Die Funktion des Zwerchfells für die Rumpfstabilität

Von Hans Lindgren DC, 9. Juli 2011

In „Rumpfstabilität von innen nach außen“ haben wir festgestellt, dass die richtige Rumpfstabilisierung durch die Doppelfunktion des Zwerchfells für die Atmung und die Unterstützung der Körperhaltung erzeugt wird. Kolar et al. (7) (8) und viele andere (siehe Referenzen für „Core-Stabilität von innen nach außen“) haben gezeigt, dass das Zwerchfell ein wichtiger Muskel für die Haltungsstabilisierung ist, und auch, dass es unter willentlicher Kontrolle steht und seine Atmungsfunktion und Haltungsaufgaben gleichzeitig wahrnehmen kann.

Es ist noch gar nicht so lange her, da wurde das Zwerchfell in den Diskussionen über Core- und Core-Stabilitäts-Training fast gar nicht erwähnt. Es gibt immer noch viele „Experten“, die Ratschläge zur Core-Stabilisierung geben, aber das Zwerchfell völlig unerwähnt lassen. In letzter Zeit wird die Zwerchfellatmung jedoch immer häufiger erwähnt. Leider wird sie oft nur als abschließende Bemerkung „Achten Sie darauf, die Zwerchfellatmung während des Trainings aufrechtzuerhalten“ zu den Trainingsrezepten hinzugefügt.

Was ist Zwerchfellatmung?

Sie können nicht vermeiden, Ihr Zwerchfell beim Atmen einzusetzen, auch wenn Sie es versuchen! Die gesamte Atmung erfolgt durch das Zwerchfell, ob Sie es wollen oder nicht, es sei denn, Sie können es aus medizinischen Gründen nicht benutzen. Das Zwerchfell ist für etwa 80 % der gesamten Atmungsarbeit bei der normalen Tidalatmung verantwortlich.

Zwerchfell

Das Zwerchfell ist ein kuppelförmiger Muskel, der die Brust- und die Bauchhöhle voneinander trennt. Es hat eine nicht kontraktile zentrale Sehne (arcuate), von der Muskeln nach kaudal und nach außen ausstrahlen, um an der Innenseite des unteren Brustkorbs anzusetzen. Das Rippenzwerchfell setzt am Processus xiphoideus und an der Innenseite der 6 unteren Rippen und des Rippenknorpels an. Die Cruralfasern gehen vom Ligamentum arcuatum aus und setzen an den Körpern und Bandscheiben der oberen Lendenwirbel an. Die rechte Cruralmembran setzt an den Wirbeln L 1-3 an, während die linke nur an den Wirbeln L 1-2 ansetzt. Der Bereich, in dem das Zwerchfell am Brustkorb anliegt (Apposition), wird als Appositionszone (ZOA) bezeichnet und ist für die korrekte Funktion des Zwerchfells von großer Bedeutung. Die Appositionszone wird von den Bauchmuskeln kontrolliert und beeinflusst die Spannung des Zwerchfells. Die Effizienz des Zwerchfells hängt weitgehend von seiner Position und seiner anatomischen Beziehung zum unteren Brustkorb ab.

Zone of apposition (ZOA)

Die Zone of apposition macht einen beträchtlichen, aber variierenden Bereich des Brustkorbs aus. Im Stehen und in Ruhe macht die menschliche ZOA etwa 30 % der Gesamtoberfläche des inneren Brustkorbs aus (11). Während der Zwerchfellkontraktion schält sich der crurale Teil des Zwerchfells im Bereich der Appositionszone (10) (9) (12) vom Brustkorb ab, damit sich das Zwerchfell während der Inspiration absenken kann. Die Appositionszone nimmt während der ruhigen Inspiration um etwa 15 mm ab, während die Kuppel des Zwerchfells in Form und Größe nahezu konstant bleibt. Bei maximaler Inspirationskapazität der Lunge ist der ZOA fast Null. Die Verkürzung der apponierten Muskelfasern ist hauptsächlich für die axiale Verschiebung des Zwerchfells während der Inspiration verantwortlich (2) (6). Eine kleinere Appositionszone führt zu einer verminderten inspiratorischen Wirkung des Zwerchfells auf den Brustkorb (9).

Zwerchfellfunktion

Bei der Inspiration kontrahiert das Zwerchfell und bewegt sich wie ein Kolben nach kaudal in die Bauchhöhle, wodurch ein Unterdruck in der Brusthöhle entsteht, der Luft in die Lunge drückt und gleichzeitig den intraabdominalen Druck erhöht.

Das Zwerchfell ist unser primärer Atemmuskel, und doch sind sich viele Menschen kaum bewusst, wie sie ihn richtig aktivieren können. Dysfunktionale Atmungsmuster sind ein häufiger Faktor, der zu Kreuzschmerzen beiträgt, und sie sind sogar oft ein stärkerer Prädiktor für Kreuzschmerzen als andere bekannte Risikofaktoren (15).

Ist die richtige Zwerchfellatmung dasselbe wie die Bauchatmung?

Die Zwerchfellatmung wird oft als Bauchatmung bezeichnet, aber das ist nicht korrekt. Wenn sich das Zwerchfell zusammenzieht und in die Bauchhöhle hinabsteigt, erhöht sich der intra-abdominale Druck und bläht die Bauchdecke auf. Bei einer effizienten Zwerchfellatmung sollte die Dehnung der Bauchdecke dreidimensional sein, mit einer leichten Ausdehnung in alle Richtungen. Die Bauchdecke sollte sich der Wirkung des Zwerchfells mit einer exzentrischen Kontraktion aller Bauchmuskeln entgegenstellen. Die entgegengesetzte Wirkung der Bauchdecke ist sehr wichtig für die Kontrolle des Längen-Spannungs-Verhältnisses des Zwerchfellmuskels. Jeder Skelettmuskel, auch das Zwerchfell, hat ein Längen-Spannungs-Verhältnis, bei dem eine geringere Länge (Kontraktion) die Kraft der Kontraktion verringert. Die gegenläufigen Kräfte, die von den Bauchmuskeln bei ihrer exzentrischen Kontraktion erzeugt werden, sorgen dafür, dass die Zone der Anlagerung und die Kuppelform des Zwerchfells erhalten bleiben, und erleichtern so die erhöhte Kraft des Zwerchfells. Die Bauchatmung bläht den Bauch nur nach vorne auf, was der Bewegung des Zwerchfells keinen Widerstand entgegensetzt und somit die Fähigkeit des Zwerchfells, sich effizient zusammenzuziehen, verringert.

Richtige Zwerchfellatmung

Die richtige Zwerchfellatmung dehnt die unteren Rippen hauptsächlich in seitlicher Richtung nach außen. Der rippenseitige Teil des Zwerchfells (ZOA) dehnt bei der Kontraktion sowohl den unteren Rippenbogen als auch die Bauchdecke aus (der crurale Teil verlagert den Bauch nur nach vorne, wobei seine Kontraktion aufgrund seiner Anlagerung an der Lendenwirbelsäule nach vorne gerichtet ist). Die Anlagerung des Zwerchfells an die innere Rippenwand ermöglicht die Übertragung des intraabdominalen Drucks auf den Brustkorb, wodurch die Zwerchfellkontraktion den Brustkorb während der Inspiration nach außen treibt (16) (11). Hinzu kommt die direkte Hebebewegung nach außen (Außenrotation), die das Zwerchfell an seinen Ansätzen am Brustkorb auf die Rippen ausübt.

Anzeichen für eine korrekte Zwerchfellatmung

Es sollte eine Ausdehnung des unteren Brustkorbs ohne jede kraniale Bewegung des Brustkorbs erfolgen, begleitet von einer synchronen Aktivität der gesamten Bauchdecke, die sich leicht ausdehnt, während der IAP durch eine exzentrische Kontraktion kontrolliert wird.

Dysfunktionale Atemmuster

Physische und psychologische Ursachen von Atemstörungen lassen sich nur schwer voneinander trennen, und eine dysfunktionale Atmung kann daher nicht einfach definiert werden. Unabhängig davon, ob die Ursache haltungsbedingt, entwicklungsbedingt, medizinisch oder emotional bedingt ist, ist das Erscheinungsbild immer sehr ähnlich. Zu den als dysfunktional angesehenen Atemmustern gehören die obere Brustkorbatmung mit verminderter oder fehlender seitlicher Ausdehnung des unteren Brustkorbs, mit einer Tendenz zu asynchroner und paradoxer Atmung. Bei der paradoxen Atmung wird der Bauch eingezogen und der untere Brustkorb verengt sich während der Inspiration, anstatt sich auszudehnen (13). Die paradoxe Bewegung des Zwerchfells wurde mit Hilfe der Kernspintomographie während der tiefen Atmung untersucht. Dabei zeigte sich eine Aufwärtsbewegung des rippalen Teils des Zwerchfells, während sich der crurale Teil während der Inspiration nach unten bewegte, und das umgekehrte Verhältnis während der Exspiration.

Haltungsbedingte Anzeichen für eine gestörte Atmung:

Der Brustkorb ist oft steif und wird in einer erhöhten Position gehalten, wodurch die Rippen nach außen gedreht werden und die rippalen Zwerchfellfasern aus ihrer normalen kuppelförmigen Position in eine eher gerade und vertikale Position gezogen werden. Diese Position verringert die Zone der Anlagerung und damit die Kontraktion des Zwerchfells. Spontanes Aufblähen der unteren Rippen wird oft beobachtet.

Akzessorische Atemmuskeln

Muskeln wie Scalenes, SCM, oberer Trapezius und Pectoralis sind oft hypertonisch und überentwickelt durch die verstärkte vertikale Bewegung des Brustkorbs und das Anheben der Schultern während der Inspiration. Die thorakolumbalen Streckmuskeln sind hypertonisch und versuchen, die Wirbelsäule zu stabilisieren, wenn der Rumpf nicht richtig stabilisiert ist. Bei jedem Atemzug werden die Schultern angehoben und der Rücken gestreckt. Atemstörungen sind eine häufige Ursache für Steifheit und Schmerzen in Rücken und Nacken.

Bauchdecke

Eine unausgewogene Aktivierung der Bauchdecke mit vermindertem Muskeltonus der äußeren und inneren schrägen Muskeln sowie des transversus abdominis ist häufig. Der M. rectus abdominis ist in der Regel überbetont, insbesondere in den oberen Abschnitten. Ein typisches Zeichen für eine dysfunktionale Atmung ist daher eine ausgeprägte Hebung des Rectus abdominis und konkave Vertiefungen an der unteren seitlichen Bauchwand in Rückenlage. Sowohl phasische als auch tonische synchronisierte Kontraktionen der Bauchdecke unterstützen die Funktion des Zwerchfells bei der Atmung.

Schwache Bauchmuskeln: Eine Bauchmuskelschwäche beeinträchtigt die Funktion des Zwerchfells. Wenn die Bauchdecke der Kontraktion des Zwerchfells keinen Widerstand entgegensetzt, würde es sich nur nach unten verschieben, ohne dass es zu einem deutlichen Anstieg des IAP kommt. Der Widerstand, den die Bauchmuskeln der Zwerchfellkontraktion entgegensetzen, hält die wichtige Zone der Anlagerung und die Kuppelform des Zwerchfells aufrecht.

Hypertensive Bauchmuskeln: Wenn der Bauch von den Bauchmuskeln zu fest gehalten wird, kann sich die zentrale Sehne nicht absenken. Wenn sich das Zwerchfell zusammenzieht, zieht es stattdessen nach kranial auf den unteren Brustkorb, wodurch sich die Rippen anheben und ausdehnen. Wenn die Rippen durch eine starke Bauchmuskelkontraktion vollständig fixiert sind, wird die Atmung ausschließlich mit dem oberen und mittleren Brustkorb ausgeführt. Ein Bauchhohlraum und eine zu starre Verspannung der Bauchmuskeln sind daher kontraproduktiv für eine ideale Zwerchfellaktivierung.

Eine ideale Bauchaktivität erhält die Form und den Druck der Bauchhöhle so weit aufrecht, dass die Wirkung des Zwerchfells auf die unteren Rippen expansiver wird. Der erforderliche intraabdominale Druck wird durch die synchronisierte Aktivität des Zwerchfells, des Beckenbodens und der Bauchdecke erzeugt und aufrechterhalten. Die exzentrische Kontraktion der Bauchdecke während der Inspiration spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Appositionszone und des Verhältnisses zwischen Länge und Spannung zwischen Zwerchfell und Bauchmuskeln sowie bei der Schaffung von Stabilität und Halt für den Rumpf. Während der Exspiration vergrößert die Kontraktion der Bauchmuskeln die Länge und die Kuppelform des Zwerchfells, was eine effektive Kontraktion während der Inspiration ermöglicht

Bei sportlicher Betätigung werden die Muskeln der Bauchdecke während der späten Exspiration oft stark beansprucht, um die Luft aus der Lunge zu drücken. Durch diese erzwungene Ausatmung werden die Zwerchfellfasern vor der nächsten Einatmungskontraktion verlängert und das Zwerchfell ist dadurch in der Lage, mehr Spannung zu erzeugen, was zu einer Vergrößerung des Einatmungsvolumens führt.

Ursachen dysfunktionaler Atemmuster

Entwicklungsbedingt: Eine nicht optimale Entwicklung im ersten Lebensjahr wirkt sich auf das Stabilisierungssystem aus und führt häufig zu Haltungsänderungen. Anzeichen für Entwicklungsstörungen, die sich auf die Atmung auswirken, können ein kurzer, steifer Brustkorb (Babybrust), ein Aufblähen der unteren Rippen aufgrund einer unzureichenden Aktivierung der schrägen Bauchketten und eine vorstehende, schwache Bauchdecke sein, wobei häufig eine Diastase der Bauchdecke vorliegt. Die hohe Brustkorbposition und die Schwäche der Bauchdecke reduzieren die Effizienz des Zwerchfells deutlich. Medizinisch: Das endexspiratorische Volumen der Lunge hat einen großen Einfluss auf die Kraft der Zwerchfellkontraktion und ihre Wirkung auf den Brustkorb. Erkrankungen wie chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Emphysem und Asthma sind häufig mit einer Überblähung der Lunge verbunden, bei der Luft in der Lunge eingeschlossen wird. Hyperinflation führt zu einem verkürzten Zwerchfell mit verminderter Kuppelkrümmung und einer Verringerung des ZOA (3). Studien haben gezeigt, dass die durch chronische Hyperinflation verursachten Veränderungen der Zwerchfellabmessungen fast ausschließlich in der Appositionszone auftreten. Die Verkürzung des Zwerchfells führt zu einer Verringerung seiner Kraft und Effizienz. Die Fasern des Zwerchfells, die am unteren Rippenbogen ansetzen, sind nicht mehr senkrecht, sondern quer ausgerichtet (flaches Zwerchfell), und die unteren Rippen verlagern sich von ihrer normalen Schräglage in eine eher horizontale Richtung. Wenn sich das Zwerchfell unter solchen Umständen zusammenzieht, ist es nicht in der Lage, den unteren Brustkorb anzuheben und zu weiten, und stattdessen werden die unteren seitlichen Rippen während der Inspiration nach innen gezogen (Hoover-Zeichen (5)). Hodges et al. (4) zeigten, dass bei Atemwegserkrankungen die koordinierende Funktion zwischen Zwerchfell und transversus abdominis reduziert ist. Auch Herzerkrankungen beeinträchtigen häufig das Atemmuster. Emotional: Psychologische und emotionale Zustände verändern häufig die Atemkontrolle. Fluoroskopische Studien zeigen, dass das Zwerchfell in Situationen von Anspannung und emotionalem Stress Anzeichen von Überspannung zeigt, indem es abgeflacht und unbeweglich wird. Eine dysfunktionale Atmung ist bei 11 % der Normalbevölkerung, bei 30 % der Asthmatiker und bei 83 % der Menschen mit Angstzuständen festzustellen (1). Ein erhöhter Atmungsbedarf verändert das Atemmuster und reduziert häufig die Fähigkeit der Atemmuskulatur, ihre Haltungsaufgaben zu erfüllen (4).

Zusätzliche Vorteile einer korrekten Zwerchfellatmung

Wie bereits erwähnt, ermöglicht eine korrekte Zwerchfellatmung dem Zwerchfell, seine Atmungsfunktion zu erfüllen und gleichzeitig die Wirbelsäule durch einen erhöhten intra-abdominalen Druck (Kern) zu stabilisieren. Eine richtig synchronisierte Zwerchfellatmung verbessert auch die Belüftung der Lungen, indem sie das Einatmungsvolumen vergrößert, was den Sauerstoffgehalt des Blutes erhöht, da sich die unteren Lungenflügel stärker ausdehnen und der größte Teil des Blutes, das in die Lungen geleitet wird, in die unteren Bereiche fließt. Die Organe in der Bauchhöhle werden bei der Zwerchfellatmung mechanisch nach unten gedrückt. Die dysfunktionale Brustatmung ist flach und dehnt hauptsächlich den oberen Teil der Lunge aus. Die Haltung verbessert sich, wenn die Lendenwirbelsäule durch einen ausreichenden IAP richtig gestützt wird und keine akzessorischen Muskeln (Nacken, Brust und Rücken) rekrutiert werden wie bei den dysfunktionalen Atemmustern.

Zusammenfassung

Der Schlüssel zur Stabilisierung der Körpermitte liegt darin, die Effizienz des Zwerchfells bei der gleichzeitigen Ausführung von Atem- und Haltungsaufgaben zu maximieren. Kolar (7) (8) hat gezeigt, dass das Zwerchfell während einer Haltungsaufgabe weiter nach unten in die Bauchhöhle drückt als während der Gezeitenatmung. Wenn die Haltungsaufgaben anspruchsvoller werden, ist die Ausatmungsposition des Zwerchfells niedriger als bei der Tidalatmung. Kurz gesagt bedeutet dies, dass das Zwerchfell freiwillig nach unten gedrückt werden kann, um den intraabdominalen Druck (IAP) zu erhöhen und die Stabilisierung der Lendenwirbelsäule zu unterstützen. Der Schlüssel zu einer echten Kernstabilisierung ist die Aufrechterhaltung des erhöhten IAP während der normalen Atemzyklen. Dies wird durch die synchronisierte Aktivität von Zwerchfell, Beckenboden und der gesamten Bauchdecke erreicht. Das Zwerchfell übt dann seine Atemfunktion in einer tieferen Position aus, um einen höheren IAP zu ermöglichen. Die Bauchdecke wirkt der Tätigkeit des Zwerchfells entgegen. Wenn sich das Zwerchfell während der Inspiration zusammenzieht, hält die Bauchdecke den hohen IAP durch eine entgegengesetzte und leicht exzentrische Kontraktion aufrecht. Während der Exspiration kehren sich die Aktionen um, und die Bauchmuskeln ziehen sich konzentrisch zusammen, um den reduzierten Druck auszugleichen, der aus der exzentrischen Aufwärtsbewegung des Zwerchfells resultiert (14). Die gegenläufige Aktivierung der Bauchdecke erhöht die Effizienz der Zwerchfellkontraktion, indem sie dafür sorgt, dass die optimale Länge und Kuppelform des Zwerchfells erhalten bleibt. Die Position des Brustkorbs und seine Auswirkung auf die Appositionszone ist für die richtige Zwerchfellaktivierung entscheidend.

Kernstabilisierung beginnt mit der richtigen Funktion des Zwerchfells!

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