Действие межреберных мышц и реберно-грудинной мышцы
На изображенной сзади грудной клетке и позвоночнике (рис. 21) видны три группы мышц:
поднимающая ребра (L), прикрепляющаяся к концам поперечных отростков и верхнему краю нижележащих ребер, работает при подъеме ребер;•
наружная межреберная мышца (Е), волокна которой идут параллельно поднимающей ребра косо вверх и медиально. Следовательно, эта мышца и поднимающая поднимают ребра и работают как мышцы вдоха;
внутренняя межреберная мышца (I), волокна которой идут вверх и латерально, опускает ребра и является выдыхательной.
Действие этих мышц хорошо описано на рисунках (по Hamberger):
действие наружной межреберной мышцы (рис. 22) легко понять, если представить, что направление ее волокон параллельно длинной диагонали параллелограмма ОО'ВА, сформированного ребрами, прикрепленными к позвоночнику, и грудиной. При сокращении мышцы (Е) диагональ укорачивается на расстояние r и растягивает параллелограмм. Если 00' фиксирована, это вызовет ротацию A1 в А2 и B1 в B2. Следовательно, сокращение наружной межреберной мышцы поднимает ребра и эта мышца - мышца вдоха;
действие внутренней межреберной мышцы (рис. 23) можно объяснить таким же образом, за исключением того, что направление волокон параллельно короткой диагонали параллелограмма. При сокращении мышцы (I) диагональ ОА' укорачивается на расстояние r1, что перемещает A1 в А2 и В1 в В2, считая, что 00' фиксирована. Внутренняя межреберная мышца, следовательно, опускает ребра и активна на выдохе. Это объяснение из Hamberger было одно время опротестовано экспериментами по электростимуляции Duchenne de Boulogne , но более поздние электромиографические экспериментыподтвердили его.
Реберно-грудинная мышца-это небольшая мышца, которая обычно игнорируется, из-за ее ретростернального расположения (рис. 24). Она лежит полностью на внутренней поверхности грудины и ее волокна, вплетаясь в ребра со второго по шестое, идут косо вниз и медиально. Сокращение пяти этих мышечных пучков опускает соответствующий реберный хрящ относительно грудины. Мы показывали (рис. 19), что реберный хрящ поднимается во время вдоха и опускается на выдохе; грудинно-реберная мышца, следовательно, выдыхательная.
Диафрагма и ее действие
Диафрагма это мышечно-сухожильный купол, формирующий "пол" грудной клетки и отделяющий грудную полость от брюшной. Сбоку видно, что этот купол (рис. 25) спускается вниз более сзади, чем спереди, а его вершина — сухожильная (1). Из этого центра радиально расходятся мышечные волокна (2),достигая периферии и прикрепляясь к глубокой поверхности реберных хрящей, концам одиннадцатых и двенадцатых ребер, реберным дугам, телам позвонков при помощи ножек (левая ножка 3, правая ножка 4), медиальной поверхности поясничной мышцы (7) и квадратной мышцы поясницы (8). Это лучше видно при взгляде спереди (рис. 26), на котором можно различить в то же время верхушку диафрагмы и ее внутреннюю поверхность на уровне ножек. Также можно видеть отверстия диафрагмы, которые пропускают пищевод-(б) и аорту(5). На данном рисунке не показано отверстие нижней полой вены.
Когда диафрагма сокращается, центральное сухожилие оттягивается вниз, таким образом, увеличивая вертикальный размер грудной клетки. Следовательно, можно сравнить диафрагму с поршнем, двигающимся внутри насоса. Опускание диафрагмы тотчас останавливается органами средостения, так как они натягиваются, и сопротивлением со стороны органов брюшной полости. С этого момента и далее (рис. 27) центральная сухожильная часть фиксируется (большая белая стрелка),- а мышечные волокна, которые теперь действуют на периферии сухожильной части (маленькая белая стрелка), поднимают нижние ребра. В результате, если считать, что Р фиксировано, ребра ретируются вокруг оси О, концы ребер описывают дугу АВ в то время, как соответствующие мышечные волокна укорачиваются на расстояние А'В'. Следовательно, при подъеме нижних ребер диафрагма увеличивает поперечный размер нижней части грудной клетки и одновременно с помощью грудины также поднимает верхние ребра, таким образом, увеличивая передне-задний размер грудной клетки. Следовательно, диафрагму можно рассматривать как основную дыхательную мышцу, так как она сама по себе увеличивает все три размера грудной клетки:
она увеличивает вертикальный размер оттягивая вниз сухожильную часть;
она увеличивает поперечный диаметр, поднимая нижние ребра;
она увеличивает передне-задний размер, поднимая верхние ребра при помощи грудины.
Ее значение в физиологии дыхания очевидно.