Газоанализ и техники пранаямы (предварительные результаты)

Список сокращений: ЧД — частота дыхания, МОД — минутный объём дыхания, ДО — дыхательный объём, PetCO2 — содержание СО2 в выдыхаемом овоздухе , FeO2 — содержание О2 в выдыхаемом воздухе, SpO2 — сатурация гемоглобина

Данная публикация содержит часть предварительных результатов исследовательской работы, которая рассматривает физиологические эффекты дыхательных техник йоги и проводится на базе СПб ИВМР.
Статистическая обработка полученных данных осуществляется сотрудниками НТЦ “Биомедицинская фотоника” (Орловский государственный университет).

В исследовании принимают участие волонтеры, имеющие опыт практики дыхательных упражнений йоги (уджайи и полное дыхание).
Во всех дыхательных протоколах поддерживается режим дыхания, в котором вдох и выдох равны друг другу, контроль их длительности осуществляется участниками с помощью метронома. Дыхательные упражнения выполняются в положении сидя с прямой спиной на базе техник уджайи и полного дыхания. Все участники имеют опыт регулярной практики данных дыхательных упражнений (несколько раз в неделю, от 3 до 20 лет).

Каждому участнику определяется жизненная емкость легких (ЖЕЛ): абсолютные (л) и должные (% по Клементу) значения.
В течение 2 минут в состоянии покоя проводится регистрация свободного дыхания с определением ЧД, МОД, ДО, PetCO2, FeO2, SpO2 спирометром МАС-2С с функцией газоанализа и пульсоксиметрии (производство компании “БелинтелМед”, Минск).
Далее каждый испытуемый выполняет доступный ему дыхательный протокол (минимальные значения ЧД с максимальной ЖЕЛ, вдох и выдох по длительности равны друг другу), при этом проводится оценка содержания СО2 и О2 в выдыхаемом воздухе (PetCO2 и FeO2), регистрация ЧД, ДО, МОД и SpO2.
В публикации приведена обработка данных 10 участников (8 мужчин и 2 женщины). 7 участников выполняли протокол 30:30 (длительность вдоха и выдоха по 30 секунд, ЧД=1/минуту), 2 участников — протокол 20:20 (длительность вдоха и выдоха по 20 секунд, ЧД=1,5/минуту), 1 участник — 15:15 (длительность вдоха и выдоха по 15 секунд, ЧД=2/минуту)

В таблице 1 представлены результаты определения ЖЕЛ, а также ДО, регистрируемого во время гиповентиляционной пранаямы. Хотя всем участникам была дана рекомендация при выполнении пранаямы делать вдох и выдох максимально доступным объёмом (и по их субъективным ощущениям так и было) — при выполнении пранаямы ДО оказался статистически достоверно меньше, чем ЖЕЛ (р<0,05). То есть при удлинении вдоха до 15-30 секунд сделать максимально полный вдох (равный по объёму ЖЕЛ), оказалось затруднительно — можно предполагать, что причиной этого является рефлекс Геринга-Брейера (таблица 1 и диаграмма 1).

При выполнении доступных режимов пранаямы участниками исследования статистически значимо возрастало содержание СО2 в выдыхаемом воздухе (PetCO2 гипо) по сравнению с исходными данными, то есть дыханием в покое (PetCO2 исх); в таблице 2 приведены средние и максимальные значения PetCO2, полученные при регистрации спокойного дыхания и в процессе выполнения упражнения. На рис. 1 — пример протокола спирометрии с газоанализом выдыхаемого воздуха.


Рис. 1

На рис. 1 — фрагмент протокола спирометрии с функцией газоанализа. Регистрируется паттерн дыхания с частотой 1 раз в минуту; в отчете — 4-минутный фрагмент. Верхний график — спирометрическая кривая: восходящая часть кривой — вдох (30 секунд), нисходящая часть кривой — выдох (30 секунд). Средний график: PetCO2 (парциальное давление СО2 в выдыхаемом воздухе); регистрируется альвеолярная гиперкапния 50,5 мм рт. ст (при норме 35-45 мм рт. ст.). Нижний график: FeO2 (процентное содержание О2 в выдыхаемом воздухе), регистрируется альвеолярная гипоксия.

При гиповентиляционном режиме дыхания также статистически значимо снижается содержание кислорода в выдыхаемом воздухе (FeO2) по сравнению с исходным (спокойное дыхание); в таблице 3 отражены средние и минимальные значения, полученные в процессе регистрации спокойного дыхания и при выполнении упражнения, диаграмма демонстрирует статистические различия.

При регистрации уровня сатурации гемоглобина при исходно спокойном дыхании и при выполнении гиповентиляционной пранаямы не получено статистически достоверных различий между средними значениями (хотя абсолютные значения были ниже, см. таблицу 4). Однако статистически достоверные различия получены при сравнении минимальных значений SpO2 (р<0,01, диаграмма 3) — что связано с тем обстоятельством, что при выполнении пранаямы в течение каждого дыхательного цикла уровень сатурации, как правило, меняется от нормальных до пониженных значений.

Предварительные выводы:
— При выполнении гиповентиляционных техник йоги дыхательный объём статистически достоверно ниже жизненной емкости легких;
— Выполнение гиповентиляционных техник пранаямы статистически достоверно приводит к увеличению парциального давления СО2 в выдыхаемом воздухе (PetCO2) и снижению концентрации О2 (FeO2), то есть к альвеолярной и артериальной гиперкапнии и гипоксии.
— Выполнение гиповентиляционных техник пранаямы приводит к статистически незначимому снижению средних значений сатурации гемоглобина и к статистически достоверному снижению минимальных значений сатурации.