Слушая наше дыхание: как работа лёгких влияет на психику человека?
Из всех даров богов, дыхание - наименее оцененный. Никто не слагает ему гимнов, никто не возносит молитв к доброму воздуху, дышат которым наравне принц и нищий, хозяин и его пес. Но - боже упаси оказаться без него!
Роджер Желязны "Князь света"
Для чего и как мы дышим?
Головной мозг потребляет больше кислорода, чем любой другой отдельно взятый орган. Этот газ нужен клеткам как топливо для химических реакций, в ходе которых вырабатывается необходимая для жизни энергия. Кислород попадает в организм через верхние дыхательные пути (носовую и ротовую полость) при вдохе. Оттуда он по нижним дыхательным путям (трахее и бронхам) достигает лёгких. Внутри лёгких человека есть множество образований, похожих на пузырьки — альвеол.
С внутренней стороны альвеолы покрыты особым поверхностно-активным веществом — сурфактантом. Сурфактант помогает альвеолам поддерживать форму независимо от размера лёгких, а также облегчает попадание молекул кислорода в кровь. Кстати, сурфактант по большей части состоит из липидов — класса органических соединений, в который входят жиры. Поэтому для здоровья лёгких важно, чтобы в рационе было достаточно жиров. Установлено, что крысы с хронической гипоксией (недостатком кислорода в тканях), развившейся из-за болезни лёгких, живут дольше, если им в пищу регулярно добавлять рыбий жир.
Попав с помощью сурфактанта в кровь, кислород соединяется с гемоглобином — белком в составе красных кровяных телец, эритроцитов. Эритроциты человека стали настолько специализированными, что при созревании теряют ядра, лишь бы уместить в себе больше молекул гемоглобина. Кроме того, потеря ядра позволяет клетке приобрести двояковогнутую форму, которая позволяет удобно просачиваться через стенки самых мелких кровеносных сосудов — капилляров. Капилляры — место передачи кислорода из крови в другие ткани организма. В них же клетки отдают в кровь углекислый газ — побочный продукт тех самых реакций, дающих им энергию.
Когда концентрация углекислого газа в крови превышает определённый порог, рецепторы, расположенные в артериях шеи, передают сигналы в продолговатый мозг. Там находится так называемый дыхательный центр — несколько групп нервных клеток, запускающих вдох или выдох. Избыток углекислого газа в крови сигнализирует о том, что пора выдохнуть, а недостаток кислорода — о том, что время вдохнуть.
Вдох и выдох обеспечиваются диафрагмой, межрёберными и некоторыми другими мышцами. При вдохе нужно увеличить объём лёгких. Они соединены с грудной клеткой, и её движения тянут за собой лёгкие. Поэтому при вдохе, чтобы воздух пошёл внутрь лёгких, межрёберные мышцы и диафрагму надо сократить — тогда они сами будут занимать меньший объём. При выдохе всё наоборот.
В зависимости от потребностей организма или от нашего собственного желания мы можем дышать глубоко и спокойно или поверхностно и быстро. Конечно же, при глубоком вдохе в тело попадает больше кислорода, а при глубоком выдохе выходит больше воздуха в целом. Однако благодаря сурфактанту в живом организме лёгкие не схлопываются даже после самого глубокого выдоха. Объём лёгких, который они имеют в такой момент, называют остаточным. В среднем он составляет 1,5 литра.
Высокое давление? Дышите!
Медленное глубокое дыхание — единственный немедикаментозный способ лечения артериальной гипертензии, одобренный FDA (правда, его всё же лучше комбинировать с другими средствами). Дышать при этом нужно с помощью специального прибора, измеряющего, насколько сильно меняется объём лёгких при вдохе и выдохе. Исследование 2010 года показало, что использование такого прибора и техники глубокого дыхания в течение четырёх недель снижает дневные показатели артериального давления у пациентов с артериальной гипертензией в лёгкой форме. Правда, на давление ночью такое лечение никак не влияло. Вероятно, одна из причин в том, что сеансы глубокого дыхания с прибором длились всего лишь 15 минут в день в течение неполного месяца. Возможно, более длительное применение техники дало бы более впечатляющий результат.
Пусть и кратковременный, эффект от медленного глубокого дыхания проявляется сразу же. Это показала другая научная работа 2005 года. В ней у испытуемых с гипертензией во время дыхания с частотой 6 раз в минуту систолическое давление ("верхняя цифра") снижалось со 150 до 141 мм. ртутного столба, а диастолическое ("нижняя цифра") — с 83 до 78.
Важна каждая ноздря
Сознательное изменение техники дыхания влияет не только на чисто физиологические параметры, но и на умственную деятельность. Логично, что длительная нехватка кислорода ухудшает способность мыслить. Но, оказывается, не обязательно надолго задерживать дыхание, чтобы обнаружить изменения в работе мозга. Достаточно зажать одну ноздрю и какое-то время дышать только через другую.
Забавно, что такое "одноноздревое" дыхание по-разному влияет на способности женщин и мужчин. В 1989 году учёные из университета штата Монтана проверяли, как зажатие одной ноздри действует на правшей обоих полов. Оказалось, что если мужчины дышат только правой ноздрёй, у них лучше получается решать задачи на пространственное мышление, а если они дышат только левой, то на вербальное. Женщины лучше ориентируются в пространстве, когда дышат только через левую ноздрю, а вот вербальные задачи они решают одинаково хорошо независимо от того, через какую сторону носа поступает воздух. Видимо, при работе различных ноздрей полушария головного мозга активируются в неодинаковой мере. Это противоречит здравому смыслу, так как воздух в любом случае попадает в одну и ту же пару лёгких. Тем не менее, ещё в 1930-х годах показали, что при такой технике дыхания лёгкое на той же стороне тела, что и открытая ноздря, сильнее увеличивается в объёме при вдохе.
Надо сказать, что более позднее исследование калифорнийских учёных дало несколько иные результаты. У них получилось, что дыхание только через левую ноздрю заметно улучшает пространственное мышление правшей обоих полов, а вербальное мышление незначительно активируется у женщин, дышащих только через правую ноздрю. Вероятно, такая разница в результатах вызвана тем, что два коллектива учёных использовали различные тесты для оценки мыслительных способностей.
Дыхание через одну ноздрю влияет не только на когнитивные способности, но и на работу сердца. В небольшом исследовании трёх человек, которые часто и неглубоко дышали через одну ноздрю по одной из техник йогов, открыли, что при использовании только правой ноздри частота сердечных сокращений повышается, а если дышать только через левую ноздрю, сердце бьётся реже.
Такая дыхательная практика в йоге называется Анулома вилома пранаяма, или "техника попеременного дыхания". На санскрите "анулома" означает "по направлению", а "вилома" — "противоположный". В этой пранаяме происходит чередование дыхания через ноздри на вдохе и выдохе. Применяют его не только йоги, но и, например, монахи монастыря Шаолинь.
Задержка дыхания не сделает глупцом
Хотя всем известно, что остановка дыхания на 10-15 минут необратимо нарушает работу клеток мозга, оказывается, что пятиминутное апноэ (остановка дыхательных движений) не ухудшает умственные показатели ни у тренированных пловцов, занимающихся фридайвингом — подводным плаванием на длительной задержке дыхания, ни даже у обычных людей. Это, кстати, показали в свежей работе отечественные учёные из МГУ и Института медико-биологических проблем (ИМБП).
Испытуемыми в этом исследовании стали рядовые здоровые мужчины и профессиональные фридайверы. Лёжа в кресле, они несколько раз задерживали дыхание на максимально возможное для себя время, а потом искали на листе бумаги определённые буквы и вычёркивали их. Ни у кого из участников эксперимента способность к выполнению задания после задержки дыхания не ухудшилась. Также у испытуемых снимали электроэнцефалограмму (ЭЭГ). Выяснилось, что во время апноэ она существенно не меняется. Тем не менее, ЭЭГ фридайверов в покое отличалась от таковой у обычных мужчин. Вероятно, частые погружения и необычный режим дыхания во время них всё-таки оставляет свой отпечаток на работе мозга. Но каков он, сказать пока трудно.
Дыхание йогов на благо медицины?
Хотя дыхательные техники йоги (пранаямы) относятся скорее к альтернативной медицине, исследования о них выходят в рецензируемых научных журналах. Например, показано, что контроль дыхания хорошо помогает абстрагироваться от их повторяющихся негативных мыслей даже тем, кто только начинает заниматься йогой. В исследовании приняло участие почти 200 студенток. Их разделили на три группы: одни практиковали медитацию, другие — расслабление мышц, третьи — "сознательное дыхание" (mindful breathing). Каждое упражнение длилось по 15 минут. Сразу после окончания практики испытуемые заполняли опросники, где указывали, как часто во время выполнения задания к ним приходили негативные мысли и какое у них теперь настроение. Меньше всего о плохом вспоминали те девушки, которые практиковали сознательное дыхание.
Авторы другой статьи утверждают, что ещё одна техника йогов, Сударшан крия (ритмическое дыхание), по своему действию имитирует стимуляцию блуждающего нерва и за счёт этого успокаивает тех, кто находится в стрессе. По их словам, Сударшан крия (в переводе с санскрита "Су" - правильный, "Даршан" - видение, "Крия" - очищающее действие) подавляет работу симпатической нервной системы, отвечающей за реакции борьбы и бегства, и активирует парасимпатическую нервную систему, отвечающую за отдых и пищеварение.
Единственное исследование электроэнцефалограммы практикующих эту дыхательную технику цитируют во многих научных статьях о пользе Сударшан крии, но найти её полный текст в англоязычном интернете не представляется возможным, а в кратком изложении нет никаких доказательств действия техники на симпатическую и парасимпатическую части нервной системы.
На принципах пранаямы построен и метод дыхания по Константину Бутейко, разработанный советским медиком в 1960-х годах. Его применяют главным образом для лечения астмы — естественно, параллельно с другими средствами, в том числе медикаментозными. Сам Бутейко считал, что множество людей дышит слишком часто и глубоко, а излишний объём и скорость дыхания вызывают нарушения обмена веществ в организме.
Автор метода предполагал, что состояние здоровья пациента можно существенно улучшить, если научить его правильной технике дыхания и довести её до автоматизма. Ряд исследований подтверждает, что дыхание по Бутейко улучшает некоторые показатели больных бронхиальной астмой. Есть даже статья, где этот метод сравнивается с пранаямой. За полгода использования метода Бутейко пациенты, описанные в этой работе, стали чуть реже пользоваться баллончиками с бронходилататорами, а вот у практиковавших пранаяму такого улучшения не последовало. При этом ни в одной группе функциональные показатели лёгких не стали ближе к норме. Это может означать, что "пользователи" метода Бутейко были просто больше настроены на хороший исход лечения, и позитивный настрой помогал им реже пользоваться баллончиками.
Осторожность не помешает
Если говорить о дыхательных техниках для лечения, можно заметить, что все они улучшают состояние отдельных пациентов, но не излечивают их до конца. Многие методы, в том числе техника Бутейко, не получили широкого признания среди профессиональных медиков. Сударшан крия используется членами сообществ, напоминающих секты, а психотерапевтический метод под названием холотропное дыхание запрещён в ряде штатов и стран, так как при его использовании неоднократно погибали дети. Любой способ лечения, а уж тем более такой, который не имеет однозначно доказанной эффективности, не стоит использовать без рекомендации и наблюдения врача.