Як дихання змінює HRV — і чому повільне дихання його підвищує

Як дихання змінює HRV?

Кожен подих залишає слід у ритмі серця. На вдиху серце трохи прискорюється, на видиху сповільнюється — це пов’язаний із диханням ритм серця, — і в короткому записі в спокої саме він є головним джерелом варіабельності серцевого ритму (HRV), особливо коли дихання повільне й розмірене [S1]. Змініть дихання — і показник HRV зміниться разом із ним.

Величина ефекту залежить від частоти дихання. Пов’язаний із диханням ритм малий при частому диханні й великий при повільному [S3]. У спокої людина зазвичай робить 12–20 вдихів на хвилину; коли дихання сповільнюється, коливання пульсу зростають і досягають піку при частоті близько 5,5–6 вдихів на хвилину (приблизно 0,1 Гц) — разом із чутливістю рефлексу, що регулює артеріальний тиск [S2]. Ця сторінка пояснює, чому так відбувається і що це зростання означає, а що ні.

Як це працює?

Рефлекс артеріального тиску. Барорефлекс — це петля зворотного зв’язку: коли артеріальний тиск зростає, серце сповільнюється; коли падає — прискорюється. Як і будь-яка петля зворотного зв’язку із вбудованою затримкою, вона має власний природний ритм. Резонанс — це те, що відбувається, коли систему зі зворотним зв’язком підштовхують саме в цьому ритмі: коливання стають великими. У серцево-судинній системі це властивість барорефлексу [S5].

Дихання в такт рефлексу. Повільне дихання поблизу резонансної частоти людини і є таким підштовхуванням. Ранні лабораторні роботи показали, що на цій частоті пульс і артеріальний тиск коливаються в повній протифазі — тиск починає падати саме тоді, коли пульс починає зростати, — і це вказало на барорефлекс як джерело незвично великих коливань пульсу [S4]. Дихання, артеріальний тиск і ритм серця входять у такт, і серцеві коливання збільшуються [S9]. Резонансну модель використовують, щоб знайти частоту дихання, за якої коливання пульсу найбільші [S5].

Глибина і механіка. Повільне глибоке дихання також посилює механічні та рефлекторні впливи — зміни тиску в грудній клітці, сигнали рецепторів розтягнення в легенях і серці, — які додаються до пов’язаного з диханням ритму [S2].

Що досі обговорюється. Яка частка пов’язаного з диханням ритму походить від барорефлексу, а яка — від центрального генератора ритму в стовбурі мозку, — відкрите питання [S2], і як саме поєднуються ці складові, досі вивчають. Резонансна модель добре пояснює величину ефекту, але не розв’язує кожного кроку механізму.

Як це вимірюють?

Зростання помітне в коротких записах: під час повільного дихання часові показники, як-от RMSSD, і повільнохвильова (низькочастотна) складова HRV збільшуються вже протягом сеансу. Вимірювання ускладнюють дві обставини.

По-перше, результат залежить від патерну дихання під час запису, тож показники, отримані під час повільного і під час звичайного дихання, непорівнянні, — тут діють загальні правила зі сторінки про базовий рівень HRV. По-друге, індивідуальну резонансну частоту треба знаходити, а не припускати: практичні протоколи порівнюють кілька повільних частот і вибирають ту, за якої коливання найбільші й найплавніші [S5]. Практичні кроки — у статті як знайти свою резонансну частоту дихання та в інструменті резонансного дихання.

Що на це впливає?

• Частота дихання. Що повільніше дихання — аж до резонансного діапазону, — то більші коливання [S2] [S3].
• Індивідуальна резонансна частота. Вона в різних людей різна — індивідуальні резонансні частоти становлять близько 4,5–7 вдихів на хвилину [S5], — а в одній лабораторній вибірці вона була нижчою в чоловіків, ніж у жінок, пов’язаною зі зростом, не пов’язаною з віком і стабільною від сеансу до сеансу тренування [S6].
• Глибина дихання. Глибше повільне дихання посилює механічні та рефлекторні внески [S2].
• Тривалість видиху. Часто радять робити видих довшим за вдих, і це може збільшувати пов’язаний із диханням ритм, але кілька досліджень не виявили різниці в HRV між рівним і подовженим видихом за однакової повільної частоти [S5]. Наявні дані переконливіше підтримують уповільнення дихання, ніж якесь конкретне співвідношення.

Що показують дані?

Встановлено. Великий систематичний огляд і метааналіз виявив зростання вагусно опосередкованого HRV під час повільного дихання, одразу після одного сеансу і після програм із кількох сеансів [S8]. Повільне дихання пов’язане з вищим вагусно опосередкованим HRV; чи дає подовжений видих щось понад уповільнення дихання, досі залишається предметом дискусії [S8] [S5].

Залежить від умов. Повільне дихання збільшує пов’язаний із диханням ритм серця, а HRV і чутливість барорефлексу досягають піку поблизу резонансної частоти [S2] [S3]. Пояснення величини ефекту через резонанс і барорефлекс [S4] [S5] [S9]; індивідуальні особливості резонансної частоти [S6]. В одному перехресному дослідженні додавання електростимуляції вуха під час повільного дихання з резонансною частотою не підвищило HRV ще більше — повільне дихання вже давало цей ефект [S11].

Попередні дані. У рандомізованому дослідженні повільне дихання під час біологічного зворотного зв’язку (біофідбеку) одразу підвищувало коефіцієнт барорефлексу, а коефіцієнт барорефлексу в спокої зростав від сеансу до сеансу [S7]. Чи мають такі зміни після тренувань тривалі наслідки для здоров’я — окреме питання для сторінок про доказову базу.

Дискусійно. Що переважно породжує пов’язаний із диханням ритм — барорефлекс чи центральний ритм стовбура мозку [S2], і чи дає подовжений видих щось понад уповільнення дихання [S5].

Невідомо. Запропонований центральний шлях — довший і сильніший сигнал від блукаючого нерва до ділянок мозку, що сприймають стан тіла, під час повільного дихання — це гіпотеза про те, як повільне дихання може впливати на мозок [S9]; у людей вона не встановлена.

Чого це не скаже

• Це не пряма оцінка тонусу блукаючого нерва. Тут важливе формулювання. Тонус блукаючого нерва неможливо виміряти безпосередньо; показники HRV, такі як RMSSD, відображають вагусно опосередковані зміни частоти серцевих скорочень [S10]. Параметри дихання можуть спотворювати зв’язок між пов’язаним із диханням ритмом і тонусом блукаючого нерва [S10], тож вищий показник під час повільного дихання відображає патерн дихання не менше, ніж стан нервової системи.
• Вищий показник під час практики — не стійка зміна. Зростання протягом сеансу очікуване з огляду на описану вище механіку; зміни, що зберігаються після сеансу, — окремий і менший масив даних [S7] [S8].
• Це не твердження про лікування. Чи корисне повільне дихання для артеріального тиску, при тривозі, для сну чи продуктивності — питання результатів, яке розглядають сторінки доказової бази про повільне дихання і HRV-біофідбек; зростання HRV цього не доводить.
• Універсальної «правильної» частоти немає. Резонансна частота індивідуальна [S5] [S6]; типове значення — точка відліку, а не мета. Про саму практику див. когерентне дихання та посібник з резонансного дихання.

В ONDA

Практики ONDA використовують повільне розмірене дихання — саме той стан, що описаний на цій сторінці. З Apple Watch ONDA показує показник когерентності в реальному часі: це власна міра ONDA того, наскільки плавним і ритмічним є коливання серцевого ритму під час дихання, а не клінічне вимірювання HRV, і вона нічого прямо не говорить про тонус блукаючого нерва. З камерою iPhone ONDA показує пульс у реальному часі та оцінку частоти дихання. ONDA нічого не діагностує. Див. що вимірює ONDA.