Тренировка дыхательных мышц

Тренировка дыхательных мышц (ТДМ) — это техника, направленная на улучшение функции дыхательных мышц с помощью специальных упражнений. В частности, было показано, что тренировка инспираторных мышц (ТИМ) улучшает дыхательную функцию и может уменьшить одышку при физической нагрузке.

ТДМ обычно ориентирована на людей, страдающих респираторными заболеваниями, такими как астма, бронхит, эмфизема легких и ХОБЛ. Однако многие люди интегрируют эти упражнения в свои тренировочные программы. Было также обнаружено, что это полезно для людей с другими заболеваниями, например, такими как инсульт.

Подробнее о дыхательных мышцах можно почитать здесь.

ТДМ может состоять из тренировки мышц вдоха (ТИМ) или тренировки мышц выдоха (ТЭМ) или их комбинации.

Эффекты ТДМ

Дыхательные мышцы поддаются тренировке таким же образом, как и скелетные мышцы, т.е. путем прохождения периода адаптации их структуры и функции, которые являются специфичными для тренировочных стимулов.

Структурные адаптации — изменения типа мышечных волокон, площади поперечного сечения (гипертрофия) и толщины мышц.
Функциональные адаптации — увеличение силы, скорости, мощности, выносливости, пикового инспираторного потока, максимального давления вдоха и выдоха.

Существуют доказательства того, что ТДМ имеет много полезных эффектов у здоровых людей и, как было показано, улучшает спортивные показатели. Результаты исследований свидетельствуют, что ТИМ приводит к статистически значимым улучшениям производительности, а ТЭМ — нет. В более позднем обзоре изучалось применение ТДМ в гипоксических условиях. Гипоксическая тренировка стала более популярной среди спортсменов, но гипервентиляция, связанная с гипоксией, может иметь негативные последствия, включая усталость дыхательных мышц во время длительного выполнения упражнений. Было обнаружено, что ТДМ улучшает паттерны дыхания, делает дыхание более эффективным, снижает восприятие одышки и улучшает производительность в гипоксических условиях.

Друзья, совсем скоро состоится вебинар Марины Осокиной «Физиология дыхания». Узнать подробнее…

Спектр патологических состояний, при которых была реализована ТДМ, варьируется от очевидных (например, ХОБЛ) до неожиданных (например, сахарный диабет). Доказательства использования ТДМ в этих условиях широко варьируются от условий, где ТДМ поддерживается систематическими обзорами и мета-анализами (например, ХОБЛ), до тех, где существует только теоретическое обоснование.

Вещи, которые меняются

Эффекты, связанные с усилиями:

Дыхательное усилие.
Усилие всего тела.

Эффекты, связанные с метаболическим реакциями:

Усталость дыхательных мышц.
Дыхательный паттерн.
Обмен лактата.
Частота сердечных сокращений.
Кинетика поглощения кислорода.

Вещи, которые не меняются

Максимальное потребление кислорода.
Лактатный порог.

Физиологические механизмы

Оптимизация распределения кровотока — это когда работа дыхательного аппарата увеличивается, а приток крови к ногам уменьшается. Если эта работа снижается, то будет уменьшаться сердечный выброс, поэтому приток крови к ногам может увеличиться. Считается, что эти изменения могут быть объяснены метаборефлексом. Каждая мышца, включая дыхательные мышцы, имеет нервные окончания. Когда метаболиты накапливаются, это стимулирует нервные волокна, которые посылают информацию в центры управления сердечно-сосудистой системой. Это, в свою очередь, вызывает рефлекторное увеличение симпатической стимуляции, что вызывает сужение сосудов конечностей. Уменьшается кровоток и повышается артериальное давление, тем самым объясняя изменение кровотока в конечностях. Считается, что ТИМ влияет на это, потому что увеличивает интенсивность инспираторной работы, необходимой до срабатывания метаборефлекса. Если активация этого рефлекса отменяется или задерживается, то можно дольше поддерживать приток крови к ногам, тем самым повышая работоспособность.
Ослабление центральной усталости. Адаптация к физическим нагрузкам улучшает церебральную оксигенацию и положительно влияет на центральную усталость. Поэтому адаптация к физическим упражнениям защищает здоровых людей от развития центральной усталости.
Снижается чувство дыхательного и периферического усилия. За счет манипулирования работой дыхательного аппарата (например, за счет повышения сопротивления во время тренировки) нарушается толерантность к физической нагрузке. Если во время тренировки увеличивается работа дыхания, то повышается и толерантность к физической нагрузке.

Сила, создаваемая для преодоления как фрикционных, так и статических упругих сил, ограничивающих расширение легких и поток газа через легкие, определяется как работа дыхания.

Методы тренировки дыхательных мышц

Основные принципы

Есть три принципа тренировки, которые были установлены для всех скелетных мышц: перегрузка, специфичность и обратимость. Они также относятся к дыхательным мышцам.

Перегрузка — чтобы получить тренировочную реакцию, мышцы должны быть перегружены. Перегрузка может быть применена путем изменения длительности, интенсивности или частоты тренировок. Общепринятыми уровнями длительности, интенсивности и частоты, используемыми для ТИМ, являются:
- интенсивность = 50-70% (обычно дает усталость в течение 30 вдохов или дыхания в течение 2-3 минут);
- продолжительность = 30 вдохов;
- частота = два раза в день.
Специфичность — характер тренировочной реакции зависит от типа подаваемого стимула. Мышцы, включая дыхательные мышцы, реагируют на стимулы силовой тренировки (высокая интенсивность, короткая продолжительность) посредством улучшения показателей силовой тренировки и выносливости (низкая интенсивность, длительная продолжительность).
- Сила — дыхательные мышцы реагируют на высокую и низкочастотную нагрузку.
- Выносливость — тренировка выносливости может быть достигнута при низкой и высокочастотной нагрузке. Однако можно улучшить выносливость с помощью силовых тренировок. Более сильные мышцы выполняют любую задачу в меньшем проценте от их максимальной мощности, чем слабые. Поэтому сильные мышцы способны поддерживать заданную активность в течение более длительных периодов времени.
- Объем легких — длина дыхательной мышцы определяется объемом легких, поэтому ТИМ следует проводить в максимально возможном диапазоне объема легких. Начните как можно ближе к остаточному объему (максимальный выдох) и закончите как можно ближе к общей емкости легких (максимальный вдох).
Обратимость
- Детренированность — дыхательные мышцы реагируют аналогично другим мышцам при снятии тренировочного стимула. Большинство потерь происходит в течение 2-3 месяцев после прекращения тренировок. Выносливость теряется раньше силы. Короткие периоды детренированности (1-2 месяца) могут переноситься без слишком большого регресса функциональных достижений.
- Поддержание — улучшение функции инспираторных мышц может быть поддержано при снижении частоты тренировок на целых две трети — то есть 2 дня в неделю у здоровых взрослых и 3 дня в неделю у пациентов с ХОБЛ.

Формы

Методы тренировки можно разделить на два типа: тренировка сопротивления и тренировка выносливости. Тренировка сопротивления описывается как наиболее универсальная из-за того, что она занимает меньше всего времени и приводит к двойному условному ответу (повышению силы и выносливости).

Тренировка сопротивления — пороговая нагрузка инспираторного давления (ПНИД) на сегодняшний день является наиболее часто используемым, исследованным и валидированным методом ТДМ. Пользователи дышат через устройство (например, Powerbreathe), которое содержит нагруженный давлением клапан вдоха и ненагруженный клапан выдоха.
Тренировка на выносливость — использует технику, называемую добровольной изокапнической гипервентиляцией, которая требует от людей поддерживать высокий уровень дыхания в течение 40 минут. Это основано на методе гипервентиляции, который использует частичный контур повторного дыхания для предотвращения гипокапнии.

Реализация

ТДМ показаны всем, кто хочет улучшить переносимость физических нагрузок. Сюда относятся лица с патологическими процессами или без них, те, у кого одышка и/или снижена толерантность к физической нагрузке, а также спортсмены/физически активные люди. Исследования подтверждают эффективность ТИМ при определенных классах заболеваний или состояний. К ним относятся: респираторные, сердечные и нервно-мышечные заболевания, а также состояния, связанные с перенесенными операциями и общим старением.

Читайте также статью: Зачем выдыхать через поджатые губы?

Конкретные состояния, при которых ТИМ продемонстрировала клинически значимые преимущества или есть обоснование для ТИМ, основанное на наличии дисфункции инспираторных мышц и/или аномальной дыхательной механики, включают: боковой амиотрофический склероз, анкилозирующий спондилез, нервную анорексию, астму, бронхоэктазы, рак, детский церебральный паралич, хроническую сердечную недостаточность, ХОБЛ, применение кортикостероидов, муковисцидоз, диабет, паралич диафрагмы, гипотиреоз, кифосколиоз, рассеянный склероз, мышечные дистрофии, миастению, ожирение, обструктивное апноэ сна, болезнь Паркинсона, последствия полиомиелита, беременность, легочную гипертензию, почечную недостаточность, саркоидоз и интерстициальные заболевания легких, травмы спинного мозга, пациентов после операций (абдоминальные и грудные), миопатию, индуцированную ИВЛ, вентиляторную недостаточность, дисфункцию голосовых связок и стридор.

Некоторые специфические физиологические показатели неадекватной функции дыхательной мускулатуры:

Снижение силы дыхательных мышц

одышка;
ортопноэ;
затруднение выдоха;
гипервентиляция;
снижение комплаентности дыхательной системы;
повышенное отношение мертвого пространства к дыхательному объему;
тахипноэ;
гипоксемия;
гиперкапния;
недостаточность кашлевой функции;
невозможность дышать без аппарата ИВЛ.

Противопоказания

Сообщений о нежелательных явлениях после ТДМ не поступало, однако существует риск развития состояний, связанных с баротравмой. Соответственно, следует проявлять осторожность в следующих случаях:

Спонтанный пневмоторакс в анамнезе.
Травматический пневмоторакс, который еще не полностью зажил.
Лопнувшая барабанная перепонка или другие состояния, связанные с поражением барабанной перепонки.
Нестабильная астма с аномально низким восприятием одышки.

Меры предосторожности

Минимизация гиперкапнии у пациентов с ишемической болезнью сердца.
Может вызвать дискомфорт в ушах у людей, недавно перенесших простуду или синусит.
Осторожность следует соблюдать в отношении лиц, которые перенесли инфекционный процесс в грудной клетке.
Людей следует предостеречь от совместного использования тренировочного оборудования.

Практические рекомендации

Постура играет определенную роль в достижении оптимальных результатов. Идеальные постуры для фундаментальной тренировки — сидя или стоя. Известно, что положение лежа или полулежа ухудшают функцию дыхательных мышц, а функция инспираторных мышц оптимизируется в вертикальном положении. После завершения базовой подготовки можно приступать к тренировкам в функциональных позициях.
Оптимизация техники дыхания. Выберите правильный тренажер, оптимизируйте тренировочный стимул, который он генерирует, используйте хорошую технику дыхания (например, диафрагмальное дыхание) и дыхательный паттерн.
Диафрагмальное дыхание. Связанные с болезнью изменения в механике дыхания могут привести к снижению подвижности диафрагмы. Это, а также толерантность к физическим нагрузкам и характер дыхания, может быть улучшено с помощью программы тренировки диафрагмального дыхания. Формирование нормальных дыхательных стратегий лежит в основе ТИМ.
Дыхательный паттерн. Дыхательные движения должны выполняться в максимально возможном диапазоне и максимально задействовать инспираторную мускулатуру.
Было обнаружено, что повторные глубокие вдохи против инспираторной нагрузки были в два раза эффективнее стандартной физиотерапии, состоящей из постурального дренажа и активного цикла дыхательной техники. Пациенты, особенно пациенты с такими состояниями, как бронхоэктазы и бронхиты, могут испытывать ослабление секреции после ТИМ. Соответственно, они должны быть предупреждены об этом и проконсультированы по соответствующим методам улучшения секреции.

Мониторинг прогресса

Прогресс должен оцениваться по изменениям в:

Функция инспираторной мускулатуры. Убедитесь, что режим тренировки стимулирует адаптацию в инспираторной мускулатуре и что улучшение функции достигается за счет увеличения интенсивности тренировки.
Клинические исходы, вытекающие из первого пункта.

Оценка

Оценка функции дыхательных мышц может включать:

Максимальное давление вдоха (МДВ) — обеспечивает измерение силы и является наиболее широко используемой мерой индуцированных ТИМ изменений функции инспираторных мышц. Оно измеряется с помощью клинического аппарата оценки окклюзии дыхательных путей при заданном объеме легких.
Максимальное назальное давление вдоха — альтернатива МДВ, которая позволяет измерить давление в ноздре во время максимального вдоха.
Пиковая скорость инспираторного потока — было показано, что она улучшается в ответ на умеренную тренировку ТИМ.
Выносливость инспираторах мышц — для этого нет стандартного теста, но все тесты делятся на две категории: тесты на гиперпноэ и инспираторные нагрузочные дыхательные тесты.

Оценка клинической пользы будет сильно различаться между группами пациентов. Выбранные исходные показатели должны быть специфичными для рассматриваемой клинической популяции, а также чувствительными к эффектам ТИМ.

Когда приступать к тренировкам?

ТИМ начинается с базовой тренировки. Базовая тренировка опирается на диафрагмальное дыхание и хороший дыхательный паттерн. Она проводится в течение 6 недель, прежде чем можно будет перейти к функциональной тренировке.

Как взаимосвязаны диафрагма и мышцы тазового дна?

Основные понятия:

Используйте тренировочную нагрузку 50-60% от ПМ или установите интенсивность на максимум 30 повторений (30 ПМ), т.е. тренировка до отказа происходит на 30 вдохах (усталость инспираторных мышц — это неспособность достичь удовлетворительного дыхания).
Используйте растяжку и разминку, чтобы подготовиться к ТИМ.
Вдыхайте против нагрузки с максимальным усилием (как можно быстрее).
Вдыхайте и выдыхайте как можно глубже во время каждого вдоха.
Тренируйтесь два раза в день — утром и вечером с интервалом не менее 6 часов.
Увеличивайте тренировочную нагрузку не реже одного раза в неделю.
Прогрессируйте, поддерживая нагрузку на уровне 50-60% от нового ПМ или сохраняя нагрузку на уровне нового 30 ПМ для учета улучшений.
Тренируйтесь до отказа в окне между 25-35 вдохами за сеанс.
Имейте в виду, что в определенное время суток другие виды деятельности могут повлиять на ТИМ из-за остаточной усталости.
Если вы подозреваете, что есть остаточная усталость инспираторных мышц, сделайте перерыв.
Ведите дневник тренировок.

Текущая программа

Прогрессирование — функциональная тренировка может быть начата после 6 недель фундаментальной ТИМ. Она должна проводиться не менее 3 дней в неделю и всегда в тандеме с базовой тренировкой, которая также должна проводиться не менее 3 дней в неделю.
Было показано, что предварительная абилитация — внедрение ТИМ перед тренировкой всего тела улучшает результаты такой тренировки и поэтому может считаться эффективной в процессе реабилитации.
Включение в реабилитацию — может быть сделано до, во время или после сеанса реабилитации.
Разминка — 2 подхода по 30 вдохов при 40% ПМ с 1 минутой отдыха между ними. Она должна быть завершена не более чем за 10 минут до тренировки ТИМ.
Заминка — способствует очищению от метаболитов, помогает в восстановлении и адаптации.
Растяжка — растяжка грудной клетки снижает любое сопротивление опорно-двигательного аппарата вдоху и может привести к увеличению грудной полости и функциональной остаточной емкости, что, следовательно, повышает эффективность ТДМ.

Функциональная тренировка

Роль дыхательных мышц выходит за рамки их роли в поддержании дыхания. Они также являются жизненно важным компонентом нашего постурального контроля и стабилизации кора. Эта «недыхательная» функция имеет решающее значение для производительности и предотвращения травм.

Недыхательные функции дыхательных мышц часто вступают в конфликт с их основной функцией. Внешним проявлением этого конфликта является одышка, которая несоразмерна вентиляционной потребности. Это также может поставить под угрозу эффективность дыхательных мышц в отношении стабильности кора.

Поэтому целью функциональной тренировки является также усиление стабилизирующей роли дыхательных мышц. Таким образом, дыхательная функция дыхательных мышц может быть оптимизирована для улучшения стабильности кора. Это достигается путем выполнения ТИМ в позициях, которые уменьшают стабильность кора. При подборе упражнений можно использовать два подхода:

Используйте общий набор из примерно 10 упражнений, который обеспечивают целостный эффект.
Создайте индивидуальный набор упражнений специально для конкретного человека, например, задачи, которые особенно сложны для пациента, спортивные позиции или действия, используемые спортсменом.

Заключение

Этому должен предшествовать 6-недельный период базовой ТИМ и развития хорошей техники диафрагмального дыхания.
Убедитесь, что у человека действительно хорошая техника дыхания, прежде чем добавлять какое-либо сопротивление.
Затем добавьте внешнее сопротивление вдоху с помощью инспираторного тренажера (ИТ), установленного на минимальную нагрузку.
Постепенно увеличивайте нагрузку ИТ в течение нескольких недель.
Тренировкам должны предшествовать упражнения на растяжку и мобилизацию.
Индивидуальная программа должна состоять примерно из 10 упражнений.
Упражнения следует выполнять не реже 3 раз в неделю. В другие дни должна проводиться базовая ТИМ.