного возврата крови к сердцу приобретает группа факторов, действующих на кровоток « vis a fronte» (т.е. спереди). Среди этих факторов важное значение имеет присасывающее действие грудной клетки.

О механизмах, посредством которых создается присасывающее действие грудной клетки и об его участии в продвижении крови по полым венам к правому предсердию, уже сообщалось в предыдущих разделах. Увеличивая отрицательное давление в плевральной полости при вдохе и уменьшая его при выдохе, дыхательные мышцы работают как насос по перекачиванию венозной крови по полым венам к сердцу. При вдохе нарастание отрицательного давления 8 плевральной полости «засасывает» кровь из участков полых вен, расположенных вне грудной клетки, в участки, находящиеся внутри нее. При выдохе уменьшение отрицательного давления, сжимая полые вены, проталкивает кровь в правое предсердие. Таким образом, часть работы по передвижению крови по большому кругу кровообращения совершается не левым желудочком, а дыхательными мышцами. В результате на этот объем работы нагрузка на сердечную мышцу уменьшается. Следовательно, требуемое сердцем количество кислорода и доставляющий его соответствующий коронарный кровоток могут быть уменьшены. Объем крови, перекачиваемой дыхательными мышцами, и, соответственно, степень уменьшения нагрузки на сердце находятся в прямой зависимости от интенсивности перепадов давления в плевральной полости. Чем глубже дыхание, тем в конце вдоха сильнее растяжение легких и ниже давление в плевральной полости по отношению к атмосферному, сильнее спадение легких в конце выдоха и выше давление в плевральной полости по отношению к давлению в конце вдоха.

При спокойном дыхании в условиях физического покоя изменения объема легких минимальны. Соответственно, минимален диапазон изменений внутриплеврального давления и участие дыхания в продвижении крови по сосудам. Положение меняется в корне при физической нагрузке. Помощь дыхания сердцу возрастает в прямой зависимости от увеличения глубины и частоты дыхания, особенно с учетом того, что при интенсивной физической нагрузке наблюдается смешанное дыхание с участием в нем диафрагмы. Сокращаясь при вдохе, диафрагма увеличивает объем грудной полости и увеличивает отрицательное давление в плевральной. Одновременно происходит увеличение положительного, т.е. выше атмосферного, давления в брюшной полости, вызывающее сдавливание вен брюшной полости и выжимание из них крови во внутригрудной участок нижней полой вены, расширенный отрицательным давлением в грудной полости. В результате, при одной и той же степени увеличения грудной полости и уменьшения давления в плевральной полости при брюшном и смешанном вдохе во внутригрудной отдел нижней полой вены поступает больше крови, чем при одном грудном вдохе. Соответственно, при брюшном и смешанном выдохе в правое предсердие поступает больше крови, чем при грудном. При брюшном и смешанном выдохе расслабление диафрагмы сопровождается уменьшением давления в брюшной полости. Давление на вены брюшной полости, в частности на внутрибрюшной участок полой вены уменьшается. Разница в давлении крови между внутрибрюшным участком полой вены и венами, впадающими в него, увеличивается, создавая дополнительную силу по перемещению венозной крови. Таким образом, при участии диафрагмы в дыхании содействие перемещению крови по венам, осуществляется не одним механизмом, как при грудном дыхании, а 2-мя механизмами, ритмически изменяя давление не только в плевральной, но и в брюшной полости. При физической нагрузке дыхание становится как бы вторым сердцем сердечно-сосудистой системы. Увеличение глубины и частоты дыхания позволяет увеличивать предельные возможности сердечно-сосудистой системы по доставке крови к тканям. Сразу после прекращения интенсивной физической нагрузки волевая остановка дыхания, если бы она была возможна, должна была бы выключить участие дыхания в продвижении крови. Объем крови, поступающий в левый желудочек и выбрасываемый им в аорту должны были бы уменьшаться, вызывая понижение АД, уменьшение мозгового и коронарного кровотока, гипоксию мозга и ишемию миокарда. С учетом помощи, оказываемой глубоким смешанным дыханием усиленно работающему сердцу, целесообразно после прекращения нагрузки специально переходить на управляемое глубокое смешанное комфортное дыхание, что обычно и делают спортсмены. У животных и древнего человека сохранение жизни часто должно было определяться величиной его предельных физических возможностей, напрямую связанных с интенсивностью кровотока в работающих мышцах. Отсюда можно предполагать, что участие дыхательной мускулатуры в продвижении крови является результатом соответствующего эволюционного процесса, направленного на увеличение предельных возможностей системы кровообращения сверх тех ограничений, которые накладывают возможности самого сердца.

В условиях физического покоя сознательное углубление дыхания, переход на более глубокое редкое смешанное дыхание с сохранением его «комфортности», также уменьшает нагрузку на сердечную мышцу и, соответственно, потребности сердца в кислороде и в интенсивности коронарного кровотока. Широко известная и часто встречающаяся у пожилых людей ишемия (недостаток кислорода) миокарда возникает при доставке по коронарным артериям количества крови, не покрывающего энергетические потребности миокарда левого желудочка в кислороде. При этом ишемия обычно сопровождается болями в левой половине грудной клетки, имеющими типичное расположение и характеристики. Уменьшение нагрузки на левый желудочек посредством сознательного перехода на глубокое редкое, но при этом комфортное дыхание может устранить дефицит кислорода и вызываемые им болевые ощущения. Исходя из изложенного можно заключить, что с позиций уменьшения нагрузки на сердечную мышцу по перекачиванию крови оптимальным является глубокое смешанное дыхание. Правда, в результате дыхания количество крови, поступающей в сердце (в правое предсердие) в период вдоха и в период выдоха различно. Известно, что объемная скорость кровотока (объем крови, протекающей за 1 сек.) через поперечное сечение всех сосудов любого участка сосудистого русла (аорты, артерий, капилляров, вен) постоянна. Это означает, что количество крови, поступающей в левый желудочек, также меняется: уменьшается на вдохе и увеличивается на выдохе. В этих условиях постоянные по силе сокращения левого желудочка, вероятно, исключали бы возможность функционирования системы кровообращения. При систолах, происходящих в период вдоха, сердце тратило бы часть энергии вхолостую, в период выдоха - часть крови застаивалась бы в предсердии и полых венах, создавая условия для застоя крови в большом круге кровообращения. На самом деле этот пагубный для организма вариант исключается благодаря тому, что сердечная мышца каждого из 4-х отделов сердца обладает свойством увеличивать силу своего сокращения (систолы) по мере увеличения длины ее мышечных волокон (клеток), так называемый закон Франка-Старлинга, или закон сердца. Чем больше крови поступает, в частности, в левый желудочек в период его расслабления (диастолы) и паузы, тем сильнее увеличивается объем левого желудочка, тем сильнее последующее его сокращение и тем большее количество крови выбрасывает левый желудочек за время его систолы в аорту. В результате увеличенное поступление крови в левый желудочек во время выдоха вызовет увеличение ударного объема, и, наоборот, уменьшение наполнения желудочка в период вдоха будет сопровождаться уменьшением ударного объема. Таким образом, сердце будет выбрасывать в аорту в систолу столько же крови, сколько в него будет поступать за время диастолы и паузы. При увеличении глубины дыхания как во время физической нагрузки, так и при сознательном увеличении глубины дыхания в период физического покоя дыхательные мышцы увеличивают помощь сердцу по продвижению крови по большому кругу кровообращения. Однако, при этом возрастает разница в объеме крови, притекающей в левый желудочек во время вдоха и выдоха. В результате по закону сердца возрастает разница в величине ударного объема в систолы, происходящие во время вдоха и выдоха. При прямой регистрации АД возрастание разницы в величине ударного объема между вдохом и выдохом проявит себя повышением величины дыхательных волн АД. При поступлении во время вдоха в левый желудочек меньшего количества крови и уменьшении силы его сокращения энергетические затраты левого желудочка уменьшаются тем сильнее, чем меньше поступило в него крови. Однако, соответственно в период выдоха должно в желудочки поступать тем больше крови, чем меньше ее поступило 8 период вдоха. Можно ожидать пропорционального более интенсивного увеличения энергетических затрат со стороны левого желудочка, что, исходя из условий функционирования левого желудочка, крайне нежелательно. Выход из создавшегося противоречия связан с тем, что реализация закона сердца происходит почти без изменений энергетических затрат со стороны сердца на каждое его сокращение. При увеличении притока крови, вызывающем возрастание в 2 раза конечного диастолического объема крови, выброс этого увеличенного объема повышает потребление кислорода, т.е. энергетические траты всего на одну четверть, следовательно КПД сердечной мышцы увеличивается. Таким образом, переход на глубокое смешанное дыхание уменьшает энергетические затраты со стороны сердца на продвижение крови по сосудам и при этом, по-видимому, не создает сердцу дополнительных энергетических затрат, связанных с изменениями объема крови, поступающей в сердце в период вдоха и выдоха, т.е. глубокое смешанное дыхание не только уменьшает нагрузку на сердце, но и делает его работу более производительной. До определенных пределов растяжения клеток миокарда кровью увеличение ударного объема будет происходить без пропорционального нарастания энергетических трат, т.е. будет увеличиваться его КПД.

Степень растяжения отделов сердца кровью перед началом их систолы будет зависеть не столько от разницы давлений, определяющей поступление крови в предсердия или в желудочки, сколько от растяжимости этих отделов, т.е. от свойств их коллагенового каркаса. Чем выше разница в объеме втекающей в сердце крови между периодами вдохов и выдохов, тем более интенсивен «тренинг» коллагеновых структур. В результате на поступление одной и той же порции крови возникает большее растяжение миокарда и более интенсивное и экономное последующее его сокращение. Таким образом, глубокое смешанное дыхание должно способствовать сохранению растяжимости и упругоэластических свойств сердца, т.е. сохранению его работоспособности.

неглубокое дыхание причина возрастная болезнь

3.3 Участие глубокого дыхания в обеспечении отдыха сердца

Во время сокращения сердца давление в миокарде левого желудочка повышается настолько, что кровоток в бассейне питающей его левой коронарной артерии снижается, а во внутренних слоях миокарда левого желудочка на короткое время может полностью прекращаться. В миокарде, источником энергии которого являются аэробные процессы, прекращение поступления кислорода с кровью уже через 3-4 сек. вызывает остановку сердца. Спасает миокард его способность запасать кислород во время расслабления (диастолы) и паузы. Роль депо кислорода в миокарде выполняет пигмент миоглобин, близкий по строению к гемоглобину и также способный обратимо связывать кислород. Сродство миоглобина к кислороду значительно выше, чем у гемоглобина. В результате сначала миокард потребляет кислород из оксигемоглобина крови и лишь при снижении кровотока, когда гемоглобин почти полностью отдает свой кислород и напряжение кислорода в мышечных клетках сердца уменьшается до 10-15 мм рт.ст., миоглобин только начинает отдавать кислород, запасенный в виде оксимиоглобина во время диастолы и паузы сердца. Среднее содержание миоглобина в сердце составляет 4мг/г. 1 грамм миоглобина может связать примерно до 1.34 мл кислорода. В результате запасы кислорода в миокарде составляют около 0,005 мл на I г ткани. Этого количества кислорода достаточно для того, чтобы в условиях полного прекращения его доставки кровью поддержать в миокарде окислительные процессы в течение 3-4с., что значительно продолжительнее, чем длительность систолы, в течение которой доставка кислорода уменьшается. После систолы миокарда следует его расслабление (диастола) и далее в течение какого-то времени миокард находится в расслабленном состоянии (пауза) до начала новой систолы. Именно в период диастолы и в период паузы кровоток по коронарным артериям максимален и происходит «насыщение» миоглобина кислородом. Продолжительность систолы и диастолы меняются в процессе жизнедеятельности человека незначительно. В то же время продолжительность паузы может изменяться в широких пределах в зависимости от частоты сокращений сердца. Чем меньше число сокращении сердца в 1 минуту, тем продолжительнее пауза между сокращениями, т.е. период, в течение которого сердце отдыхает и запасает кислород в виде миоглобина. Общеизвестно, что частота сокращений сердца у одного и того же человека может значительно изменяться. Она уменьшается в состоянии физического и эмоционального покоя, особенно во время сна, и может увеличиваться в 2 и даже в 3 раза при физической или эмоциональной нагрузке. Также общеизвестно, что в состоянии покоя частота сокращений сердца может у разных людей значительно различаться. При этом в обоих случаях может быть нормальная величина среднего АД и адекватное кровоснабжение всех органов и тканей, т.е. в обоих случаях сердце полноценно выполняет свою функцию. Однако, условия реализации сердцем своей функции при высокой и низкой частоте различны. Чем меньше частота сокращений, тем более благоприятные условия создаются для обеспечения сердца кислородом, питательными веществами и удаления продуктов обмена, появляющихся в результате каждого сокращения, т.е. тем более полноценно восстанавливается сердце после каждой систолы.