Articles /

Funkcja przepony dla stabilności rdzenia

By Hans Lindgren DC, 9 Jul. 2011

W „Core stability from the inside out” ustaliliśmy, że właściwa stabilizacja rdzenia jest generowana przez podwójną funkcję przepony – oddychanie i wsparcie posturalne. Kolar et al (7) (8) i wielu innych (patrz referencje do „Core stability from the inside out”) wykazali, że przepona jest ważnym mięśniem dla stabilizacji posturalnej, a także, że jest ona pod dobrowolną kontrolą i może jednocześnie wykonywać swoje funkcje oddechowe i zadania posturalne.

Nie tak dawno temu przepona prawie w ogóle nie była wymieniana w dyskusjach na temat treningu rdzenia i core-stability. Nadal jest wielu „ekspertów”, którzy udzielają porad dotyczących stabilizacji rdzenia, ale zupełnie nie wspominają o przeponie. Ostatnio jednak coraz częściej wspomina się o oddychaniu przeponowym. Niestety często jest to dodawane tylko do zaleceń dotyczących ćwiczeń jako końcowy komentarz „upewnij się, że utrzymujesz oddychanie przeponowe podczas ćwiczeń”.

Co to jest oddychanie przeponowe?

Nie możesz uniknąć używania przepony podczas oddychania, nawet jeśli próbujesz! Całe oddychanie jest wykonywane przez przeponę, czy tego chcesz czy nie, chyba że istnieje stan chorobowy, który uniemożliwia ci korzystanie z niej. Przepona jest odpowiedzialna za około 80% całej pracy oddechowej w normalnym oddychaniu płucnym.

Przepona

Przepona jest mięśniem w kształcie kopuły oddzielającym klatkę piersiową od jamy brzusznej. Posiada niekurczliwe ścięgno środkowe (łukowate), od którego mięśnie rozchodzą się promieniście na zewnątrz i do wewnątrz dolnej części klatki piersiowej. Przepona podżebrza przyczepia się do wyrostka sutkowatego, wewnętrznej powierzchni sześciu dolnych żeber i chrząstek podżebrowych. Włókna mięśniowe pokrywają się z więzadłem łukowatym i przyczepiają się do trzonów i dysków górnych kręgów lędźwiowych. Prawa przepona krzyżowa przyczepia się do kręgów L 1-3, podczas gdy lewa przyczepia się tylko do L 1-2. Miejsce przylegania (apozycji) przepony do klatki piersiowej określane jest jako strefa apozycji (ZOA), która ma ogromne znaczenie dla prawidłowej pracy przepony. Strefa przylegania jest kontrolowana przez mięśnie brzucha i wpływa na napięcie przepony. Sprawność przepony w dużej mierze zależy od jej położenia i anatomicznej relacji z dolną częścią klatki piersiowej.

Strefa przylegania (ZOA)

Strefa przylegania stanowi znaczny, ale zmienny obszar klatki piersiowej. W pozycji stojącej w spoczynku ZOA człowieka stanowi około 30% całkowitej powierzchni wewnętrznej klatki piersiowej (11). Część chrzęstna przepony odrywa się od klatki piersiowej w strefie przylegania (10) (9) (12) podczas skurczu przepony, aby umożliwić jej opadanie podczas wdechu. Strefa przylegania zmniejsza się o około 15 mm podczas spokojnego wdechu, podczas gdy kopuła przepony pozostaje prawie niezmieniona pod względem kształtu i wielkości. Przy maksymalnej pojemności wdechowej płuc ZOA jest prawie zerowa. Skracanie się przylegających włókien mięśniowych jest głównie odpowiedzialne za osiowe przemieszczenie przepony podczas wdechu (2) (6). Mniejsza strefa apozycji skutkuje zmniejszonym działaniem wdechowym przepony na żebra (9).

Funkcja przepony

Podczas wdechu przepona kurczy się i przesuwa w dół dogłowowo jak tłok do jamy brzusznej, co powoduje powstanie ujemnego ciśnienia w klatce piersiowej, które wtłacza powietrze do płuc i jednocześnie zwiększa ciśnienie wewnątrzbrzuszne.

Przepona jest naszym podstawowym mięśniem oddechowym, a jednak wiele osób ma bardzo małą świadomość tego, jak ją prawidłowo aktywować. Dysfunkcyjne wzorce oddychania są częstym czynnikiem przyczyniającym się do powstawania bólu w dolnej części pleców i w rzeczywistości często są silniejszym predyktorem bólu w dolnej części pleców niż inne ustalone czynniki ryzyka (15).

Czy prawidłowe oddychanie przeponą jest tym samym co oddychanie brzuchem?

Oddychanie przeponą jest często określane jako oddychanie brzuchem, ale to nie jest poprawne. Kiedy przepona kurczy się i schodzi do jamy brzusznej, ciśnienie wewnątrzbrzuszne wzrasta i powoduje rozciągnięcie ściany jamy brzusznej. W efektywnym oddychaniu przeponowym rozciągnięcie ściany jamy brzusznej powinno być trójwymiarowe, z lekkim rozszerzeniem we wszystkich kierunkach. Ściana brzucha powinna przeciwstawiać się działaniu przepony poprzez ekscentryczny skurcz wszystkich mięśni brzucha. Przeciwstawne działanie ściany jamy brzusznej jest bardzo ważne w kontrolowaniu stosunku długości do napięcia mięśnia przepony. Każdy mięsień szkieletowy, w tym przepona, wykazuje zależność długość-napięcie, gdzie zmniejszenie długości (skurcz) zmniejsza siłę skurczu. Przeciwstawne siły wytwarzane przez mięśnie brzucha w ich ekscentrycznym skurczu utrzymują strefę przylegania i kopulasty kształt przepony, a tym samym ułatwiają zwiększenie siły przepony. Oddychanie brzuchem powoduje jedynie rozciągnięcie brzucha do przodu, co nie stanowi żadnego oporu dla ruchu przepony, a zatem w rzeczywistości zmniejsza zdolność przepony do efektywnego skurczu.

Prawidłowe oddychanie przeponowe

Prawidłowe oddychanie przeponowe rozszerza dolne żebra na zewnątrz w kierunku głównie bocznym. Część kostna przepony (ZOA) podczas skurczu rozszerza zarówno dolne żebra, jak i ścianę brzucha (część krzyżowa tylko przesuwa brzuch do przodu, a jej skurcz jest skierowany do przodu ze względu na jej umocowanie na kręgosłupie lędźwiowym). Przyleganie przepony do wewnętrznej ściany żeber pozwala na przenoszenie ciśnienia wewnątrzbrzusznego na żebra, co zapewnia mechanizm, dzięki któremu skurcz przepony wypycha żebra na zewnątrz podczas wdechu (16) (11). Do tego dochodzi bezpośredni ruch unoszący na zewnątrz (rotacja zewnętrzna), który przepona wywiera na żebra przy swoich wejściach do klatki piersiowej.

Objawy prawidłowego oddychania przeponowego

Powinno nastąpić rozszerzenie dolnej części klatki piersiowej bez żadnych ruchów czaszkowych klatki piersiowej, czemu towarzyszy zsynchronizowana aktywność całej ściany brzusznej, która rozszerza się nieznacznie podczas kontrolowania IAP przez skurcz ekscentryczny.

Dysfunkcyjne wzorce oddychania

Fizyczne i psychologiczne przyczyny dysfunkcji oddychania mogą być trudne do rozdzielenia, dlatego też dysfunkcji oddychania nie można po prostu zdefiniować. Niezależnie od tego, czy przyczyna jest posturalna, rozwojowa, medyczna czy emocjonalna, prezentacja jest zawsze bardzo podobna. Wzorce oddechowe uważane za dysfunkcyjne obejmują oddychanie górną częścią klatki piersiowej ze zmniejszoną lub nieobecną boczną ekspansją dolnych żeber, z tendencją do oddychania asynchronicznego i paradoksalnego. Podczas oddychania paradoksalnego brzuch jest wciągnięty, a dolne żebro podczas wdechu raczej się zwęża niż rozszerza (13). Paradoksalny ruch przepony został oceniony przy użyciu MRI podczas głębokiego oddychania, które wykazało ruch części kostnej przepony ku górze, gdy część chrzęstna poruszała się ku dołowi podczas wdechu, oraz odwrotną zależność podczas wydechu.

Objawy posturalne dysfunkcyjnego oddychania:

Klatka piersiowa

Klatka żebrowa jest często sztywna i utrzymywana w podwyższonej pozycji, która zewnętrznie obraca żebra i ściąga kosztowe włókna przepony z jej normalnej pozycji w kształcie kopuły do bardziej prostej i pionowej pozycji. Taka pozycja zmniejsza strefę przylegania, a tym samym kurczliwość przepony. Często obserwuje się spontaniczne rozdęcie dolnych żeber.

Pomocnicze mięśnie oddechowe

Mięśnie takie jak Scalenes, SCM, upper trapezius i Pectoralis są często hipertoniczne i nadmiernie rozwinięte z powodu zwiększonego pionowego ruchu klatki piersiowej i uniesienia barków podczas wdechu. Mięśnie prostowników odcinka piersiowo-lędźwiowego są hipertoniczne, próbując ustabilizować kręgosłup przy braku właściwej stabilizacji rdzenia. Każdy oddech wymaga uniesienia barków i wyprostu pleców. Dysfunkcja oddychania jest częstą przyczyną sztywności i bólu pleców i szyi.

Ściana brzucha

Niezrównoważona aktywacja ściany brzucha ze zmniejszonym napięciem mięśni skośnych zewnętrznych i wewnętrznych, jak również mięśnia poprzecznego brzucha jest powszechna. Zazwyczaj występuje hipertoniczność mięśnia prostego brzucha, zwłaszcza w górnych odcinkach. Typowym objawem zaburzonego oddychania jest więc wyraźne uniesienie mięśnia prostego brzucha i wklęsłe wgłębienia na dolnej bocznej ścianie brzucha w pozycji leżącej. Zarówno fazowe, jak i toniczne zsynchronizowane skurcze ściany brzucha wspomagają funkcję przepony podczas oddychania.

Słabe mięśnie brzucha: Osłabienie mięśni brzucha upośledza funkcję przepony. Jeśli ściana brzuszna nie stawiałaby oporu skurczom przepony, to tylko przesunęłaby się w dół bez wyraźnego wzrostu IAP. Przeciwstawienie się skurczowi przepony przez mięśnie brzucha utrzymuje ważną strefę przylegania i kopulasty kształt przepony.

Hyper-toniczne mięśnie brzucha: Jeśli brzuch jest trzymany zbyt mocno przez mięśnie brzucha, ścięgno środkowe nie może zejść. Zamiast tego, gdy przepona się kurczy, pociąga czaszkowo za dolną część klatki piersiowej, co powoduje uniesienie i rozszerzenie żeber. Jeżeli żebra są całkowicie unieruchomione przez silny skurcz mięśni brzucha, oddech będzie w całości wykonywany za pomocą górnej i środkowej części klatki piersiowej. Wydrążenie jamy brzusznej i zbyt sztywne usztywnienie mięśni brzucha są zatem przeciwwskazaniem do idealnej aktywacji przepony.

Idealna aktywność brzuszna utrzymuje kształt i ciśnienie jamy brzusznej wystarczająco, aby działanie przepony było bardziej ekspansywne na dolne żebra. Wymagane ciśnienie wewnątrzbrzuszne jest tworzone i utrzymywane przez zsynchronizowaną aktywność przepony, dna miednicy i ściany jamy brzusznej. Ekscentryczny skurcz ściany jamy brzusznej podczas wdechu odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu strefy przylegania oraz stosunku długości do napięcia pomiędzy przeponą a mięśniami brzucha, jak również w tworzeniu stabilności i wsparcia dla tułowia. Podczas wydechu, skurcz mięśni brzucha zwiększa długość i kopulasty kształt przepony, pozwalając na efektywny skurcz podczas wdechu

Podczas ćwiczeń, mięśnie ściany brzucha są często silnie angażowane podczas późnego wydechu, aby wypchnąć powietrze z płuc. Ten wymuszony wydech wydłuża włókna przepony przed kolejnym skurczem wdechowym i w ten sposób przepona jest w stanie wygenerować większe napięcie, które zwiększy objętość wdechową.

Przyczyny zaburzonych wzorców oddychania

Rozwojowe: nieidealny rozwój w pierwszym roku życia wpływa na system stabilizacji i często powoduje zmiany postawy. Oznakami nieprawidłowości rozwojowych wpływających na oddychanie może być krótka sztywna klatka piersiowa (baby-chest), wysklepienie dolnych żeber z powodu niedostatecznej aktywacji łańcuchów skośnych brzucha oraz wystająca słaba ściana brzucha, często z obecną diastazą ściany brzucha. Wysokie ułożenie klatki piersiowej i osłabienie ściany brzucha znacznie zmniejsza wydolność przepony. Medycyna: Objętość końcowo-wydechowa płuc ma duży wpływ na siłę skurczu przepony i jej wpływ na klatkę piersiową. Warunki takie jak przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP), rozedma płuc i astma są często związane z hiperinflacją płuc, gdzie powietrze zostaje uwięzione w płucach. Hiperinflacja skutkuje skróceniem przepony, zmniejszeniem krzywizny kopuły i redukcją ZOA (3). Badania wykazały, że zmiany wymiarów przepony wywołane przewlekłą hiperinflacją występują prawie wyłącznie w strefie apozycji. Skrócenie przepony powoduje zmniejszenie jej siły i wydolności. Włókna przepony przyczepiające się do dolnego odcinka żeber kończą się w orientacji poprzecznej (przepona płaska), a nie pionowej, a dolne żebra zmieniają swoją normalną, skośną pozycję na bardziej poziomą. Kiedy przepona kurczy się w takich okolicznościach, nie jest w stanie unieść i poszerzyć dolnej części klatki piersiowej, a zamiast tego dolne boczne żebra są wciągane do wewnątrz podczas wdechu (objaw Hoovera (5)). Hodges i wsp. (4) wykazali, że podczas chorób układu oddechowego funkcja koordynacyjna pomiędzy przeponą a mięśniem poprzecznym brzucha jest zmniejszona. Choroby serca również często wpływają na wzorzec oddychania. Emocje: Stany psychologiczne i emocjonalne często zmieniają kontrolę oddechu. Badania fluoroskopowe pokazują, że w sytuacjach napięcia i stresu emocjonalnego przepona wykazuje oznaki hiper-toniczności, stając się spłaszczona i nieruchoma. Wykazano, że zaburzenia oddychania występują u 11% normalnej populacji, u 30% chorych na astmę i u 83% osób cierpiących z powodu lęku (1). Zwiększone zapotrzebowanie na oddech zmienia wzorzec oddychania i często zmniejsza zdolność mięśni oddechowych do wykonywania swoich obowiązków posturalnych (4).

Dodatkowe korzyści z prawidłowego oddychania przeponowego

Jak wspomniano wcześniej, prawidłowe oddychanie przeponowe pozwala przeponie wykonywać jej funkcje oddechowe, jednocześnie zapewniając wsparcie stabilizacyjne dla kręgosłupa poprzez zwiększone ciśnienie wewnątrzbrzuszne (core). Prawidłowo zsynchronizowane oddychanie przeponowe poprawia również wentylację płuc poprzez zwiększenie objętości wdechowej, co zwiększa poziom natlenienia krwi, gdyż płaty dolne bardziej się rozszerzają, a większość krwi kierowanej do płuc trafia do dolnych partii. Występuje mechaniczny efekt na narządy w jamie brzusznej, gdy są one spychane w dół podczas wdechu przeponowego – Dysfunkcyjne oddychanie klatką piersiową jest płytkie i rozszerza głównie górną część płuc. Postawa ulega poprawie, gdy odcinek lędźwiowy kręgosłupa jest odpowiednio podparty przez wystarczający IAP i nie są rekrutowane mięśnie dodatkowe (szyi, klatki piersiowej i pleców), jak w dysfunkcyjnych wzorcach oddechowych.

Stabilizacja rdzenia zaczyna się od prawidłowej funkcji przepony!

  1. Courtney R. The function of breathing and its dysfunctions and their relationship to breathing therapy. Int J of Osteo Med. 2009;12:78-85
  2. DeTroyer A, Estenne M. Functional anatomy of the respiratory muscles. Clin Chest Med. 1988;9:2
  3. Finucane K, Panizza J, Singh B. Efficiency of the normal human diaphragm with hyperinflation. J Appl Physiol. 2005;99:1402-11
  4. Hodges PW, Heijnen I, Gandevia SC. Postural activity of the diaphragm is reduced in humans when respiratory demands increases. J Physiol 2001;537(3):999-1008
  5. Hoover CF. The diagnostic significance of inspiratory movements of the costal margin. J Am Clin Sci 1920: 633-46
  6. Hruska RJ. Management of pelvic-thoracic influences on temporomandibular dysfunction. Ortho Phys Ther Clin North Am 2002;11:2
  7. Kolar P, Neuwirth J, Sanda J, Suchanek V, Svata Z, Volejnik J, Pivec M. Analysis of diaphragm movement during tidal breathing and its during activation while breath holding using MRI synchronized with Spirometry. Physiol Res 2009;58:383-92
  8. Kolar P, Sulc J, Kyncl M, Sanda J, Neuwirth J, Bokarius AV, Kriz J, Kobesova A. J Applied Physiol Aug 2010
  9. Loring SH and Mead J. Action of the diaphragm on the ribcage inferred from a force-balance analysis. J Appl Pysiol 1982; 53(3):756-60
  10. McKenzie DK, Gandevia SC, Gorman RB, Southon FCG, Dynamic changes in the zone of apposition and diaphragm length during maximal respiratory efforts. Thorax 1994;49:634-38
  11. Mead J. Functional significance of the area of apposition of diaphragm to rib cage. Am Rev Respir. Dis. Suppl. 1979;119: 31-32
  12. Mead J and Loring SH. Analysis of volume displacement and length changes of the diaphragm during breathing. J Appl. Physiol. 1982;53:750-55
  13. Prys-Picard C, Kellet F et al. Respiratory inductance plethysmography for the diagnosis of dysfunctional breathing in patients with severe asthma. J of Aller & clin Immu 2004; 113:270
  14. Richardson C, Hodges P, Hides J. Therapeutic exercise for lumbopelvic stabilization New York Churchill Livingstone 2004.
  15. Smith MD, Russell A, Hodges PW. Disorders of breathing and continence have a stronger association with back pain than obesity and physical activity. Aust J Physioth 2006;52:11-16
  16. Urmey WF, De Troyer A, Kelly KB, Loring SH. Pleural pressure increases during inspiration in the zone of apposition of diaphragm to rib cage. J Appl Physiol 1988;65(5):2207-2212

.

Leave a Reply