Куполообразная диафрагма. Диафрагма – удивительная мышца: на что она способна? Функции диафрагмы в нормальной физиологии
Во время практики пранаямы мы используем брюшное дыхание, но не всегда до конца понимаем, как оно работает. Брюшное дыхание известно также как глубокое диафрагмальное дыхание, потому что оно задействует диафрагму, которая расположена в грудной клетке. Что представляет собой данная мышца и какова ее функция?
Форму диафрагмы описывают по-разному: куполообразной, в виде парашюта, медузы, в виде двойного купола и т.п. Так же, как и другие мышцы тела, по своей структуре она может сжиматься, вытягиваться и из-за пластичности принимать форму органов, рядом с которыми расположена. Мышечные волокна сходясь, образуют центральное сухожилие, которое формирует купол диафрагмы.
Где расположена диафрагма?
Диафрагма расположена между грудной полостью (грудная клетка) и брюшной полостью. Фактически она отделяет эти две полости и в то же время соединяет их друг с другом. Действие диафрагмы можно представить в виде двусторонней клейкой ленты, на верхней стороне – в грудной полости или грудной клетке, легкие присоединены с помощью плевры, (тончайшая ткань, обволакивающая легкие) и сердце с помощью перикарда (околосердечная сумка, мешочек из гладкой мембраны). В нижней части – в брюшной полости, диафрагма прикрепляется к желудку и печени с помощью брюшины (мембрана, обволакивающая основные брюшные органы). Также мышцы диафрагмы находятся в непосредственном контакте с почками, селезенкой, поджелудочной железой и частично с толстой кишкой.
Обычно верхушка правого купола диафрагмы находиться на уровне четвёртого, а левого – на уровне пятого межреберного пространства.
Что именно диафрагма делает, и какова её роль в механизме дыхания?
Большинство из нас считают, что механизм дыхания начинается с вдыхания воздуха, но это не так. В продолговатом мозге есть центр, отвечающий за дыхание. Когда мозг понимает потребность в воздухе, он посылает нервные импульсы диафрагме, наружным межреберным мышцам. При сокращении, диафрагма теряет свою форму чаши, сплющивается и движется вниз, потянув за собой легкие в том же направлении (помните, легкие прикреплены к диафрагме) создавая вакуум в легких. Для поддерживания равного давления внутри легких и вне тела, делается вдох. При вдохе, по мере расширения легких, идет давление на диафрагму. При движении диафрагмы вниз, оказывается давление на брюшные органы. Те в свою очередь, из-за неспособности сжиматься органы раздуваются наружу, создавая впечатление, что именно живот «дышит». Из-за наполненного желудка или не достаточной эластичности легких, вдох может быть ограниченным.
В процессе выдоха идет расслабление дыхательных мышц, при котором уменьшается объем грудной клетки, опустошаются лёгкие, и верхушка купола диафрагмы (центральное сухожилие) сокращаясь, тянется вверх. При расслаблении диафрагма возвращается к своей куполообразной форме, позволяя животу вернуться в своё исходное положение.
У брюшного дыхания есть огромное преимущество, которое и делает диафрагму такой удивительной мышцей. Брюшное дыхание – самый эффективный способ для максимального насыщения организма воздухом (как при вдохе, так и при выдохе) с наименьшей затратой энергии мышц. При дыхании диафрагма задействует внутренние органы, в частности пищеварительные, что способствует хорошему метаболизму и является профилактикой от запора. Идет снижение напряжение в плечах, поскольку они не задействованы в процессе дыхания. Во время движения диафрагмы, усиливается циркуляция крови в сердце и во всем организме. Также стимулируется лимфатическая система, которая в свою очередь укрепляет иммунитет организма. Брюшное дыхание не является просто «дыханием». Его преимущество – улучшение состояния организма в целом и только за это мы можем поблагодарить диафрагму за его неустанную работу!!
Анастасия Лукина, преподаватель Шивананда-йоги.
*Материал написан на основе перевода статьи Свами Раджешварананды – директора Шивананда Йога Веданта Центра в Риме.
Фото: sarahticha/instagram.com
Диафрагма отделяет грудную полость от брюшной. Центр диафрагмы образован сухожильными и эластичными волокнами, остальная часть – мышечная.
В диафрагме различают грудинный, реберный и поясничный отделы. Грудинный отдел самый слабый, прикрепляется к хрящам VII-ХII ребер. Реберный отдел состоит из пучков, направленных вверх и образует с грудной стенкой угол – узкое реберно-диафрагмальное пространство – синусы легких.
Поясничный отдел с каждой стороны состоит из трех ножек – медиальной, средней и латеральной. Медиальная ножка берет начало от Тh 12- L III слева и Тh 12- L IV справа и вплетается в продольную связку позвоночника. Средняя ножка прикрепляется к телу L II, латеральная ножка – к голлерговским сухожильным дугам.
В диафрагме есть ряд отверстий:
Между медиальными ножками и позвоночником находится аортальное отверстие, пропускающее также грудной лимфатический проток и аортальное сплетение.
Кпереди от этого отверстия, между медиальными ножками диафрагмы находится пищеводное отверстие, пропускающее и блуждающие нервы.
В сухожильной части диафрагмы располагается отверстие для нижней полой вены.
Кроме того имеются мелкие отверстия для непарной и полунепарной вен, большого и малого чревных нервов, пограничного симпатического ствола. Наиболее слабым местом диафрагмы являются два сухожильных поля, расположенных между мышечными волокнами: спереди – грудино-реберный треугольник Лоррея (или Морганьи), сзади – пояснично-реберный треугольник Бохдалека. Это наиболее вероятные места грыж.
Рентгенологически в прямой проекции диафрагма имеет форму двух дуг, выпуклых кверху: правый купол обычно находится несколько выше, чем левый. Подвижность левого купола больше, чем правого примерно на 5-6 см. При полном вдохе верхняя часть диафрагмы проецируется спереди на 6 ребро по среднеключичной линии, сзади – на X-XI ребро. Важно, чтобы рентгенлаборанты и больные понимали необходимость сделать глубокий вдох и задержать дыхание. То, что представляется затемнениями в базальных отделах легких, может исчезнуть при повторной рентгенограмме на полном вдохе.
Контур нижней поверхности диафрагмы виден только при наличии свободного воздуха в брюшной полости (при перфорации полого органа, в послеоперационных состояниях, при проведении пневмоперитонеума).
Задние отделы (скаты) куполов диафрагмы видны только на боковых рентгенограммах, причем правый купол прослеживается полностью, левый скрыт в передних отделах прилежащей тенью сердца.
Расположение куполов диафрагмы на боковой рентгенограмме органов грудной клетки может быть следующим:
Купол диафрагмы, прилежащий к экрану или кассете расположен выше, так как отстоящий купол изображается косым пучком рентгеновских лучей и отстоит дальше от центра, чем прилежащий.
В патологических условиях, если один из куполов расположен очень высоко, например, на уровне II или III ребер, то его изображение на рентгенограмме будет располагаться выше, независимо от того, каким боком пациент прилежит к кассете.
При рентгенографии или рентгеноскопии брюшной полости, когда диафрагма располагается у верхней границы экрана или рентгеновской пленки, прилежащий к кассете купол диафрагмы окажется нижележащем, а отстоящий от кассеты – вышележащим (рис. 10.)
Контур диафрагмы в норме гладкий и непрерывный, реберно-диафрагмальные синусы – острые, глубокие, воздушные. Наиболее глубокими являются задние синусы, затем следуют наружные, передние расположены выше других.
Высокое расположение купола диафрагмы может наблюдаться при релаксации (полной или частичной), при парезе. Подвижность такого купола диафрагмы будет изменена, при парезе возникает парадоксальная подвижность, при релаксации – движения меньшей амплитуды, но аналогичные здоровому куполу. Частичная релаксация передне-медиального отдела правого купола диафрагмы, часто встречающаяся в пожилом возрасте, требует проведения дифференциальной диагностики с опухолями и кистами этой локализации, с осумкованным базальным плевритом. Причиной смещения купола диафрагмы кверху могут быть процессы в легком (опухоли, цирроз) или плевре. С возрастом при развитии эмфиземы легких диафрагма уплощается и смещается книзу, доходя иногда до VIII ребра.
Рис. 1. Схема легких в прямой передней проекции.
рукоятка грудины
тело грудного позвонка с остистым отростком
купол диафрагмы
промежуточный бронх
край грудиноключичнососцевидной мышцы
верхний угол лопатки
тень складки кожи над кючицей
трахея и главные бронхи
сосуды корня правого легкого (вены заштрихованы, контуры артерий показаны точками)
контур молочной железы или грудной мышцы
задний отрезок ребра
передний отрезок ребра
сустав бугорка ребра
Рис. 2 Схема легких в правой боковой проекции
промежуточный бронх
правый главный бронх
нижняя полая вена
сосуды корня легкого
средняя долевая артерия
передний отдел реберно-диафрагмального синуса
головка плечевой кости
суставная впадина лопатки
край лопатки
начало нисходящей аорты
задняя поверхность правого легкого
задняя поверхность левого легкого
тела ребер левой стороны
тела грудных позвонков
задний отдел реберно-диафрагмального синуса
грудиноключичный сустав
Рис. 3 Тени анатомических формаций, которые могут быть источником диагностических ошибок.
обызествление хрящей ребер
вилочкообразное ребро
отдельное ядро окостенения нижнего угла лопатки
большая грудная мышца
скопление жировой клетчатки
зубчатый контур диафрагмы
грудиноключичнососцевидная мышца
тень кожной скадки
рукоятка грудины
тень жировой прослойки под костальной плеврой
тень от мягких тканей стенки грудной клетки
тень непарной вены при добавочной верхней доле
поперечные отростки позвонков
тень средней междолевой борозды
козырьки задних отделов ребер
грудная железа
тень междолевой борозды при добавочной нижней доле
волнообразный контрур диафрагмы
нижняя полая вена
лестничная мышца
левая подключичная артерия
синостоз ребер
Рис. 4. Пространственное расположение основных междолевых щелей.
А - прямая проекция
Б - правая боковая проекция
В - левая боковая проекция
ВД – верхняя доля
СД – средняя доля
НД – нижняя доля
Р
В – верхнее поле
С – среднее поле
Н – нижнее поле
М – медиальная зона
Ср – средняя зона
Л – латеральная зона
Рис. 6а. Схемы строения бронхиального дерева.
Международная схема бронхиального дерева и легочных сегментов (Лондон, 1949 г.)
Схема сегментов легкого по К.В. Помельцову
Рис. 6б. Топография сегментов легкого.
Рис. 7. Схематическое изображение добавочных долей легких.
А – правая боковая проекция
Б – левая боковая проекция
В – прямая проекция
1 – доля непарной вены
2 – задняя доля
3 – околосердечная доля
4 – язычковая доля
Рис. 8. Схема лимфатических узлов средостения (Сукенников В.А. 1920)
паратрахеальные узлы
трахеобронхиальные узлы
бифуркационные узлы
бронхопульмональные узлы
ветви легочной артерии
легочная вена
Рис. 9. Пространственное расположение составных элементов корней легких и их отношение к фронтальной плоскости.
правый главный бронх
левый главный бронх
верхнедолевой бронх
промежуточный бронх
среднедолевой бронх
нижнедолевой бронх
язычковый бронх
легочные артерии
легочные вены
нисходящая ветвь правой легочной артерии
Рис. 10. Схема, показывающая расположение куполов диафрагмы на рентгенограммах грудной клетки.
ЦЛ – центральный луч
ЛК – левый купол
ПК – правый купол
Судя по тому, что Гомер в Илиаде, описывая ранения воинов при Троянской войне детально описал диафрагму информация об этой структуре человеческого тела была известна уже в 9 веке до.н.э.
Аристотель в 384 году до н.э. писал, что «диафрагма отделяет лучшую верхнюю часть от худшей нижней части, не играя никакой роли в дыхании. Боевые ранения в области диафрагмы вызывают смех в связи с жаром, поднимающимся из раны.
Percy в 1812 году установил, что «сардоническая улыбка» является наиболее патогномичным признаком ранений диафрагмы.
Что мы знаем о ней сегодня?
Диафрагма - это мышечно-сухожильная пластина, отходящая от III-IV поясничных позвонков (поясничный отдел), реберной поверхности на уровне VII-XI ребер (реберный отдел) и мечевидного отростка грудины (грудинный отдел).
Эмбриогенез диафрагмы.
Диафрагма образуется из 4 зачатков:
- Поперечной перегородки, которая образует в основном грудинную часть диафрагмы и передние отделы реберных частей,
- Средостение (дорсальная брыжейка), которая образует суходильный центр, к которому в последствии плотно фиксируется диафрагмальная часть перикарда,
- Плевро-перитонеальные мембраны с каждой стороны,
- Мышцы туловища, которые образуют реберные отделы диафрагмы.
На 3 неделе внутриутробного периода формируется поперечная перегородка. Поперечная перегородка дает соединительнотканные элементы для формирования сверху перикарда, а снизу капсулы печение. Поперечная перегородка обеспечивает формирование сухожильного центра диафрагмы.
Дорсальная брыжейка формирует в процессе эмбриогенеза ножки диафрагмы, принимая участие в образовании отверстий нижней полой вены и пищевода.
Плевро-перитонеальные мембраны к 8 неделе внутриутробного периода закрывают сообщения между грудной и брюшной полостями. В начальном периоде они занимают наибольшую часть, однако к моменту родов рост остальных 3 компонентов приводит к уменьшению их площади.
Пристеночные мышцы тела обеспечивают рост реберно-поясничного отдела диафрагмы.
Первоначальная закладка диафрагмы на 3-ей неделе внутриутробного периода, в частности поперечной перегородки происходит на уровне третьего шейного позвонка. К 8-ой неделе внутриутробного периода происходит ее опускания до ее окончательного места, то есть до уровня 1 поясничного позвонка. Такой быстрый процесс опускания объясняется за счет скорости роста позвоночного столба. Диафрагмальный нерв, который образуется корешками 3,4,5 шейный нервов, опускается вниз, увлекаемый опускающейся диафрагмой.
Диафрагма имеет две части:
Мышечную (периферическую), толщина 0,3-0,5 см
Сухожильную (центральную), толщина 0,3-0,5 см
Диафрагма имеет 2 купола:
Правый (на уровне IV ребра)
Левый купол (на уровне V ребра).
Поясничный отдел диафрагмы начинается на уровне 3-4 поясничных позвонков тремя ножками с каждой стороны: медиальную, среднюю, латеральную.
Медиальные пучки перекрещиваются между собой в виде «8» , и образуют два отверстия.
Отверстия диафрагмы:
в сухожильном центре имеется всего три отверстия: 2 расположены слева (аортальное и пищеводное), а одно – справа (отверстие нижней полой вены).
- Аортальное отверстие, расположено ближе к позвоночнику, через него проходят аорта сверху вниз и позади нее посередине тел позвонков грудной лимфатический проток снизу вверх.
- Пищеводное отверстие, расположено кпереди от аортального. По бокам от пищевода проходят блуждающие нервы – n.vagus, причем левый нерв идет кпереди, а правый кзади. Отклонения нервов обусловлены поворотом кишечника в эмбриональном периоде.
- Отверстие нижней полой вены.
В щели между ножками диафрагмы проходят :
Полунепарная вена слева,
Непарная вена справа,
Внутренностные нервы
Пограничный ствол симпатического нерва.
Помимо указанных отверстий имеются еще треугольники. Это дефекты мышечной части диафрагмы расположенные на границе перехода одного отдела в другой. В области этих треугольников отсутствует мышечный слой диафрагмы. Это приводит к тому, что внутригрудная фасция и париетальная плевра соприкасаются с внутрибрюшной фасцией и париетальной брюшиной.
Треугольники, расположенные на границе поясничной и реберной отделов диафрагмы получили свое название в честь чешского анатома Винсента Бохдалека, который в 1848 описал грыжу, выходившую через это отверстие. Он родился в Богемии в 1801 году. В течение 26 лет он был профессором анатомии в Праге. Прожил вполне счастливо 82 года. И в анатомии есть еще ряд образований, которым присвоено его имя. Большую часть жизни он отдавал изучению нервов верхней и нижней челюсти.
Треугольники, расположенные между реберной и грудинной частями диафрагмы получили также свое названия по авторам описавшим их. Изначально оба треугольника носили имя итальянца Джовани Батиста Морганьи, описавшего грыжу этого отверстия в 1761 (Giovanni Battista Morgagni, 1682 - 1771) – основателя патологической анатомии. Впервые представил изменения, наблюдаемые при вскрытии на трупах людей, умерших от различных болезней; эти наблюдения позволили распознавать болезни на основании вскрытий и сравнивать прижизненные припадки с посмертными изменениями. Был 59 лет проф.анатомии в Падуе. В труде "О местонахождении и причинах болезней, выявленных анатомом" (тома 1 - 2, 1761) объяснил патогенез ряда заболеваний и описал многие анатомические образования, названные его именем.
Спустя 51 год левый реберно-грудинный треугольник был переименован в честь Доминика Жана Ларрея (D.J. Larrey). Благодаря тому, что в гениальную голову этого врача пришла идея пунктировать перикард именно через этот треугольник были спасены многие раненные. До сегодняшнего дня мы используем его метод. Ларей являлся для своего времени легендарной личностью - отец «скорой помощи», главного полевого хирурга французской армии, участвовавший во всех военных кампаниях Наполеона I. Главная же заслуга Ларрея заключается в устройстве летучих полевых лазаретов. В 1793 году он впервые создал подвижные медицинские формирования «Летучий амбуланс». По аналогии с «летучими артиллериями» Ларей придумал «летучие амбулансы», представленные легкими повозками, бросавшимися вслед наступавшей армии. Эти летучие амбулансы подбирали раненных и быстро доставляли их в полевые госпитали, что привело к уменьшению количества смертей. Ни в одной армии антинаполеоновской коалиции ничего подобного не было. Имя Ларрея стало очень известным среди тогдашних главнокомандующих. Описывают такой момент, что во время битвы при Ватерлоо герцог Веллингтон, командовавший английской армией, завидев летучие госпитали Ларрея приказал артиллерии прекратить огонь. После битвы при Ватерлоо Наполеона ждал остров Святой Елены, Ларрея - плен, смертный приговор, помилование. Примечательно, что за безупречную службу Наполеон завещал Ларрею 100 тыс. франков и замок. Доминик Жан Ларрей долгое время был достопримечательностью Парижа. Николай Иванович Пирогов, приехав в Париж, был представлен Ларрею. Встреча Ларрея с Пироговым - символический акт передачи эстафеты.
Пищеводное отверстие диафрагмы и треугольники диафрагмы являются ее «слабыми местами», через которые проходят диафрагмальные грыжи.
Кроме того, интимное расположение париетальной плевры и париетальной брюшины в области треугольников способствует распространению гнойных воспалительных процессов из одной полости в другую.
Pare в 1610 году впервые описал диафрагмальную грыжу.
Riverius в начале XVII века впервые описал врожденную диафрагмальную грыжу.
Aue в 1902 году впервые успешно прооперировал больного с диафрагмальной грыжей.
Кровоснабжение диафрагмы осуществляется за счет межреберных артерий, внутренних грудных артерий, верхние диафрагмальные артерии (из грудного отдела аорты), нижние диафрагмальные артерии (из брюшного отдела аорты).
Иннервация: диафрагмальные и межреберные нервы.
Выделяют 4 основных типа диафрагмальной грыжи :
1) заднелатеральную, или грыжу Бохдалека (простая коммуникация плевроперитонеального канала);
2) парастернальную, или грыжу Морганьи (дефект в области грудинореберного мышечного треугольника);
3) дефекты поперечной перегородки в центральной сухожильной части;
4) щелевидные грыжи, проходящие через естественное пищеводное отверстие.
5) кроме того, грыжа в грудной полости может возникать из-за смещения брюшных органов вверх в связи с несостоятельностью апоневротического листка, что приводит к его эвентерации.
Диафрагма , тонкая сухожильно-мышечная пластинка, является нижней стенкой грудной полости и отделяет полость груди от полости живота. Сверху, со стороны полости груди, она покрыта диафрагмальной фасцией, fascia diaphragmatica, и прилегающей к ней диафрагмальной частью париетальной плевры. Между фасцией и плеврой имеется небольшой слой рыхлой подплевральной клетчатки. Снизу диафрагму покрывают внутрибрюшная фасция, fascia endoabdominalis, и париетальный листок брюшины.
Диафрагма обращена выпуклостью в сторону полости груди. Ее мышечная часть начинается от боковых стенок полости груди и посредине переходит в сухожильный центр. Толщина мышечной части диафрагмы составляет 0,3-0,5 см, сухожильного центра - 0,3 см. Ее купол делится на два свода, из которых правый (больший) стоит выше, чем левый, что связано с прилеганием печени к нижней поверхности диафрагмы.
В мышечной части диафрагмы различают грудинную часть, pars sternalis, реберную (боковую) часть, pars costalis, и поясничную, pars lumbalis.
Грудинная часть диафрагмы самая слабая, начинается от задней поверхности нижнего края мечевидного отростка и частично от апоневроза прямой мышцы живота. Реберная часть начинается на внутренней поверхности хрящей 6 нижних ребер и частично от костной части 3-4 нижних ребер, откуда ее пучки круто поднимаются кверху. Поясничная часть состоит из двух мышечных частей - правой и левой ножек, eras dextram et sinistrum, которые начинаются длинными сухожилиями от передней поверхности I-IV поясничных позвонков и от сухожильных дугообразных связок - ligg. arcratum mediale et laterale (дуги Халлера ).
Сухожильный центр диафрагмы , centrum tendineum, имеет чаще треугольную форму и занимает середину диафрагмы . В его правой половине имеется отверстие, пропускающее нижнюю полую вену и ветви правого диафрагмального нерва. Адвентиция вены при помощи соединительнотканных тяжей связана с краями отверстия.