Проблема гипервентиляции заключается не в избытке кислорода в артериальной крови, как может показаться на первый взгляд, а в снижении концентрации в ней двуокиси углерода, и это явление имеет неожиданный побочный эффект. Происходит следующее: значимое уменьшение содержания двуокиси углерода в артериальной крови приводит к спазму мелких артерий и артериол в головном и спинном мозге. Конечный результат этого прост: артериолы служат в кровообращении чем-то вроде краника, надетого на наконечник садового шланга и регулирующего объем потока – от мощной струи до тоненькой струйки. По мере уменьшения парциального давления двуокиси углерода в артериальной крови артериолы сжимаются и кровоснабжение тканей уменьшается до такого уровня, когда уже не важно, насколько хорошо кровь насыщена кислородом. Крови становится недостаточно, и, следовательно, уменьшается количество кислорода, который поступает из крови в нейроны головного и спинного мозга.
Гипервентиляция, возникающая в результате глубокого форсированного дыхания и достаточная для резкого снижения концентрации и давления двуокиси углерода в крови, не обязательно проявляется тяжелыми клиническими симптомами, но может вызвать такие недомогания, как повышенная утомляемость, раздражительность, головокружение, панические атаки или неспособность к сосредоточению внимания. Нет ничего алогичного в народном способе купирования панической атаки, который практикуют медсестры отделений скорой медицинской помощи. Речь идет о дыхании в бумажный пакет. Повторное вдыхание двуокиси углерода повышает его концентрацию в крови и раскрывает артериолы головного мозга, восстанавливая в нем нормальное кровообращение.
Выраженный дефицит двуокиси углерода в крови может привести к потере сознания. Дети иногда в игре экспериментируют с гипервентиляцией – делают несколько глубоких вдохов, а потом на высоте вдоха задерживают дыхание и натуживаются, и через три-четыре секунды падают на пол как подкошенные. Повышение внутригрудного давления при натуживании уменьшает венозный возврат в сердце (а следовательно, и сердечный выброс), причем на фоне вызванного гипервентиляцией спазма мозговых артериол и этих двух факторов, действующих совместно, вполне хватает, чтобы резко уменьшить кровоснабжение мозга и вызвать кратковременную и преходящую потерю сознания. Такая гипервентиляция с задержкой дыхания безопасна для детей, играющих на лужайке, так как баланс газов восстанавливается сразу же после того, как ребенок, потеряв сознание, начинает нормально дышать; но такая гипервентиляция смертельно опасна под водой.
Самое тяжелое испытание для дыхания – горное восхождение без баллонов с кислородом на высоту больше 7,5 км. Великолепно тренированные спортсмены могут это сделать, и за счет гипервентиляции добраться даже до вершины Эвереста без дополнительного кислорода, обходясь воздухом, давление кислорода в котором не превышает 42 мм рт. ст. Таким образом, они могут загнать в кровь достаточно кислорода под давлением около 40 мм рт. ст., чего достаточно для поддержания жизнедеятельности, и это хорошо. Тем не менее гипервентиляция снижает парциальное давление углекислого газа в альвеолах до уровня приблизительно 10 мм рт. ст., а вот это уже очень плохо. Альпинистам приходится упорно тренироваться на больших высотах, чтобы адаптировать организм к дыханию и работе при таких низких значениях углекислоты в крови. Если взять неподготовленного человека и быстро поднять его на высоту Эвереста (что может произойти при разгерметизации салона самолета, летящего на высоте 10 000 метров), то вследствие неизбежной рефлекторной гипервентиляции и вызванного ею сужения сосудов головного мозга, при отсутствии дополнительных источников кислорода, в течение нескольких минут последует потеря сознания и смерть.
Начинающие ученики хатха-йоги, практикующие дыхательное упражнение бхастрика пранаяма с излишним усердием, могут испытывать некоторые побочные эффекты гипервентиляции, например повышенную раздражительность. Однако если продолжать практиковаться в течение достаточно долгого времени, то мозговое кровообращение в конце концов адаптируется к пониженному давлению двуокиси углерода в крови, после чего упражнение можно делать более интенсивным и наслаждаться повышенной ясностью сознания на фоне повышения концентрации кислорода в альвеолах и крови.
Хеморецепторы
Уровни кислорода и двуокиси углерода в крови и спинномозговой жидкости контролируются с помощью хеморецепторов, специализированных внутренних сенсоров автономной нервной системы. Сенсорные нервы, связанные с этими рецепторами, передают информацию о нарушениях уровня кислорода и двуокиси углерода в дыхательные центры мозга (рис. 2.15). Таким образом, хеморецепторы играют важную роль во взаимодействии автономной и соматической нервных систем.
Существуют два класса хеморецепторов: периферические и центральные. Периферические хеморецепторы, расположенные в крупных артериях, отходящих от сердца, быстро реагируют на значимое снижение концентрации кислорода и мощно стимулируют дыхание. Если вы задержите дыхание или если вы находитесь на высоте, на которой давление кислорода в два раза ниже, чем на уровне моря (то есть не 100, а 50 мм рт. ст.), то импульсы, переданные от периферических хеморецепторов в ствол головного мозга, помогут увеличить альвеолярную вентиляцию в четыре раза – с обычных 4200 до 16 000 мл в минуту. Даже если вы хорошо тренированы и можете без особых усилий преодолевать на уровне моря подъем крутизной 30°, то преодолеть такой же подъем на большой высоте вам едва ли удастся без одышки.
При том, что периферические хеморецепторы быстро реагируют на значительное снижение давления кислорода в крови, на малое уменьшение они почти не реагируют. Если нехватка кислорода невелика, то вы просто потеряете часть бодрости, начнете часто зевать и испытывать сонливость.
Центральные хеморецепторы, расположенные на поверхности ствола головного мозга в непосредственной близости от дыхательных центров, стимулируют частоту и глубину дыхания в ответ на увеличение концентрации двуокиси углерода, а также подавляют интенсивность дыхания, если уровень двуокиси углерода падает. Центральные хеморецепторы, в отличие от периферических, чувствительны к малым изменениям, но реагируют они медленнее, чем периферические хеморецепторы, так как спинномозговая жидкость, которой они омываются, отделена от крови и не сразу реагирует на изменения концентрации углекислого газа в крови.
Рис. 2.15. Ствол головного мозга и мозжечок слева (с центральными хеморецепторами, расположенными вблизи передней поверхности продолговатого мозга), а справа каротидный синус (с периферическими хеморецепторами), расположенный непосредственно ниже бифуркации общей сонной артерии, которая в этом месте делится на внутреннюю и наружную сонные артерии (Quain)
Эта разница в чувствительности периферических и центральных хеморецепторов проявляется в их перекрестном взаимодействии. Например, на больших высотах снижение концентрации кислорода стимулирует периферические хеморецепторы, активация которых приводит к увеличению объема вентиляции, но в результате в крови снижается уровень двуокиси углерода, и, когда это происходит, центральные хеморецепторы подавляют вентиляцию. Вам нужно больше воздуха, чтобы возместить недостаток кислорода, но реакция на уменьшение концентрации двуокиси углерода мешает удовлетворению этой потребности. Тренировка системы с целью ее адаптации к таким конфликтным ситуациям составляет часть высокогорной акклиматизации.
Роль воли
На дыхание влияют десятки физических, ментальных и экологических факторов, и некоторые из них выступают антагонистами по отношению друг к другу. По большей части мы можем преодолеть эти конфликты волевыми усилиями. Противостоять чувству усталости и сонливости можно с помощью упражнения «кузнечные мехи». Если вы едете на велосипеде и попали в облако выхлопных газов едущего впереди автобуса, то можете на короткое время задержать дыхание, чтобы не вдыхать ядовитый дым. Если вы имеете склонность к неровному дыханию, то можете с помощью медитации научиться ровно и спокойно дышать. Если вы расстроены, то медленное и ровное дыхание, скорее всего, успокоит вас. Научившись здоровому дыханию, выполняя позы хатха-йоги, вы сможете перенести полученный опыт в повседневную жизнь. Для того чтобы показать, как это работает в практической хатха-йоге, мы рассмотрим четыре типа дыхания: грудное, парадоксальное, брюшное и диафрагмальное.
Грудное дыхание
Специалисты по холистическим подходам к лечению часто ругают торакальное, или грудное, дыхание, но существует два возможных сценария грудного дыхания, и мы разберем их по отдельности. Первый сценарий – это усиливающее дыхание; оно очень популярно в хатха-йоге, а второй сценарий – это ограничивающее дыхание, оно может причинить расстройство душевного и физического здоровья, если становится вредной привычкой. Сначала обратимся к оздоравливающей версии.
Усиливающее грудное дыхание
Для того чтобы получить наиболее полное представление об усиливающем грудном дыхании (см. рис. 2.29а), встаньте, сцепите руки за головой, отведите локти как можно дальше назад, умеренно отклонитесь назад и вдохните, максимально расширяя грудную клетку. Поднимите локти и расширяйте грудную клетку до тех пор, пока не почувствуете сопротивление межреберных мышц, когда они достигнут максимума своего изометрического напряжения.
После этого свободно опустите руки вдоль тела и отведите локти немного назад, снова отклонившись немного кзади и делая максимально возможный вдох. Если вы внимательно за собой понаблюдаете, то заметите, что при положении рук в нейтральном положении вы можете вдохнуть больше воздуха. Как можно это проверить? Вернитесь в исходное положение, сделайте максимально глубокий вдох. Задержав дыхание, перейдите во второе положение, опустив руки вдоль тела и отведя локти назад; вы немедленно убедитесь в том, что можете сделать еще один, дополнительный вдох. Потом, только ради контрольного эксперимента и для полной уверенности, попробуйте выполнить этот же эксперимент в обратном порядке. Сначала сделайте максимальный вдох с опущенными руками, а затем поднимите руки и сцепите их за головой, не забыв при этом задержать дыхание на время выполнения маневра. Вы увидите, что, перестав задерживать дыхание, вы невольно сделаете небольшой выдох, выпустив из легких лишний воздух. Это не упражнение хатха-йоги, но это опыты, позволяющие доказать важность положения рук при выполнении поз и его влияние на резерв вдоха в ходе усиливающего грудного дыхания. Можно поэкспериментировать и с другими позами в положении стоя. Если вы ухватите свои локти за спиной руками или наклонитесь вперед, упираясь руками в бедра над коленями, то увидите, что такое положение рук значительно ограничивает объем вдоха.
В целом можно сказать, что существуют три главные причины изменения емкости вдоха в зависимости от позы. Одна причина очевидна: иногда верхние конечности находятся в таком положении, что сдавливают грудную клетку и механически ограничивают объем вдоха. Другие причины не столь очевидны: многие мышцы верхних конечностей выступают в роли либо синергистов, либо антагонистов наружных межреберных мышц, расширяющих грудную клетку. Эти отношения вполне ясны: любое положение, способствующее синергическому эффекту, увеличит объем вдоха, а положение, благоприятствующее антагонистическому эффекту, объем вдоха уменьшит.
Одно из самых убедительных тренировочных упражнений для увеличения объема вдоха основано на одном стандартном упражнении со штангой. Для этого надо просто поднять черенок от швабры или штангу без отягощений на 180° из положения внизу до положения над головой. Проделать это упражнение надо 10–15 раз, немного разводя локти при выполнении упражнения. Делайте максимальный выдох, когда ручка от швабры или гриф штанги находится на уровне бедер, и максимальный вдох, когда снаряд находится у вас над головой. В тяжелой атлетике это упражнение используется для растяжки таких мышц, как большая грудная мышца (см. рис. 8.8–8.9), но многие мышцы, участвующие в этом упражнении со штангой, тоже выступают в роли синергистов наружных межреберных мышц и тем самым облегчают вдох. Это превосходное упражнение для детей, страдающих бронхиальной астмой, так как они неохотно используют грудную клетку в дыхании. Если выполнение упражнения усугубляет проявления астмы, то, естественно, штангу надо заменить ручкой от швабры, а также следить за тем, чтобы ребенок не переутомлялся.
В хатха-йоге максимальные вдохи служат прекрасным упражнением для грудной клетки всякий раз, когда выполняются простые упражнения в положении стоя при наклоне назад (см. рис. 4.19), при наклонах кзади с помощью диафрагмы (см. рис. 5.7), в позе кобры (в частности, в варианте, показанном на рис. 2.10, 5.9–5.12), в позе смотрящей вверх собаки (см. рис. 5.13–5.14), в позах перевернутой лодки и в позе лука (см. рис. 5.20–5.23), в вариантах позы кошки, в которой поясничная область выгибается вперед (см. рис. 3.30, 3.34б), или лучше всего при сочетании нескольких вариантов позы рыбы (см. рис. 3.19а, 5.28, 9.19). На самом деле, во всех случаях, когда инструктор рекомендует сделать максимально глубокий вдох, он хочет, чтобы вы перешли к усиливающему грудному дыханию, и этот способ прекрасно работает во всех относительно легких позах, при которых выдвижение груди вперед является естественным движением.
Ограничивающее грудное дыхание
Ограничивающее грудное дыхание (см. рис. 2.29б) в типичных случаях является мелким, частым и неритмичным. Обычно такое дыхание сочетается со стрессом и напряжением, и наша главная цель – проанализировать, почему не рекомендуется дышать так всегда, по укоренившейся дурной привычке. Все, кто критикует грудное дыхание, имеют в виду этот ограничивающий его вариант.
Для того чтобы дать ученикам понять, почему ограничивающее грудное дыхание нежелательно, попросите их лечь в позу покойника (см. рис. 1.14, 10.2), положить левую руку на живот, а правую руку – на грудь. Самое главное, ученики должны сосредоточиться на том, чтобы двигать при дыхании только передней поверхностью живота; правая рука должна оставаться неподвижной, а левая рука должна подниматься вверх при каждом вдохе и возвращаться на исходный уровень на выдохе. Попросите учеников обратить внимание на то, что такое дыхание естественно и удобно. Потом, для того чтобы переключиться на грудное дыхание, попросите их дышать так, чтобы левая рука оставалась неподвижной, а правая рука поднималась и опускалась в такт дыхательным движениям. Это выглядит и ощущается так ненатурально, особенно в положении лежа, что многие начинающие ученики просто не в состоянии это сделать. Вам, вероятно, придется продемонстрировать, как это делается, и объяснить, что этому не надо учиться, потому что такая форма грудного дыхания не используется в хатха-йоге. Вы просто хотите, чтобы студенты прочувствовали этот паттерн грудного дыхания и поняли, как невыгодно он отличается от других форм и способов дыхания.
При грудном дыхании рука, лежащая на животе, не движется, потому что напряженная мускулатура передней брюшной стенки препятствует смещению купола диафрагмы вниз, и единственный способ сделать вдох – это поднять переднюю грудную стенку и расширить грудную клетку. Это отнюдь не релаксирующий паттерн дыхания, и многие заранее понимают, что такое дыхание может привести к стрессу, поэтому не настаивайте на том, чтобы все ученики непременно выполняли это упражнение.
Когда вы дышите грудью в положении стоя (рис. 2.16), вы ощущаете, как наружные межреберные мышцы расширяют грудную клетку, особенно при глубоком вдохе; вы чувствуете, как они сопротивляются тенденции к укорочению во время выдоха. Эти ощущения нормальны при усиливающем грудном дыхании, но они абсолютно неуместны в положении лежа.
Роль внутренних межреберных мышц, неважно, в положении стоя или лежа, представляется не столь очевидной. Во-первых, они становятся по-настоящему активными только при форсированном выдохе даже у человека с нормальной механикой дыхания. Во-вторых, люди, привычно дышащие грудью, обычно фиксированы на вдохе, они словно боятся выдыхать и поэтому ни при каких обстоятельствах не склонны прибегать к помощи внутренних межреберных мышц.
Рис. 2.16. Грудное дыхание. Штриховой линией показан профиль тела при умеренно усиливающем грудном дыхании, когда грудина поднимается вверх и вперед, как рукоятка меха. Живот и диафрагма остаются относительно неподвижными, голова немного отклоняется кзади. Полутоном обозначен профиль при нормальном выдохе
В грудном дыхании участвуют также мышцы шеи, груди и плечевого пояса – для них это некая побочная активность помимо основной функции. Лестничные мышцы (см. рис. 2.8, 8.13), берущие начало от шейного отдела позвоночника и прикрепляющиеся к первому и второму ребрам, воздействуют прежде всего на шею, но при завершении полного вдоха они участвуют в подъеме грудной клетки. Мы называем это ключичным дыханием, чтобы отличить от подъема грудной клетки вследствие сокращения межреберных мышц. Помимо того, как уже было сказано выше, большинство мышц, удерживающих лопатку при движениях рукой, также оказывают косвенное воздействие на дыхание по той только причине, что они прикрепляются к грудной клетке.
Проблемы, возникающие при ограничивающем грудном дыхании
В ходе ограничивающего грудного дыхания вдох и выдох являются неуверенными и как бы пробными. Такое дыхание нехарактерно для продвинутых йогов, которые владеют более здоровыми навыками дыхания, но иногда такое дыхание можно наблюдать у начинающих учеников. Иногда в классе начинающих можно вдруг услышать удивленный возглас: «И я всегда так дышу?!» Аномальное напряжение верхней части тела, сопутствующее этому типу дыхания, ощущается в лице, шее и плечах.
Привычное грудное дыхание отражает не только определенные физические и душевные расстройства, оно их создает. Незначительно, но постоянно, такой паттерн дыхания стимулирует симпатическую нервную систему, что приводит к учащению пульса и повышению артериального давления, к затруднениям пищеварения и выделения, а также может стать причиной постоянно холодных и влажных рук и ног. В обиходе грудное дыхание называют «мелким» дыханием, и если вы понаблюдаете за людьми, которые так дышат, то заметите, что время от времени они тяжело вздыхают, зевают или делают необычно глубокие вдохи, словно стремясь компенсировать нехватку воздуха.
Если вы хотите прочувствовать, что такое мелкое дыхание, то вам придется поэкспериментировать с собой. Либо лежа, либо в положении стоя, попытайтесь ограниченно подышать грудью. Следите за тем, чтобы живот не участвовал в акте дыхания. Для этого вам придется напрячь мышцы живота и удерживать от движений нижнюю часть грудины и нижние ребра. Если вы здоровы, то такой способ дыхания вызовет у вас необычное и неприятное ощущение, и очень скоро у вас возникнет непреодолимое желание сделать глубокий вдох. Удивительно, но есть люди, которые дышат так всю жизнь.
Люди, привыкшие дышать грудью, часто испытывают нехватку воздуха, потому что при таком дыхании воздух засасывается преимущественно в верхние отделы легких. Однако в норме в положении стоя дыхание осуществляется по большей части за счет вентиляции нижних отделов легких. Почему? Легочный круг кровообращения – это гидравлическая система, работающая при низком давлении и низком сопротивлении. Среднее давление в легочной артерии не превышает 14 мм рт. ст. Напротив, давление в артериях большого круга кровообращения в среднем равно 100 мм рт. ст. (см. главу 8). Четырнадцати миллиметров ртутного столба вполне хватает для перекачивания крови по сосудам нижних отделов легких, но этого мало для адекватного проталкивания крови в верхние отделы легких. Это означает, что при ограничивающем грудном дыхании вы всасываете основную массу воздуха в те части легких, которые хуже всего снабжаются кровью. Невозможно эффективно использовать и избыточную вентиляцию верхушек легких, потому что там недостаточное кровообращение и при этом плохо вентилируются нижние отделы легких, на которые приходится основная доля кровоснабжения. Нет поэтому ничего удивительного, что время от времени люди, дышащие грудью, вздыхают или делают глубокий вдох – они просто засасывают воздух во все отделы легких – сверху донизу.
Понятно, что грудное дыхание такого рода невыгодно, но есть ситуации, в которых оно бывает просто необходимо. Если вам случится переесть на праздники и после обильной трапезы воздать должное и десерту, то вам стоит совершить после этого пешую прогулку. Вы при этом заметите, что удобнее всего вам дышать грудью, причем по способу ограничивающего грудного дыхания. Пятикилометровая прогулка может оказаться полезной, но по пути не стоит дышать животом, чтобы диафрагма не давила на переполненный желудок (см. рис. 2.9, 2.29б).
Потребность в усиливающем грудном дыхании
Помимо определенных поз хатха-йоги, грудное дыхание великолепно работает при выполнении аэробных упражнений, когда энергичное грудное дыхание сочетается с увеличением сердечного выброса. Усиленная работа сердца создает в легочной артерии давление, достаточно высокое для перфузии всех легочных сосудов кровью, причем легкие вентилируются в этой ситуации от верхушек до нижних отделов. В хатха-йоге такое происходит в серии быстро выполняемых упражнений типа солнечных приветствий и в других позах, вызывающих нагрузку на сердечно-сосудистую и дыхательную систему, например треугольники (глава 4) или лунги (глава 7), особенно когда их выполняют начинающие. В хатха-йоге мы часто используем усиливающее грудное дыхание для совершенствования дыхательных практик, а также в иных ситуациях, в которых частота дыхания может составлять меньше двух дыхательных движений в минуту.
- Анатомия человека. Русско-латинско-английский атлас
- Популярный атлас анатомии человека
- Анатомия хатха-йоги
- Популярный анатомический атлас по Никите Жукову. Кости и мышцы. Инсайды и интересные факты
- Анатомия тай-цзы. Руководство Гарвардской медицинской школы
- Атлас анатомии человека. Русско-латинско-английское издание
- Атлас анатомии в стиле манга