Биомеханика грудной клетки

Хрящ и тело ребер производят внутреннюю ротацию вокруг их продольной оси. Грудь обычно сужается в латеральном размере в нижней части и в переднем-заднем размере в верхней части, уменьшая размер верхнего отверстия и ограничивая свободный отток венозной крови и лимфы от головы и шеи.Рис. 5. Направление смещения реберной дуги при флексии В фазе биомеханической флексии позвоночника (рис. 5) позвонковый сегментсдвигается вперед, с ним смещаются вперед головки ребер. Небольшая компрессия происходит на грудину, а затем ребра компенсационно сдвигаются назад, с натяжением связки. Таким образом, при флексии в грудной клетке образуются две зоны компрессии: сзади — головки ребер, спереди — грудина спереди. Ребро сжимается, одновременно происходит вращение наружу и смещение ребра латерально.Рис. 6.

Направление смещения реберной дуги при экстензии В фазе биомеханической экстензии позвоночника (рис. 6) позвонковый сегмент сдвигается назад, с ним назад смещаются головки ребер смещаются назад. Возникает небольшая компрессия на поперечные отростки, и ребро немного выскальзывает. При отдалении его от поперечного отростка, возникает небольшая опора на грудину, и потом ребра компенсационно сдвигаются в обратную сторону. Таким образом при экстензии компрессионная зона расположена в области поперечных отростков позвонков.

При вращении вовнутрь ребра растягиваются в передне-заднем направлении.Рис. 7. Дыхательные мышцы грудной клетки.

Дыхательная подвижность позвоночника определяется смещением позвонков грудного отдела во время акта дыхания, обусловленных подвижностью дыхательных мышц (рис. 7).Если вдох затруднен или делается форсированно, то в процесс дыхания задействуются дополнительные мышцы: передние, средние и задние лестничные мышцы и грудино-ключично-сосцевидная мышца. При их сокращении поднимаются вверх верхние ребра и верхняя апертура грудной клетки. При вдохе диафрагма, сокращаясь, объединяет поясничные и нижние грудные позвонки в единый функциональный блок. С его помощью происходит дорсзальное смещение, что соответствует экстензии грудного сегмента, а потом остальные позвонки грудного отдела смещаются вентрально. Т. е. каждый позвонок делает экстензию, их смещения противонаправлены, движения происходят в противоположные стороны относительно срединной линии грудной клетки. При этом «зоной конфликта» становятся нижние грудные позвонки, поэтому они играют большую роль в поддержании стабильности всего физиологического акта дыхания.

Напряжение диафрагмы вызывает экстензию ThXI-ThXII и LI-II. И одновременно задействуются мышцы спины, которые вызывают флексию ThXI-ThXII и LI-II, одновременно — экстензию вышележащих грудных позвонков. Так создается точка опоры для работы диафрагмы и других мышц, обеспечивающих вдох. Когда диафрагма опускается, ей оказывают сопротивление висцеральные органы брюшной полости — это точка опоры для диафрагмы. При сокращении диафрагмы усилие направлено радиально и приводит к подъему 6-ти нижних ребер. Область прикрепления перикарда уплотняется создавая натяжение, которое распространяется на структуры черепа.

Вдох продолжается включением лестничных мышц, которые обеспечивают флексию тех позвонков, к которым они прикреплены. Противодействие оказывают мышцы спины. Точка опоры для сокращающихся лестничных мышц создается стабилизацией нижних шейных позвонков. Таким образом, в биомеханике движений грудной клетки в процессе дыхания, можно отметить следующее: При вдохе нижние грудные позвонки и поясничные сначала делают небольшую экстензию. Они становятся единым функциональным блоком, после чего смещаются вперед. В результате большого продолженного движения позвонки вытягиваются, приближаясь к срединной линии. Параллельно этому осуществляется подъем вверх ребер и верхушек легких.

Опора — на дужки шейных позвонков, где прикреплены связки и лестничные мышцы. Это флексия грудного сегмента (позвонок-ребра-грудина).Тем самым при вдохе сокращение диафрагмы, расширение грудной клетки вверх-вниз и латеро-латерально, подъем грудины и срединных структур сопровождаются экстензией и формированием единого функционального блока всего позвоночника, после чего он приближается к центральной линии тела. В фазу выдоха грудная клетка совершает обратные движения. Спокойный выдох осуществляется пассивно, за счет опускания ребер и выхода воздуха при эластическом сокращении легких. Диафрагма расслабляется, ее купола внедряются в грудную полость. Активный форсированный выдох осуществляется при сокращении внутренних межреберных мышц за исключением их межхрящевого участка. Они опускают ребра. Сокращающиеся мышцы передней брюшной стенки, прямые мышцы живота, наружные и внутренние косые и поперечные мышцы живота опускают нижние ребра, повышают внутрибрюшное давление, за счет чего расслабленная диафрагма еще больше внедряется в грудную полость .

[ 3, с. 56]. Таким образом, в механизме подвижности позвоночника во время дыхания можно проследить некоторую закономерность. Биомеханика подвижности грудной клетки, ребер и крестца состоит из двухкомпонентного контр-направленного движения. В фазе вдоха из-за сокращения диафрагмы на уровне переходной пояснично-грудной зоны образуется один функциональный блок позвонков. Сокращение купола диафрагмы соответствует сопротивлению органов брюшной полости, что дает точку опоры для экстензии грудного и шейного позвонков и их смещения вверх. Одновременно происходит смещение органов грудной клетки, фасций и связок, сокращение диафрагмы приводит к образованию дополнительной точки опоры в области таза, к вертикализации крестца, и наружной ротации безымянных костей. Во время фазы выдоха расслабляются грудобрюшная и тазовые диафрагмы расслабляются, напряженность структур брюшной и тазовой полости снижается. Грудная клетка опускается, крестец приходит к более горизонтальному положению, а тазовые кости возвращаюстя.

Заключение

.

Таким образом, рассмотрение биомеханики грудной клетки позволяет определить механизм дыхательных движений, обеспечивающих работу кардиореспираторной системы. Биомеханика подвижности грудной клетки, ребер и крестца состоит из двухкомпонентного контр-направленного движения. Во время вдоха наблюдается относительное выпрямление и удлинение всего позвоночника с уменьшением выраженности физиологических позвоночных дуг и натяжением его продольных связок. На фазе выдоха, напротив, возрастает выраженность физиологических позвоночных дуг, позвоночник несколько сокращается, связки расслабляются, что обеспечивает свободное функционирование сердечно-дыхательной системы при физическом напряжении. В различных видах спорта особенности дыхания определяются характером физической нагрузки. Могут быть преимущественно задействованы в дыхании различные отделы грудной клетки, происходит изменение подгрудинного угла. В целом объем и амплитуда дыхательных движений у спортсменов увеличены по сравнению с нетренированными людьми, поскольку при физической нагрузке предъявляются повышенные требования к работе кардиореспираторной системы.

Литература

.