Умеете ли Вы дышать?
№ 7 (79) июль 1961Член-корреспондент Академии медицинских наук СССР профессор М. Е. Маршак
Когда человек работает в условиях повышенного давления, например под водой, то азот, попадающий в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, начинает задерживаться в организме, особенно в тех тканях, которые в большом количестве содержат жир и жироподобные вещества. К таким тканям относятся в первую очередь нервная система (1) и суставной аппарат (2).
Если человека, организм которого перенасыщен азотом, быстро поднять наверх — в условия обычного давления, то избыток газа не успевает выделиться через легкие. Пузырьки азота начинают проникать в мельчайшие кровеносные сосуды и закупоривают их (3).
В результате возникают сильные боли в суставах, по ходу нервов и в голове. Иногда человек может потерять сознание. Это и есть так называемая кессонная болезнь.
* * *
На большой высоте при значительной разреженности воздуха необходимо применять кислородный прибор, который обеспечивает нормальное давление кислорода в крови.
* * *
Оксигемометр — удобный аппарат, позволяющий «бескровным путем» определить количество кислорода в крови. Для этого надо лишь надеть на ушную раковину специальный датчик, и на записывающей части аппарата стрелка будет чертить кривую, которая характеризует степень насыщения крови кислородом.
Рисунки А. Гуревича и Е. Смирнова
Фото Вл. Кузьмина
Два молодых человека выполняют легкое гимнастическое упражнение: разводят в стороны вытянутые руки, а затем сгибают их в локтях и прижимают к груди. Движения повторяются 16 раз в минуту. Затем постепенно юноши ускоряют их и доводят до 32 раз в минуту.
Проследим за дыханием этих юношей. Вначале оно одинаковое: при разведении рук — вдох, а при сгибании и сведении рук к груди — выдох. Люди дышат 16 раз в минуту, но вот движения убыстряются, и у одного из юношей убыстряется и дыхание. При 32 движениях в минуту он делает 32 вдоха и выдоха. У другого все происходит иначе: при 32 Движениях он продолжает дышать 16 раз в минуту. На один вдох и выдох он выполняет упражнение 2 раза.
Кто же дышит правильно и кто неправильно?
Прежде чем ответить на этот вопрос, выясним, какова роль дыхания в организме.
Человек вдыхает атмосферный воздух, который содержит около 21 процента кислорода. Из воздуха кислород переходит в венозную кровь, притекающую к легким. Эта кровь, обогащаясь кислородом, превращается в кровь артериальную и разносится по сосудам ко всем органам и тканям.
Одновременно в легких совершается и другой процесс: конечный продукт обмена — углекислый газ, которым насыщена венозная кровь, переходит из крови в воздух легких и при выдохе выделяется из организма.
Таким путем во время дыхания совершается газообмен. Правильное дыхание обеспечивает достаточное для данных условий снабжение организма кислородом и удаление углекислого газа.
Обмен газов зависит не только от дыхания, но и от кровообращения. Необходима согласованная деятельность двух систем. Однако исследования показали, что в подавляющем большинстве случаев основной причиной нарушения газообмена является именно недостаточность самого дыхания.
Как установить, полностью ли насыщается кровь кислородом? Еще недавно в таких случаях брали кровь для анализа. Это сложно, а главное, ограничивается возможность непрерывного наблюдения за содержанием кислорода в крови, что очень важно, например, при мышечной работе. В последние годы создан особый прибор для измерения кислорода в крови — оксигемометр. Он позволяет бескровным путем определять степень насыщения крови кислородом в течение длительного времени и притом в различных условиях: в состоянии покоя, при мышечной работе и т. д.
Разработан также способ автоматического определения содержания углекислого газа в легочном воздухе в в артериальной крови. При каждом вдохе с помощью специального прибора набирается в приемник несколько кубических сантиметров выдыхаемого воздуха. Когда приемник заполняется воздухом, в нем определяется количество углекислого газа и кислорода.
Эти методы позволяют объективно оценивать эффективность дыхания в разных условиях, то есть установить, происходит ли достаточное снабжение организма кислородом и удаление излишних количеств углекислоты.
Когда человек находится в состоянии покоя, требования к аппарату дыхания минимальны. Как правило, органы дыхания хорошо справляются со своей работой. Дышать нужно носом, а не ртом. Проходя через извилистые ходы носа, воздух согревается, а также лучше очищается от пыли, чем это бывает при дыхании ртом. Во время дыхания через нос исключена возможность, что пища попадет в дыхательное горло.
Как правило, люди дышат через нос; они начинают дышать ртом обычно лишь в тех случаях, когда носовое дыхание почему-либо затруднено. Поэтому все, что мешает носовому дыханию, надо стараться устранять.
Взрослый здоровый человек дышит в состоянии покоя 10–20 раз в минуту. А количество воздуха, проходящего через легкие за одну минуту, составляет 6–9 литров. Оно называется легочной вентиляцией.
Как же лучше дышать — редко (около 10) или более часто (около 20 раз в минуту)?
Допустим, перед нами два человека. За одну минуту они вдыхают одно и то же количество воздуха. Но один делает 10 дыханий в минуту, а другой — 20. У первого при каждом вдохе поступает в легкие 800 кубических сантиметров воздуха, а у второго — 400 кубических сантиметров. В первом случае глубина дыхания больше, во втором — меньше.
Следовательно, один и тот же объем легочной вентиляции может быть и при глубоком, но редком дыхании и ори более частом, но менее глубоком.
Значит ли это, что безразлично, как дышать?
Нет, не значит. При более глубоком дыхании легкие более полно расправляются; это благоприятствует поглощению кислорода кровью. Меньше энергии уходит на сокращение дыхательных мышц, поскольку человек дышит реже.
Следовательно, частое дыхание можно считать менее целесообразным.
Надо учитывать и следующее: при каждом вдохе легкие расширяются за счет сокращения мышц грудной клетки и диафрагмы. Во время вдоха купол диафрагмы опускается, это дает возможность нижним частям легких расправиться. Если человек сильно наедается, то желудок растягивается, и это мешает свободному перемещению диафрагмы во время вдоха. Дыхание затрудняется. Это обстоятельство следует учитывать человеку, находящемуся в покое; еще сильнее влияние этого фактора при мышечной работе. В таких случаях надо менять не характер дыхания, но режим питания.
Особенно важно правильное дыхание во время мышечной работы. Потребление кислорода и выделение углекислого газа в этих условиях значительно возрастают. Соответственно должна увеличиться и вентиляция легких. При очень напряженной физической работе вентиляция легких у человека достигает 100–120 и больше литров в минуту, а частота дыхания возрастает до 40–50 раз в минуту.
Ритм дыхания у пловцов своеобразен: быстрый и глубокий вдох и медленный выдох
Само собой разумеется, что для нормального снабжения организма кислородом нужна четкая слаженность в работе органов дыхания и кровообращения.
Исследования показали, что неполное насыщение крови кислородом очень часто происходит не от недостаточности аппарата дыхания, а от нерационального использование его возможностей.
Теперь вернемся к нашим двум юношам и их простым физическим упражнениям. Они поступали правильно, делая вдох при разведении рук в стороны, так как это способствует расширению грудной клетки, а приведение рук к груди облегчает выдох. Но правильно ли при учащении таких движений учащать и дыхание? Нет, неправильно. Мышечная работа при этих движениях незначительна и нет необходимости в частом дыхании и большом увеличении вентиляции легких.
Частое дыхание сопряжено с усилением работы дыхательных мышц. Кроме того, усиленное дыхание влечет за собой избыточное выделение углекислого газа, а концентрация его в крови должна поддерживаться на определенном уровне, иначе ухудшится кровоснабжение мозга. Недаром при чрезмерном усилении дыхания нередко появляется головокружение.
А вот еще пример. Человек поднял гирю весом в 16 килограммов и удерживает ее на согнутых руках. Поднимая груз, он задержал дыхание на несколько секунд. Затем последовал глубокий вдох и выдох. Пока груз не был опущен, дыхание оставалось неглубоким и неравномерным.
В чем была ошибка? В задержке и неравномерности дыхания. Если бы оно оставалось свободным, глубоким и ритмичным, то человеку удалось бы удержать груз в руках значительно большее время и самочувствие его было бы лучшим.
Когда нетренированный человек берется за непривычную работу, он дышит неравномерно; периодически возникают задержки дыхания. Это ведет к неполному насыщению артериальной крови кислородом. Если же работа выполняется многократно, то постепенно дыхание становится равномерным, ритмичным, и артериальная кровь насыщается кислородом полностью.
Нормализация дыхания, которая происходит при тренировке, совершается медленно. Гораздо быстрее устанавливается правильное дыхание при произвольной его перестройке с самого начала тренировки, при дыхании углубленном, равномерном, без задержек. Очень важно увязать дыхание с определенными фазами рабочих движений. Это помогает повысить работоспособность. Так, например, если работа выполняется руками, следует установить такой ритм дыхательных движений, чтобы фаза вдоха совпадала с той фазой работы, когда сокращаются мышцы, участвующие в осуществлении усиленного вдоха.
Почему человек тяжело дышит и обливается потом? Потому что набитый до отказа желудок сдавливает легкие и мешает свободному дыханию
Ученые разгадали «японский секрет»: водолазы, находясь под водой, делают всего 5–6 дыханий в минуту
Особенно выражены нарушения дыхания в период «вхождения» в работу. Легочная вентиляция увеличивается недостаточно быстро, дыхание неравномерно; в самом начале часто бывают кратковременные задержки дыхания. Чем менее приспособлен человек для данной работы, тем дольше длится период «вхождения» в работу. Даже хорошо тренированные люди втягиваются в работу не сразу. Насыщение артериальной крови кислородом ухудшается.
Предотвратить это можно произвольным усиленным и равномерным дыханием с самого начала работы.
Все сказанное имеет прямое отношение к нашей каждодневной жизни. Людям, живущим в городах, приходится по нескольку раз в день подниматься по лестницам на верхние этажи. Обычно в начале подъема, особенно если подниматься быстро, дыхание задерживается, глубина дыхания увеличивается недостаточно; часто, особенно у пожилых людей, появляется одышка. Но если с самого начала дышать равномерно, глубоко и не очень часто, то подниматься много легче.
То же самое происходит, если сильно ускорять шаг. Чтобы избежать одышки, надо одновременно с ускорением шага усиливать дыхание и не допускать его задержки.
Столь же важно регулировать дыхание при длительном напряжении мышц, например, когда держат груз на весу, как в приведенном выше примере, а также во время гимнастических упражнений, связанных с непрерывным напряжением определенных мышечных групп, например во время стойки на руках и т. п. При этом часто дыхание задерживается и делается неравномерным.
Если в таких случаях не прибегать с самого начала к произвольному изменению дыхания, то есть к дыханию более глубокому и равномерному, то потребуется длительный период тренировки, прежде чем дыхание станет рациональным.
Многолетний опыт пловцов привел к своеобразному ритму фаз дыхания во время плавания. Они очень быстро делают вдох широко открытым ртом, за вдохом следует медленный выдох под водой. Выдох продолжительней вдоха в 4–5 раз, тогда как при других видах мышечной работы продолжительность вдоха и выдоха практически одинакова. Почему выработался такой ритм дыхания при плавании? Потому что медленный выдох обеспечивает лучшую устойчивость тела на воде, как говорят, лучшую «плавучесть». Ведь устойчивость тела на воде зависит от его удельного веса, который неодинаков в разные фазы дыхания. Он зависит от степени заполнения легких воздухом. Во время вдоха удельный вес тела ниже единицы, а во время выдоха постепенно увеличивается и к концу выдоха достигает 1, 057—1, 13. Пловцов специально обучают правильному дыханию.
Приведем другой пример. Максимальное очень кратковременное усилие человек может выполнить либо при задержке дыхания — натуживании, либо при резком выдохе. Максимальной силы удар, например, наносят во время выдоха. Подъем штанги на соревнованиях тяжелоатлеты производят при натуживании.
Это объясняется тем, что повышение давления в легких при натуживании и при резком выдохе оказывает через нервную систему влияние на функциональное состояние скелетных мышц, повышая их силу. Следует помнить, что натуживание и притом весьма кратковременное допустимо только при максимальном усилии, например во время соревнований при подъеме больших тяжестей, при нанесении сильного удара.
Существует правило: водолазы должны подниматься из глубины очень медленно, в течение десятков минут. Чем вызвано такое требование? Под повышенным давлением в крови и тканях организма увеличивается количество растворенного азота, а при быстром подъеме он выделяется в виде пузырьков, которые могут закупорить мелкие сосуды. Возникает опасность так называемой водолазной болезни.
И вот оказывается, что японские водолазы после 30-минутного пребывания на глубине 60–70 метров поднимаются на поверхность в течение короткого времени — 2–3 минут. И никакой водолазной болезни у них обычно не возникает.
Очень долго физиологи не могли разгадать этот так называемый «японский секрет». Теперь он раскрыт нашими исследователями. Установлено, что японские водолазы обучены дышать под водой очень редко: 5–6 дыханий в минуту, несмотря на то что они выполняют под водой тяжелую мышечную работу. Если почему-либо дыхание у водолаза учащается, его немедленно поднимают на поверхность.
В этих условиях очень редкое и глубокое дыхание наиболее целесообразно. При редком дыхании под повышенным давлением ткани организма медленнее насыщаются азотом, а при подъеме на поверхность азот медленнее выделяется.
Очень полезна перестройка дыхания при некоторых заболеваниях: например, при астме, эмфиземе легких и других. Режим дыхания назначают врачи на основе физиологических и клинических данных.
Итак, нет какого-то общего единого правила дыхания, полезного при всех обстоятельствах. В каждом отдельном случае надо установить, какое именно дыхание обеспечит наилучшее снабжение организма кислородом и удаление излишних количеств углекислого газа, то есть нормальный газообмен.
Особенно важно правильно дышать при мышечной работе. Характер дыхания зависит от вида и тяжести труда. Однако во всех случаях рекомендуется с самого начала работы не задерживать дыхания, дышать равномерно и глубоко.
