Мышцы, участвующие в дыхании

Мышцы, участвующие в дыхании. Мышечная система человеческого тела состоит из поперечнополосатой и гладкой мускулатуры. Эти названия соответствуют особенностям микроскопического строения мышц. В мышечном волокне скелетной мускулатуры при микроскопическом исследовании различают поперечные полоски, а в мышечном волокне гладкой мускулатуры, например, в мышцах стенок бронхов, таких полосок нет.

Вся мускулатура туловища и конечностей поперечнополосатая. Мышцы некоторых внутренних органов — языка, глотки, гортани — имеют такое же строение. Мышцы других внутренних органов относятся к гладкой мускулатуре.

Управление работой поперечнополосатой мускулатуры в основном осуществляется импульсами, проходящими по соматическим нервам. Поэтому человек может управлять сокращением этих мышц, то есть приспосабливать их для выполнения движения, необходимого при произношении тех или иных звуков. Деятельность гладкой мускулатуры протекает под влиянием импульсов, идущих по вегетативной нервной системе, которая также находится под регулирующим влиянием коры головного мозга, но человек не может произвольно управлять гладкой мускулатурой.

Дыхательные мышцы (поперечнополосатого строения) делятся на мышцы, осуществляющие вдох, и мышцы, осуществляющие выдох.

Из основных мышц, осуществляющих вдох (расширяющих грудную клетку), укажем в первую очередь на диафрагму, или грудобрюшную преграду. Диафрагма отделяет полость груди от полости живота и состоит из мышечной ткани и из сухожилия (см. рис. 21 а, б).

Рис. 21 а. Вид диафрагмы спереди. Удалена часть передней стенки брюшной полости, передняя стенка грудной клетки и шеи. Удалена часть правого легкого. Видна правая часть диафрагмы с ее сухожильным центром и передний край диафрагмы. 1 — подъязычная кость; 2 — щитовидный хрящ гортани; 3 — щитовидная железа: 4—трахея; 5 — артерия и вена; 6 —левое легкое; 7 — сердце; 8 — диафрагма (ее передняя часть); 8а — диафрагма (ее правая половина); 9 — печень; 10 — желудок; 11 — толстый и тонкий кишечник, 12 — верхняя доля правого легкого

Рис. 21 6. Вид диафрагмы со стороны брюшной полости. Удалены все брюшные внутренности. Произведен распил позвоночника. 1 — сухожильная часть диафрагмы; 2 — мышечная часть диафрагмы: 3 — ребра (реберная дуга); 4 — мышцы диафрагмы, прикрепляющиеся к позвоночнику и соединяющиеся с мышцами спины; 5 — позвоночный столб; 6 — крупный кровеносный сосуд, обрезанный у выхода из грудной полости

В поясничной части диафрагма имеет хорошо развитые мышечные пучки, которые входят в тесное соприкосновение с некоторыми мышцами спины, принимающими участие в дыхании.

Со стороны полости живота диафрагма граничит с желудком и печенью. Желудок и кишечник — подвижные органы; под влиянием мышц брюшного пресса и диафрагмы они могут значительно сжиматься, сдвигаться вверх или вниз.

Помимо диафрагмы, во вдохе участвуют мышцы, прикрепленные в разных направлениях к верхним и нижним частям грудной клетки и своим сокращением способствующие ее расширению (например, межреберные мышцы, зубчатые, лестничные мышцы, квадратная мышца поясницы).

Указанные мышцы относятся к основным. Есть еще и вспомогательные мышцы вдоха. К последним относятся, например, грудоключично-сосцевидная мышца, мышцы, прикрепляющиеся к грудной кости и к гортани или к подъязычной кости. Вспомогательные мышцы вступают в работу тогда, когда действие основных мышц не может обеспечить глубокого вдоха.

В практике обучения пению нередки случаи, когда у обучающихся указанные вспомогательные мышцы очень активно способствуют вдоху, тем самым нарушая процесс правильного голосообразования. При этом в легкие поступает слишком много воздуха, что резко повышает внутрибронхиальное давление и вызывает форсированный, крикливый звук. Кроме того, при подобном вдохе поднимаются плечи и поющий имеет вид человека, выполняющего непосильную физическую работу (см. рис. 22).

Рис. 22. Состояние грудной клетки при переборе воздуха

Ряд мышц осуществляет выдох — сжимает грудную клетку. Эти мышцы идут в разных направлениях и прикреплены к нижним частям грудной клетки (к ребрам) вверху и к тазовым костям внизу. К ним относятся, например, прямая мышца живота, косая мышца живота.

Указанные мышцы образуют стенку живота. Вместе с диафрагмой они обладают большой сократительной силой и носят название брюшного пресса.

При сокращении мышц живота, особенно нижней его половины, упругая масса кишок давит снизу вверх на желудок и печень. В свою очередь желудок и печень давят на диафрагму, которая, как известно, играет большую роль в дыхании и тонус которой особенно важен в фазе выдоха, когда происходит голосообразование.

В интенсивном выдохе также участвуют мышцы, упомянутые нами выше и относящиеся к вдыхательным,— диафрагма, межреберные мышцы, квадратная мышца поясницы и некоторые другие.

При выдохе человек может в какой-то мере осуществлять контроль над работой этих мышц. Навыки для получения достаточно плавного и длительного выдоха могут быть выработаны посредством тренировки.

В иннервации диафрагмы участвуют не только спинномозговые нервы (диафрагмальные), но и вегетативные, например, блуждающий нерв. Самоконтроль над работой диафрагмы невозможен.

Хотя диафрагма и причисляется к мышцам, активно участвующим во вдохе, и поэтому является как будто антагонистом мышц живота, но в то же время она может быть синергистом, то есть работать с мышцами живота совместно, например, при напряжении при певческом выдохе (М. Ф. Иваницкий, Н. И. Жинкии).

У здорового человека вдох и выдох в покое совершаются ритмично и через определенные промежутки времени, в среднем до шестнадцати раз в минуту.

Физическое напряжение и психические переживания могут привести к учащению дыхания. Под влиянием сознательного воздействия человека дыхание может стать очень редким, а паузы между вдохом и выдохом — очень длинными.

При вдохе диафрагма активно отходит вниз, оттесняя расположенные под ней внутренние органы (желудок, кишечник и т. д.). Это увеличивает полость пруди в вертикальном направлении (по ее длине). Другие мышцы грудной клетки (основные и вспомогательные) тоже расширяют грудную клетку в разных направлениях — вертикальном, боковом и передне-заднем.

Таким образом, грудная клетка при вдохе значительно увеличивается в размерах.

Выдох у человека в спокойном состоянии, при отсутствии физического напряжения совершается с помощью межреберных мышц, причем диафрагма вновь поднимается вверх и возвращается к исходному положению.

В покое вдох продолжается 4 секунды. Продолжительность вдоха несколько меньше продолжительности выдоха. Время вдоха ко времени выдоха относится, как 4:5.

Среднее количество воздуха, вдыхаемого человеком за один вдох, равно 500 кубическим сантиметрам. При очень глубоком вдохе можно ввести в легкие еще 1 500 — 2 000 кубических сантиметров. При глубоком дыхании воздух хорошо вентилируется в легких, и в них усиливается обмен газов.

Дыхание во время пения и речи имеет свои особенности. При пении выдох значительно удлиняется, а вдох укорачивается. Время вдоха относится ко времени выдоха, как 1:20 или 1:30.