Auteur(s): Faber H. Titel: Diafragma en ribheffing Jaargang: 12 Jaartal: 1994 Nummer: 6 Oorspronkelijke paginanummers:

Transcriptie

1 Auteur(s): Faber H. Titel: Diafragma en ribheffing Jaargang: 12 Jaartal: 1994 Nummer: 6 Oorspronkelijke paginanummers: Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van:

2 Diafragma en ribheffing Inleiding Herre Faber, Bewegingstechnoloog, Rijswijk Herre Faber B ij het beschouwen van de fysiologie van de ademhaling worden aan het diafragma verschillende funkties toebedeeld. Een bekende funktie tijdens de inademing is die van "zuiger". Door het afplatten van het diafragma worden de longen naar caudaal toe uitgerekt. Zo zorgt het diafragma voor een volumevergroting. Behalve deze wordt er ook een andere funktie tijdens de inademing toegeschreven aan het diafragma. Deze spier zou namelijk in staat zijn om op een ingewikkelde manier, in samenwerking met de buikspieren en de intra-abdominale druk, de ribben te heffen. Hiertegen zijn een aantal bezwaren in te brengen. In essentie komt het hierop neer dat een reaktiekracht zijn eigen oorzaak niet kan overstijgen. Deze, misschien wat kryptische, uitspraak zal gepoogd worden te verduidelijken aan de hand van het volgende voorbeeld in figuur 1. Iemand staat met beide benen op de grond. De zwaartekracht (Fg) op deze persoon werkt naar beneden (figuur 1a). De persoon zakt ondanks deze zwaartekracht niet door de bodem naar beneden. Dit is te danken aan de reaktiekracht (Fr) die de grond op de persoon naar boven uitoefent (figuur 1b). Let wel, deze reaktiekracht (Fr) is het gevolg van de aktiekracht Fg. Indien nu alleen maar naar het effekt van Fr zou worden gekeken (dus de aktiekracht Fg wordt even vergeten) (figuur 1c) dan zou het idee kunnen ontstaan dat de reaktiekracht in staat zou zijn de persoon van de grond te tillen (figuur 1d). De absurditeit van dit voorbeeld mag duidelijk zijn. Toch blijkt dat een identieke - en dus even absurde - redenering wordt gevolgd bij het "verklaren" van het heffen van de ribben door het diafragma. In dit artikel zal dit nader worden uitgewerkt. Figuur 1. a. Een persoon staat op de grond. Indien alleen de zwaarte- kracht Fg zou werken, zakte de- ze persoon door de onderlaag. b. De reaktiekrachten (Fr) onder de voeten zijn het gevolg van de aktiekracht Fg en zorgen voor e- e venwicht. c. Als - geheel ten onrechte - de reaktiekrachten krachten als aktiekrach krach- ten zouden worden beschouwd... d. dan zou deze persoon opstij stij- gen.

3 Diafragma en Ribheffing Het optillen van de ribben door het diafragma wordt geïllustreerd aan de hand van het model in figuur 2. Dit model is opgesteld door Macklem en gemodificeerd door Gosselink (1). Deze auteurs maken het heffen van de ribben door het diafragma als volgt aannemelijk. Figuur 2. Een mechanisch model van de ademhaling vol- gens Macklem en gemodificeerd door Gosse- link. De D werking staat uitgelegd in de tekst. Z1,Z2,Z3: zuigers Pab: intra-abdominale abdominale druk. Het diafragma (pars costalis en pars cruralis) spant aan. Hierdoor wordt zuiger 1 (Z1) naar beneden geduwd. Het zakken van zuiger 1 (Z1) veroorzaakt een verhoging van de intra-abdominale druk (Pab). Deze druk zal zuiger 2 (Z2) op zijn beurt omhoog duwen. Aangezien deze zuiger verbonden is met de thorax wordt deze omhoog geduwd: de ribben worden geheven. Een ontspannen buikwand zou als gevolg van de gestegen intra-abdominale druk, via zuiger Z3, neigen naar buiten uit te bochten: de buik zou uitzetten. Hierdoor zou de intra-abdominale druk juist dalen. In het model wordt dit verhinderd door de spanning van de buikspieren, die zuiger 3 (Z3) juist naar binnen duwen en zo de intra-abdominale drukstijging - en daarmee de ribheffing - waarborgen. Een extra heffend effekt op de thorax zou, volgens dit model, nog uitgaan van het pars costalis, dat direkt de thorax omhoog kan trekken via zijn aanhechting op de ribben. Later komen we hier op terug. Zuiger 2 (Z2) in het model heeft ook een fysieke betekenis. Deze stelt namelijk de zogenaamde "zone van appositie" voor. Dit is een gebied waar het diafragma tegen de ribben aanligt (figuur 3). In dit gebied zou de intra-abdominale druk overgedragen worden op de ribben en deze zo een inspiratiebeweging laten maken. De Troyer (3) is een groot voorstander van deze theorie. De ribben worden dus enerzijds geheven door de intra-abdominale druk via de zone van appositie en anderzijds door de omhoog gerichte kracht van het pars costalis op de ribben. Het voorgaande zal verder aangeduid worden met "het model van de Troyer".

4 Figuur 3. De zone van appositie is de plaats waar diafragma en ribben tegen elkaar aan lig- gen. In het model van de Troyer wordt in dit gebied de intra-abdominale abdominale druk (Pab) overgedragen gen en oefent deze een heffend fend effekt uit op de ribben. Tegen dit model van de Troyer moeten een aantal bezwaren worden aangetekend. Allereerst wordt de ribheffing door de druk in de zone van appositie besproken. Het idee dat de intra-abdominale druk o- vergedragen wordt op de ribben in de zone van appositie berust evenals het voorbeeld uit de inleiding op een misvatting. De intra-abdominale druk wordt opgewekt door contractie van het diafragma en de buikspieren samen. De buikmassa komt onder druk en er ontstaat een intra-abdominale drukstijging. Deze oefent op zijn beurt een reaktiekracht uit op het diafragma, immers: aktie = -reaktie. Het is volkomen onmogelijk dat deze reaktiekracht de thorax kan heffen. Even onmogelijk als het van de grond heffen van de persoon in figuur 1d door de reaktiekracht op diens voeten. Het diafragma zelf vangt de intra-abdominale druk op. Nogmaals, de kracht van de buikmassa op het diafragma is een reaktiekracht en - zoals al in de inleiding gezegd - een reaktiekracht kan nooit zijn eigen oorzaak overstijgen. Samenvattend in andere woorden: het diafragma kan de intra-abdominale druk niet aan de ribben "doorgeven" omdat het diafragma deze druk zelf veroorzaakt. De intra-abdominale druk kan niet harder tegen het diafragma terugduwen dan gedicteerd door de contractie van het diafragma. Het diafragma kan dan ook de ribben op deze manier niet heffen. Er is overigens nog een argument waarom dit onmogelijk is. In het model van de Troyer spannen het diafragma en de buikspieren tegelijkertijd aan. Dit is noodzakelijk om de intra-abdominale druk op te bouwen. Als bijvoorbeeld het diafragma wel zou aanspannen en de buikspieren niet, zou het enige effekt een verplaatsing van de buikmassa naar beneden zijn, zonder dat er druk wordt opgebouwd. (Dit gebeurt overigens ook daadwerkelijk bij een "buikademhaling"). De gehele buikwand inclusief de achterkant en de onderkant van de buikholte moeten aangespannen zijn om druk op te bouwen. Contractie van de buikspieren is dus absoluut noodzakelijk om de intra-abdominale druk op te bouwen. Het is van belang zich hierbij te realiseren dat alle buikspieren een expirerend effekt op de ribben hebben. Dit geldt voor zowel de rechte, de schuine als de dwarse buikspieren (2). Het expirerend effekt van deze laatste spieren (mm. transversi abdomini) wordt verduidelijkt in figuur 4. Door het vezelverloop van deze spier bestaan bij samentrekking krachtkomponenten in vertikale richting met een expirerend effekt. Figuur 4. Door het divergerende vezelverloop hebben de mm.transversi abdomi- ni bij contractie een expirerend effekt: de ribben worden door deze spieren dus omlaag getrokken.

5 In het model van de Troyer wordt vergeten dat de buikspieren weliswaar de intra-abdominale druk opbouwen, doch daarbij tegelijkertijd de ribben naar beneden houden. Een schijnbare oplossing is het ontspannen van de buikspieren. Hierdoor worden de ribben minder hard omlaag getrokken. Echter, ontspannen van de buikspieren leidt tegelijkertijd tot een verlaging van de intra-abdominale druk, die in het model nu net verantwoordelijk zou zijn voor het heffen van de ribben. Zo schiet het natuurlijk niet op. Eenzelfde redenering gaat op voor de kracht die het pars costalis van het diafragma op de ribben omhoog uit zou oefenen (figuur 5). Figuur 5. Het pars costalis wordt verondersteld een heffende kracht Fpc uit te oefenen op de ribben. Hierbij zou het centrum tendineum gefixeerd worden door de intra-abdominale abdominale druk. Als het pars costalis een kracht omhoog uit wil oefenen, moet het ook aan het centrum tendineum kunnen trekken: het centrum tendineum moet een vast punt vormen voor het pars costalis. Als dit niet het geval is, zal het centrum tendineum naar beneden getrokken worden in plaats van de ribben omhoog. Om een vast punt te maken van het centrum tendineum, moet het door de intra-abdominale druk omhoog gehouden worden. Echter voor het opbouwen van intra-abdominale druk is contractie nodig van de buikspieren, welke de ribben juist omlaag trekken. Het is kortom onmogelijk de ribben te heffen door een samenspel van buikspieren, intra-abdominale druk en diafragma. Dit wordt nog eens duidelijk als we de krachten intekenen die er op de thorax werken (figuur 6). Omdat de intra-abdominale druk niet overgedragen wordt op de ribben, levert deze geen kracht. De enige krachten op de thorax die dan overblijven, zijn (buiten de zwaartekracht) de kracht omhoog van het diafragma en de kracht naar beneden van de buikspieren. Figuur 6. Krachten op de thorax. Het diafragma trekt omhoog (Fd), maar de buikspieren (Fb) trekken minstens net zo hard naar beneden. De ribben gaan dus niet om- hoog. Tenslotte moet nog worden opgemerkt dat ook een veronderstelde excentrische contractie van de buikspieren principieel niets van het boven geschetste probleem oplost. Als de buikspieren excentrisch aanspannen tijdens de ribheffing is het enige extra effekt dat het nu voor de scaleni en andere spieren erg vermoeiend wordt om de ribben te heffen (ongeveer identiek aan het pogen met de flexoren de elleboog te buigen, terwijl de strekkers excentrisch flink tegenwer-

6 ken). Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 12 jrg 1994, no. 6 (pp ) Samenvattend kunnen we zeggen dat het heffen van de ribben met het diafragma en de buikspieren onmogelijk is. Het is ons overigens volstrekt onduidelijk waarom deze theorie überhaupt ontwikkeld is. Het heffen van de ribben - de borstademhaling - kan uitstekend geschieden door de mm. scaleni, de mm.levatores costarum en de intercostaalspieren. De buikademhaling is een specialiteit van het diafragma, met ribheffing heeft deze spier niets van doen. LITERATUUR 1. Gosselink, H.A.A.M. (1988). Fysiotherapie bij CARA. Wetenschappelijke uitgeverij Bunge, Utrecht, 1e druk. 2. Rozendal, R.H. (1990). Inleiding in de kinesiologie van de mens. Educaboek, Culemborg, 5e druk. 3. Troyer de, A. (1988). Functional anatomy of the respiratory muscles. Clinics in Chest Medicine, Vol. 9: