Создание условий для восстановления функции «мышечного насоса» для скелетной мускулатуры, то есть выполнение определенных упражнений на специальных реабилитационных тренажерах, может восстановить функции организма, утраченные в связи с мышечной недостаточностью, в том числе и хронические нарушения системы внешнего дыхания. Но даже простые дыхательные упражнения (например, форсированные вдохи и выдохи) пациент с хронической дыхательной недостаточностью выполнить порой не способен. И в таком случае на помощь дыхательной мускулатуре (основной и вспомогательной) должна прийти скелетная мускулатура при условии адекватной дозировки физических усилий, но на первом этапе реабилитации этого возможно добиться только на специальных тренажерах.

Грудная клетка (torax) является частью скелета туловища. Она представляет собой костный каркас, защищающий находящиеся внутри ее важнейшие органы: сердце, легкие и другие органы, и принимает непосредственное участие в акте дыхания. Грудная клетка состоит из грудного отдела позвоночного столба и двенадцати пар ребер и грудины, которые связаны между собой в целостное образование.

По форме грудная клетка бывает конической, цилиндрической и плоской. Увеличение жизненной емкости легких находится в прямой зависимости от подвижности ребер и диафрагмы. На форму грудной клетки и на ее подвижность, экскурсию, сильнейшее воздействие оказывают физические упражнения, особенно такие упражнения, которые требуют интенсивного дыхания и кислородного обмена. Увеличение экскурсии грудной клетки и трансформация ее формы под воздействием физических упражнений благоприятно влияют не только на респираторные возможности человека, но и на состояние внутренних органов, в том числе на их функцию.

Как известно, дыхание включает в себя две фазы — вдоха и выдоха.

Наполнение легких воздухом при вдохе происходит благодаря расширению внутреннего пространства грудной клетки. Увеличение объема грудной клетки связано с двумя факторами: сокращением диафрагмы, происходящим с уплощением ее купола, и движением ребер за счет работы мышечного аппарата, описанного выше.

Диафрагма представляет собой тонкую мышцу, расположенную между грудной и брюшной полостями. Поэтому она именуется также грудобрюшной преградой. По форме диафрагма представляет собой купол, обращенный своей вершиной кверху, в сторону грудной полости. В средней части диафрагма имеет сухожильный центр, окруженный мышечной периферией. К центру диафрагмы прилежит сердце — оно располагается на куполе диафрагмы в седловидном углублении.

Различают три части диафрагмы: грудинную, реберную и поясничную. Диафрагма имеет отверстия, через которые проходят такие важные образования, как аорта и грудной проток, пищеводное отверстие, блуждающие нервы и вены, в том числе нижняя полая вена.

Движения диафрагмы происходят благодаря сокращению ее мышечной части. При этом сухожильный центр опускается, и купол диафрагмы уплощается, а при расслаблении мышечных волокон центр и купол диафрагмы поднимаются непроизвольно за счет разности внутрибрюшного и внутригрудного давления.

Функция диафрагмы заключается прежде всего в участии в акте дыхания. Ее сокращение увеличивает вертикальный размер грудной полости, создавая тем самым частичное разрежение в легких и обеспечивая приток в них атмосферного воздуха извне. По отношению к мышцам брюшного пресса диафрагма может играть роль как синергиста, так и антагониста. При необходимости создания внутрибрюшного давления она работает совместно с мышцами брюшного пресса. При обычной дыхательной экскурсии она действует как антагонист. При этом опускание купола диафрагмы возможно только при условии достаточного расслабления мышц брюшного пресса. Этим объясняется некоторое естественное выпячивание живота на вдохе при брюшном типе дыхания. При грудном типе дыхания, особенно у физически хорошо развитых людей, когда грудная клетка расширяется за счет движения ребер, выпячивание живота уменьшается. Существуют также разнообразные смешанные формы дыхания.

Положение диафрагмы варьируется в зависимости от возраста, дыхательной экскурсии и положения тела. У детей диафрагма расположена несколько выше, чем у взрослых. Она также смещается кверху в положении лежа по сравнению с положением стоя. У людей тучного телосложения, особенно у пожилых, органы брюшной полости смещаются книзу как за счет своей тяжести (так называемый птоз), так и из-за ослабления тонуса мышц брюшного пресса. Это приводит к более сильному выпячиванию передней стенки живота. Положение брюшной стенки, а вместе с этим и размер брюшной полости, изменяются также в зависимости от движений тела.

Недостаточное использование групп мышц, которые включают в работу диафрагму, как правило, сочетается с общей мышечной недостаточностью (гипотрофией), которая параллельно с дыхательными расстройствами приводит также к нарушению опорно-двигательных, гемодинамических, метаболических, выделительных, защитных и других функций организма.

При сгибании туловища грудная клетка и таз сближаются, размер брюшной полости уменьшается, и происходит некоторое выпячивание брюшной стенки. Во время разгибания, напротив, особенно при физических упражнениях (например, в положении «мост»), вертикальный размер брюшной полости увеличивается, брюшная стенка западает, и диафрагма занимает более высокое положение.

Характер работы диафрагмы меняется в зависимости от интенсивности дыхания.

Спокойное дыхание осуществляется в основном за счет сокращения и расслабления диафрагмы. При этом изменяется прежде всего вертикальный размер грудной клетки, мышцы живота находятся в расслабленном состоянии и легко поддаются смещению под действием тяжести внутренних органов. В этом случае межреберные мышцы действуют незначительно.

Напряженное дыхание требует значительного расширения грудной клетки в ее нижних отделах, а в среднем отделе — увеличения ее переднезаднего размера. При этом также уменьшается кривизна позвоночного столба, и его форма приближается к прямой. Расширение грудной клетки достигается благодаря согласованному движению ребер передними концами кверху, а их средними отделами — в стороны.

Именно диафрагмальное дыхание, о котором обычные врачи ничего не знают, является основной профилактикой осложнений.

Основными мышцами, участвующими в акте вдоха, кроме диафрагмы принято также считать межреберные мышцы.

Дополнительные мышцы, занятые в исполнении вдоха, это мышцы, поднимающие ребра, верхняя и нижняя задние зубчатые мышцы, квадратная мышца поясницы, подвздошно-реберная мышца, лестничные мышцы, поднимающие первое и второе ребра. Во время активных двигательных действий в процесс дыхания вовлекаются также мышцы верхних конечностей и плечевого пояса: трапециевидная, ромбовидная, малая и большая грудные мышцы, мышца, поднимающая лопатку. При сокращении эти мышцы поднимают ПВК и тем самым способствуют расширению грудной клетки и акту вдоха.

При активном выполнении выдоха в работу вовлекаются следующие основные мышцы: прямая мышца живота (она содействует вращению ребер), поперечная мышца живота (она сближает реберные дуги), косые мышцы живота, подреберные мышцы, поперечная мышца груди, нижняя задняя зубчатая мышца. Сокращение этих мышц содействует максимальному сокращению размеров и объема грудной клетки. Оно сопровождается расслаблением мышц, дополнительно участвующих в акте вдоха (см. выше). Как уже отмечалось, можно различать дыхание брюшное, или диафрагмальное, и грудное, или реберное. Как правило, эти два типа дыхания в той или иной степени совмещаются. Есть мнение, что существуют дифференцированные мужской и женский типы дыхания, но оно остается спорным. Главные различия в биомеханике дыхания связаны не с полом, а со степенью развития функции дыхания.