Ga naar de inhoud Wat is de fysiologische motor achter onze ademhaling, onze vitale capaciteit en de controle over onze stem? Het antwoord is het middenrif, medisch bekend als het diafragma. Hoewel we deze spier dagelijks onbewust (en soms bewust) aansturen, schuilt er een complexe wereld achter de anatomie en werking ervan.
In het onderstaande artikel duikt neuroloog J.C.J. van Hemert diep in de wetenschap van het middenrif. Hij legt uit hoe deze spier zich al in de vroegste fase van ons leven ontwikkelt, hoe de unieke spiervezels functioneren en hoe het middenrif trainbaar is in kracht en uithoudingsvermogen.
Een fascinerende fysiologische onderbouwing voor iedereen die de kracht van een gecontroleerde ademhaling wil begrijpen om stotteren definitief te overwinnen.
Voordat het diafragma – of wel middenrif – zijn uiteindelijke of volwassen anatomische vorm heeft bereikt, treden er nogal wat vervangen op in de structuren waaruit het diafragma ontstaat, met name in het embryologische stadium. Zo ontstaat het centrum tendineum, het centrale peesblad van het diafragma, in de derde week van het embryologisch leven uit een massa van mesodermaal weefsel. Dit wordt dan het septum transversum genoemd; het bevindt zich voornamelijk aan borstbeen en ribben in wording.
Een tweede component die het latere diafragma gaat vormen, ontstaat gedurende de zevende week. Dan wordt het achterste gedeelte van het diafragma aangelegd uit de membranen (vliezen) van borst- en buikholte. Deze smelten samen, zodat een volledige afscheiding wordt verkregen tussen de borst- en de buikholte. In dit geheel doet ook het mesenterium (vlies) van de slokdarm mee: vanuit de achterzijde van het septum transversum groeien namelijk spiervezels naar het mesenterium van de slokdarm toe, waaruit de ‘spierbalken’ van het latere diafragma ontstaan.
Tussen de negende en twaalfde week van de embryologische ontwikkeling is er vanuit de zijkant – vanuit het zesde en zevende thoracale myotoom – ingroei van spierweefsel in het septum transversum. Daarbij groeien ook de zenuwvezels mee, die later de gevoelszenuwen (spierzin) van het perifere gedeelte van het diafragma zullen vormen.
Tijdens de verdere ontwikkeling van het diafragma ondergaan alle hiervoor genoemde componenten een drastische positiewijziging. Het septum transversum gaat zich namelijk van boven naar beneden bewegen, waarbij gedurende de fofde week zenuwvezels van de derde, vierde en vijfde cervicale (nek-)segmenten van het ruggemerg langs het hart het septum transversum ingroeien. Deze zenuwvezels vormen de latere nervus phrenicus.
Door de zeer snelle groei van het achterste gedeelte – de rugzijde – van het embryo ontstaat er een benedenwaarts gerichte ontwikkeling van het diafragma, dat gedurende de zesde week de hoogte bereikt van de thoracale (borst-)somieten. Omstreeks de negende week van de ontwikkeling bereikt het diafragma de uiteindelijke plaats, ter hoogte van de eerste lendewervel, waar het zich vasthecht aan de wervels en waarbij het zijn uiteindelijke vorm krijgt.
In zijn definitieve vorm laat het diafragma een koepelvormige structuur zien, die de borstholte scheidt van de buikholte. De vorm ervan, vooral van de koepel, wisselt sterk tussen maximale inspiratie en maximale expiratie. Het volgroeide diafragma is een spier-peesplaat, waarvan de randen bestaan uit spiervezels, die aan de omtrek vastzitten aan de benige structuur van de romp. Het midden bestaat uit een peesblad, dat tegelijkertijd ook het hoogste gedeelte van het diafragma vormt. Het zit aan de bovenkant vast aan het vlies dat rond het hart zit.
De in de periferie aanwezige spiervezels zijn gegroepeerd in bundels die vastzitten aan het borstbeen, de ribben en aan de lumbale wervels. Zo bestaat bijvoorbeeld het borstbeengedeelte uit twee sterke bundels, die vastzitten aan het zwaardvormig uitsteeksel van het borstbeen. De koepelvormige structuur van het diafragma vertoont een onderverdeling in twee sub-koepels. Het gedeelte dat vastzit aan de ribben vormt de linker- en rechterkoepel en ontspringt aan de binnenzijde van de onderste zes ribben en aan het kraakbeen van die ribben. De spierbundels ontspringen daarbij tussen de oorsprong van de dwarse buikspier.
Aan de achterzijde ontspringen aan de bovenste drie lumbale wervels peesbladen, waaraan het spiergedeelte van het diafragma vastzit. Aan de bovenste twee lumbale wervels ontspringen de aan de linkerkant gelegen peesbladen. Deze twee peesbladen komen bij elkaar op de plaats waar de aorta door het diafragma heengaat. De lengte van de spiervezels van het middenrif verschilt van persoon tot persoon. Bovendien zijn er grote verschillen voor wat betreft het aanhechtingspunt aan de romp, waarop wij niet nader ingaan. In het diafragma zijn drie grote openingen te onderscheiden, waardoor de aorta, de slokdarm en de onderste grote holle ader verlopen. Dan is er nog een aantal kleinere openingen, waardoor buikvaten en zenuwen verlopen.
In het spiergedeelte van het diafragma komen drie verschillende typen spiervezels voor: snel contraherende, snel vermoeibare vezels (type IIb), snel contraherende vezels met een grotere weerstand tegen vermoeidheid (type IIa) en traag contraherende, tegen vermoeidheid resistente vezels (type I). Bij een geringe contractie worden voornamelijk de type I-vezels gemobiliseerd. Wanneer de contractie voortgaat, gaan ook de IIa-vezels meedoen en bij nog sterkere contractie komen de IIb-vezels in actie. De impulsen die hiervoor verantwoordelijk zijn, verlopen voornamelijk via de alfa- en gamma-zenuwbanen, maar de regulering van die impulsen vindt plaats via de intercostale phrenicus-reflexen (via de gevoelszenuwen van het middenrif).
Onderzoekingen hebben uitgewezen, dat de diafragmaspier voor circa 60% bestaat uit vezels van het type IIa. De spiervezels van het diafragma reageren wat betreft inactiviteit en training overeenkomstig de skeletspieren. Zo zien wij bij duurtraining een toename van het percentage IIa-spiervezels, terwijl het percentage IIb-vezels daalt. Onder de microscoop zien wij dan tevens een toename van de mitochondriën en indirect van de oxydatieve capaciteit. Het omgekeerde proces valt waar te nemen als de diafragma-activiteit vermindert.
Zoals alle spieren van het menselijk lichaam kunnen ook de ademhalingsspieren door training in kracht en uithoudingsvermogen toenemen. De positieve invloed van de training van het diafragma werd reeds aangetoond bij patiënten met respiratoire aandoeningen – zoals astma en emfyseem – en bij sportmensen. Het ontwikkelen van een grotere spierkracht zou theoretisch op verschillende manieren mogelijk zijn: Een algemeen bekend principe in de spierfysiologie is, dat door gelimiteerde uitrekking van een spier (dus binnen de fysiologische grenzen), de spier in staat is een grotere kracht te ontwikkelen. Met betrekking tot het diafragma zou het inhouden, dat hoe hoger de koepel komt bij expiratie, des te meer de spiervezellengte dus toeneemt, met als gevolg dat de inspiratie die volgt des te krachtiger kan zijn.
Verder kan de spier ook bewust uitgerekt worden door de ribben, waaraan de diafragmaspier vastzit, naar buiten te bewegen; daardoor neemt de lengte van de spiervezels van het diafragma toe. Hierbij zien we fysiologisch een verschuiving optreden van IIb- naar IIa-vezels. Dan is er ook nog de theoretische mogelijkheid om via inspiratie tegen weerstand (door te inspireren via een kleine opening) de kracht van het diafragma te doen toenemen. Een dynamisch-concentrische krachttraining dus om de kracht van de diafragmaspier te vergroten.
Door krachttraining verandert een spier. Enerzijds zien wij dan een toename van the IIb-spiervezels en een afname van de IIa-vezels (in tegenstelling tot voornoemde mogelijkheid), anderzijds ontstaat er – evenals bij de eerder genoemde mogelijkheid – een hypertrofie van de spier, hetgeen betekent dat de spier dikker wordt. In de normale skeletspieren wordt deze hypertrofie gelimiteerd door bemoeilijking van de bloedvoorziening. Dit is echter niet het geval bij het diafragma, dat op alle niveaus van de contractie een uitstekende bloedvoorziening behoudt. Datzelfde geldt voor het hart.
De helft van de energiebehoefte put het diafragma uit de koolhydraatstofwisseling, voornamelijk door utilisatie van lactaat, zoals ook de hartspier doet. Daardoor heeft het diafragma een goede resistentie tegen anaerobe metabolische situaties (vermoeidheid) – dit ook weer in tegenstelling tot de skeletspieren. Uitgaande van de resultaten van experimenten met een verlamd diafragma kan men stellen, dat de ventilatie/perfusieverhouding door een betere werking van het diafragma vergroot wordt. Dat geldt vooral voor de onderste gedeelten van de longen, die de best doorbloede gedeelten vormen.
Hoewel de mechanismen niet geheel duidelijk zijn, moet uit experimenten geconcludeerd worden, dat zwakte (falen) van de ademhalingsspieren geassocieerd is met abnormaliteiten van het longvolume en de gaswisseling. Bovendien zou de vitale capaciteit bij ademhalingsspierzwakte verminderd zijn. Omgekeerd zou men dan ook mogen redeneren, dat bij toename van de spierkracht van de ademhalingsspieren de vitale capaciteit oploopt.
Door mogelijke reciproque (wederkerige) innervatie van het diafragma en de buikspieren werken de buikspieren bij expiratie als expiratoire spieren. Het aanspannen van de buikspieren helpt het diafragma zich zoveel mogelijk te ontspannen. Ook tijdens de inspiratie zijn de buikspieren te beschouwen als hulp-inademingsspieren, wanneer ze zich ontspannen. Hieruit moet afgeleid worden, dat bij een blijvende verhoogde tonus van de buikmusculatuur de functie van die spieren als hulp-ademhalingsspieren vermindert. Gevaar daarvoor bestaat wanneer bij de training de aandacht te veel op de buikspieren wordt gericht.
Embryonale groei
Het middenrif ontstaat tussen de 3e en 12e week van de zwangerschap uit verschillende weefsels en daalt tijdens de groei van de nekregio naar de eerste lendewervel.
Anatomische grens
Het is een koepelvormige spier-peesplaat die de borstholte (longen en hart) scheidt van de buikholte en bevat drie grote openingen voor de aorta, slokdarm en holle ader.
Unieke spiervezels
Het middenrif bestaat voor circa 60% uit type IIa-vezels (snel en vermoeidheidsresistent). Net als de hartspier heeft het middenrif, in tegenstelling tot skeletspieren, een onafgebroken uitstekende bloedvoorziening en gebruikt het lactaat voor energie, wat zorgt voor een enorme weerstand tegen vermoeidheid.
Trainbaarheid
De ademhalingsspier kan getraind worden in zowel uithoudingsvermogen (duurtraining zorgt voor meer type IIa-vezels) als in pure kracht (door inademing tegen weerstand). Hoe hoger de koepel komt bij het uitademen, of hoe meer de ribben naar buiten bewegen, hoe groter de spierkracht bij de volgende inademing.
Vitale capaciteit
Een sterker getraind middenrif verhoogt de vitale capaciteit (longvolume) en verbetert de gaswisseling, met name in de goed doorbloede onderste delen van de longen.
De rol van de buikspieren
Buikspieren ondersteunen het middenrif. Ontspanning van de buikspieren helpt bij de inademing, terwijl aanspanning helpt bij de uitademing. Een te hoge, constante spanning (tonus) op de buikspieren belemmert echter de ademhalingsfunctie.
Benieuwd naar de praktische vertaling van deze fysiologie? Lees hier hoe deze kennis is ingezet in het specifieke onderzoek van Van Hemert naar stotteren.
Hoe werkt de methode?
Ontdek hoe we dit fysiologische bewijs omzetten in een praktische spreektechniek. Bekijk hier direct ons 5-stappenplan.
Lees meer >
Wetenschappelijke onderbouwing
Lees het complete overzicht van al het medische en wetenschappelijke onderzoek naar stotteren.
Lees meer >
Nazorg & resultaat borgen
Medisch bewijs is één, maar hoe houden we dit vast? Lees hoe we met ons nazorgtraject een terugval stotteren voorkomen.
Lees meer >
Reken definitief af met stotteren en spreekangst door de fysiologische kern te trainen: de middenrifspier. In plaats van te vechten tegen woorden, neem je de fysieke blokkade bij de bron weg.
Dit geeft je de controle terug om weer volledig vloeiend en met zelfvertrouwen te spreken in elke situatie, van een informeel gesprek tot een presentatie voor een volle zaal. Kies hieronder de training die bij jouw leeftijd of doel past en leer stottervrij spreken.
6 t/m 12 jaar
13 t/m 17 jaar
18 jaar en ouder
Goed om te weten: onze unieke stottertherapie wordt doorgaans gedeeltelijk vergoed door zorgverzekeraars (aanvullende zorg) of werkgevers (re-integratie / opleidingsbudget).
