Дихателна система и дишане

Дишането е едно от първите неща, които правим самостоятелно още от раждането си. На него никой не ни е учил и почти никога не се замисляме за начина, по който дишаме, тъй като го приемаме за естествен процес. Но правилното дишане е еднакво важно както по време на тренировката, така и в ежедневието ни.

Непълноценното и повърхностно дишане са предпоставки за развитието на различни белодробни заболявания, а неправилното дишане по време на тренировка не само ще я направи по-малко ефективна, но може и да ви контузи.

Какво обаче означава да дишаме правилно и пълноценно ще разберем само след като научим повече за дихателната система и дишането.

ДИХАТЕЛНА СИСТЕМА – КРАТКА АНАТОМИЯ

Дихателната система осъществява основно газообменна функция. Чрез нея се доставя жизненоважния кислород и се изхвърля въглеродния двуокис. Тя е разделена на две части – проводна и респираторна. Проводната е съставена от дихателните пътища, по които подобно на тръби се движи въздуха. Те се разделят на горни (носна кухина, гълтач) и долни (гръклян, трахея и бронхи от различен размер). Респираторната част се състои от множество малки мехурчета, наречени алвеоли, които са обгърнати от гъста капилярна мрежа. Намират се в двата бели дроба и броят им се изчислява на близо 500 милиона. Именно в тях се извършва газовата обмяна, при която от кислород от атмосферния въздух преминава в кръвта, а образувания в тъканите и пренесен въглероден двуокис се изхвърля.

Дишането като физиологичен процес обаче не обхваща само обмяната кислород и въглероден двуокис в белите дробове. Това се нарича външно или белодробно дишане, но освен него има още два вида дишане: транспорт на газовете и вътрешно илитъканно дишане.

Външно дишане. Външното дишане, за което стана въпрос, се осъществява освен от белите дробове и от гръдния кош. Тъй като интраплевралното налягане е по-ниско от атмосферното, белия дроб следва пасивно промяната на обема му, която се осъществява от мускули, обединени под общото наименование дихателна мускулатура.

Външното дишане има две фази: вдишване и издишване.

Вдишването се извършва благодарение на съкращаването на дихателната мускулатура. Гръдния кош увеличава обема си, налягането в него спада, което създава разлика с налягането на атмосферния въздух. И тъй като въздухът се придвижва от участъци с по-високо към участъци с по-ниско налягане, това е достатъчно, атмосферния въздух да нахлуе в белите дробове.

Основните мускули, които осъществяват вдишването са диафрагмата и външните междуребрени мускули. Тяхната функция е да преодолеят тежестта на гръдния кош, еластичното съпротивление на ребрените хрущяли и белодробната тъкан, и съпротивлението на коремните органи и коремната стена.

Чрез движението си надолу, диафрагмата има най-голямо участие в увеличаването на обема на гръдния кош. Докато междуребрените мускули повдигат предния край на ребрата и ги завъртат навън и нагоре, с което разширяват гръдния кош в предно-задна посока.

Необходимото количество въздух в състояние на покой, може да се осигури при съкращаване или само на диафрагмата или само на междуребрените мускули. По това различваме два типа външно дишане: диафрагмално (коремно) и гръдно. Диафрагмалното дишане е характерно за мъжете, а гръдното – за жените. Когато при вдишване се разтварят всички ребра имаме пълно гръдно дишане. Но ако дишането се извършва само с горните 5-6 ребра се говори за горно гръдно дишане, а ако дихателните движения се извършват от долните 5 ребра – за долно гръдно дишане. Най-правилно е когато дишаме смесено – едновременно гръдно и диафрагмално. Това се нарича физиологичен тип дишане. Тогава се получава вентилация на всички дялове на белия дроб, което е профилактика срещу застойни явления в белия дроб, явяващи се предпоставка за развитието на различни белодробни заболявания. Дори част от комплексното лечение на белодробно болни включва именно обучение във физиологичен тип дишане. Естествено, става въпрос за дишане в състояние на покой, тъй като някои спортни дисциплини ограничават възможността за този тип дишане. В гимнастиката например, поради статичното напрежение на коремната мускулатура, е характерно предимно горното гръдно дишане.

Освен диафрагмата и междуребрените мускули, при усилено вдишане се включват и други мускули – трапецовидния мускул, част от гръбначната мускулатура, mm. scaleni и sternocleidomastoidei.

Издишането в покой протича напълно пасивно. Преодоляните по време на вдишане съпротивления са достатъчни, за да върнат гръдния кош в изходното му положение, което повишава налягането в белия дроб над това в атмосферата. При усилено дишане обаче, издишането става също активно, под въздействието на мускули, наречени експираторни. Най-важните от тях са коремните мускули и вътрешните междуребрени мускули.

Транспорт на газовете. Следващия вид или по скоро етап от процеса на дишане, включва транспорта на газовете от белите дробове към всички тъкани на организма и обратно. Той започва в белите дробове, през които преминава малкия кръг на кръвообръщението – изтласкваната от дясната камера на сърцето венозна кръв. Обмяната на газовете между алвеоларния въздух и кръвта в белодробната капилярна мрежа протича пасивно чрез дифузия т.е. газът от участъци с по-висока концентрация преминава към тези с по-ниска, докато концентрациите се изравнят.

Основната част от преминалия в кръвта чрез дифузия кислород се пренася свързан по химичен път с хемоглобина – част от червените кръвни клетки (еритроцитите). Колкото по-богата е кръвта на червени кръвни клетки, толкова повече кислород ще бъде доставен до тъканите. Това е важно, особено в спортове изискващи голяма издръжливост, защото при тях нуждата от кислород за разграждане на енергетичните субстанции по аеробен път е много висока. Един от безопасните начини за увеличаване на броя на червените кръвни клетки, е провеждането на спортна подготовка на голяма надморска височина (над 2000 метра). Там налягането на атмосферния въздух е по-ниско, поради което по-малко количество кислород ще преминава от алвеолите в кръвта. За да компенсира това, организмът увеличава производството на червени кръвни клетки, а тяхната концентрация остава повишена седмици след връщането на атлета на нормална надморска височина, където при нормални условия транспортът на кислорода ще бъде по-висок.

Достигналата до тъканите артериална кръв, отново по пътя на дифузията отдава част от кислорода и поема въглероден двуокис (СО2), който е продукт на обмяната на белтъчини, мазнини и въглехидрати. Количеството му е правопропорционално на интензивността на обменните процеси. Много малка част от СО2 се разтваря физически в кръвната плазма и се транспортира до белите дробове. Основната част се транспортира отново от еритроцитите, в които въглеродния двуокис се преобразува въввъглена киселина (Н2СО3). Въглена киселина се образува от СО2 и в кръвната плазма, но доста по-малко. Въглената киселина, наред с други буферни системи в кръвта, поддържат финото алкално-киселинно равновесие на кръвта, което се движи в тесни граници – Ph от 7,37 до 7,43. Тя е в основата на състояние наречено хипервентилация. Хипервентилация се получава когато съзнателно, под въздействието на силен стрес (паника) или вследствие на физическо натоварване, учестим много дишането си. Може и да ви се е случвало след тежка серия клек, докато дишате много учестено да ви се завие свят или да ви прималее. Лаиците си го обясняват с недостига на кислород, но кислород обикновено има достатъчно. Просто механизмите за изхвърлянето на СО2 работят толкова бързо, че в един момент количеството въглената киселина в кръвта спада под нормалната си концентрация, което води до повишаване на Ph на кръвта – алкалоза. Решението в такъв момент е да се опитате да нормализирате дишането си колкото се може по-бързо. Естествено, след тежка серия за крака, причината да ви прилошее, може и да е намаления кръвопоток към мозъка, затова наред с нормализирането на дишането е добре да се наведете или да легнете, така ще намалите гравитационното съпротивление и ще улесните кръвообръщението.

Тъканно дишане. Тъканното дишане обхваща всички процеси на използването на кислорода в окислителните реакции на клетките и образуването на въглероден двуокис. Тъй като темата е прекалено обширна няма да се спирам подробно на него.

БЕЛОДРОБНИ ОБЕМИ И КАПАЦИТЕТИ

В зависимост от промяната на обема на гръдния кош, в белия дроб нахлува и излиза определено количество въздух – това са т. нар. белодробни обеми. Има 4 основни белодробни обема:

1) Дихателен обем (ДО). Това е въдухът, който се поема и издишва при дишане в покой, обикновено около половин литър. До алвеолите обаче достига само част от него – около 150 ml, тъй като останалата част остава в дихателните пътища.

2) Инспираторен резервен обем (ИРО). Максималния обем въздух, който може да бъде вдишан допълнително след едно нормално вдишане – около 2-3 l.

3) Експираторен резервен обем (ЕРО). Това е максималния обем въздух, който може да бъде допълнително издишан след едно нормално издишане – около 1 l.

4) Остатъчен обем (ОО). Обемът въздух, който остава в белия дроб след едно нормално издишане – около 1-2l .

Освен белодробните обеми има и 4 белодробни капацитети:

1) Тотален белодробен капацитет (ТБК). Това е обемът въздух, който се намира в белия дроб след едно максимално вдишане – около 6 l.

2) Витален капацитет (ВК). Максималния обем въздух, който може да бъде издишан след максимално вдишане.

3) Инспираторен обем (ИК). Количеството въздух, което може да бъде вдишано след обикновено издишване.

4) Функционален остатъчен капацитет (ФОК). Количеството въздух, което остава в белия дроб след нормално издишане. Благодарение на него обмяната на газовете в белия дроб може да продължи и по време на издишването и в паузите между вдишването и издишването.

Дихателните обеми и капацитети зависят основно от антропометричните данни на човек и носят информация за силата на дихателните мускули и функционалното състояние на дихателната система като цяло. При тренирани индивиди тоталния белодробен капацитет, наречен още жизнена вместимост, е доста по-голям от нормалните 6 l. Важна е и ролята на експираторния резервен обем за регулиране на усиленото дишане при физически натоварвания.

ПРОМЕНИ В ДИШАНЕТО ПРИ ФИЗИЧЕСКИ НАТОВАРВАНИЯ

Промени в честотата и дълбочината на дишането

При физическо натоварване е необходима по-голяма белодробна вентилация, чрез което да се задоволят завишените нужди на организма от кислород. Това може да стане по няколко начина:

1) Увеличаване на честотата на дишането при непроменена или дори намалена дълбочина.

2) Увеличаване на дълбочината на дишането при малко увеличаване на честотата му.

3) Увеличаване на честотата и дълбочината на дишането.

Не е без значение по кой от трите начина ще бъде увеличена белодробната вентилация. При покой човек диша средно 16-20 пъти в минута (10-14 при добре тренирани спортисти), при дълбочина на дишането от около 0,5 l (ДО). Ако решите да увеличите белодробната си вентилация изцяло за сметка на увеличаването на честотата на дишане, това означава да дишате средно 80 пъти в минута, което ще намали значително дихателния обем. Ако решите да дишате с дълбочина близка до жизнената си вместимост (например 5 l), ще можете да го правите много кратко време, тъй като това е много изморително за дихателната мускулатура. Явно първите два начина да увеличите белодробната вентилация са нерационални, тогава остава третият начин – да се намери оптимално съотношение между честотата и дълбочината на дишането. В повечето случаи се касае за честота 30-40 дишания в минута, което позволява дълбочината да нарастне значително –  до 60-70% от жизнената вместимост (3,6-4,2 l).

По принцип голямото учестяване на дишането е показател за по-ниски функционални възможности на дихателната система. При добри показатели съотношението между броя на вдишания и пулса в минута в покой е 1:4, а след физическо натоварване 1:5 или 1:6 т.е. ако имате пулс в покой 76 уд./мин., то оптималната честота на дишането е 19 пъти за минута. А ако тренирате с при пулсова честота от 140 уд./мин., честотата на дишането трябва да бъде между 24 и 28 вдишания за минута. При недобра тренираност и влошено състояние на дихателната система, тези съотношения се променят до 1:3 или 1:2.

Промени в кислородната консумация при различни натоварвания

В покой кардио-респираторната система снабдява организма с около 0,25-0,3 литра кислород за една минута. При физическо натоварване това количество може да нарастне над 20 пъти, до 6-6,5 l/min. Количеството зависи от необходимостта на организма от кислород за извършване на съответната работа или тренировка. Колкото по-голяма е интензивността на тренировката, от толкова повече кислород ще имат нужда работещите мускули за химическите процеси по осигуряване на нужната енергия. При всяка тренировка обаче, независимо от нейният характер, има моменти когато доставката на кислород не задоволява моментните нужди на организма:

1) В началото на тренировката докато кардио-респираторната система заработи с необходимите темпове.

2) По време на тренировка, чиято интензивност надхвърля максималните възможности на организма за доставка на кислород – максимална кислородна консумация (VO2max).

При тези два момента организма работи в условия на кислороден дефицит. В резултат на този дефицит окислителните процеси в организма не протичат докрай и се натрупват неокислени продукти (млечна киселина и пирогроздена киселина). За да ме разберете по-добре ще ви дам два примера.

В първия пример изпълнявате серия повдигате щанга от тилен лег с шест повторения до отказ. Кислородната необходимост за целта да кажем, че е около 10 l O2. Тези десет литра кислород трябва да бъдат доставени за времето, за което изпълнявате серията – 15-20 секунди. За такова кратко време кардио-респираторната система не може дори да се вработи в натоварането, да не говорим че 10 литра кислород за 20 секунди е далеч отвъд възможностите, дори и на най-великите спортисти. За това цялата серия се извършва в условия на кислороден дефицит т.е. в така наречените анаеробни условия, при които енергоосигуряването на работещите мускули се извършва без участието на кислород. Дефицитът обаче се „изплаща“ след приключването на серията, плюс допълнително количество кислород, което е свързано с протичането на възстановителните процеси – т.нар. кислороден дълг. Затова и дишането ви се учестява след приключването на такава интензивна серия.

Приключили сте със силовата тренировка и сега се насочвате към пътеката за бягане т.е. към втория пример. Ще бягате с умерено темпо 15 минути, за което ще имате нужда от средно от 45 литра кислород. На пръв поглед изглежда повече, но тези 45 литра ще се осигурят за 15 минути – средно по 3 литра на минута, нещо което е напълно във възможностите на организма. Но и тук ще имате един анаеробен момент – в началото на бягането докато респираторната-система заработи на необходимите обороти. След две-три минути аеробните процеси ще вземат връх над анаеробните.

Важно е също да се отчете, че добре тренираната кардио-респираторна система много по-бързо се вработва в натоварването, отколото нетренираната. Също така, маскималната кислородна консумация при нетрениращи е 2-3 l/min., докато при добри спортисти може да надхвърли 6-6,5 l/ min. Това се дължи на морфологичните и фунционални промени, които настъпват в дихателната система при редовни спортни занимания, а именно: увеличава се обемът на гръдния кош и силата на дихателните мускули; увеличава се броя на алвеолите; увеличава се жизнената вместимост.

ПРАВИЛНО ДИШАНЕ ПРИ ФИТНЕС ЗАНИМАНИЯ

Правилното дишане във фитнеса може да се разгледа в две основни направления: при кардио (аеробна) тренировка и при тренировка с тежести. Но и при двете важи едно правило: да се вдиша през носа и да се издиша през устата.

Правилно дишане при кардио тренировка 

Кардио тренировката е важен елемент от всяка една фитнес програма, независимо дали е за редуциране на мазнините или покачване на мускулна маса. В голяма грешка са тези, които считат че кардио тренировката е ненужна, даже вредна, ако целта им е да правят мускули. Да, силовата тренировка, която ще ви направи големи и мускулести е предимно анаеробна, но от нея вие се възстановявате аеробно т.е. колкото е по-добро състоянието на кардио-респираторната ви система, толкова по-бързо ще се възстановявате между сериите или тренировките. Изключение тук правят само много трудно качващи маса, които трябва да пестят всяка калория.

Кардио тренировката позволява да разгърнете дихателните функции близки до максималните възможности. Тук няма строго правило за това кога да за фазите на вдишане и издишане, това става дори подсъзнателно, просто хванете един ритъм на дишане и го следвайте. Не стоят така нещата обаче при упражненията.

Правилно дишане при силова тренировка

Тук дишането се различва значително от това при кардио тренировката. Не може да дишате както ви падне, защото тренировката ви ще бъде по-малко ефективна, а и може да се травмирате. Правилото е да издишате докато съкращавате мускулите си (докато преодолявате тежестта) и да вдишате, докато отпускате мускулите. Това произлиза от няколко неща.

Първо, когато издишате активно, както е по време на тренировка, коремните ви мускули се стягат и вътрекоремното налягане се увеличава. Това създава стабилност на гръбначния стълб и прави тялото цялостно по-стабилно, давайки добра опора, от която мускулите да се съкратят. Експериментално е доказано че сте по-силни като издишате, отколкото като вдишате. Всъщност най-силни сте когато задържите дишането, но не ви го препоръчвам, освен ако не опитвате маскимални тежести. Тогава се увеличава силно интраплевралното налягане, което предизвиква смущения в циркулацията на венозната кръв и затруднява притока на кръв към сърцето. Освен това е противопоказано при хора склонни към високо кръвно налягане, проблеми с очите и други. Затова по-добре се придържайте към ритмичното дишане.

Друга основателна причина да издшате докато повдигате  тежестта е, че рефлекторно една секунда след издишане мускулите ви се отпускат (това се използва и при техники за мускулна релаксация). Неестествено ще е да искате да съкращаване мускули, които туко що са се отпуснали рефлекторно, вместо да го използвате във ваша полза и да отпускате тежестта, когато и мускулите ви се отпускат.

Не на последно място, ритъм на дишане различен от този ще затрудни дифузията на кислорода и в резултат ще усвоявате по-малко от него. А това в момент, в който около 80 процента от кислорода се доставя до работещите мускули, ще затрудни работата на останалите органи. Може би сте усетили как в края на серия, в която сте дишали неправилно, сте се усетили прекалено задъхани или леко замаяни.

Поради всички изборени причини е изключително важно начинаещите да се обучават в правилно дишане още от първата си тренировка. Още повече, че ако веднъж заучите погрешния модел, ще ви бъде много трудно да се отучите. Затова като влезнете следващия път във фитнеса не мислете за дишането като за най-естественото нещо на света, а като за част от цялостната тренировъчна методика.

Ресурси:

1. Гаврийски В., Физиология на човека с физиология на спорта, София, 1998.
2. Ванков В., Анатомия на човека, София, 1998.