Капалабхати и гипервентиляция
К категории очистительных практик автором «Хатха-Йога-Прадипики» отнесено дыхание типа «капалабхати», что переводится как «сияние черепа» или «очищение головы». Вариантов выполнения может быть несколько, однако все их объединяет то, что дыхание производится форсированно и в темпе, превышающем обычный.
Технический смысл капалабхати сводится к активному выдоху животом и пассивному вдоху, который происходит за счёт расслабления живота. То есть активная фаза – выдох; за счет резкого сокращения мышц живота воздух выталкивается через нос; сразу после этого живот расслабляется и воздух сам собой входит в тело, после чего сразу следует очередной активный выдох, и так далее.
Если на первом этапе вы сталкиваетесь с трудностями, учитесь дышать животом в медленном темпе: на выдохе втягивайте живот в себя, на вдохе расслабляйте и выпускайте его. Потом постепенно делайте выдох резче и короче. Вдох же оставляйте расслабленным и пассивным.
Начинать освоение техники следует с небольшого темпа и умеренной интенсивности выдоха. Сделав серию продолжительностью 5-10 дыхательных циклов, нужно остановиться и сделать несколько растянутых вдохов-выдохов, используя технику уджайи, если она освоена. Можно так же выполнить короткую задержку дыхания, если вы готовы к технически правильному её выполнению.
Впоследствии каждый цикл выполнения увеличивается, однако не должен становиться слишком длинным – обычно не более одной минуты.
Во время и после выполнения цикла капалабхати вы не должны испытывать головокружения, сердцебиения и других неприятных ощущений.
Звук выдоха является индикатором, свидетельствующим о силе и интенсивности сокращения дыхательных мышц. При выполнении нужно стараться сделать все выдохи одинаковыми по силе, продолжительности и громкости. Также нужно стремиться к ритмичности – интервалы между выдохами должны быть одинаковы.
Капалабхати можно выполнять утром как утреннюю тонизирующую практику, в начале занятия йогой в качестве разогревающей техники; очень хорошо проделать «очищение черепа» перед тем, как приступить к практике пранаямы.
О специальных терапевтических показаниях к выполнению капалабхати, а также о противопоказаниях будет сказано в заключительной части статьи.
Чтобы лучше понять физиологию процессов, происходящих при выполнении капалабхати и других типов форсированного дыхания, определимся с некоторыми основными понятиями.
В норме средний здоровый человек дышит с частотой 15-17 раз в минуту (некоторые источники приводят цифры 14 и даже 12 раз в минуту). У опытных практиков йоги дыхание в покое обычно реже, чем у среднего человека (10-12 раз в минуту). При выполнении капалабхати частота дыхания может увеличиваться до 60 – 120 и более.
В покое человек за один раз вдыхает и выдыхает примерно 0,5 л воздуха — обычно это называется дыхательным объёмом. Чаще всего это происходит с помощью диафрагмы – основной дыхательной мышцы. После того, как мы спокойно вдохнули, у нас есть возможность до-вдохнуть – это называется резервным объёмом вдоха (2 – 2,5 л). Этот объём мы вдыхаем с помощью наружных межреберных мышц и дополнительных дыхательных мышц (лестничных и других).
После спокойного выдоха мы можем совершить до-выдох (это делается с помощью мышц брюшного пресса, внутренних межреберных мышц, поперечной мышцы грудной клетки (а также других мышц выдоха) – это называется резервным объёмом выдоха (1 — 1,5 литра воздуха).
В совокупности эти дыхательные объёмы образуют так называемую жизненную ёмкость легких (4 – 4,5 литра).
Разумеется, общая ёмкость легких зависит от конституции, роста, пола человека и у разных людей будет иметь разные значения.
| Резервный объём вдоха | 2 -2,5 л |
| Дыхательный объём | 0,5 л |
| Резервный объём выдоха | 1 – 1,5 л |
| Жизненная ёмкость лёгких | 4 – 4,5 л |
Капалабхати – техника, при определенном режиме выполнения способная привести организм в состояние гипервентиляции.
Гипервентиляция – дыхательный режим, в котором имеет место превышение минутного объёма дыхания (МОД).
МОД – тот объём воздуха, который проходит через лёгкие в течение минуты. Эта величина выражается простой формулой:
МОД = ЧД * ДО,
где ЧД – это частота дыхания (в минуту), а ДО – тот дыхательный объём, который лёгкие вдыхают и выдыхают за один раз.
Таким образом, минутная вентиляция лёгких (или МОД) определяется, во-первых, тем, как часто мы дышим, и во-вторых – тем, как глубоко. Изменение любого из этих параметров может приводить к изменению МОД (и следовательно, к гипер- или к гиповентиляции).
Рассмотрим несколько примеров, вставив в приведенную выше формулу различные варианты дыхательных паттернов.
Возьмем состояние покоя, в котором человек дышит с частотой 15 раз в минуту, вдыхая и выдыхая каждый раз 0,5 литра воздуха:
15 раз в минуту * 500 мл воздуха = 7 500 мл в минуту.
Таким образом, средняя вентиляция лёгких в покое составит 7,5 литров в минуту.
Превышение эттого показателя будет называться гипервентиляцией.
Будет ли гипервентиляцией капалабхати, и если да, то при каких условиях?
При выполнени капалабхати практикующий оперирует резервным объёмом выдоха. То есть мы выдыхаем часть того объёма, который остаётся в лёгких после спокойного пассивного выдоха. Оставшийся воздух выталкивается мышцами живота (этот, как мы уже знаем, может достигать 1 – 1,5 литра). Допустим, что это 1 литр воздуха — в этом случае выдох должен быть довольно глубоким, форсированным и мощным.
Предположим, что капалабхати будет выполняться с минимальной частотой – примерно 1 выдох в 2 секунды, то есть 30 раз в минуту.
30 раз в минуту * 1000 мл воздуха = 30 000 мл в минуту.
Как видим, вместо 7,5 литров в покое мы получаем 30 литров минутной вентиляции. Если же увеличить частоту дыхания до 60 раз в минуту, то и уровень гипервентиляции возрастёт соответственно. Чем длиннее будет цикл капалабхати (или другого вида форсированного дыхания), тем более выраженной будет степень гипервентиляции.
Гипервентиляция может оказывать на организм ряд негативных эффектов, которые в основном сводятся к следующему.
При избыточной вентиляции лёгких из крови активно вымывается углекислый газ (СО2) и выбрасывается в атмосферу. Углекислый газ – один из основных метаболитов, оказывающих влияние на тонус сосудов, в первую очередь мелких артерий головного мозга. При повышении уровня СО2 артериолы расширяются, чтобы увеличить мозговой капиллярный кровоток – этот механизм заложен природой для поддержания оптимального кровоснабжения мозга при нарушениях вентиляции лёгких.
При гипервентиляции реализуется обратный механизм: уровень СО2 в крови падает, что приводит к повышению тонуса артерий мозга – то есть, попросту говоря, при гипервентиляции сосуды мозга спазмируются и мозговой кровоток снижается. Клетки мозга оказываются в условиях дефицита кровоснабжения.
Этот механизм разворачивается менее чем за одну минуту. Поэтому во избежание негативных влияний на мозговое кровообращение каплабхати (как и другие типы форсированного дыхания) не должна выполняться длинными сериями, превышающими по продолжительности одну минуту.
При снижении уровня СО2 в крови развивается дыхательный алкалоз — то есть кислотность крови сдвигается в щелочную сторону. В условиях алкалоза (“защелачивания”) меняется сродство гемоглобина к кислороду – соединение этих двух веществ становится очень стойким. В нормальных условиях комплекс кислород – гемоглобин (называемый оксигемоглобин) распадается очень легко; по прибытии к тканям кислород отсоединяется от гемоглобина и попадает в клетку. При развитии алкалоза оксигемоглобин уже не распадается и кислород в клетки попасть не может.
Таким образом, при гипервентиляции, во-первых, спазмированы сосуды головного мозга, во-вторых, даже та кровь, которая поступает к мозгу через спазмированные сосуды, не в состоянии отдать кислород клеткам мозга.
В результате клетки мозга находятся в состоянии кислородного голодания.
Нервная ткань очень чувствительна к потреблению кислорода и при описанных выше обстоятельствах их функционирование быстро нарушается: развиваются различные симптомы дисфункции головного мозга (в том числе галлюцинации, наблюдающиеся при длительной гипервентиляции — например, при некоторых современных дыхательных психотехниках, использующих гипервентиляцию). Свидетельством дыхательного алкалоза являются мышечные судороги, также нередко сопровождающие длительные сеансы гипервентиляции – сдвиги кислотно-щелочного равновесия нарушают обмен ионизированного кальция, участвующего в процессах нервно-мышечной передачи.
Данные эффекты гипервентиляции давно известны в анестезиологии-реаниматологии: неправильно выбранный режим искусственной вентиляции лёгких при длительном его использовании приведёт к гипоксии мозга и как следствие – к глубоким нарушениям его функций.
К гипервентиляции и соотвествующим изменениям газового состава крови приводят лишь определённые варианты капалабхати – а именно те, в которых дыхание относитлеьно редкое и глубокое – что позволяет достичь увеличения минутного объёма дыхания. При таких вариантах капалабхати серии не должны быть длительными, чтобы не приводить к описанным выше негативным эффектам.
При этом очень часто под капалабхати подразумеваются более безопасные варианты, не приводящие к гипервентиляции. Исследования капалабхати (в многих случаях проведённые индийскими исследователями), как правило, рассматривают вариант с высокой частотой дыхания – 120 выдохов в минуту. Данный вариант с точки зрения возможной гипервентиляции практически безопасен.
Немалую роль тут играет так называемое функциональное мёртвое пространство – те отделы дыхательной системы, в которых отсутствует альвеолярный аппарат и поэтому там не происходит газообмена (то есть носоглотка, трахея и крупные бронхи). Ниже в бронхиальном дереве уже есть альвеолярный аппарат, потому-то там и происходит газообмен, а вот выше – альвеол нет и воздух выходит обратно в атмосферу неизмененным. То есть часть того объёма воздуха, который мы вдыхаем, не участвует в газообмене. В среднем объём функционально мертвого пространства составлет около 150 мл.
Именно наличие мёртвого дыхательного пространства объясняет невозможность дышать через длинный шланг, находясь глубоко под водой (тем самым мы увеличиваем объем мертвого пространства и выключаем из газообмена значительную часть дыхательной емкости – чем длиннее шланг, тем больше «холостой» дыхательный объём).
Чем более поверхностное дыхание при выполнении капалабхати, тем меньше задействуемый дыхательный объём — соотвественно, меньше общая вентиляция лёгких и тем дальше мы от гипервентиляции. Более того, в какой-то момент, делая дыхание всё более поверхностным, мы начинаем оперировать только мёртвым дыхательным пространством – и дыхание становится настолько поверхностным, что воздух покидает и наполняет лишь те отделы воздухоносных путей, в которых нет газообмена. В этом случае, по-видимому, гипервентиляции гарантированно не будет. Более того, «в этом случае вдыхаемый воздух почти не будет достигать альвеол» (Р. Шмидт и Г. Тевс).
Высказываются предположения, что максимально поверхностное капалабхати будет вести к развитию гиповентиляции. Однако экспериментальные даные говорят о том, что при высокой частоте дыхания при капалабхати (80-108 и более в минуту, что подразумевает вентиляцию только мёртвого пространства), достигается вполне нормальный уровень потребления кислорода (400 мл в минуту). Это объясняется колебаниями внутрибронхиального давления, возникающими вследствие сверхвысокой частоты дыхания (D. Ebert, 1986). Вследствие колебаний давления в бронхах происходит диффузия газов, обеспечивающая нормальный газообмен.
В реаниматологии применяется похожий метод вентиляции лёгких (так называемая высокочастотная вентиляция) – колебания внутрибронхиального давления с высокой частотой, обеспечивающие процессы газообмена в лёгких, при этом грудная клетка не производит никаких движений.
Техника капалабхати оказывает ряд физиологических эффектов – в частности, модулируя активность вегетативной нерной системы. Капалабхати с частотой 120 выдохов в минуту повышает уровень симпатической активности и снижает активность блуждающего нерва (в противоположность дыхательной технике нади-шодхана) – показывают результаты исследования с участием 12 здоровых волонтеров в возрасте от 21 до 33 лет (Raghuraj P& et al., 1998).
При этом отдельные исследования показывают, что практика капалабхати может положительно влиять на восприятие стресса, не оказывая влияния на параметры кровообращения по сравнению с замедленными типами дыхания.
90 здоровых участников в возрасте 18-25 лет были разделены на группу быстрого дыхания (капалабхати и бхастрика), медленного дыхания (нади-шодхана) и группу контроля. Спустя 12 недель занятий (по 30 минут 3 раза в неделю) зафиксировано снижение уровня стресса в обеих группах (как быстрого, так и медленного дыхания); при этом только в группе медленного дыхания зафиксировано снижение частоты сердечных сокращений, диастолического артериального давления и двойного произведения по сравнению с контролем (Sharma V.K. et al., 2013).
Исследованиями неоднократно показано влияние капалабхати на когнитивные функции.
Исследование с участием 84 человек в возрасте от 18 до 25 лет оценивало воздействие быстрых (капалабхати, бхастрика) и медленных (нади-шодхана) типов дыхания на когнитивные функции. По истечении 12 недель, во время которых две группы испытуемых выполняли соответствующие дыхательные практики по 35 минут 3 раза в неделю, было выявлено улучшение когнитивных функций во обеих группах по сравнению с исходными данными, но в группе быстрого дыхания (капалабхати) отмечено более выраженное улучшение сенсомоторной производительности, а также уменьшение времени реакции по сравнению с группой медленного дыхания (Sharma V.K. et al., 2014).
Практика капалабхати и осознавание дыхания улучшают выполнение задач, требующих ловкости пальцев (выполнение улучшается на 19% после выполнения капалабхати и на 9% после практики осознавания); отмечалось значимое снижение количества ошибок при выполнении теста (на 41% после капалабхати и на 21% после практики осознавания); обе практики одинаково улучшали время полного выполнения визуального теста на распознавание — улучшение на 15% в обоих случаях, P<0.001 (Telles S., et al., 2012).
Эти же исследователи сообщают, что капалабхати с частотой 120 раз в минуту уменьшает время, необходимое для выполнения задач, требующих селективного внимания, по сравнению с практикой осознавания дыхания – сообщается в результате сравнительного исследования с участием 30 человек (Telles S., et al., 2009).
Форсированные типы дыхания позволяют реализовать положительные влияния на многие системы организма. Капалабхати и аналогичные ей техники (бхастрика) позволяют получить следующие эффекты:
1) учащенное дыхание активирует симпатический отдел вегетативной нервной системы, тем самым обладая тонизирующим, стимулирующим действием на центральную нервную систему, кровообращение и обмен веществ;
2) капалабхати создаёт мощные перепады давления в воздухоносных путях – носоглотке, придаточных пазухах носа, бронхиальном дереве; за счет этого происходит массаж слизистых дыхательной системы, активируется кровообращение и работа мерцательного эпителия, что в свою очередь улучшает выведение слизи;
3) колебания давления в брюшной полости и грудной клетке приводят к перепадам внутричерепного давления: давление в полости черепа колеблется на порядок (от 6 до 60 мм рт. ст.). Это, в свою очередь, тонизирует сосудистую систему головного мозга, стимулирует процессы ликвороциркуляции.
4) Выполнение капалабхати способствует улучшению когнтивных функций, уменьшая время реакции и обеспечивая более эффективное выполнение задач с участием функций активного внимания.
Перечисленные эффекты определяют показания к применению капалабхати. Стимуляция симпатической нервной системы позволяет с успехом применять капалабхати при гипотонии, утомляемости, ожирении. Влияния на дыхательные пути делает капалабхати средством выбора при хронических бронхитах, бронхиальной астме, хронических гайморитах, фронтитах, этмоидитах. Наконец, влияние на головной мозг определяет широкий перечень показаний: головные боли, связанные с нарушениями регуляции сосудистого тонуса и нарушениями венозного оттока из полости черепа, мигрени, умственная утомляемость и нарушения концентрации внимания, функциональные отклонения в работе гипоталамо-гипофизарной системы и связанные с этим проблемы (к примеру, нарушения менструального цикла).
Противопоказаниями к выполнению капалабхати являются: беременность, месячные, опухоли и другие серьезные заболевания головного мозга, эпилепсия, перенесенные в прошлом тяжелые черепно-мозговые травмы, любые острые и обострения хронических воспалительных заболеваний, а также злокачественные опухоли органов брюшной полости и малого таза; артериальная гипертония и состояния, при которых высок риск тромбоэмболии.
Johnson et al. cообщают о случае развития спонтанного пневмоторакса у здоровой (по предварительным данным) 29-летней женщины; причиной пневмоторакс послужило выполнение капалабхати. Поэтому целесообразно исключать капалабхати при состояниях, способствующих спонтанному пневмотораксу – буллёзной болезни лёгких и других деструктивных процессах лёгочной ткани.
Очень родственной к капалабхати является другая техника – бхастрика (в переводе «кузнечные мехи»). Бхастрика имеет ряд подвариантов, которые выполняются животом, грудной клеткой, с участием или без участия рук, но все их объединяет одно – активно выполняется и вдох, и выдох (в отличие от капалабхати, которая задействует только активный выдох). Все перечисленные выше эффекты и противопоказания относятся и к бхастрике, однако капалабхати является более мягкой техникой по сравнению с бхастрикой.
Бхастрика задействует весь дыхательный объём лёгких и потому гораздо быстрее может привести к гипервентиляции при длительном выполнении. Общее действие её мощнее и жестче, поэтому осваивать её и вводить в практику следует после освоения капалабхати.
Список использованной литературы:
Kapalabhati pranayama: breath of fire or cause of pneumothorax? A case report. Johnson DB, Tierney MJ, Sadighi PJ. Chest. 2004 May;125(5):1951-2.
Joshi M, Telles S A nonrandomized non-naive comparative study of the effects of kapalabhati and breath awareness on event-related potentials in trained yoga practitioners.J Altern Complement Med. 2009 Mar;15(3):281-5. doi: 10.1089/acm.2008.0250.
Effect of fast and slow pranayama practice on cognitive functions in healthy volunteers. Sharma VK, M R, Subramanian SK, Bhavanani AB, Madanmohan, Sahai A, Thangavel D. J Clin Diagn Res. 2014 Jan;8(1):10-3. doi: 10.7860/JCDR/2014/7256.3668. Epub 2013 Nov 18.
Effect of fast and slow pranayama on perceived stress and cardiovascular parameters in young health-care students. Sharma VK, Trakroo M, Subramaniam V, Rajajeyakumar M, Bhavanani AB, Sahai A. Int J Yoga. 2013 Jul;6(2):104-10. doi: 10.4103/0973-6131.113400.
Finger dexterity and visual discrimination following two yoga breathing practices. Telles S, Singh N, Balkrishna A. Int J Yoga. 2012 Jan;5(1):37-41. doi: 10.4103/0973-6131.91710.
J Altern Complement Med. 2009 Mar;15(3):281-5. doi: 10.1089/acm.2008.0250.
A nonrandomized non-naive comparative study of the effects of kapalabhati and breath awareness on event-related potentials in trained yoga practitioners.
Joshi M, Telles S
Effect of two selected yogic breathing techniques of heart rate variability.
Raghuraj P, Ramakrishnan AG, Nagendra HR, Telles S. Indian J Physiol Pharmacol. 1998 Oct;42(4):467-72.
“Физиология человека” под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса, Москва, издательство “Мир”, 2007
Джон Уэст “Физиология дыхания. Основы” издательство “Мир”, 1988