Мышечная система человека насчитывает более 400 мышц. И есть небольшое количество мышц-тружеников, работающих 24 часа в сутки. Среди них не последнее место занимают дыхательные мышцы. Неприметная мышца диафрагма играет главную роль в поцессе дыхания. Контроль над дыханием начинается с управления дыхательными мышцами. Попробуем разобраться, как работает диафрагма при дыхании. И если кроме диафрагмы у нас в очереди еще 399 мышц, зачем нам активно работать именно над диафрагмой?

Эта мощная мышца разделяет грудную и брюшную полости. Внешне она похожа на спаренный купол зонтика. Из вершины купола, одновременно являющимся и сухожильным центром, радиально расходятся мышечные волокна, которыепо периферии крепятся к грудине, рёберным дугам, свободным концам последних двух рёбер и поясничным позвонкам. При сокращении мышцы происходит сближение точек её прикрепления, т.е. вершина купола опускается, а наш зонтик становится плоским. С расслаблением - мышца возвращается в исходное положение.

Диафрагма работает круглосуточно, с каждым вдохом опускаясь подобно поршню, освобождает место для разворачивания нежной ткани лёгких и наполнения её воздухом. Это главная мышца вдоха . Экскурсия (движение) диафрагмы при спокойном дыхании - 1-2 см, при глубоком форсированном - 6-8 см. Каждый сантиметр движения диафрагмы - это дополнительный объём воздуха, несущего кислород для тканей организма.

Кроме того, диафрагма - это обычная мышца, такая же, как на конечностях, туловище. С той разницей, что результатом её работы является дыхание, а не перемещение в пространстве. Она как любая другая мышца может быть ослаблена и не справляться со своей функцией, может быть чрезмерно сокращена. Дисфункция диафрагмы проявляется в ограниченых дыхательных движений. Также нарушается работа множества органов, зависящих от неё.

Сверху на диафрагме лежит сердце и лёгкие, снизу органы брюшной полости - желудок, печень, селезёнка, кишечник. При каждом движении диафрагмы вниз - происходит «выжимание» крови из печени и селезёнки , являющихся депо венозной крови в организме, что активизирует работу этих органов и увеличивает венозный возврат к сердцу.

Перикард, укрывающий сердце и формирующий околосердечную сумку, плотно сращён с сухожильным центром диафрагмы и при каждом дыхательном движении происходит растяжение его плотной ткани, улучшение кровоснабжения его собственного и сердечной мышцы .

Положение диафрагмы непосредственно влияет на положение сердца - чем выше диафрагма, тем она сильнее поджимает сердце. Чем ниже диафрагма - тем лучшие условия создаются для работы сердца в фазу диастолы.

В диафрагме есть несколько отверстий - для аорты, нижней полой вены и пищевода. Между ножек диафрагмы (мышечные тяжи-крепления к позвонкам) в непосредственной близости от позвоночника проходит аорта. Диафрагма мало влияет на неё. При сокращении ножек углубляется ложе аорты, и даже при интенсивном дыхании артериальный поток не нарушается .

Напротив состояние двух других прободающих структур - пищевода и нижней полой вены обусловлено мышечной работой диафрагмы. Так при сокращении мышечные волокна, укорачиваясь, растягивают сухожильный центр, отверстие полой вены приобретает четырёхстороннюю форму.

Облегчается движение венозной крови из нижних конечностей, брюшной и тазовой областей. На выдохе диафрагма расслабляется, отверстие приобретает форму щели и играет роль венозного клапана для предотвращения обратного тока крови. Диафрагма является венозной помпой организма . При недостаточной её экскурсии формируется венозный застой, кровообращение организма ухудшается. Напротив, глубокое дыхание активно «перегоняет» кровь по организму. На фоне мышечной работы усиление кровотока кореллирует с активизацией метаболизма (обмена веществ) в тканях и органах.

Теперь вспомним о пищеводе. Отверстие пищевода - мышечное, здесь диафрагма решает задачу мышечного сфинктера между пищеводом и желудком. При её сокращении усиливается нижний пищеводный сфинктер (кардия) и содержимое желудка не забрасывается в пищевод. Ослабление мышечного сокращения диафрагмы ведёт к формированию гастроэзофагального рефлюкса (заброс желудочного содержимого в пищевод) и диафрагмальных грыж пищевода.

Подытоживая, терапевтические эффекты дыхания с активной экскурсией диафрагмы заключаются в

• увеличении дыхательных объёмов и как следствие увеличение газообмена, насыщения крови кислородом;
• улучшении венозного оттока от нижних конечностей, брюшной и тазовой областей;
• увеличении венозного возврата к сердцу, как следствие усиление системного кровообращения;
• массаже органов брюшной полости, улучшении кровотока в них.

И, конечно, самая главная функция диафрагмы - участие в дыхании . Вдох - это активный мышечный процесс расширения грудной полости . Ведущая роль в этом принадлежит диафрагме. Она у больщинствпа людей обеспечивает 2/3 % вентиляции и является опорой для работы остальных дыхательных мышц.

• Начинается вдох с радиарного сокращения мышечных волокон диафрагмы, в результате - точки прикрепления волокон начинают сближаться.
• Первоначально периферические костно-хрящевые места крепления диафрагмы служат фиксацией и сухожильный центр опускается (увеличение вертикального размера грудной полости ).
• Затем за счёт натяжения средостения (выше диафрагмы) и сопротивления массы органов брюшной полости (ниже диафрагмы) сухожильный центр фиксируется.
• продолжающееся сокращение мышечных волокон диафрагмы поднимает нижние рёбра (расширение поперечного размера грудной клетки )
• точкой фиксацией является рёберно-позвоночные суставы, рёбра поднимаясь (вертикализируясь) поднимают грудину
• за счёт подъёма грудины и сокращения межрёберных мышц поднимаются средние и верхние рёбра (грудная клетка расширяется в переднезаднем направлении )
• завершается вдох подъёмом верхней части грудины и ключиц сокращением лестничных и кивательных мышц.

В итоге, грудная полость расширяется во всех направлениях. По градиенту отрицательного давления воздух наполняет лёгкие .

Положение грудной клетки при выдохе (А) и вдохе (Б) и диафрагмы при выдохе (а), обычном вдохе (б) и глубоком вдохе (в)

Связь с мышцами пресса

Выдох происходит преимущественно пассивно, за счёт расслабления работавших мышц. За исключением маленького «но». Диафрагма работает в динамическом равновесии с мышцами передней брюшной стенки (часто именуемых прессом). При вдохе сокращение и уплощение диафрагмы увеличивает грудную полость и стремится сдвинуть органы брюшной полости. Что возможно за счёт расслабления мышц брюшной стенки - и заметно выпячиванием живота.

На выдохе - тонус мышц живота увеличивается , повышая внутрибрюшное давление, они толкают внутренние органы вверх, поднимают сухожильный центр диафрагмы и уменьшают объём грудной полости. С возвращением диафрагмы рёбра и грудина опускаются. После расслабления мышцы вновь готовы ко вдоху.

Диафрагма и брюшные мышцы являются антагонистами. На вдохе - диафрагма - сокращена, мышцы живота - расслаблены. На выдохе - наоборот: диафрагма - расслаблена, мышцы живота - активно сокращаются.

Научиться чувствовать свою диафрагму важно при любых дыхательных упражнениях. Чтобы почувствовать движения диафрагмы - надо сконцентрироваться на дуге нижних рёбер по всему периметру грудной клетки. На вдохе там возникает напряжение, это и есть диафрагма.

Сознательный контроль над деятельностью диафрагмы заключается в регулировании ритма ее сокращений. Дыхание диафрагмой называется брюшным или диафрагмальным дыханием.

Зная, где находится диафрагма, и какова ее роль, можно выполнять дыхательные упражнения осознанно. А осознанность - ключ к успеху любого дела.

Подвижная мышечно-сухожильная перегородка между грудной и брюшной полостями. Она куполообразная. Эта форма обусловлена положением внутренних органов и разностью давлений в грудной и брюшной полостях. Выпуклой стороной диафрагма направлена в грудную полость, вогнутой - вниз, в брюшную полость. Диафрагма является главной дыхательной мышцей и важнейшим органом брюшного пресса. Мышечные пучки диафрагмы располагаются по периферии, имеют сухожильное или мышечное начало от костной части нижних ребер или реберных хрящей, окружающих нижнюю апертуру грудной клетки, от задней поверхности грудины и от поясничных позвонков. Сходясь кверху, с периферии к середине диафрагмы, мышечные пучки продолжаются в сухожильный центр. Соответственно местам начала следует различать поясничную, реберную и грудинную части диафрагмы. Мышечно-сухожильные пучки поясничной части диафрагмы начинаются от передней поверхности поясничных позвонков правой и левой ножками и от медиальной и латеральной дугообразных связок. Медиальная дугообразная связка натянута над большой поясничной мышцей и между латеральной поверхностью 1 поясничного позвонка и верхушкой поперечного отростка 2 поясничного позвонка. Латеральная дугообразная связка охватывает спереди квадратную мышцу поясницы и соединяет верхушку поперечного отростка 2 поясничного позвонка с 12 ребром.

Правая ножка поясничной части диафрагмы развита сильнее и начинается от передней поверхности тел 1 - 4 поясничных позвонков, левая берет начало от первых трех поясничных позвонков. Правая и левая ножки диафрагмы внизу вплетаются в переднюю продольную связку, а вверху их мышечные пучки перекрещиваются впереди тела 1 поясничного позвонка, ограничивая аортальное отверстие. Через это отверстие проходят аорта и грудной (лимфатический) проток. Края аортального отверстия диафрагмы ограничены пучками фиброзных волокон - это срединная дугообразная связка. При сокращении мышечных пучков ножек диафрагмы эта связка предохраняет аорту от сдавления, в результате чего не возникает препятствий на пути тока крови в аорте. Выше и левее аортального отверстия мышечные пучки правой и левой ножек диафрагмы вновь перекрещиваются, а затем вновь расходятся, образуя пищеводное отверстие, через которое пищевод вместе с блуждающими нервами проходит из грудной полости в брюшную. Между мышечными пучками правой и левой ножек диафрагмы проходят симпатические стволы, большой и малый внутренностные нервы, непарная вена (справа) и полунепарная вена (слева). С каждой стороны между поясничной и реберной частями диафрагмы имеется треугольной формы участок, лишенный мышечных волокон - так называемый пояснично-реберный треугольник. Здесь брюшная полость отделяется от грудной полости лишь тонкими пластинками внутрибрюшной и внутригрудной фасций и серозными оболочками (брюшиной и плеврой). В пределах этого треугольника могут образовываться диафрагмальные грыжи.

Реберная часть диафрагмы начинается от внутренней поверхности шести - семи нижних ребер отдельными мышечными пучками, которые вклиниваются между зубцами поперечной мышцы живота.

Грудинная часть диафрагмы самая узкая и слабая, начинается от задней поверхности грудины. Между грудиной и реберными частями также имеются треугольные участки - грудино-реберные треугольники, где, как отмечалось, грудная и брюшная полости отделены друг от друга лишь внутригрудной и внутрибрюшной фасциями и серозными оболочками - плеврой и брюшиной. Здесь также могут образовываться диафрагмальные грыжи. В сухожильном центре диафрагмы справа имеется отверстие нижней полой вены, через которое указанная вена проходит из брюшной полости в грудную. При сокращении диафрагма удаляется от стенок грудной полости, купол ее уплощается, что ведет к увеличению грудной полости и уменьшению брюшной. При одновременном сокращении с мышцами живота диафрагма способствует повышению внутрибрюшного давления.

Кроме уже упомянутого отверстия нижней полой вены в сухожильном центре диафрагмы , в поясничной части диафрагмы имеется еше несколько отверстий.

Между правой и левой ножками диафрагмы около I поясничного позвонка немного левее средней линии располагается аортальное отверстие , hiatus aorticus. Через него проходят аорта и позади нее грудной (лимфатический) проток.

Кпереди и кверху от аортального отверстия находится пищеводное отверстие , hiatus oesophageus. Оно образовано продолжающимися кверху ножками, внутренние мышечные пучки которых перекрещиваются в виде цифры 8. Вместе с пищеводом через отверстие проходят блуждающие нервы.

Мышечные пучки диафрагмы, непосредственно окружающие пищевод, образуют подобие мышечного сфинктера пищевода . Тем не менее иногда через пищеводное отверстие в заднее средостение выходят диафрагмальные грыжи (внутренние грыжи; обычно их содержимым является кардиальная часть желудка).

Дополнительно GIF анимация: .

(diaphragma, s.m. phrenicus) - подвижная мышечно-сухожильная перегородка между грудной и брюшной полостями. Диафрагма имеет куполообразную форму, обусловленную положением внутренних органов и разностью давлений в грудной и брюшной полостях. Выпуклой стороной диафрагма направлена в грудную полость, вогнутой - вниз, в брюшную полость. Диафрагма является главной дыхательной мышцей и важнейшим органом брюшного пресса. Мышечные пучки диафрагмы располагаются по периферии, имеют сухожильное или мышечное начало на костной части нижних ребер или реберных хрящах, окружающих нижнюю апертуру грудной клетки, на задней поверхности грудины и поясничных позвонках. Сходясь кверху, к середине диафрагмы, мышечные пучки переходят в сухожильный центр (centrum tendineum). Соответственно началу различают поясничную, реберную и грудинную части диафрагмы. Мышечные пучки поясничной части (pars lumbalis) диафрагмы начинаются на передней поверхности поясничных позвонков, образуя правую и левую ножки (crus dextrum et crus snistrum), а также на медиальной и латеральной дугообразных связках. Медиальная дугообразная связка (lig. arcuatum mediale) натянута над большой поясничной мышцей между латеральной поверхностью 1 поясничного позвонка и верхушкой поперечного отростка II поясничного позвонка. Латеральная дугообразная связка (lig. arcuatum laterale) проходит поперечно спереди по квадратной мыише поясницы и соединяет верхушку поперечного отростка 11 поясничного позвонка с XII ребром.

Правая ножка поясничной части диафрагмы развита сильнее и начинается на передней поверхности тел I-IV поясничных позвонков. Левая ножка берет начало на первых трех поясничных позвонках. Правая и левая ножки диафрагмы внизу вплетаются в переднюю продольную связку позвоночника. Вверху мышечные пучки этих ножек перекрещиваются впереди тела I поясничного позвонка, ограничивая аортальное отверстие (hiatus aorticus). Через это отверстие проходят аорта и грудной (лимфатический) проток. Края аортального отверстия диафрагмы ограничены пучками фиброзных волокон - это срединная дугообразная связка (lig. arcuatum medianum). При сокращении мышечных пучков ножек диафрагмы эта связка предохраняет аорту от сдавления. Выше и левее аортального отверстия мышечные пучки правой и левой ножек диафрагмы вновь перекрещиваются, а затем вновь расходятся, образуя пищеводное отверстие (hidtus esophageus). Через это отверстие пищевод вместе с блуждающими нервами проходит из грудной полости в брюшную. Между мышечными пучками правой и левой ножек диафрагмы проходят соответствующие симпатический ствол, большой и малый чревные нервы, а также непарная вена (справа) и полунепарная вена (слева).

С каждой стороны между поясничной и реберной частями диафрагмы имеется треугольной формы участок, лишенный мышечных волокон, - так называемый пояснично-реберный треугольник. Здесь брюшная полость отделяется от грудной полости лишь тонкими пластинками внутрибрюшной и внутригрудной фасций и серозными оболочками (брюшиной и плеврой). В пределах этого треугольника могут образовываться диафрагмальные грыжи.

Реберная часть (pars costalis) диафрагмы начинается на внутренней поверхности шести-семи нижних ребер отдельными мышечными пучками, которые вклиниваются между зубцами поперечной мышцы живота.

Грудинная часть (pars sternalis) диафрагмы самая узкая и слабая, начинается на задней поверхности грудины.

Между грудиной и реберными частями диафрагмы также имеются треугольные участки - грудино-реберные треугольники , где, как отмечалось, грудная фасция и брюшная полости отделены друг от друга лишь внутригрудной и внутрибрюшной фасциями и серозными оболочками (плеврой и брюшиной). Здесь также могут образовываться диафрагмальные грыжи.

В сухожильном центре диафрагмы справа имеется отверстие нижней полой вены (foramen venae cavae), через которое эта вена проходит из брюшной полости в грудную.

Функция диафрагмы: при сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что ведет к увеличению грудной полости и уменьшению брюшной. При одновременном сокращении с мышцами живота диафрагма способствует повышению внутрибрюшного давления.

Заболевания диафрагмы

Повреждения диафрагмы могут быть при проникающих ранениях груди и живота и при закрытой травме, в основном при транспортной или кататравме (падение с высоты). На фоне этой травмы повреждения диафрагмы не всегда определяются клинически, но во всех случаях повреждений груди и живота диафрагма должна быть обследована в обязательном порядке, причем нужно помнить, что в 90-95% случаев закрытой травмы повреждается левый купол.

Наиболее частой патологией диафрагмы являются грыжи. По локализации различают грыжи купола диафрагмы и пищеводного отверстия. Крайне редко бывают грыжи щели симпатического ствола, нижней полой вены, отверстия межреберного нерва, но они не дают клиники и чаще служат операционной находкой. По происхождению грыжи делятся на врожденные и приобретенные, при пропущенном разрыве. Клинические проявления зависят от величины грыжевых ворот и тканей, выходящих через них в грудную полость. При малых размерах и пролабировании только сальника клинических проявлений грыжи может и не быть. Наиболее остро протекают ущемленные грыжи купола диафрагмы (грыжи пищеводного отверстия никогда не ущемляются): внезапный приступ резких болей в эпигастрии и грудной клетке, могут быть даже болевой шок, сердцебиение, одышка, рвота, при ущемлении кишки - признаки кишечной непроходимости.

Скользящие грыжи купола диафрагмы, чаще травматического генеза, но могут формироваться и при недоразвитии диафрагмы с локализацией в области реберно-поясничного треугольника, обычно слева (грыжа Богдалека), сопровождаются двумя синдромами: гастроинтестинальным и кардио-респираторным или их сочетанием. Гастроинтестинальный синдром проявляется болями в эпигастрии и подреберье {чаще в левом), грудной клетке, отдающими кверху - в шею, руку, под лопатку, исхуданием, рвотой, иногда с примесью крови, парадоксальной дисфагией (свободно проходит твердая пища, ажидкая задерживается с последующей рвотой). При пролабировании в грудную полость желудка может быть желудочное кровотечение. Кардиореспираторный синдром проявляется цианозом, одышкой, сердцебиением, которые усиливаются после еды, физической нагрузки, при положении в наклон. При физикальном исследовании грудной клетки может быть изменение перкуторного звука {тимпанит или тупость), ослабление или отсутствие дыхания в нижних долях, могут выявляться кишечные шумы и др.

Грыжи диафрагмального отверстия сопровождаются болью и жжением в эпигастрии и за грудиной, изжогой, отрыжкой воздухом, срыгиванием, иногда дисфагией. Симптоматика усиливается после еды, в горизонтальном положении, наклонах туловища. Может формироваться синдром Сена: сочетание грыжи пищеводного отверстия, желчнокаменной болезни и дивертикулитов толстой кишки. Редко может встречаться релаксация диафрагмы: врожденные, вызванные недоразвитием мускулатуры, и приобретённые, формирующиеся при воспалительных процессах в диафрагме, повреждениях диафрагмального нерва. Сопровождаются болями в эпигастрии и подреберьях, одышкой, приступами сердцебиения, чувством тяжести после еды, отрыжкой, тошнотой, запорами, слабостью. У больных частые рецидивирующее пневмонии нижних долей.

Комплекс обследования должен включать: рентгенографию легких и живота, по показаниям проводят исследование с контрастированием желудка и кишечника бариевой взвесью и пневмоперитонеумом (осторожно, с готовым набором для пункции плевральной полости или торакоцентеза), лапароскопию или торакоскопию с искусственным пневмотораксом, ФГС. Цель исследования не только установить патологию диафрагмы, но и провести дифференциальную диагностику с опухолями пищевода, опухолями и кистами в печени, селезенки.

Тактика: лечение проводят оперативное, обследование сложное, поэтому пациент должен быть госпитализирован в торакальное отделение, реже в отделение абдоминальной хирургии.

Условно границу диафрагмы можно провести по нижнему краю . Верхушка правого купола диафрагмы обычно находится на уровне четвертого межреберного промежутка, верхушка левого купола – на уровне пятого. При вдохе куполы диафрагмы уплощаются и опускаются на 2-3 см.

В по месту начала мышечных пучков различают три части: грудинную, реберную и поясничную. От задней поверхности мечевидного отростка грудинная часть. Наиболее широкая реберная часть начинается на внутренней поверхности костных и хрящевых частей шести нижних ребер. Поясничная часть делится на правую и левую ножку. Каждая из них идет от переднебоковой поверхности 1-3 поясничных позвонков и сухожильных пояснично-реберных связок.

В диафрагме есть три отверстия: аортальное, пищеводное и отверстие полой вены.

Зачем нужна диафрагма

Диафрагма исполняет роль главной дыхательной мышцы. При сокращении она уплощается, что способствует увеличению объема грудной клетки и вдоху. При расслаблении принимает выпуклую сферическую форму, что уменьшает грудную клетку и обеспечивает выдох.

Непроизвольные толчкообразные сокращения диафрагмы приводят к икоте.

Диафрагма выполняет также опорную (статическую) функцию, поддерживая нормальное грудной и брюшной полостей, способствует оттоку из печени и нижней полой вены к сердцу и продвижению пищи по пищеводу.

Механизмы вдоха и выдоха

При вдохе диафрагма опускается вниз и отодвигает органы брюшной полости. Грудная клетка при этом поднимается межреберными мышцами вверх, вперед и в стороны. Вслед за увеличением объема грудной полости газы, содержащиеся в легких, прижимают их к пристеночной плевре. Давление внутри легочных альвеол падает, и в них поступает наружный воздух.

Выдох начинается с расслабления межреберных мышц. Грудная стенка под действием силы тяжести опускается, растянутая стенка живота начинает давить на органы брюшной полости, те – на диафрагму, и диафрагма поднимается. При уменьшении объема грудной полости легкие сдавливаются, что повышает давление воздуха в легочных альвеолах (оно становится выше атмосферного) и способствует выходу части воздуха наружу.

Регуляция дыхания

Концентрация кислорода и углекислого газа в крови должны поддерживаться на постоянном уровне. Дыхательный центр, состоящий из центров вдоха и выдоха, регулирующих работу дыхательных мышц, располагается в продолговатом мозге. Вдох рефлекторно вызывается спадением легочных альвеол, выдох – их расширением. Также возможно сознательно влиять на ритм дыхания.