Photo by Tim Goedhart on Usplash
Badania wykazały, że techniki oddechowe mogą znacząco wpływać na wyniki sportowe. Jednak mimo powszechnego stosowania różnych technik oddechowych w sporcie, tylko nieliczne badania zajmowały się związkiem między technikami oddechowymi a wynikami sportowymi. Nadal jednak pozostaje wiele niejasności co do tego, w jaki sposób różne głębokości i częstotliwości oddechu mogą być powiązane z wydolnością sportowca zarówno pod względem fizjologicznym, jak i psychologicznym. Obszerne dowody naukowe potwierdzają, że dobrowolna kontrola oddychania może zmieniać reakcje autonomiczne, a częstotliwość oddechowa może różnie wpływać na funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego. Wykazano, że wolne oddychanie zmniejsza podstawową częstość skurczów serca, reakcje serca na wstawanie oraz ciśnienie krwi. Dodatkowo zmniejsza aktywność współczulną podczas hipoksji wywołanej wysokością, poprawia utlenowanie, zmniejsza funkcję chemoreceptorów obwodowych i poprawia wydolność fizyczną. Z drugiej strony, nawet w przypadku szybkiego oddychania lub wysokiego wysiłku oddechowego, istnieje konsensus, że może ono zwiększyć wentylację pęcherzykową 20-krotnie, co skutkuje pogorszeniem wymiany gazowej i zmniejszeniem wytrzymałości.
Ze względu na konsekwentny wzrost wysiłku, układ oddechowy może być ograniczony w funkcjach zarówno przez przepływ wydechowy, jak i zmęczenie przepony. Ponadto szybkie oddychanie u zdrowych osób może zwiększać ciśnienie krwi i częstość skurczów serca. Jednak niektórzy badacze nie stwierdzili zmian w parametrach sercowo-naczyniowych ani funkcjach autonomicznych po praktykowaniu szybkiego oddychania. Chociaż podstawowe zagadnienie fizjologiczne dostarcza spójnych odpowiedzi, nadal pozostaje pytanie, jak określić optymalną głębokość i częstotliwość oddychania na podstawie wyników badań dotyczących wydolności.
Fizjologia oddechu
Zasadniczo, funkcjonalna pojemność zdrowego układu oddechowego człowieka, w tym płuc, ściany klatki piersiowej oraz układów kontroli nerwowej, jest większa niż wymagania stawiane mu podczas intensywnego wysiłku. Biorąc pod uwagę wyzwania, z jakimi musi się zmierzyć układ oddechowy podczas intensywnego wysiłku, jest to imponujące osiągnięcie. Zdrowy układ oddechowy musi regulować ciśnienia parcjalne tlenu i dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych poprzez ciągły wzrost wentylacji pęcherzykowej (AV), która często jest 20 razy większa niż poziomy spoczynkowe. Koszt fizjologiczny związany z takim wzrostem wentylacji musi być minimalizowany, co osiąga się dzięki zdolności mięśni oddechowych do rozwijania siły. Chociaż układ oddechowy jest dość zdolny do przezwyciężania tych wyzwań, w niektórych przypadkach może być ograniczony podczas ćwiczeń. Podczas wysiłku niektórzy ludzie mogą cierpieć na upośledzenie wentylacji wymaganej do utrzymania równowagi gazowej krwi, co skutkuje wysokim wysiłkiem oddechowym. Kiedy płuca i ściana klatki piersiowej nie mogą wygenerować odpowiedniego przepływu i objętości, mogą wystąpić ograniczenia przepływu wydechowego (EFL), prowadzące do zmęczenia przepony. Konkurencyjna relacja między mięśniami lokomocyjnymi a oddechowymi może obniżać wydolność wysiłkową.
Istnieją dwa rodzaje pracy związanej z wentylacją płuc: elastyczna i nieelastyczna. Składnik elastyczny pracy obejmuje pracę przeciwko sprężystości płuc, sprężystości ściany klatki piersiowej oraz napięciu powierzchniowemu. Oprócz oporu dróg oddechowych, opór tkankowy przyczynia się do składnika nieelastycznego. Oddychanie obejmuje siły inercji, siły grawitacyjne i siły zniekształcające ścianę klatki piersiowej. Wdech i wydech skutkują pracą mechaniczną, pracą oporową przepływu, z wyjątkiem elastycznej energii zmagazynowanej wcześniej oraz pracą ujemną. Podczas wysiłku do wyczerpania wentylacja minutowa (VE) powoduje nieproporcjonalny wzrost pracy oddechowej i zużycia tlenu. U zdrowych i sprawnych osób z normalną funkcją oddechową równania regresji wykazują, że koszt pracy i tlenu związany z oddychaniem zwiększa się w podobny sposób podczas progresywnego wysiłku o rosnącej intensywności.
Tempo oddychania i jego wpływ na aspekty fizjologiczne i psychologiczne
Badania nad modulacją częstotliwości oddechowej i jego wpływu na efekty fizjologiczne i psychologiczne były przedmiotem znacznego zainteresowania w ostatnich latach. Literatura wskazuje, że zwalnianie tempa oddychania poniżej 10 oddechów na minutę, znane jako wolne oddychanie, oraz zwiększanie go powyżej 20 oddechów na minutę, określane jako szybkie oddychanie, mogą wywoływać różne efekty fizjologiczne i psychologiczne. Liczne badania wykazały, że wolne oddychanie może zmniejszać aktywność układu współczulnego, obniżać ciśnienie krwi oraz poprawiać zmienność rytmu serca. Z kolei szybkie oddychanie może aktywować układ współczulny, zwiększać tętno oraz podnosić ciśnienie krwi. Warto zauważyć, że normalna częstotliwość oddechowa dla przeciętnego dorosłego wynosi od 12 do 20 oddechów na minutę. Szybkie oddychanie, może występować w odpowiedzi na różne stany fizjologiczne i psychologiczne, w tym niepokój, gorączkę i hipoksję.
Wolne oddychanie
Wolne oddychanie może mieć różne przyczyny, w tym stany medyczne, stosowanie leków, przewlekłą obturacyjną chorobę płuc, niewydolność serca, zaburzenia metaboliczne czy spożywanie alkoholu i narkotyków. Z drugiej strony, celem dobrowolnego wolnego oddychania (VSB) jest promowanie zdrowia fizycznego i psychicznego, częściowo poprzez aktywację nerwu błędnego, głównego nerwu układu przywspółczulnego. Kluczowym wskaźnikiem funkcji autonomicznego układu nerwowego i silnym predyktorem chorobowości fizycznej i śmiertelności jest zmienność rytmu serca (HRV), miara zmienności czasu między poszczególnymi uderzeniami serca. Większa zmienność wskazuje na większą zdolność autonomicznego układu nerwowego do samoregulacji. Ten parametr może być używany jako diagnostyczny i predykcyjny biomarker zdrowia psychicznego, ponieważ bardziej nasilone objawy są znacząco związane z obniżoną HRV.
Szybkie oddychanie
Szybkie oddychanie jest również znane jako hiperwentylacja, jednak ważne jest, aby rozróżnić te dwa stany. Hiperwentylacja może być spowodowana kilkoma czynnikami, w tym stresem i lękiem, infekcjami dróg oddechowych lub niektórymi stanami medycznymi. Jak sugeruje nazwa odnosi się do szybkiego i płytkiego oddychania, nie zaś do hiperwentylacji, która jest procesem szybkiego i głębokiego oddychania. Oba stany są podobne, ponieważ wynikają z nagromadzenia dwutlenku węgla w płucach, co z kolei prowadzi do wyższego poziomu dwutlenku węgla we krwi. Szybkie oddychanie charakteryzuje się zwiększoną częstością oddechów, która jest zazwyczaj definiowana jako więcej niż 12 oddechów na minutę u dorosłych. Szybkie oddychanie może być spowodowane przez różne czynniki, takie jak choroby serca lub płuc, anemia, infekcje, urazy, schorzenia neurologiczne, efekty uboczne leków, zaburzenia metaboliczne i przewlekłe stany, takie jak astma i stres emocjonalny. W fizjologii człowieka wiadomo, że kiedy następuje nagromadzenie dwutlenku węgla we krwi, powoduje to, że krew staje się „kwaśna”, co alarmuje mózg. W odpowiedzi na zaburzenie równowagi pH krwi, mózg zwiększa częstość oddechów, aby je skorygować. Dzięki temu pH krwi może powrócić do normalnego zakresu kwasowości.
Kofeina z l-teaniną od Apollo’s Hegemony – poprawa skupienia i zdolności wysiłkowych – KUP TUTAJ
Fizjologia szybkiego oddechu (VFB)
Szybkie oddychanie, poprzez aktywację układu współczulnego, może mieć kilka negatywnych efektów fizjologicznych na organizm. Może powodować kilka objawów, takich jak zawroty głowy, mrowienie w palcach rąk i nóg oraz duszność. Szybkie oddychanie może również powodować zwężenie naczyń krwionośnych, co może prowadzić do zmniejszenia przepływu krwi do mózgu i innych ważnych narządów, wywołując uczucie lęku i paniki oraz może powodować kilka objawów, takich jak duszność, zmęczenie i dezorientacja. W ciężkich przypadkach może prowadzić do hipoksji, która jest stanem, w którym organizm nie ma wystarczającej ilości tlenu do prawidłowego funkcjonowania. W niektórych przypadkach szybkie oddychanie może powodować ból w klatce piersiowej i inne objawy wymagające pomocy medycznej.
Praktyczne zastosowanie zabiegów oddechowych w sporcie
Dobrowolne wolne oddychanie (VSB) aktywuje układ przywspółczulny, co pozytywnie wpływa na wydajność sportowca. Fizjologicznie, obniża tętno i ciśnienie krwi, poprawiając kondycję układu sercowo-naczyniowego i wytrzymałość. Zwiększa dostarczanie tlenu do komórek, poprawia funkcjonowanie układu oddechowego i zwiększa pojemność płuc, co jest szczególnie korzystne dla sportowców z takimi schorzeniami jak astma i przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP). Długoterminowo, pomaga w regulacji emocji, zwiększa odporność na stres i poprawia zmienność rytmu serca, co prowadzi do lepszej adaptacji. Ponadto, poprawia funkcje poznawcze, takie jak uwaga, pamięć robocza i elastyczność poznawcza.
Psychologicznie, wolny oddech redukuje stres i niepokój, pomagając sportowcom utrzymać spokojny i skoncentrowany stan umysłu, co jest kluczowe dla wykonywania zadań pod presją. Połączenie korzyści fizjologicznych i psychologicznych VSB może znacząco poprawić ogólne zdrowie i samopoczucie, przyczyniając się do lepszych wyników sportowych.
Z kolei szybkie oddychanie może mieć zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki dla wydajności. Hiperwentylacja, forma może prowadzić do zasadowicy oddechowej, co zmniejsza dostarczanie tlenu do mięśni, powodując zmęczenie, spadek koordynacji, lęk i panikę. Jednak w kontrolowanych warunkach może zwiększyć dostarczanie tlenu do mięśni, poprawiając siłę, szybkość, czas reakcji i aktywność mięśni brzucha.
Praktyczne zastosowania technik oddechowych w sporcie są zróżnicowane. Przed ćwiczeniami wolne, głębokie oddychanie może zwiększyć natlenienie, promować relaksację, poprawić koncentrację i poprawić postawę. Te korzyści przygotowują sportowca do lepszych wyników. Z kolei szybkie oddychanie przed ćwiczeniami może aktywować układ współczulny, zwiększając tętno i pobudzenie fizjologiczne, co może być korzystne dla aktywności wymagających wysokiego poziomu czujności i energii.
Podczas ćwiczeń utrzymanie stałego i kontrolowanego wzorca oddychania jest kluczowe. Rytmiczne i kontrolowane oddychanie zapewnia odpowiednią podaż tlenu do mięśni, prawidłowe usuwanie produktów przemiany materii oraz regulację tętna, redukując stres i niepokój. Znalezienie wygodnego i skutecznego wzorca oddychania jest kluczowe dla utrzymania wydajności.
Po ćwiczeniach wolne, głębokie oddychanie wspomaga regenerację poprzez obniżenie tętna, ułatwienie usuwania produktów przemiany materii, takich jak kwas mlekowy, uspokojenie układu nerwowego i poprawę postawy. Te korzyści pomagają ciału wrócić do stanu spokoju i przygotować się do kolejnych aktywności.
Związek między częstością oddechów a wydajnością sportową jest złożony i wieloaspektowy. Kontrolowane techniki oddychania odgrywają kluczową rolę w optymalizacji wydajności sportowej poprzez zapewnienie odpowiedniego dostarczania tlenu, efektywnego usuwania dwutlenku węgla, regulacji tętna i koncentracji umysłowej. Wolne oddychanie oferuje znaczące korzyści fizyczne i psychiczne, poprawiając kondycję, redukując stres i poprawiając koncentrację. Szybkie oddychanie, choć potencjalnie korzystne w kontrolowanych kontekstach, może prowadzić do lęku i stresu, jeśli nie jest odpowiednio zarządzane. Dlatego zrozumienie i wykorzystanie odpowiednich strategii oddychania jest niezbędne dla sportowców dążących do osiągnięcia szczytowej wydajności.
Witamina D3 z dodatkiem K2 od Testosterone.pl – ogólne wsparcie zdrowia organizmu – KUP TUTAJ
Podsumowanie
Podsumowując, badania wykazały, że techniki oddechowe mogą znacząco wpływać na wyniki sportowe. Mimo powszechnego stosowania różnych technik oddechowych w sporcie, istnieje ograniczona liczba badań badających bezpośredni związek między technikami oddechowymi a wynikami sportowymi. Istnieje wiele niejasności dotyczących tego, jak różne głębokości i częstotliwości oddechu wpływają na wydolność sportowca, zarówno pod względem fizjologicznym, jak i psychologicznym. Dobrowolna kontrola oddychania może zmieniać reakcje autonomiczne, a różne częstotliwości oddechowe mogą różnie wpływać na funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego. Wolne oddychanie ma korzyści, takie jak zmniejszenie tętna, obniżenie ciśnienia krwi i poprawa wydolności fizycznej, podczas gdy szybkie oddychanie może prowadzić do negatywnych efektów, takich jak zwiększenie ciśnienia krwi i tętna oraz zmniejszenie wytrzymałości.
Układ oddechowy człowieka jest zdolny do regulowania ciśnień parcjalnych tlenu i dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych, co jest imponujące, biorąc pod uwagę wyzwania związane z intensywnym wysiłkiem fizycznym. Jednak podczas wysiłku układ oddechowy może być ograniczony, co prowadzi do zmęczenia przepony i ograniczenia przepływu wydechowego. Istnieją dwa rodzaje pracy związanej z wentylacją płuc: elastyczna i nieelastyczna, a oddychanie obejmuje różne siły mechaniczne.
Modulacja częstotliwości oddechowej wpływa na aspekty fizjologiczne i psychologiczne. Wolne oddychanie zmniejsza aktywność układu współczulnego, obniża ciśnienie krwi i poprawia zmienność rytmu serca, podczas gdy szybkie oddychanie może zwiększać aktywność współczulną, zwiększać tętno i podnosić ciśnienie krwi.
Praktyczne zastosowanie technik oddechowych w sporcie jest zróżnicowane. Wolne oddychanie przed ćwiczeniami promuje relaksację i koncentrację, a szybkie oddychanie może zwiększyć pobudzenie fizjologiczne. Podczas ćwiczeń utrzymanie kontrolowanego wzorca oddychania jest kluczowe dla wydolności, a po ćwiczeniach wolne oddychanie wspomaga regenerację. Zrozumienie i wykorzystanie odpowiednich strategii oddychania jest niezbędne dla sportowców dążących do osiągnięcia szczytowej wydajności.
Bibliografia:
Seals, D.R.; Suwarno, N.O.; Dempsey, J.A. Influence of lung volume on sympathetic nerve discharge in normal humans. Circ. Res.1990, 67, 130–141.
Hagbarth, K.E.; Vallbo, Å.B. Pulse and respiratory grouping of sympathetic impulses in human muscle-nerves. Acta Physiol.Scand. 1968, 74, 96–108. [CrossRef]
Fisher, J.P.; Zera, T.; Paton, J.F.R. Respiratory-cardiovascular interactions. Handb. Clin. Neurol. 2022, 188, 279–308.
Eckberg, D.L.; Nerhed, C.; Wallin, B.G. Respiratory modulation of muscle sympathetic and vagal cardiac outflow in man. J. Physiol1985, 365, 181–196. [CrossRef]
Limberg, J.K.; Morgan, B.J.; Schrage, W.G.; Dempsey, J.A. Respiratory influences on muscle sympathetic nerve activity and vascular conductance in the steady state. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2013, 304, H1615–H1623. [CrossRef]
De Burgh Daly, M.; Hazzledine, J.L.; Ungar, A. The reflex effects of alterations in lung volume on systemic vascular resistance inthe dog. J. Physiol. 1967, 188, 331–351. [CrossRef]
lli, S.K.; Held, U.; Frank, I.; Spengler, C.M. Effect of respiratory muscle training on exercise performance in healthy individuals, a systematic review and meta-analysis. Sports Med. 2012, 42, 707–724
Wallin, B.G.; Hart, E.C.; Wehrwein, E.A.; Charkoudian, N.; Joyner, M.J. Relationship between breathing and cardiovascular function at rest, sex-related differences. Acta Physiol. 2010, 200, 193–200.
Russo, M.A.; Santarelli, D.M.; O’Rourke, D. The physiological effects of slow breathing in the healthy human. Breathe 2017, 13, 298.
Guenette, J.A.; Sheel, A.W. Physiological consequences of a high work of breathing during heavy exercise in humans. J. Sci. Med. Sport 2007, 10, 341–350. [CrossRef]
Narkiewicz, K.; van de Borne, P.; Montano, N.; Hering, D.; Kara, T.; Somers, V.K. Sympathetic neural outflow and chemoreflex sensitivity are related to spontaneous breathing rate in normal men. Hypertension 2006, 47, 51–55. [CrossRef]
Pal, G.K.; Velkumary, S.; Madanmohan. Effect of short-term practice of breathing exercises on autonomic functions in normal human volunteers. Indian J. Med. Res. 2004, 120, 115–121.
Morton, A.R. Exercise Physiology. In Pediatric Respiratory Medicine; Taussing, L.M., Landau, L.I., Eds.; Mosby Elsevier: MarylandHeights, MO, USA, 2008; pp. 99–110.
European Lung Fondation. Your lungs and exercise. Breathe 2016, 12, 97–100. [CrossRef]
Amann, M. Pulmonary system limitations to endurance exercise performance in humans. Exp. Physiol. 2012, 97, 311–318.
