Гипоксия и гиперкапния. как фактор повышения адаптационных возможностей организма человека и пранаяма йога тренировки.

Для жизнедеятельности человека важно непрерывное поступление кислорода в организм. В результате многогранного процесса дыхания происходит поглощение кислорода для обеспечения жизнедеятельности организма и выделение конечных продуктов дыхания воды и углекислого газа образующихся в результате биологического окисления продуктов питания. При систематическом критическом недостатке О2 организм будет испытывать кислородное голодание или патологическое гипоксическое состояние выражающееся в понижении производительности всех органов и тканей.

“Гипоксия” (др. греч. “гипо”-под, внизу “оксия”-кислород)-кислородная недостаточность, состояние в организме возникающее при неадекватном потребностям снабжение тканей и органов О2 и при нарушении утилизации в них О2 в процессе биологического окисления.

Действительно в ранее разработанных классификациях гипоксических состояний основным положением было представление ее только как паталогического процесса. Но сейчас многочисленные исследования показывают, что умеренная гипоксия проявляется как определенное физиологическое состояние например при внутриутробном развитии плода, при интенсивной мышечной работе, в условиях среднегорья и высокогорья, и даже после приема обильной пищи.

Тоже самое будет справедливым и при гиперкапнических состояниях.

Гиперкапния- (др. греч.”гипер”- чрезмерно; “капния” — дым) —респираторный ацидоз-состояние, в котором РСо2 в крови превышает верхний предел физиологической нормы возникающее при повышении выработки Со2 организмом и засчет затруднения удаления Со2 из организма. Умеренная гиперкапния-44-55, патологическая более 70 мм.рт.ст.

Гипокапния (греч.”гипо”-под; “капния” — дым)-пониженное напряжение Со2 в крови (менее 35 мм. рт. ст), возникающее в результате чрезмерного выделения Со2 из организма.

Нормокапния-(нормо- + греч. kapnos дым; син. эйкапния) — нормальное напряжение двуокиси углерода в крови. (35-45 мм рт.ст.)

Ранее также было принято считать что организму надо полностью избавляться от побочных продуктов деятельности клеток. Но на основании многочисленных исследований еще в 1911 г. П. М. Альбицкий пришел к выводу что наш организм какую то часть СО2 удаляет, а другую наоборот оберегает. И недавно стали появляться новые данные о роли Со2 в метаболизме тканей и нейрогуморальной регуляции всех функциональных систем.

В здоровом организме активны генетически запрограммированные механизмы компенсации умеренных форм гипоксии и гиперкапнии для формирования комплекса адаптационных реакций направленных на повышение устойчивости организма к различным экстремальным стресс факторам. Таким образом организмом поддерживается газовый гомеостаз (постоянство газов в крови). Характерной чертой адаптированной системы является экономичность функционирования с целью максимальной экономии ресурсов организма. Так при на начальных этапах адаптации к дефициту О2 возникает первая энергетически расточительная фаза регулирующих систем, а в дальнейшем их напряженность постепенно уменьшается, нормализуются и становится адекватным условиям. 

При длительном хроническом воздействии гипоксии (дефицита О2) и гипокапнии (дефицита Со2) на организм, возникают глубокие функциональные нарушения.

Почему современный человек дышит часто?

  • Такие состояния развиваются при гиподинамии совместно с гипервентиляционным дыханием. Низкое содержание Со2 (гипокапния) и как следствие низкое кислородообеспечение (гипоксия) в организме современного человека связано с образом и качеством его жизни-органиченная двигательная активность на фоне повседневного стресса и избыточного питания.
  • Современный человек обычно не имеет контроля над своим состоянием ума  в котором постоянно блуждают самые неприятные и тревожные мысли, что как правило повышает симпатический тонус.
  • Симпатический тонус обеспечивает: Углубление и учащение дыхания, что приводят к увеличению объема легочной вентиляции, усилению и учащению сердечных сокращений, вызывающие увеличение минутного объема крови, что обеспечивает доставку работающим мышцам необходимого количества О2 и удаление Со2 еще до того как в крови начнут накапливаться Со2 и другие метаболиты при интенсивной мышечной работе.
  • Почему? Само предвкушение нагрузки (любая мысль особенно негативного характера), не обязательно физической, вызывает приспособительный механизм подготавливающий организм к будущей нагрузке требующей больших затрат энергии.  И если далее совершается работа, особенно физического характера ( потому что данный приспособительный механизм нужен для того чтобы бежать, драться, спасаться) то все хорошо, ведь в результате активной работы будет произведено достаточно Со2.
  • Но у большинства вслед за этим не следует самой работы, потому что современный человек не имеет культуры движения и даже намеренно избегает физической активности, посадив себя на удобный диван, в самодвижущиеся повозки и прочие прелести современного общества, что приводит к непропорционально высокому вымыванию Со2 из организма, что приводит к еще большему стрессу и перевозбуждению НС-дыхательный центр становится более чувствительным и учащает дыхательные движения- вызывая гипервентиляцию. А это приводит к еще большему вымыванию СО2 (гипокапния). В результате образуется замкнутый круг.(6)

Эффекты гипокапнии (понижение концентрации Со2)в следствии гипервентиляции легких.

Гипокапния вызывает значительные изменения физико-химических свойств внутренней среды организма, которые приводят к снижению умственной работоспособности, повышению нервной возбудимости, импульсивному поведению, состоянию тревоги, гипертонусу скелетной мускулатуры, судорогам. Нередко наблюдается угнетение моторики кишечника и развитие запоров.(7)

  • Такие изменения происходят в результате сужения сосудов особенно головного мозга и миокарда, так как именно СО2 оказывает локальное влияние на тонус и просвет сосудов при изменении его содержания в артериальной крови, а также при изменении уровня выделения Со2 в межклеточную жидкость клетками при увеличении их функции. Так при гипокапнии (в артериальной крови с 45 до 26 мм рт.ст) сужение сосудов мозга начинается через 15 секунд, а сосудов конечности через 2 минуты после начала гипервентиляции. Таким образом кровоснабжение мозга уменьшается на 65%, а дальнейшее снижение рСо2 может привести к потери сознания.(Sokoloff 1960)
  • Понижение работоспособности еще связано с тем что при гипокапнии повышается сродство кислорода с гемоглобином, отсоединиться он не может и в ткани не поступает, из-за чего ткани испытывают кислородное голодание. Дело в том, что гемоглобин отдает О2 только в обмен на СО2 т.е. отдает О2 тканям столько сколько получает от них взамен СО2. Если же СО2 мало из-за избыточного вымывания в результате гипервентиляции или понижение функции тканей в результате гиподинамии, то часть гемоглобина не отдает О2 и он возвращается с ним в легкие, что приводит к кислородному голод. Но парадокс состоит в том что при гипокапнии потребность в О2 тканями возрастает, а транспорт его нарушен.
  • Получается что Гипокапния может негативно сказываться на переносимость организмом гипоксии в следствии неблагоприятного перераспределения кровотока мозга и сердца, а также в результате повышения потребностей тканей в О2.
  • Нервно-мышечная возбудимость возрастает вплоть до развития судорог из-за повышения внутриклеточного Са+.

Такие же эффекты могут наблюдаться при длительной сознательной гипервентиляции легких (более 1,5 минут), выполняя упражнение из пранаяма йоги: Капалабхати и Бхастрика. И чтобы эти эффекты нивелировать, необходимо эти техники выполнять очень осторожно, постепенно наращивая интенсивность, количество дыханий и время одного подхода желательно чтобы не превышало 1,5 минут, после которого важно выполнить компенсаторные техники, способствующие накоплению Со2 в организме- задержки дыхания и удлинение дыхательного цикла.

Гипервентиляция может быть вызвана дыхательной недостаточностью – патологическим состоянием, вызванным неспособностью легких обеспечить полноценный газообмен даже в состоянии покоя. Основной симптом дыхательной недостаточности является одышка-нехватка воздуха при физической активности и в покое.

Причина дыхательной недостаточности:

  1. Прием оральных контрацептивов;
  2. Беременность
  3. Патологии легких – (бронхиальная астма, туберкулез);
  4. Ожирение;
  5. Кардиологические проблемы (артериальная гипертония, ишемия, тяжелая структурная патология сердца и состояния, при которых высок риск тромбоэмболии).
  6. Уменьшение кол-ва активно функционирующих альвеол;
  7. Сужение просвета бронхов;
  8. Нарушение кровообращения в легких;
  9. Хронический стресс;

 При наличии таких состояний выполнять техники сознательной гипервентиляции без должной подготовки  не рекомендуется.

Так же противопоказанием  будет:

  1. месячные
  2. опухоли и другие серьёзные заболевания головного мозга,
  3. эпилепсия,
  4. перенесённые в прошлом тяжёлые черепно-мозговые травмы,
  5. любые острые и обострения хронических воспалительных заболеваний,
  6. злокачественные опухоли органов брюшной полости и малого таза;

Углекислый газ является естественным стимулятором защитных систем организма. Периодические повышения его концентрации важное условие достаточной активности этих систем, чему способствует адекватная физическая активность и нормализация дыхательной системы. В основном у современного человека это условие не выполняется.

Назовем основные положительные свойства умеренной гиперкапнии (повышение концентрации Со2)

  • Расслабляет спазмированные и тонизирует атоничные гладкие мышцы внутренних органов (бронхов, сосудов, жкт, желчевыводящих и мочевыводящих путей)
  • расслабляет гладкие мышцы артериол и венул там где они сужены, (особенно чувствительны к концентрации СО2 сосуды головного мозга и сердца), таким образом усиливается микроциркуляция крови в тканях. Известно, что при максимальной физиологической гиперкапнии (которая возникает при аэробной нагрузке, соответствующей бегу на 10 км со скоростью 10 км в час) в открытом состоянии находится в 30 раз больше капилляров, чем в отсутствие физиологической гиперкапнии;
  • нормализует тонус вен-при недостаточном тонусе вен развивается венозный застой, когда нарушается отток крови от тканей, что ухудшает их питание и снабжение О2
  • стимулирует венозный приток к сердцу, увеличение систолического объема в результате повышения тонуса вен.
  • количество оксигемоглобина, расщепляющегося на О2 и гемоглобин, увеличивается в 2-3 раза; разница в кислороде увеличивается в 3-4 раза. Дело в том, что гемоглобин отдает О2 только в обмен на СО2 т.е. отдает О2 тканям столько сколько получает от них взамен СО2. Если же СО2 мало из-за гипервентиляции и гиподинамии, то часть гемоглобина не отдает О2 и он возвращается с ним в легкие, что приводит к кислородному голоданию тканей; что приводит к наилучшему кислород- обеспечению миллиардов клеток тканей организма, и с какого-то момента уже не страшны экстремальные физические и психические нагрузки, что делает невозможным, например, инфаркт миокарда;
  • снижает возбудимость нс -являe­тc­я уc­пo­кo­итe­лe­м (трa­нквилизa­тo­рo­м) нe­рвнo­й c­иc­тe­мы, a­ знa­чит, прекрасным анестезирующим средством. Если возбудимость нс высокая то даже небольшое по силе воздействие воспринимается как сильное и формируется стресс.
  • способствует регенерации поврежденных тканей;
  • снижение чувствительности рецепторов к адреналину
  • повышает теплоотдачу, что снижает температуру тела
  • поддерживает правильный обмен веществ и нормализует работу эндокринной системы.
  • Снижает вязкость межклеточной жидкости. Клетки организма наполнены раствором похожим на студень и необходимо поддерживать степень вязкости его (не должен быть слишком густым). Вязкость повышается при гиподинамии, гипервентиляции, неправильном питания), что приводит к снижению скорости протекания биохимических процессов, накоплению токсинов, солей, продуктов обмена.
  • повышение умственной работоспособности
  • гиперкапническая тренировка постепенно, приводит к тому, что дыхательный центр адаптируется на поддержание высокого уровня Со2 в крови за счет снижения уровня МОД (минутного объема дыхания): т.е . дыхание становится повседневно реже, устраняя излишнее вымывание из организма СО2. Его содержание в альвеолярном воздухе увеличивается до нормы;

Уникальные особенности организации нервной системы человека

Несмотря на важность нормального уровня Со2 в организме, есть ряд уникальных особенностей организации нервной системы которые не способствуют поддержанию его на должном уровне и объясняющие распространенность хронической гипокапнии, возникающей в следствии гипервентиляции.

  • Первый факт связан с уникальным анатомическим признаком цнс человека- наличие прямой нервной связи между зоной новой коры (речедвигательный центр) и дыхательным центром находящимся в продолговатом мозге, что проявляется в осуществлении произвольной вентиляции легких и произвольной задержке дыхания, то есть в феномене вокализации. И эта связь минует гипоталамус, что предопределяет отклонение параметров гомеостаза не учтенных гипоталамусом. Только у человека дыхательный центр находится под управлением не только гипоталамуса как у млекопитающих но и новой коры (речедвигательный центр).
  • Второй факт связан с отсутствием механизмов тормозящих гипервентиляцию, приводящую к гипокапнии. Нейроны-хеморецепторы реагируют только на превышение Со2 выше величины установки (40 мм рт.ст-6%) и  потому Со2 в крови может опускаться до предельно низких величин не вызывая никаких реакций нс вплоть до возникновении ишемии (Гипокапния приводит к тонусу сосудов). Т.е нервная система не имеет компенсаторных механизмов повышения Со2 если его уровень оказался ниже нормы.И постоянно неадекватная физиологическому состоянию организма активизация дц и гипервентиляция со стороны новой коры не встречает никакого противодействия.

То есть получается человек может хронически дышать часто и даже не ощущать этого и не ощущать связанного с таким дыханием серьезного нарушения гомеостаза -гипокапнии. Такой человек встречается уже по факту с нарушением функционального состояния высших отделов головного мозга и миокарда в следствии спазма сосудов. Он чувствует понижение работоспособности, повышение утомляемости, раздражительность, тревогу но никак не связывает эти состояния со сложившимся паттерном дыхания. Можно сказать что практически каждый человек обречен рано или поздно получить хроническую гипокапнию. Для этого у него есть необходимые анатомические и физиологические особенности организма и соответствуюший образ жизни с эмоциоанльными перегрузками и отсутствием физической активности.(9)

Зная эти особенности организма, человек должен сознательно позаботиться о том чтобы сохранить параметры гомеостаза в должных пределах. Для этого есть 2 способа.

2 способа устранения хронической гипокапнии.

  • Первый способ основан на обеспечении повышения содержания Со2 в артериальной крови за счет повышения его выработки в организме путем физической нагрузки умеренной интенсивности аэробного характера, например бег, ходьба плавание. Согласно литературным данным (Н.А. Агаджанян и др., 1995), существенное уменьшение МОД и приближение его к должному, происходило как следствие пробега в течении полугода 1600 км при ежедневных пробежках. Конечно чтобы использовать такой способ нужно обладать достаточно высоким уровенем здоровья и иметь высокие волевые качества для проведения интенсивных тренировок в течении длительного периода.
  • Второй способ основан на затруднении элиминации СО2 из организма засчет уменьшения уровня вентиляции легких (понижение МОД) с помощью произвольного контроля дыхания: задержки дыхания, удлинения выдоха, затруднения выдоха-вдоха как например в Удджай. Вентиляция легких при таком дыхании становится предельно малой, что обеспечивает большое накопление Со2 в артериальной крови и рост его напряжения характерное для гиперкапнии.

Здесь важно понимать что использование второго способа-затруднение элиминации Со2 должно базироваться исключительно на первом-обеспечение выработки Со2 в организме, чтобы избежать негативных эффектов.
Также 2-й способ станет доступен только выполнив 1-й способ. Ведь замедление дыхания возможно только на фоне активной парасимпатики!!!!

Следует упомянуть, что Методы Экзогенной гиперкапнии не решают проблем, так как нарушение гомеостаза газов в крови идет в следствии гипервозбуждения НС на фоне гиподинамии и хронических стрессов.  Надо бороться с причиной, а не со следствием, т.е. создать условия когда организм перестанет “ хронически выживать” – то есть повысить  адаптационные ресурсы стрессоустойчивости.

Методы экзогенной гиперкапнии.

  • Замкнутого пространства-при вдыхании воздуха с повышенным содержанием Со2 который накапливается в изолированных замкнутых пространствах (помещения, космич корабли, шахты, пещеры, самолеты, водолазные работы..) Обычно сопровождается выраженными эмоциональными реакциями, которые усиливают частоту дыхания.
  • Респирационная -при дыхании в замкнутый мешок. Тем более здесь происходит резкое повышение Со2 за короткий промежуток времени в организме, что будет сильно возбуждать Дыхательный центр и повысит в итоге Частоту дыхания еще больше.

Причем одновременно, и при первом и при втором способе, будет падать напряжение и О2 в артериальной крови, что характерно для гипоксии, у которой также есть свои положительные эффекты для организма.

Умеренная гипоксия во время физической нагрузки (гипоксия нагрузки) связана с возрастанием потребления О2 при усилении функции органа особенно при мышечной деятельности. Гипоксия при дыхательных упражнениях связана с понижение МОД.

Эффекты умеренной гипоксии.

Гипоксическая тренировка приводит к позитивным сдвигам состояния когнитивных психических процессов, при этом повышаются показатели внимания (переключаемость, устойчивость, распределение), объем оперативной (кратковременной) памяти, улучшается мышление. Кислородозависимые ткани становятся устойчивыми к гипоксии, что особенно важно для миокарда и нейронов мозга, так как они очень чувствительны к гипоксии и что будет неоспоримым преимуществом при выполнение практик пранаямы. Такая устойчивость происходит засчет запуска механизмов, помогающих поддержанию нужного уровня тканевого дыхания,  путем:

  • Улучшения доставки О2 к митохондриям
  • Изменения метаболизма в тканях, обеспечивающего сохранение жизнеспособности организма при нарушении доставки О2 к клеткам. (Н.Н. Сиротинин,1966 З.И.Барбашова 1960, Н.В.Коростовцева 1976)

 У людей же с низкой устойчивостью к гипоксии отмечается низкая устойчивость к стрессовым ситуациям, как физическим, так и эмоциональным.

Адаптация к гипоксии оказывает существенное влияние на центральную нервную систему, центральную гемодинамику, микроциркуляцию крови в различных органах, кислородный метаболизм, свободнорадикальное окисление липидов, основные ферменты детоксикационных систем и иммунитет. При этом адаптационные механизмы  при гипоксических тренировках направлены в основном на: 

  1.  Уменьшение артериальной гипоксемии и поддержание скорости поступления кислорода в легкие и альвеолы на уровне, близком к нормоксическому, путем увеличения минутного объема дыхания, повышения доли альвеолярной вентиляции, возрастания диффузионной способности легких, уменьшения шунтирования крови в легких; 
  2.  Повышение скорости массопереноса кислорода артериальной кровью от легких к тканям путем увеличения кислородной емкости крови и объемного кровотока; 
  3. Обеспечение клеток необходимым количеством кислорода путем усиления микроциркуляции крови в тканях, укорочения расстояния диффузии кислорода из крови микрососудов в клетки и увеличения запасов кислорода за счет прироста содержания миоглобина в мышцах;
  4.  Повышение способности утилизировать кислород путем увеличения количества митохондрий, их дыхательных ансамблей, активности дыхательных ферментов и антиоксидантной системы.

Физическая нагрузка , которая создает умеренную гипоксию нагрузки — наиболее доказанный способ оптимизации митохондриальной функции на равне с понижением МОД. Известно, что при выполнении физических упражнений создается кислородный долг, т.е. условия подобные кислородному голоданию.
  • Дыхательные (гипоксия и гиперкапния) и физические тренировки являются мощным инструментом селекции митохондрии. В любой клетке митохондрии разного качества и хорошего и плохого. И те и другие размножаются копируя свое ДНК. Если условия стабильны, то быстрее размножаются митохондрии поврежденные, мутированные и клетка рано или поздно становится дисфункциональной. То есть состояние покоя и комфорта приводит к закономерной деградации энергитического обмена путем ухудшения пула митохондриальной днк. Поэтому для любой клетки критически важно периодически получать умеренную стресс нагрузку в виде гипоксии и выводить ее из состояния покоя, что сработает как фактор селекции митохондрий. Потому что здоровые митохондрии легко смогут перенести такую встряску, а мутированные не смогут.
  • Все виды физ нагрузки создают такие условия. Регулярные тренировки уже даже в течение месяца увеличивают содержание митохондрий в клетках на 30–100%, а их объемную плотность на 40%. А если заниматься более полгода, активируется системный биогенез митохондрий, предотвращается истощение пула ДНК митохондрий (мтДНК), снижается скорость образования мутаций в мтДНК, оптимизируется работа дыхательной цепи митохондрий, что повышает максимальное потребление кислорода и оптимизирует процессы поглощения кислорода для окисления ( т.е. на единицу потребленного субстрата образуется больше энергии АТФ, которую клетка может использовать). Сокращение мышцы запускает ряд изменений (повышение уровня внутриклеточного кальция и повышение количества АФК), влияющих на основные внутриклеточные сигнальные пути, которые контролируют работу митохондрий и на синтез главного регулятора образования митохондрий (1)(13)
  • Но только длительные тренировки приводят к росту количества митохондрий, а кратковременные интервальные лишь влияют на эффективность деятельности уже существующих, меняя их ультраструктуру и оптимизируя работу дыхательной цепи (2)(13)
  • При адаптации к гипоксии в организме увеличивается секреция эритропоэтинов, которые стимулируют эритропоэз в красном костном мозге, что приводит к увеличению количества эритроцитов и повышению концентрации гемоглобина, увеличивается способность гемоглобина связывать кислород в легких и отдавать его периферическим тканям.
  • Помимо типичного для взрослого организма гемоглобина А (НbА), появляется эмбриональный гемоглобин F (HbF), обладающий большим сродством к кислороду и способный присоединять его при более низком напряжении кислорода в альвеолярном воздухе. Это способствует повышению мощности кислородтранспортной системы (возрастанию кислородной емкости крови), что приводит к увеличению физической работоспособности или аэробной мощности нагрузки (29,30)
  • Повышается содержание в эритроците 2,3-дифосфоглицерата, способствующего освобождению кислорода из комплекса с гемоглобином в тканях. Увеличение кислородной емкости крови дополняется повышением концентрации в миокарде и скелетных мышцах мышечного белка – миоглобина, способного переносить кислород в зоне более низкого парциального давления, чем гемоглобин (31)
  • В легких увеличивается дыхательная поверхность и количество альвеол, увеличивается масса дыхательных мышц, происходит гипертрофия нейронов дыхательного центра. В результате чего повышается эффективность вентиляционной функции легких (25,26,31)
  • Повышается активность антиоксидантной системы, являющейся главной системой защиты клеточных мембран, – снижается активность перекисного окисления липидов в мембранах клеток, что приводит к уменьшению проницаемости клеточных мембран и улучшению работы ферментных систем клеток (32)
  • При адаптации к гипоксии и физическим тренировкам происходит более выраженное усиление продукции окиси азота (NО) (22) за счет повышения активности и экспрессии эндотелиальной синтазы окиси азота (eNOS) (33) Это явление может играть роль в профилактике и терапии при сердечно-сосудистых заболеваниях, сопровождающихся дисфункцией эндотелия (34).
  • Улучшение мозгового кровообращения является одним из важных защитных эффектов адаптации к гипоксии. В основе этого эффекта лежит не только стимулирование синтеза NО, но также увеличение плотности сосудов, которое наблюдается при адаптации к гипоксии во многих органах, включая головной мозг (21), и наиболее выражено это в коре, стриатуме и гиппокампе (35). Такие изменения приводят к увеличению функциональных возможностей головного мозга, что проявляется увеличением умственной работоспособности, улучшением процессов перехода информации из кратковременной памяти в долговременную и повышением устойчивости мозга к воздействию экстремальныхфакторов (переутомление, эпилептогены ит.д.).
  • Кроме того, адаптация к гипоксии активирует стресслимитирующие системы мозга (ГАМК-ергическую, серотонинергическую,систему эндогенных опиоидных пептидов), что обеспечивает защиту организма от повреждающих факторов различной этиологии (36)

Помимо физической нагрузки, гипоксии можно достичь с помощью произвольной задержки дыхания то есть минимизации МОД. Но здесь есть нюансы. Произвольная задержка дыхания требует качественной подготовительной работы, которая будет заключаться в нормализации гомеостаза газов в крови, в первую очередь Со2, ведь Гипокапния негативно сказывается на переносимость организмом гипоксии в следствии неблагоприятного перераспределения кровотока мозга и сердца, а также в результате повышения потребностей тканей в О2.

Потому, еще раз, гипоксические тренировки будут иметь должный гипоксический эффект при естественном повышении СО2 засчет его продукции самим организмом, что достигается физической тренировкой и затруднении его элиминации, путем удлинения дыхательного цикла, выполняя гиповентиляционное дыхание (ГВД). Результаты исследования (38) показывают, что испытуемые после обучения ГВД на фоне физических упражнений обладают большей устойчивостью к гипоксии. Именно обучение гиповентиляционному дыханию способно повысить гипоксическую устойчивость человека при физической нагрузке, поскольку оно модифицирует физиологический механизм дыхания, снижает чувствительность хеморецепторов дыхательного центра и рефлексогенных зон периферических сосудов к высокому уровню СО2. Ведь продолжительность задержки дыхания будет зависеть в первую очередь от способности ДЦ находится долго в состоянии равновесия засчет повышения его устойчивости к достаточно высокому уровню СО2, а также способности новой коры сдерживать нарастающее возбуждение ДЦ в состоянии нарастающей гипоксии. А еще если задержку дыхания предварять гипервентиляционным дыханием (Капалабхати и Бхастрика) эффекта гипоксии можно добиться более выраженного, так как такая задержка естественно продлиться во времени за счет того, что предварительно Гипервентиляцией активно было удалено большое количество СО2 из организма , что понизило чувствительность дц к СО2 и его возбуждение будет нарастать очень медленно.

От чего зависит продолжительность задержки дыхания?

Итак, что мы имеем.

  • Установлено, что произвольная задержка дыхания приводит к тому, что среднее содержание Со2 в альвеолярном воздухе в конце задержки составляет 7%, что на 2% больше нормы и является результатом воздействия сигналов с новой коры на дыхательный центр минуя гипоталамус. А вот когда действует только автономная нс (гипоталамус-дыхательный центр) содержание Со2 в альвеолярном воздухе придерживается строго на уровне 6%.
  • Произвольная задержка дыхания возможна благодаря тормозящему влиянию коры головного мозга, которая способна преодолевать нарастающее возбуждение дыхательного центра под влиянием нарастающей гиперкапнии и гипоксии, до тех пор пока оно не становится неудержимым при граничных 8% Со2 (норма 5%) и 5% О2 (норма 14%) и тогда начинается сокращение дыхательных мышц и задержка дыхания прекращается. Продолжительность тормозящего влияния коры на дыхательный центр,  то есть время задержки дыхания, может быть увеличена тренировкой.
  • Тренировка будет заключаться в адаптации дыхательного центра к увеличенному уровню СО2 (гиперкапнии 8% Со2) и адаптации коры головного мозга к уменьшению О2 (гипоксии 5%). Ведь неминуемость непроизвольного прекращения произвольной задержки дыхания происходит из-за острой гипоксии нейронов новой коры, самых чувствительных к недостатку О2.
  • Адаптация новой коры к гипоксии будет выражаться  в рекрутировании механизмов доставки О2 к нейронам:  увеличении васкуляризации (увеличение плотности сосудов) зон новой коры, повышение уровня нейроглобина, и биогенезе митохондрий в нейронах. Улучшение мозгового кровообращения является одним из важных  защитных эффектов адаптации к гипоксии(19)

Техника безопасности в регулировании дыхания.

Подготовительные упражнения к задержкам дыхания.

Начинать обучать свой дыхательный центр  новым параметрам СО2 важно именно  с физических нагрузок в течении достаточно длительного времени. Физические нагрузки являются необходимым условием для  последующих тренировок задержек дыхания не только с точки зрения обучения дыхательного центра гиперкапнии, но и с точки зрения оптимизации дыхательного аппарата, повышения эффективности легочной вентиляции и улучшения кровообращения, повышения кпд сердца  и легких, что является качествами  выносливого и здорового организма. Потому что имея разлад в важных физиологических системах организма тренировка задержек дыхания будет невозможна и даже опасна, особенно при наличии:

  • Заболеваний и расстройств функций дыхательной и сердечно-сосудистой системы
  • Ишемической болезни сердца.
  • Патологий, связанных с системой свертывания крови . 
  • Имея заболевания дыхательной и сердечно-сосудистой систем  люди имеют увеличенный объем слабовентилируемых зон, покидая которые кровь не достигает достаточной оксигенации (27) такой она поступает в сердце, а оттуда в ткани организма. Так возникает хроническая гипоксия .  И даже если предположить что  удерживая в крови СО2 создаются благоприятные условия для усвоения О2, то следует понимать, что усваивать нечего, поскольку из больных легких со слабовентилируемыми участками в кровь поступает недостаточное количество О2. При некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях, СО2 в крови может быть повышенным/

Не говоря о том, что такие тренировки подразумевают длительное сидение в удобной и умеренно расслабленной позе с прямой спиной, что обеспечивается тренированностью опорно-двигательного аппарата, оптимальностью и экономизацией кровообращения, что достигается умеренной гиперкапнией. Как правило сидячие позы ограничивают кровообращение в ногах (ваджрасана, падмасана, сидхасана и т.п), особенно падмасана, что собственно и нужно для практики пранаямы, так как уменьшение кровообращения по периферии будет способствовать приливу ее к центру-к головному мозгу и сердцу и жизненно важные органы столкнуться с гипоксией в последнюю очередь. Если же изначально в организме есть нарушения кровообращения, такие как венозный застой, то длительное сидение в одной позе создаст патологическое гипоксическое состояния для тканей. Потому усаживаться в позы для пранаямы и медитации следует без таких проблем, то есть имея здоровые сосуды и хорошее кровообращение.

Йога Сутры Патанджали 2.49 При нахождении в ней  (в асане) [практикуется] пранаяма, то есть прекращение движения вдыхаемого и выдыхаемого [воздуха].

Практика пранаямы с сутулой  и больной спиной будет невозможна не только по причине нарушенной вентиляции легких  и нарушения кровообращения  но и по причине  прожорливости гипертонированных мышц поддерживающих закрепленный паттерн патологической осанки. В таком теле кардиореспираторная система будет работать на износ и формировать патологическиие паттерны дыхания, закрепляя симпатический тонус нервной системы. Упражнения же пранаяма йоги должны выполняться на базе активной парасимпатической нервной системы. Физическая нагрузка умеренной интенсивности и практика тренировочных асан научит вегетативную нервную систему легко  и по надобности переключаться с симпатики на парасимпатику.

Хатха Прадипика 2.1 Когда Асаны освоены, пусть йогин, владеющий собой и соблюдающий диету, практикует Пранаяму согласно указаниям своего Гуру.

2.4. Загрязненные Нади не пропускают дыхание (Прану) в Сушумну. Как могут быть достигнуты Сиддхи и Унмани Авастха (состояние не-ума)?

2.5. Когда вся система Нади, которая обычно загрязнена, очищается, тогда йогин становится способным контролировать Прану.

2.21. Тот, кто толстый или вялый, сначала должен выполнять Шат-карма (6 очищений). Другим Шат-карма делать не обязательно.

Поэтому активно практиковать пранаяму следует не раньше чем будет достигнут определенный уровень тренированности организма с помощью  хатхайогических асан, а также подготовительных упражнений дыхательного и очистительного характера из раздела шаткарм.  Тогда тренированный организм  будет расходовать  ресурс (прану) очень экономично, при одинаковом объеме и интенсивности работ, в результате:

  1. оптимизации  работы всего дыхательного аппарата  за счет повышения  эластичности грудной клетки и силы дыхательной мускулатуры, что увеличивает  экскурсию дыхательных мышц и объем  вентиляции легких .
  2. формирования выносливого мышечного корсета   поддерживающего здоровую осанку, с нормальным тонусом, который на свою работу не требует много ресурса и  создает   нужный паттерн дыхания в ответ на  соответствующую нагрузку.
  3. экономизации кровообращения в следствии улучшения эластичности и пропускной способности сосудистой стенки и разрастания капиллярной сети 
  4. а также ряд асан с антигравитационным эффектом  и бандхи улучшают кровообращение органов без нагрузки на сердце.
  5. оптимизации вегетативной нервной системы путем повышения активности парасимпатической нервной системы, что достоверно снижает чсс и  улучшает работу всей кардиореспиратной системы

Хатха Прадипика 2.77. Вот признаки успеха в Хатха-йоге: тело становится худощавым, речь убедительной, в сердце слышны звуки Нада, взор ясный, тело свободно от болезней, семя под контролем, аппетит хороший, а Нади очищены.

 2.15. Как постепенно укрощаются львы, слоны и тигры, так и дыхание постепенно укрощается. Иначе оно убьет практикующего.

2.16. Пранаяма освобождает от всех недугов. А от неправильных занятий Йогой недуги только приобретаются.

Хатха Прадипика 2.75. Нельзя достичь совершенства в Раджа-йоге без Хатха-йоги и нельзя достичь успеха в Хатха-йоге без Раджа-йоги. Обе они нужны для достижения Сиддхи.

И в таком случае, действительно, можно говорить о таком феномене как “набор праны”  выполняя задержки дыхания, и направление ее  избытка на внутренние практики йоги  длительной волевой кo­нцe­нтрa­ции внимa­ния к которым относятся пратьяахара, дхарана, дхьяна и самдахи, которые будут требовать  избыток ресурса для обеспечения более высокой работоспособности мозга.

Хатха Прадипика 2.2. Когда дыхание движется, тогда и ум беспокоен. Сдерживая дыхание, йогин достигает устойчивости ума.

Йога Сутры Патанджали Глава 2. 52. Благодаря ей, разрушается препятствие для света. 2.53 …и пригодность манаса к концентрации.

Итак, непосредственно  пранаяма йога заключается в тренировке удлинения дыхательного цикла и задержек дыхания.

Йога Сутры Патанджали 2.(49) При нахождении в ней  (в асане) [практикуется] пранаяма, то есть прекращение движения вдыхаемого и выдыхаемого [воздуха

2.(50) Проявляется как внешняя, внутренняя [или как] задержка [дыхания], регулируется по месту, времени и числу [и благодаря практике становится] длительной и тонкой.

2.(51) Четвертый [вид пранаямы] превосходит внутреннюю и внешнюю сферы.

Хатха Прадипика 2.71. Есть три вида Пранаямы: вдох, выдох и задержка дыхания. Задержка бывает двух разновидностей: Сахита (с вдохом и выдохом) и Кэвала (когда вдох и выдох, плавно переходя друг в друга, как бы незаметны).

2.72. Кэвала-кумбхака выполняется без вдоха и выдоха. Таков этот вид Пранаямы.

2.73. Кто овладел Кэвала-кумбхакой, тот все может в трех мирах. Он может останавливать свое дыхание настолько долго, насколько долго может длиться Кэвала кумбхака.

Успехом в Пранаяме считается когда дыхание само  по себе останавливается (Кевала Кумбхака). Что обусловлено  глубинной адаптацией дыхательного центра к гиперкапнии и гипоксии, а также перестройкой механизмов внутриклеточного дыхания.

Список литературы:

  1. Sara Cogliati, Jose A. Enriquez, Luca Scorrano. (2016). Mitochondrial Cristae: Where Beauty Meets FunctionalityTrends in Biochemical Sciences41, 261-273;
  2. Jesus R. Huertas, Rafael A. Casuso, Pablo Hernansanz Agustín, Sara Cogliati. (2019). Stay Fit, Stay Young: Mitochondria in Movement: The Role of Exercise in the New Mitochondrial Paradigm. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019, 1-18;
  3. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть 1://www.mediasphera.ru/issues/arkhiv-patologii/2021/3/1000419552021021052.
  4. Функции организма в условиях гипоксии и гиперкапнии. Н.А.Агаджанян, А.И.Елфимов
  5. Гиперкапническая тренировка как средство устранения тканевой гипоксии”.Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье» Сенин И.П., Мишустин Ю.Н. https://cyberleninka.ru/article/n/giperkapnicheskaya-trenirovka-kak-sredstvo-ustraneniya-tkanevoy-gipoksii/viewer
  6. The role of carbon dioxide (and intracellular pH) in the pathomechanism of several mental disorders. Are the diseases of civilization caused by learnt behaviour, not the stress itself? https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20128395/
  7. The role of hyperventilation: hypocapnia in the pathomechanism of panic disorder https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17713689/
  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4860742/
  9. Агаджанян Н.А. с соавт. «Хроническая гипокапниемия — системный патогенный фактор»
  10. Агаджанян Н.А., А.Я.Чижов “Гипоксические, гипокапнические и гиперкапнические состояния”
  11. http://journal-grsmu.by/index.php/ojs/article/viewFile/1456/1358
  12. Агаджанян Н.А., Красников Н.П., Полунин И.Н. Физиологическая роль углекислоты и и работоспособность человека. – Москва – Астрахань – Нальчик, 1995.
  13. “Молодость в энергии”://biomolecula.ru/articles/molodost-v-energii
  14. Роль нейроглобина при церебральной ишемии/гипоксии и другой нейропатологии. Научная статья по специальности «Клиническая медицина»Зиматкин С.М.Бонь Е.И.Максимович Н. //cyberleninka.ru/article/n/rol-neyroglobina-pri-tserebralnoy-ishemii-gipoksii-i-drugoy-neyropatologii#:~
  15. АДАПТАЦИЯ К ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ: ДИНАМИКА НАСЫЩЕНИЯ КРОВИ КИСЛОРОДОМ В. П. Катунцев , С. Ю. Захаров, Т. В. Сухоставцева, А. А. Пучкова
  16. И НЕКОТОРЫХ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
  17. ВЛИЯНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ЭРИТРОЦИТАРНОГО ЗВЕНА ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА А. О. Иванов, В. Ф. Беляев, А. В. Смуров, Е. С. Загаров
  18. . Барбашова З. И. Динамика повышения резистентности организма и адаптивных реакций на клеточном уровне в процессе адаптации к гипоксии // Успехи физиол. наук.— 1970.— Т. 8, № 3.— С. 70–81.
  19.  Маршак М.Е. Физиологическое значение углекислоты / Маршак М.Е. – М., 1969. – 144 с.
  20. LaManna, J. С. Brain adaptation to chronic hypobaric hypoxia in rats / J. С. LaManna, L. M. Vendel, R. M. Farrell // J. Appl. Physiol. – 1992. – Vol. 72. – P. 22382243.
  21. Манухина, Е. Б. Изменение плотности сосудистой сети поверхности коры головного мозга у крыс при экспериментальной гипертонии и адаптации к высоте / Е. Б. Манухина, И. А. Соколова, И. М. Родионов // Кардиология. – 1982. – № 10. – С. 118-119.
  22. Manukhina, E.B. Role of nitric oxide in protective effects of adaptation / E. B. Manukhina, I. Yu. Malyshev // Adaptation biology and medicine / Eds. J. Moravec, N. Takeda, P.K. Singal. – New Delhi, Narosa Publishing House, 2002. – Vol. 3. – P. 312–327.
  23.  Глазачев, О. С. Динамика показателей вегетативной реактивности и устойчивости к острой дозированной гипоксии в курсе интервальной гипоксической тренировки / О. С. Глазачев, О. В. Бобылева // Физиология человека. – 2007. – № 2. – С. 81-89.
  24. Основные механизмы формирования защиты головного мозга при адаптации к гипоксии.://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-mehanizmy-formirovaniya-zaschity-golovnogo-mozga-pri-adaptatsii-k-gipoksii
  25. Состояние центрального звена регуляции дыхания у людей до и после воздействия прерывистой нормобарической гипоксии / М. И. Левашов [и др.] // Фи-зиол. журн. – 1996. – Т. 42, № 3-4. – С. 19-20.
  26. Адаптация к периодической гипоксии в терапии и профилактике / Ф. З. Меерсон [и др.]. – М. : Наука, 1989. – 70 с.
  27. Рябов, Г. А. Гипоксия критических состояний / Г. А. Рябов. – М. : Медицина, 1988. – 287 с. : ил.
  28. Intermittent hypobaric hypoxia stimulates erithropoesis and improves aerobic capacity / F. A. Rodrigues [et al.] // Med. Sci. Sports Exerc. – 1999. – Vol. 31, № 2. – P. 264–268.
  29. Powell, F. L. Physiologis effects of intermittent normobaric hypoxia / F. L. Powell, N. Garcia // High Alt Med Biol. – 2000. – Vol. 1, № 2. – P. 125–136.
  30. Бельченко, Л. А. Адаптация человека и животных к гипоксии разного происхождения / Л. А. Бельченко // Сорос. образоват. журн. – 2001. – Т. 7, № 7. – С. 33–39.
  31. Влияние моделирования условий горного климата на общую и регионарную вентиляцию легких / В. А. Березовский [и др.] // Кислородное голодание и способы коррекции гипоксии: сб. науч. ст. – Киев: Наук. думка, 1990. – С. 68–75.
  32. Меерсон, Ф. З. Адаптационная медицина: механизмы и защитные эффекты адаптации / Ф. З. Меерсон. – М.: Hypoxia Medical, 1993. – 331с.
  33. Hypoxia potentiates nitric oxide synthesis and transiently increases cytosolic calcium level in pulmonary artery endothelial cells / V. Hampl [et al.] // Eur. Resp. J. – 1995. – Vol. 8. – P. 515–522.
  34. Gielen, S. Exercise training in coronary artery disease and coronary vasomotion / S. Gielen, G. Schuter, R. Hambrecht // Circulation. – 2001. – Vol. 103. – P. E1–E6.
  35. LaManna, J. С. Brain adaptation to chronic hypobaric hypoxia in rats / J. С. LaManna, L. M. Vendel, R. M. Farrell // J. Appl. Physiol. – 1992. – Vol. 72. – P. 2238– 2243.
  36. Нормобарическая гипокситерапия (метод «Горный воздух»): монография / Н. А. Агаджанян [и др.]; под ред. Н. А. Агаджаняна. – М.: Изд-во РУДН, 1994. – 95 с.
  37. Андрэ ван Лисбет “Пранаяма.Путь к тайнам йоги”.Янус, 2000.-256с.
  38. ПРОИЗВОЛЬНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ГИПОВЕНТИЛЯЦИОННОГО ДЫХАНИЯ НА ФОНЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА К ИНТЕНСИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ Н.А. ФУДИН, С.Я. КЛАССИНА С.Н. ПИГАРЕВА,НИИ нормальной физиологии им. П.К. АНОХИНА РАМН, Москва, Россия; Ю.Е. ВАГИН, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия
Поделиться:

Оставьте комментарий