第二节 呼吸运动
呼吸,是生命有机体和外界环境之间的气体交换的过程。这个交换的过程包括三部分:第一,外呼吸,也就是肺呼吸,包括肺通气和肺换气;第二,氧气在血液中的运输;第三是内呼吸,也就是组织呼吸,即组织毛细血管血液和组织细胞之间的气体交换过程。
肺通气是肺和人体外界之间进行气体交换的过程。参与肺通气的结构包括呼吸道、肺泡和胸廓。气体如何进出肺,取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力之间的彼此作用。当动力克服阻力的时候,才能完成肺通气。
肺泡和外界环境气体之间的压力差是肺通气的核心动力。在自然呼吸的状况下,肺内压出现周期性运动,这一周期性的运动引导着呼吸肌的收缩和舒张,进而引导胸廓的运动。胸廓运动或扩张或缩小肺部。一句话,肺通气的动力就是有节奏的呼吸运动。
呼吸运动,主要包括吸气运动和呼气运动,吸气和呼气引导着呼吸肌的收缩和舒张,引发胸廓节律性地扩大和缩小。呼吸中,主要的吸气肌包括膈肌和肋间外肌,主要的呼气肌包括肋间内肌和腹肌。
呼吸是如何运作的呢?在我们心平气静时,吸气主要依靠膈肌和肋间外肌的收缩。膈肌收缩时,横膈下降,胸腔腔径上下增大;肋间外肌收缩时,肋骨和胸骨就上抬,肋骨下缘向外侧偏转,胸腔腔径前后、左右增大。胸腔腔径增大,肺容量也即增大,肺内部的压力下降,并低于大气压,这时,外界气体得以进入肺内。这就是吸气过程。而由膈肌、肋间外肌舒张和肺的回缩则形成呼气过程。需要注意的是,在这里,呼气是被动的,吸气则是主动的。
在主动吸气时,除了膈肌和肋间外肌收缩外,我们的斜角肌等辅助吸气肌也可以参与收缩,让胸廓继续扩大,这时就可以吸进更多的气体。在用力呼气时,除了吸气肌舒张外,我们的呼气肌也可以参与收缩,这时,呼气也是主动的了。(https://www.daowen.com)
我们可以注意到,呼吸中有两种阻力:弹性阻力和非弹性阻力。弹性阻力是肺平静呼吸中的主要通气阻力。但在非平静呼吸中,还有非弹性阻力在发挥作用,这个阻力是动态的,所以也叫动态阻力,包括惯性阻力、黏滞阻力和气道阻力。惯性阻力就是气流在发动、变速、换向时因气流和组织的惯性所产生的肺通气的力。在平静呼吸时,这一阻力很小,基本上可以不用计算。黏滞阻力是呼吸时组织相对位移发生的摩擦阻力,一般也很小。气道阻力是气体流经呼吸道时气体分子之间、气体分子和气道壁之间的摩擦所产生的阻力。气道阻力是主要的阻力。
为了更好地理解参与吸气和呼气的不同肌肉,我们可以再具体地考察不同的呼吸肌。
首先是吸气肌。吸气肌是指可以通过运动促进肺容量增加的肌肉。吸气肌包括:膈肌(最主要的吸气肌)、肋间外肌、胸小肌、胸大肌、前锯肌、肋提肌、夹肌、上后锯肌、胸锁乳突肌、斜角肌。
其次是呼气肌。呼气运动首先源于肺的弹性回缩力,我们大多数的呼气运动都依赖这个力。在增补呼气量、加大呼气力度、加快呼气速度的情况下,呼气肌发挥作用。启动呼气肌,可让肺容量减少。它有可能让肋骨下降,或让肺底上抬,或者这两者都可能出现。主要的呼气肌包括:腹肌、腹横肌、腹内斜肌、腹外斜肌、腹直肌、盆底肌(肛提肌、尾骨肌、胸横肌、腰方肌、下后锯肌、斜间内肌)。
这就启迪我们:呼吸肌的启动,可以让我们明白气体是如何进入肺部、废气又是如何排出肺部的。而调息法的运用,就是可以通过主动、有意识地强化启动某些呼吸肌,来改善和调整呼吸。例如,可以通过盆底肌的锻炼,来强化腹式呼吸的能力。