Зачем нужен углекислый газ

Воздух, которым сейчас дышит человек, содержит 0,3 % углекислого газа, а древний воздух нашей планеты был перенасыщен углекислым газом, и организм древних животных функционировал с учетом этого показателя. Как известно, зародыш человека в процессе развития проходит все этапы становления человека. Именно поэтому оплодотворенная яйцеклетка в первые дни находится почти в бескислородной среде – кислород для нее просто губителен. И только по мере развития и формирования плацентарного кровообращения постепенно начинает работать кислородное дыхание. В крови плода человека в 2 раза больше углекислого газа, а кислорода в 4 раза меньше, чем у взрослого.

Избыток кислорода губителен для всего живого, ведь кислород – это сильный окислитель, который при определенных условиях может разрушать мембраны клеток.

Углекислый газ организм человека получает при расщеплении пищи, особенно углеводной, при окислении с помощью кислорода в тканях организма образуется углекислый газ. Он в организме человека является важным компонентом в регулировании дыхания; изменяет кислотно-щелочное равновесие – важнейший фактор здоровья; расширяет сосуды и этим снижает давление; от него зависит поступление кислорода в клетки, так как гемоглобин отдает кислород только при наличии определенной концентрации углекислого газа в крови.

Еще он участвует в распределении ионов натрия в тканях организма; оказывает влияние на активность ферментов и проницаемость мембран клеток; концентрация углекислого газа прямо пропорциональна интенсивности функционирования пищеварительных желез; успокаивает нервную систему; участвует в синтезе аминокислот. Даже частоту дыхания мозг регулирует по уровню углекислого газа.

Более ста лет назад российский ученый Б. Ф. Вериго, а затем и датский физиолог Христиан Бор открыли эффект, названный их именем. Он заключается в том, что при дефиците углекислого газа в крови нарушаются все биохимические процессы организма. А значит, чем глубже и интенсивней дышит человек, тем больше кислородное голодание организма. Чем больше в крови СО₂, тем больше кислорода доходит до клеток и усваивается ими. Таким образом, переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа ведут к кислородному голоданию. Эффект Вериго – Бора заключается в том, что без присутствия углекислоты кислород не может высвободиться из связанного состояния с гемоглобином, что приводит к кислородному голоданию организма даже при высокой концентрации кислорода в крови.

Чем заметнее содержание углекислого газа в артериальной крови, тем легче осуществляется отрыв кислорода от гемоглобина и переход его в ткани и органы, и наоборот – недостаток углекислого газа в крови способствует закреплению кислорода в эритроцитах. Возникает парадоксальное состояние: кислорода в крови достаточно, а органы сигнализируют о его крайнем недостатке. Человек начинает задыхаться, стремится вдохнуть и выдохнуть, пытается дышать чаще и еще больше вымывает из крови углекислый газ, закрепляя кислород в эритроцитах.

Любые активные занятия спортом, и даже просто физкультура, или ходьба, или физическая работа полезны именно тем, что в крови человека увеличивается содержание углекислого газа. Расширяются мелкие артерии, усиливается кровоток, улучшается питание мозга и внутренних органов. Регулярная гиперкапния активирует выработку факторов роста сосудов, что приводит к формированию более разветвленной капиллярной сети и оптимизации тканевого кровообращения мозга.

Сигналом для очередного вдоха служит не недостаток кислорода, а избыток углекислого газа. Именно накопившийся в крови углекислый газ является физиологическим стимулятором дыхания. После этого открытия углекислый газ начали добавлять в газовые смеси аквалангистов, чтобы стимулировать работу дыхательного центра. Этот же принцип используют при наркозе.

Повышение уровня угольной кислоты в крови называется «гиперкапния». Оно чаще всего возникает при длительном нахождении в душном помещении с плохой вентиляцией, при плавании с очень длинной дыхательной трубкой, при задержках дыхания под водой.

Снижение уровня угольной кислоты в крови называется «гипокапния» и чаще всего возникает при учащенном дыхании (гипервентиляция). Это приводит к развитию газового (респираторного) алкалоза – это нарушение регуляции кислотно-щелочного равновесия. Гипокапния перераспределяет кровоток, отводя кровь к мышцам за счет снижения кровотока в сердце, мозге, желудочно-кишечном тракте, печени, почках.

Гипервентиляция всегда бывает при стрессе, ведь стресс нацелен на то, что сейчас человек начнет действовать: побежит, спасая свою жизнь, или начнет драться. Гипервентиляция – это эволюционно выработанная реакция, которая делает двигательную реакцию на стресс более быстрой, интенсивной и совершенной.

Гипервентиляция, вызванная ситуационным стрессом, у здорового человека прекращается с окончанием стресса.

Но при длительном психоэмоциональном напряжении у ряда людей происходит нарушение регуляции дыхания, и такое избыточное дыхание может закрепиться, положив начало феномену хронической нейрогенной гипервентиляции. Нарушается деятельность организма, потом начинают развиваться заболевания.

Дыхание йогов способствует тому, чтобы терять как можно меньше углекислого газа. А дыхание обычных людей – это хроническая гипервентиляция легких, избыточное выведение углекислого газа из организма, что обусловливает возникновение различных заболеваний, именуемых нередко «болезнями цивилизации».

Есть теория о том, что первопричина гипертонии – именно недостаточная концентрация углекислого газа в крови. Для этого в начале 1990-х годов российские физиологи выяснили, сколько углекислого газа находится в артериальной крови гипертоников и здоровых людей.

Н.А. Агаджанян, Н.П. Красников, И.Н. Полунин выяснили газовый состав крови больших групп населения разных возрастов. У подавляющего большинства обследованных пожилых людей в состоянии покоя в артериальной крови содержалось 3,6–4,5 % углекислого газа при норме 6–6,5 %.

Доказано, что упражнения, вызывающие гипоксию на равнине, оказываются более полезными для здоровья, чем просто пребывание в горах даже для того, кто легко переносит горный климат. Связано это с тем, что, дыша разреженным горным воздухом, человек дышит глубже обычного, чтобы получить больше кислорода. Более глубокие вдохи автоматически приводят к более глубоким выдохам, что приводит к удалению углекислоты из организма и различным нарушениям его деятельности начиная со спазма сосудов.

Да и сама горная болезнь связана не только с дефицитом кислорода, но и с избыточной потерей углекислого газа при глубоком дыхании.

Польза таких упражнений, как бег, плавание, гребля, велосипед, лыжи и т. д. во многом определяется тем, что в организме создается режим умеренной гипоксии, когда потребность организма в кислороде превышает возможность дыхательного аппарата удовлетворить эту потребность, и гиперкапнии, когда в организме углекислого газа вырабатывается больше, чем организм может выделить легкими.

Виды дыхания

Самые разные виды дыхательных упражнений и практик базируются на нескольких видах дыхания: нижнее (диафрагмальное), среднее (реберное), верхнее (ключичное), полное (смешанное). Их отличие состоит в том, что каждый из видов дыхания применяется для вентилирования отдельного участка легких.

Диафрагмальное дыхание осуществляется при сокращении диафрагмы, мышц брюшной полости. На вдохе, при опускании диафрагмы, растет отрицательное давление в грудной клетке, нижняя часть легких заполняется воздухом. При вдохе внутрибрюшное давление повышается, брюшная стенка выпячивается. На выдохе брюшная стенка возвращается в нормальное положение, а диафрагма поднимается, вентилируется нижняя часть легких и частично средняя.

Реберное дыхание производится с помощью межреберных мышц, при этом слегка поднимается грудная клетка, расширяется в стороны и чуть вверх, вентилируется средняя часть легких.

При ключичном дыхании дыхательные движения происходят в процессе поднятия ключиц и плеч вверх, грудная клетка при этом неподвижна, несколько втягивается диафрагма. Вентилируются верхняя часть легких, немного средняя.

Полное дыхание – комбинация трех предыдущих видов дыхания, оно обеспечивает равномерную вентиляцию всего объема легких. Йоги считают полное дыхание самым полезным из всех.

Также дыхание может быть глубокое и медленное, глубокое и частое, поверхностное и медленное, поверхностное и частое.

Глубокое и медленное дыхание – вдох медленный, несколько растянут. Такое дыхание расслабляет тело, используется для нейтрализации некомфортных состояний, негативных эмоций.

Глубокое и частое дыхание в два раза чаще и глубже естественного дыхания, используется в дыхательных практиках для гипервентиляции легких, насыщения организма кислородом.

Поверхностное и медленное дыхание используется в дыхательных практиках для постепенного выхода из них.

Поверхностное и быстрое дыхание применяется для преодоления негативных переживаний, как действенная помощь на пике эмоций, чтобы избавиться от них.

Существует техника прямого и обратного дыхания.

Прямое дыхание – это естественный тип дыхания, который используется человеком в повседневной жизни.

Обратное дыхание характеризуется движениями живота, которые противоположны естественным, оно при меняется эпизодически, например, при выполнении тяжелой работы. На вдохе низ живота напрягается, подтягивается, а диафрагма опускается вниз, что позволяет воздуху наполнять легкие. При выдохе живот расслабляется, диафрагма поднимается, удаляя воздух из легких. При поднятии тяжестей так неосознанно дышит человек, так как обратное дыхание позволяет получать значительные физические ресурсы.

Как нужно правильно дышать

В покое для человека оптимальны медленный, неглубокий вдох, задержка дыхания, медленный, неглубокий выдох. Выдох должен быть в два раза длиннее вдоха, а задержка дыхания по времени равна длине вдоха. Удлиненный выдох и задержка дыхания позволяют удержать углекислый газ в организме.

При задержке дыхания на вдохе к легким и сердцу поступает больше крови, увеличивается вентилируемая поверхность легких, поэтому переход в кровь кислорода осуществляется более эффективно. Углекислый газ не удаляется (задержка дыхания), накапливается в крови, способствуя усиленной отдаче кислорода гемоглобином. Так что при задержке дыхания на вдохе человек способствует насыщению организма кислородом, стимулирует газообмен.

Во время задержки дыхания на выдохе поступление крови к сердцу, наоборот, уменьшается и сердце начинает сокращаться вхолостую (в нем меньше крови) – это отрицательно сказывается на работе кровеносной системы. Легкие тоже получают мало крови, уменьшается их вентилируемая поверхность (так как легкие сжаты). В крови резко повышается концентрация углекислого газа и ионов водорода.

Не следует задерживать дыхание на максимальном вдохе и выдохе, рекомендуемый показатель составляет 70–80 % от максимального. Если задержка дыхания происходит на максимальном вдохе, то это грозит растяжением легочной ткани. На вдохе следует больше задействовать диафрагмальное дыхание. Задержка дыхания на максимальном выдохе – это гарантия разбалансированной работы сердца. При слабом сердце вообще не следует задерживать дыхание на выдохе.

На вдохе и выдохе рекомендуется дышать с помощью диафрагмы, то есть животом. Такое дыхание еще называют «лимфатическим сердцем», так как оно способствует перекачке жидкостей, выполняется массаж внутренних органов, нормализуется кровообращение тазовой, брюшной полости и ног.

Дышать необходимо носом, так как в этом случае воздух фильтруется и нагревается, но при значительных физических нагрузках для восстановления дыхания допускается дыхание через рот. Кроме того, дыхание через рот используется в некоторых дыхательных практиках.

Считается, что у человека, освоившего правильное дыхание, автоматически запускается механизм самооздоровления. Что собой представляет этот процесс, пока точно никто не знает, так как организм человека – сверхсложная система, знания о которой сейчас не так уж и велики, но опыт показывает, что процесс самооздоровления действительно происходит.

Для избавления от конкретных болезней существует множество методик эффективного лечения дыханием. Различаются они комбинациями из различных видов дыхания.

С помощью дыхания можно регулировать психоэмоциональное состояние человека. Это состояние имеет тесную связь с дыханием, поэтому, изменив ритм дыхания, можно нейтрализовать негативные эмоции. Любое нарушение в организме изменяет ритм дыхания, и, восстановив ритм дыхания, можно восстановить нормальную работу организма.

При выполнении упражнений следует концентрировать свое внимание на напряжении мышц на вдохе, а для расслабления – на выдохе.

Все методики лечебного дыхания можно условно разделить на несколько подгрупп по сложности исполнения и количеству использования функций и свойств организма человека:

1. Методики лечебного дыхания с различными комбинациями его видов (например, метод Бутейко, дыхательная гимнастика Стрельниковой).

2. Комбинация лечебного дыхания, сознания, тела. Этот метод более сложен в освоении, требует большой концентрации на сбалансированности во взаимодействии тела, дыхания и сознания (например, цигун, дыхание Норбекова).

3. Методики, основанные на достижении измененного состояния сознания, с использованием циркуляционного дыхания (эффект гипервентиляции легких), во время дыхания осуществляется работа с позитивным настроем, используются ощущения человека для получения доступа к сознанию. Связь дыхания и сознания, при измененном состоянии, позволяет избавляться от груза прошлых переживаний, психических травм (например, ребефинг, холотропное дыхание). Это очень сложные и не совсем безопасные методики из-за манипуляций с мозгом, не всегда предсказуемых результатах и последствиях. Поэтому их применение рекомендуется только под руководством инструктора, в профессионализме которого можно быть уверенным.

Эффективность первых двух групп дыхания доказана массовостью применения.

Каждый метод лечения дыханием может иметь противопоказания, поэтому все методики лечебного дыхания всегда начинается с изучения перечня противопоказаний.

Различают три типа дыхания: грудное, брюшное (диафрагмальное) и смешанное (гармоническое, или полное) в зависимости от того, какие мышцы принимают преимущественное участие в акте дыхания. У женщин преобладает грудной тип дыхания, а у мужчин – брюшной. Однако наиболее рациональным является смешанный тип. При нем в акте дыхания наибольшее участие принимают мышцы брюшного пресса, грудной клетки, диафрагмы и др. При гармонически полном дыхании в работу полноценно включаются все альвеолы легких.

Для правильного дыхания нужна правильная осанка. Для того чтобы ее приобрести, надо встать прямо, ступни вместе. Поднять руки вверх ладонями вперед; опуская прямые руки через стороны, плотно прижать ребра ладоней к бедрам. Получится стойка «руки по швам» с раскрытыми и обращенными вперед ладонями. Теперь нужно расслабиться, но позвоночник держать именно так, это и есть правильная осанка.

Если человек уже привык держать неправильную осанку, то ее можно исправить с помощью позы йогов «змея» (пурна сарпасана). Для этого надо лечь на коврик лицом вниз, опираясь на руки, приподнять верхнюю часть туловища как можно выше, ни в коем случае не отрывая нижнюю часть от пола, голову запрокинуть назад, смотреть вверх. Дыхание произвольное через нос. Не сдвигая рук и ног, не отрывая от коврика нижней части живота, повернуться влево настолько, чтобы искоса через плечо увидеть пятку правой ноги. После чего повернуться вправо, чтобы можно было увидеть пятку левой ноги. Вновь прогнуться, запрокинув голову и глядя вверх, опуститься на коврик.

Потом надо повторить упражнение в другой последовательности: вверх – вправо – влево – вверх – вниз.

Упражнение надо выполнять плавно, с задержкой в каждом положении от 2–3 до 30 секунд. Во время выполнения ноги должны быть прямые, мышцы живота напряжены. Лучше всего повороты и опускание туловища совмещать с выдохом.

Другой вариант исправления осанки: несколько раз днем, приняв правильную осанку, ходить в течение нескольких минут, следя за собой.

Наконец, полезно как можно чаще заводить руки за спину, складывая их ладонями за спиной, и так стоять или ходить в течение минуты.

Также полезно практиковать нижнее, среднее и верхнее дыхание.

Нижнее дыхание. После максимально полного выдоха расслабить мышцы живота, подождать, пока не появится желание вдохнуть, и начинать медленный равномерный вдох, выпячивая живот, благодаря чему уплощается и опускается диафрагма, растягивается нижний отдел легких. После полного вдоха, не делая паузы, медленно втягивая живот, выдохнуть до отказа и снова вдыхать. Подобрать ритм так, чтобы выдох был длиннее вдоха и чтобы не возникало потребности перейти на обычное дыхание. Проводить не более семи циклов такого дыхания подряд и не более пяти раз в день.

При среднем дыхании вместо выпячивания живота нужно расширять грудную клетку, растягивая ребра. В остальном все делается так же, как и при верхнем дыхании, включая количество упражнений на день.