Articles /

Membranens funktion för stabilitet i kärnan

av Hans Lindgren DC, 9 jul. 2011

I ”Core stability from the inside out ”fastställde vi att korrekt stabilisering av kärnan genereras genom membranens dubbla funktion, dvs. andning och stöd för hållningen. Kolar et al (7) (8) och många andra (se referenser för ”Core stability from the inside out”) har visat att diafragman är en viktig muskel för postural stabilisering, och även att den är under frivillig kontroll och kan utföra sin andningsfunktion och posturala uppgifter samtidigt.

Det var inte så länge sedan som diafragman nästan aldrig ens nämndes i diskussionerna om träning av core och core-stabilitet. Det finns fortfarande många ”experter” som ger råd om core-stabilisering men som helt underlåter att nämna diafragman. Det har dock blivit mer frekvent omnämnande av diafragmaandning på senare tid. Tyvärr läggs det ofta bara till i träningsrecept som en avslutande kommentar om att ”se till att upprätthålla diafragmaandningen under träningen”.

Vad är diafragmaandning?

Du kan inte undvika att använda diafragman när du andas även om du försöker! All andning utförs av diafragman oavsett om du vill eller inte, såvida det inte finns ett medicinskt tillstånd som hindrar dig från att använda det. Diafragman står för cirka 80 % av allt andningsarbete vid normal tidalandning.

Diafragma

Diafragman är en kupolformad muskel som skiljer bröst- och bukhålan åt. Den har en icke-kontraktil central sena (arcuate) från vilken musklerna strålar ut caudalt och utåt för att sätta sig in i den inre sidan av den nedre bröstkorgen. Det costala diafragman går in i den xiphoida processen och den inre ytan av de sex nedre revbenen och costala brosket. De crurala fibrerna sträcker sig från det bågformiga ligamentet och går in i de övre ländkotornas kroppar och skivor. Det högra crurala diafragman går in i kotorna L 1-3 medan det vänstra endast går in i kotorna L 1-2. Det område där diafragman och bröstkorgen är fästa (apposition) kallas zonen för apposition (ZOA) och är av stor betydelse för att diafragman ska fungera korrekt. Appositionszonen kontrolleras av bukmuskulaturen och påverkar diafragmas spänning. Membranens effektivitet beror till stor del på dess position och anatomiska förhållande till nedre bröstkorgen.

Zone of apposition (ZOA)

Zonen för apposition utgör ett betydande men varierande område av bröstkorgen. När människan står i vila utgör ZOA cirka 30 % av den inre bröstkorgens totala yta (11). Den crurala delen av diafragman lossnar från bröstkorgen vid appositionszonen (10) (9) (12) under diafragmakontraktion för att låta diafragman sjunka ner under inspiration. Appositionszonen minskar med cirka 15 mm under lugn inspiration medan membranets kupol nästan förblir konstant i form och storlek. Vid lungornas maximala inspirationskapacitet är ZOA nästan noll. Förkortningen av de apposerade muskelfibrerna är huvudansvarig för diafragmans axiella förskjutning under inspiration (2) (6). En mindre appositionszon resulterar i minskad inspiratorisk verkan av membranet på bröstkorgen (9).

Membranets funktion

Under inspirationen kontraherar membranet och rör sig kaudalt nedåt likt en kolv in i bukhålan, vilket skapar ett undertryck i brösthålan som tvingar in luft i lungorna och samtidigt ökar det intraabdominella trycket.

Membranet är vår primära andningsmuskel och ändå har många individer mycket liten medvetenhet om hur man aktiverar den på rätt sätt. Dysfunktionella andningsmönster är en vanlig bidragande faktor för ländryggsbesvär, och det är faktiskt ofta en starkare prediktor för ländryggssmärta än andra etablerade riskfaktorer (15).

Är korrekt andning med diafragma detsamma som magandning?

Diafragmaandning kallas ofta för magandning, men det är inte korrekt. När diafragman drar ihop sig och sjunker ner i bukhålan ökar det intraabdominella trycket och kommer att spänna ut bukväggen. Vid effektiv diafragmaandning bör bukväggens utbredning vara tredimensionell med en liten expansion i alla riktningar. Bukväggen bör motsätta sig diafragmets verkan med en excentrisk sammandragning av alla bukmuskler. Bukväggens motsatta verkan är mycket viktig för att kontrollera membranmuskelns längd- och spänningsförhållande. Alla skelettmuskler, inklusive diafragman, har ett längd-spänningsförhållande där minskad längd (kontraktion) minskar kontraktionskraften. De motsatta krafter som skapas av bukmusklerna i deras excentriska kontraktion upprätthåller appositionszonen och diafragmans kupolform och underlättar därmed diafragmans ökade kraft. Magandning spänner bara ut buken framåt, vilket inte erbjuder något motstånd mot diafragmets rörelse och kommer därför faktiskt att minska diafragmets förmåga att kontrahera effektivt.

Riktig diafragmaandning

En riktig diafragmaandning expanderar de nedre revbenen utåt i en huvudsakligen lateral riktning. Den costala delen av diafragman (ZOA) expanderar både nedre bröstkorgen och bukväggen när den kontraherar (den crurala delen förskjuter endast buken framåt med sin kontraktion riktad framåt på grund av dess infästningar på ländryggen). Genom att diafragman sitter fast vid den inre bröstkorgsväggen kan det intraabdominella trycket överföras till bröstkorgen, vilket ger en mekanism genom vilken diafragmakontraktionen driver bröstkorgen utåt vid inspiration (16) (11). Till detta kommer den direkta utåtriktade lyftrörelse (extern rotation) som diafragman utövar på revbenen vid sina instick till bröstkorgen.

Tecken på korrekt diafragmaandning

Det bör finnas en expansion av det nedre bröstkorgen utan någon kranial rörelse av bröstkorgen, åtföljd av en synkroniserad aktivitet av hela bukväggen som expanderar något samtidigt som den kontrollerar IAP genom en excentrisk kontraktion.

Dysfunktionella andningsmönster

Fysiska och psykologiska orsaker till andningsdysfunktion kan vara svåra att separera, och dysfunktionell andning kan därför inte enkelt definieras. Oavsett om orsaken är postural, utvecklingsmässig, medicinsk eller emotionell är presentationen alltid mycket likartad. Andningsmönster som betraktas som dysfunktionella inkluderar andning i övre bröstkorgen med minskad eller utebliven lateral expansion av den nedre bröstkorgen, med en tendens till asynkron och paradoxal andning. Vid paradoxal andning dras magen in och den nedre bröstkorgen smalnar snarare än expanderar under inspirationen (13). Paradoxal rörelse av diafragman har utvärderats med hjälp av MRT under djupandning, vilket visade en uppåtriktad rörelse av den costala delen av diafragman när den crurala delen rörde sig nedåt under inspiration, och det motsatta förhållandet under utandning.

Posturala tecken på dysfunktionell andning:

Bröstkorgen

Bröstkorgen är ofta stel och hålls i ett upphöjt läge vilket externt roterar revbenen och drar de costala diafragmafibrerna från sitt normala kupolformade läge till ett mer rakt och vertikalt läge. Denna position minskar appositionszonen och därmed diafragmans kontraktion. Spontan utbredning av de nedre revbenen observeras ofta.

Accessoriska andningsmuskler

Muskler som scalenes, SCM, övre trapezius och pectoralis är ofta hypertoniska och överutvecklade på grund av den ökade vertikala rörelsen av bröstkorgen och axlarnas höjning under inspiration. De thorakolumbala extensormusklerna är hypertoniska och försöker stabilisera ryggraden i avsaknad av korrekt core-stabilisering. Varje andetag innebär en axelhöjning och en ryggförlängning. Andningsdysfunktion är en vanlig orsak till stelhet och smärta i rygg och nacke.

Bäckenvägg

En obalanserad aktivering av bukväggen med minskad muskeltonus i de yttre och inre snedmusklerna samt transversus abdominis är vanlig. Det finns vanligen hypertonicitet i rectus abdominis, särskilt i de övre delarna. Ett typiskt tecken på dysfunktionell andning är därför en markant förhöjning av rectus abdominis och konkava fördjupningar vid den nedre laterala bukväggen i ryggläge. Både fasiska och toniska synkroniserade kontraktioner av bukväggen assisterar membranets funktion under andningen.

Svaga bukmuskler: Svaga bukmuskler försämrar diafragmafunktionen. Om bukväggen inte erbjuder något motstånd mot diafragmans kontraktion skulle den bara förskjuta sig själv nedåt utan någon tydlig ökning av IAP. Bukmusklernas motstånd mot diafragmets sammandragning upprätthåller diafragmets viktiga appositionszon och kupolform.

Hypertoniska bukmuskler: Hypertoniska bukmuskler: Om buken hålls för hårt av magmusklerna kan den centrala senan inte sjunka ner. När diafragman drar ihop sig drar det i stället kraniellt på den nedre bröstkorgen vilket höjer och expanderar revbenen. Om revbenen är helt fixerade på plats av en stark bukmuskelkontraktion kommer andningen helt och hållet att utföras med övre och mellersta bröstkorgen. Bukhålor och en alltför rigid spänning av bukmusklerna är därför kontraproduktiva för att en idealisk aktivering av diafragman ska kunna ske.

En idealisk bukaktivitet upprätthåller bukhålans form och tryck i tillräcklig utsträckning för att göra membranets verkan mer expansiv på de nedre revbenen. Det nödvändiga intraabdominella trycket skapas och upprätthålls av den synkroniserade aktiviteten mellan diafragma, bäckenbotten och bukväggen. Den excentriska kontraktionen av bukväggen under inspirationen spelar en avgörande roll för att upprätthålla appositionszonen och förhållandet mellan längd och spänning mellan diafragma och bukmusklerna, samt för att skapa stabilitet och stöd för bålen. Under expirationen ökar kontraktionen av bukmusklerna membranets längd och kupolform, vilket möjliggör en effektiv kontraktion under inspirationen

När man tränar rekryteras ofta bukväggens muskler kraftigt under den sena expirationen för att tvinga ut luften ur lungorna. Denna forcerade expiration förlänger diafragmafibrerna före nästa inspirationskontraktion och diafragman kan därmed generera mer spänning vilket ökar den inspiratoriska volymen.

Causer till dysfunktionella andningsmönster

Utvecklingsmässigt: En icke-ideell utveckling under det första levnadsåret påverkar stabiliseringssystemet och resulterar ofta i posturala förändringar. Tecken på utvecklingsavvikelser som påverkar andningen kan vara en kort styv bröstkorg (babybröst), utbuktning av de nedre revbenen på grund av otillräcklig aktivering av de sneda bukkedjorna och en utstående svag bukvägg ofta med en diastasering av bukväggen närvarande. Den höga bröstpositionen och svagheten i bukväggen och minskar markant membranets effektivitet. Medicinska: Lungornas end expiratoriska volym har ett stort inflytande på kraften i diafragmakontraktionen och dess effekt på bröstkorgen. Tillstånd som kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL), emfysem och astma är ofta förknippade med hyperinflation av lungorna där luft fastnar i lungorna. Hyperinflation resulterar i ett förkortat diafragma med minskad kupolkrökning och en minskning av ZOA (3). Studier har visat att förändringar i diafragmadimensionerna som orsakas av kronisk hyperinflation nästan uteslutande sker i appositionszonen. Förkortningen av diafragman minskar dess kraft och effektivitet. Membranfibrerna som fäster vid den nedre bröstkorgen hamnar i en tvärgående orientering (lågt platt membran) snarare än vertikal, och de nedre revbenen förskjuts från sin normala sneda position till en mer horisontell riktning. När membranet drar ihop sig under sådana omständigheter kan det inte lyfta och bredda det nedre bröstkorgen och i stället dras de nedre laterala revbenen inåt under inspirationen (Hoover’s tecken (5)). Hodges et al (4) visade att vid respiratorisk sjukdom var den koordinerande funktionen mellan diafragma och transversus abdominis nedsatt. Hjärtsjukdomar påverkar också ofta andningsmönstret. Känslomässiga: Psykologiska och känslomässiga tillstånd förändrar ofta andningskontrollen. Fluoroskopiska studier visar att i situationer av spänning och känslomässig stress visar diafragman tecken på hypertonicitet genom att bli tillplattad och orörlig. Dysfunktionell andning har visat sig förekomma hos 11 % av normalbefolkningen, hos 30 % av astmatiker och 83 % hos personer som lider av ångest (1). Ökat andningskrav förändrar andningsmönstret och minskar ofta andningsmusklernas förmåga att utföra sina posturala uppgifter (4).

Att ha ytterligare fördelar av korrekt diafragmaandning

Som tidigare nämnts gör korrekt diafragmaandning det möjligt för diafragman att utföra sin andningsfunktion samtidigt som den ger stabiliserande stöd till ryggraden genom ett ökat intraabdominellt tryck (core). Korrekt synkroniserad diafragmaandning förbättrar också lungornas ventilation genom att öka den inspiratoriska volymen, vilket ökar blodets syresättning eftersom de nedre loberna expanderar mer och majoriteten av det blod som skickas till lungorna går till de nedre delarna. Det finns en mekanisk effekt på organen i bukhålan när de trycks nedåt vid diafragmatisk inspiration – Dysfunktionell bröstandning är ytlig och expanderar huvudsakligen den övre delen av lungorna. Hållningen förbättras när ländryggen stöds ordentligt av en tillräcklig IAP och inga accessoriska muskler (nacke, bröst och rygg) rekryteras som i de dysfunktionella andningsmönstren.

Sammanfattning

Nyckeln till kärnstabilisering är att maximera diafragmans effektivitet när det gäller att utföra andningsaktivitet och posturala uppgifter samtidigt. Kolar (7) (8) visade att diafragman trycker längre ner i bukhålan under en postural uppgift än under tidal andning. När de posturala uppgifterna blir mer krävande är membranets expiratoriska position lägre än under tidalandning. I korthet innebär detta att diafragman kan tryckas ner frivilligt för att öka det intraabdominella trycket (IAP) och ge stabiliseringsstöd för ländryggen. Nyckeln till verklig stabilisering av kärnan är att bibehålla det ökade IAP samtidigt som man går igenom normala andningscykler. Detta uppnås genom synkroniserad aktivitet mellan diafragma, bäckenbotten och hela bukväggen. Diafragman utför då sin andningsfunktion i ett lägre läge för att underlätta en högre IAP. Bukväggen ger motstånd mot membranets aktivitet. När diafragman drar ihop sig under inspirationen upprätthåller bukväggen den höga IAP genom en motsatt och något excentrisk sammandragning, och under exspirationen är handlingarna omvända och bukmuskulaturen drar ihop sig koncentriskt för att kompensera för det minskade trycket till följd av diafragmans excentriska uppåtriktade rörelse (14). Den motsatta aktiveringen av bukväggen ökar diafragmans kontraktionseffektivitet genom att säkerställa att diafragmans optimala längd och kupolform bibehålls. Bröstkorgens position och dess inverkan på appositionszonen är avgörande för en korrekt aktivering av diafragman.

Kärnstabilisering börjar med korrekt funktion av diafragman!

  1. Courtney R. Andningens funktion och dess dysfunktioner och deras förhållande till andningsterapi. 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 aktivitet hos diafragman minskar hos människor när andningskraven ökar. J Physiol 2001;537(3):999-1008
  5. Hoover CF. Den diagnostiska betydelsen av inspiratoriska rörelser av den kostala marginalen. J Am Clin Sci 1920: 633-46
  6. Hruska RJ. Hantering av bäcken- och bröstkorgsinfluenser på temporomandibulär dysfunktion. 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. Analys av volymförskjutning och längdförändringar hos diafragman under andning. J Appl. Physiol. 1982;53:750-55
  13. Prys-Picard C, Kellet F et al. Respiratorisk induktanspletysmografi för diagnos av dysfunktionell andning hos patienter med svår astma. 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. Störningar av andning och kontinens har ett starkare samband med ryggsmärta än fetma och fysisk aktivitet. Aust J Physioth 2006;52:11-16
  16. Urmey WF, De Troyer A, Kelly KB, Loring SH. Pleuratrycket ökar under inspiration i den zon där diafragma och bröstkorg är sammanfogade. J Appl Physiol 1988;65(5):2207-2212

Leave a Reply