Wentylacja płuc oraz wymiana gazowa pomiędzy komórkami ciała, a atmosferą ma miejsce w czasie procesu oddychania; komórki zużywają tlen, który jest wykorzystany w procesie metabolizmu komórkowego. Dwutlenek węgla produkowany w czasie utlenienia jest częściowo zużywany przez komórki, a częściowo wydalany przez płuca.
Wyspecjalizowane narządy (nos, płuca, przepona, serce) oraz komórki (erytrocyty – czerwone krwinki zawierające hemoglobinę, specjalne białko do transportu tlenu, komórki nerwowe które reagują na zawartość dwutlenku węgla w chemoreceptorach krwi w naczyniach krwionośnych, oraz komórki nerwowe mózgu które tworzą ośrodek oddychania) biorą udział w procesie oddychania.
| Regular breathing | With The Frolov's device | ||
|---|---|---|---|
| Inhalation | oxygen | 21% | 18% |
| carbon | 0,03% | 3% | |
| Exhalation | oxygen | 16% | 13% |
| carbon | 4,5% | 7,5% | |
| Frequency of breaths | 14–18 per minute | 4–6 per minute | |
| Breathing volume per minute | 7–9 l/min | 4–4,5 l/min | |
| Ventilation-perfusion coefficient | 0,8–1 | 1,5–2,5 | |
Formalnie, proces oddychania może być podzielony na trzy główne etapy: oddychanie zewnętrzne, transport gazów (tlenu i dwutlenku węgla) przez krew (między płucami a komórkami) i oddychanie tkankowe (utlenianie różnych substancji w komórkach).
Oddychanie zewnętrzne oznacza wymianę gazową pomiędzy ciałem a otaczającą atmosferą.
Transport gazów przez krew: głównym nośnikiem tlenu jest hemoglobina, białko które jest przenoszone wewnątrz erytrocytów. Za pomocą hemoglobiny aż do 20% dwutlenku węgla jest transportowane z tkanek do płuc.
„Oddychanie tkankowe” lub ‹‹wewnętrzne oddychanie››. Ten proces obejmuje dwa etapy:
- wymiana gazów pomiędzy krwią a tkankami, zużycie tlenu przez komórki,
- emisja dwutlenku węgla (wewnątrzkomórkowe, endogeniczne oddychanie).
Aby zachować dobre zdrowie i dobrą formę i aby utrzymać zasoby zdrowia w organizmie, konieczne jest utrzymanie w dobrym stanie wentylacji płuc . Może to być osiągnięte poprzez ćwiczenia oddechowe które zmieniają powszechny sposób oddychania.
Praktyka medyczna zna kilka podejść do zagadnienia ćwiczeń oddechowych - hipoksemiczne ćwiczenia , metoda Buteyko lub hiperkapnicze ćwiczenia, wschodnia technika ćwiczeń wzmacniających oparta na redukcji tempa oddechu, techniki oddychania zmniejszające liczbę oddechów na minutę, ćwiczenia oddechowe z oporem oddechowym, ćwiczenia oddechowe korzystające z dodatkowej powierzchni oddechowej. Unikalną cechą Urządzenia do Treningu Oddechu Frolov’a jest fakt, iż łączy ona w sobie najlepsze z tych technik. Ćwiczenia z użyciem Urządzenia są bardzo proste.
Urządzenie napełnia się odpowiednią ilością wody i pacjent zaczyna oddychać używając przepony.
Pacjent może zacząć od oddychania nosem i później przejść do oddychania ustami. Podczas wdychania przez usta, woda w urządzeniu wytwarza opór. Wydech przez usta powinien być powolny i spokojny - jest to tzw. wydech przy oporze. W przypadku gdy ćwiczenia są wykonywane regularnie, czas wydechu może być stopniowo wydłużany do 40-50 sekund.
„Górskie Powietrze” i Ćwiczenia Hipoksemiczne
Ekspozycja na krótkotrwałą hipoksję (stan niedoboru tlenu) jest jednym z kluczowych elementów w terapii oddechowej z użyciem Urządzenia. Dłuższy wydech wywołuje krótkotrwałą hipoksję, co skutkuje bardziej wydajnym zużyciem tlenu w organizmie. Z tego powodu ludzie żyjący w górach żyją znacznie dłużej.
Jakie są korzyści krótkotrwałej hipoksji?
Zaobserwowano, że sesje krótkotrwałej hipoksyjnego oddychania poprawiają nastrój, wydajność umysłowej i fizycznej pracy, rozszerza naczynia włosowate, podnosi liczbę erytrocytów we krwi, zwiększa ilość krążącej krwi oraz ilość obiegów krwi na minutę, oraz poprawia dostarczanie krwi do tkanek i komórek.
Dlatego też, hipoksemiczne ćwiczenia są właściwym sposobem na poprawę funkcjonowania wszystkich najważniejszych układów fizjologicznych i organów: mózgu, serca, przewodu żołądkowo- jelitowego, narządów rozrodczych. Normalizują one także metabolizm, wzmacniają odporność, oraz są leczniczymi i zapobiegawczymi środkami na wiele chorób.
Dawkowana ekspozycja na hipoksję zwiększa odporność na szkodliwe czynniki środowiska, normalizuje metabolizm węglowodanów, tłuszczów, białek i elektrolitów. Ekspozycja na hipoksję jest praktycznie uniwersalnym nie-farmakologicznym sposobem zwiększania umiejętności adaptacyjnych. Przywraca psychofizjologiczną i emocjonalną równowagę oraz normalizuje funkcjonowanie wegetatywnego układu nerwowego regulującego narządy wewnętrzne.
W 1991, członkini Akademii A. Z. Kolchinskaya zapoczątkowała rozwój efektywnej i wydajnej metody terapii hipoksemicznej: metodę ćwiczeń z naprzemienną hipoksją. Podczas takiego ćwiczenia, pacjent oddycha przez maskę z powietrzem otaczającym na przemian z mieszanką hipoksemiczną zawierającą obniżoną ilość tlenu (10%-12%).
Hipoksemiczne ćwiczenia skutkują nie tylko wzrostem zdolności adaptacyjnych organizmu, ale także podniesioną odpornością. Dowiedziono, że różne choroby miały mniej nasileń jeśli były leczone z dodatkiem terapii oddechowej, niż w wypadku gdy były leczone tylko przeciwzapalną terapią bez takich ćwiczeń. Psychoemocjonalny stan, podłoże hormonalne (poziom prolaktyny, testosteronu i kortyzolu) oraz menstruacja u kobiet ulegają poprawie po terapii oddechowej.
Ogólny efekt ćwiczeń hipoksemicznych na organizm pozwala stosować takie ćwiczenia nie tylko do leczenia chorób układu oddechowego, krwionośnego i nerwowego, ale także do ochrony przed infekcjami, promieniowaniem oraz szkodliwymi czynnikami ekologicznymi i klimatycznymi. Takie ćwiczenia oddechowe stymulują zwiększenie zasobów układu oddechowego i polepsza wydajność zewnętrznego oddychania; zmniejszają liczbę oddechów na minutę jednocześnie zwiększając objętość oddechową, maksymalizując wentylację płuc i spowalniając wydechy.
Z tego powodu ćwiczenia hipoksemiczne zyskały szerokie uznanie w sporcie: zwiększają efektywność treningu i jednocześnie zastępuje drogi proces treningu sportowców w górskim klimacie.
Istnieją specjalne mieszanki do sesji hipoksemicznej terapii. Mają one na celu kontrolę i gospodarowanie zawartością powietrza zużywanego przez pacjenta.
Podobny efekt może być osiągnięty podczas oddychania Urządzeniem do Treningu oddechu Frolov’a które łączy w sobie różne metody oddychania. Dłuższe wydechy z użyciem Urządzenia prowadzą do krótkiej ekspozycji na hipoksję, tak więc ciało doznaje podobnego efektu do tego występującego podczas ćwiczeń z naprzemienną hipoksją, która wymaga użycia drogich mieszanek do terapii hipoksemicznej.
Hipoksemiczne ćwiczenia zazwyczaj wymagają specjalnych technik które mogą kontrolować właściwości mieszanki gazowej wdychanej przez pacjenta. Urządzenie do Treningu Oddechu Frolov’a najlepiej służy temu celowi.
Metoda Buteyko czy Ćwiczenia Hperkapniczne
Technika oddychania z wykorzystaniem Urządzenia jest także oparta na hiperkapnicznych ćwiczeniach – wdychanie powietrza z dużym stężeniem dwutlenku węgla lub zwiększanie stężenia dwutlenku węgla w płucach. Rytmiczne zwiększenie stężenia CO2 w płucach jest skutkiem powolnego oddychania oraz ponownego oddychania przez tubę Urządzenia. Część CO2 z wydechu miesza się z powietrzem które pacjent wdycha z Urządzenia napełniając płuca powietrzem bogatym w CO2.
Hiperkapiczne ćwiczenia są ćwiczeniami oddechowymi podczas których zawartość dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu i płucach zwiększa się. Takie ćwiczenia odgrywają bardzo ważną rolę w utrzymywaniu ciała w dobrym stanie dzięki fizjologicznemu i biochemicznemu oddziaływaniu dwutlenku węgla na nasz układ oddechowy. Przez długi czas dwutlenek węgla był uważany za rodzaj „odpadu organicznego”, produkt uboczny utleniania w komórkach który powinien być usuwany z organizmu poprzez energiczną wentylację płuc. Jednakże, badania naukowe dowiodły, że dwutlenek węgla jest kluczowym czynnikiem który wpływa na najważniejsze biologiczne i fizjologiczne procesy. CO2 (dwutlenek węgla) oddziałuje na metabolizm komórki , wygładza mięśnie narządów wewnętrznych i naczyń krwionośnych, bierze udział w regulacji układu nerwowego, równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie, oraz procesie oddzielania tlenu od hemoglobiny w czasie przechodzenia krwi przez naczynia kapilarne.
Co więcej, okazuje się, że ciało ludzkie czynnie reaguje na wzrost dwutlenku węgla we krwi, wtedy specjalne komórki nerwowe i hiperkapniczne receptory stają się bardziej aktywne. Jednakże, reakcja ta nie występuje przy obniżeniu się ilości dwutlenku węgla we krwi, ponieważ ludzie nie posiadają żadnych specjalnych receptorów które reagują na spadki dwutlenku węgla. Z tego powodu specjalne ćwiczenia oddechowe są potrzebne do dostarczenia odpowiedniej ilości dwutlenku węgla do krwi i tkanek.
To właśnie dzieje się, na przykład, podczas przedłużonego wstrzymywania oddechu: dwutlenek węgla gromadzi się wtedy we krwi , a neurony ośrodka oddechowego dostosowują się do stężenia dwutlenku węgla we krwi. Rosyjski naukowiec Konstantin Pavlovich Buteyko opracował metodę PLDB polegającą na specjalnej technice oddychania: celowego niewykonywania głębokich oddechów. Według teorii stającej za tą metodą, głębokość oddychania zmniejsza się w czasie ćwiczeń co powoduje zmniejszanie się utraty dwutlenku węgla, co prowadzi do gromadzenia się CO2 we krwi. Wiele osób myli metodę K. P. Buteyko z techniką opartą na wstrzymywaniu oddechu , co nie jest tym samym.
W czasie ćwiczeń fizycznych lub pracy fizycznej zwiększa się wytwarzanie dwutlenku węgla w wyniku utleniania glukozy, w ten sposób osoba ćwiczy układ oddechowy. Różne urządzenia ochronne (maski gazowe, skafandry kosmiczne, itd.) są wyposażone w pewien sprzęt umożliwiający odwrotne oddychanie, tzn. kiedy osoba wykonuje wydech do pojemnika (np. plastikowej torby) i wdycha mieszankę gazów ze zwiększoną zawartością dwutlenku węgla. Różne rodzaje hiperkapnicznych ćwiczeń są także stosowane w zarówno w praktyce klinicznej w leczeniu chorób (astma, dławica piersiowa, nadciśnienie, itd.) oraz w medycynie sportowej do zwiększenia fizycznej wytrzymałości i energii, oraz w celu obudowania rezerwy organizmu po treningu.
Metoda oddychania z użyciem Urządzenia do Treningu Oddechu Frolov’a pomaga wykonywać ćwiczenia oddechowe ze zwiększoną ilością dwutlenku węgla; które są także znane jako „ćwiczenia hiperkapniczne”. Okresowy wzrost poziomu dwutlenku węgla w płucach jest osiągany przez zwalnianie oddechu poprzez odwrócone oddychanie przy użyciu Urządzenia. Równocześnie pewna ilość dwutlenku węgla która dostaje się do urządzenia wraz z wydychanym powietrzem miesza się z powietrzem wdychanym, tak więc mieszanka powietrza ze zwiększoną ilością dwutlenku powietrza dostaje się do płuc.
Wschodnie Techniki Oddechów Wzmacniających Oparte na Redukcji Tempa Oddechu
Technika oddychania z użyciem Urządzenia oparta jest na stopniowym wydłużaniu czasu wydechu oraz czasu cyklu oddechowego. Zmniejsza to częstotliwość oddechów, spowalniając je oraz dostosowuje neurony ośrodka oddechowego do wolniejszych i rzadszych oddechów. Podobna technika jest od dawna stosowana w Orientalnych sposobach zdrowotnego oddychania.
Jakie korzyści to przynosi?
Dorosła osoba w stanie spoczynku i pozycji siedzącej wykonuje 26 - 20 oddechów na minutę. Osoby ćwiczące regularnie wykonują 8 -12 oddechów na minutę.
Częstotliwość oddechów odzwierciedla stan zdrowia oraz poziom wydajności układu oddechowego oraz zasobów organizmu, czyli potencjału życiowego.
Dlatego też, różne medyczne, wzmacniające oraz sportowe programy polecają różne ćwiczenia oddechowe mające na celu zmniejszenie tempa oddechu.
Takie podejście jest wyjątkowo powszechne w różnych wschodnich technikach wzmacniających. Zatem, na przykład, osoby które uprawiały Qigong przez długi czas mają wolniejsze tempo oddechu: 4 - 6 oddechów na minutę lub nawet 2 oddechy na minutę w niektórych przypadkach. Neurofizjolodzy zauważyli, że tempo oddechu spada podczas medytacji Zen. Tempo oddechu spada już na początku transcendentalnej medytacji, całkowita wentylacja obniża się przeciętnie o 1 litr na minutę, poziom zużycia tlenu także spada. Odkryto, że osoby regularnie praktykujące redukują tempo oddechu i normalizują sygnały fal mózgowych, indukując proces samoleczenia się ciała.
Świadoma redukcja tempa oddechu oraz pozytywne efekty ćwiczeń oddechowych na stan psychiczny są skutecznie wykorzystywane w różnych programach psychoterapeutycznych mających na celu poprawę zaburzeń psychoemocjonalnych , szoków potraumatycznych, pozbywanie się różnego rodzaju uzależnień (palenia, alkoholu, itd.). Powolne oddychanie jest zazwyczaj stosowane zarówno do osiągania stanów zmienionej świadomości na początku terapii oraz do osiągania lepszych rezultatów po połączeniu negatywnych doświadczeń z pozytywnym zrozumieniem.
Oczywiście techniki oddechowe są bardzo potrzebne w sporcie, ponieważ zdolność do świadomego kontrolowania tempa oddechów pozwala na skuteczne wykonanie ćwiczeń fizycznych oraz na szybkie dojście do formy po sesjach treningowych.
Metoda oddychania z użyciem Urządzenia do Treningu Oddechu Frolov’a polega na stopniowym wydłużaniu czasu wydechu oraz samego cyklu oddychania. W ten sposób, tempo oddechów spada, oddech spowalnia się, a neurony ośrodka oddechowego stopniowo dostosowują się do niższego, mniej intensywnego tempa oddechu.
Techniki Oddechu Redukujące Liczbę Oddechów Na Minutę
Ćwiczenia oddechowe z użyciem urządzenia spowalniają oddychanie oraz wydłużają oddechy. Redukuje to objętość powietrza wdychanego na minutę oraz eliminuje hiperwentylację.
Obniżanie liczby oddechów na minutę zapewnia ekonomiczne oddychanie zewnętrzne oraz przyczynia się do eliminacji nadmiernej wentylacji płuc (hiperwentylacji). Ćwiczenia tego typu skutkują redukcją liczby oddechów na minutę oraz tempa oddechu, a jednocześnie powodują zwiększenie ogólnej objętości oddechu, maksymalizując wentylację płuc podczas wstrzymywania oddechu w czasie wdechu.
Ten pozorny paradoks można dość łatwo wytłumaczyć z fizjologicznego punktu widzenia. W czasie redukcji ilości oddechów na minutę, nadmierna „próżna” wentylacja (tj. wentylacja martwych obszarów gdzie nie następuje wymiana gazów) zmniejsza się. Pod pojęciem „martwych stref” naukowcy rozumieją drogi przewodzące powietrze (tchawica, drzewo oskrzelowe). Jednocześnie naukowcy wskazują, że wentylacja pęcherzyków oraz warunki metabolizmu gazów pomiędzy pęcherzykami a naczyniami włosowatymi ulegają poprawie.
Redukcja ilości oddechów na minutę osiągana jest poprzez proces ćwiczeń oddechowych mających na celu świadome zmniejszenie wentylacji płuc oraz redukcję tempa oddechu. Może to być osiągnięte poprzez proces specjalnych ćwiczeń oddechowych metodą PLDB oraz VORPMBV (świadoma optymalna redukcja oddechów na minutę). Różne rodzaje kontroli oddechu wspomagane przez urządzenia są również używane w tym celu, na przykład, BF (Biofeedback - biologiczne sprzężenie zwrotne).
Podczas ćwiczeń oddechowych z Urządzeniem do Treningu Oddechu Frolov’a ilość oddechów na minutę zmniejsza się, a hiperwentylacja znika na skutek wolniejszego oddychania oraz przedłużania wydechów.
Ćwiczenia oddechowe pomagające w świadomej kontroli wentylacji płuc zmniejszają częstotliwość oddechów oraz objętość wdychanego powietrza na minutę. Ten efekt jest osiągany w czasie praktykowania specjalnych technik oddechowych, takich jak Metoda Płytkiego Oddychania Buteyko lub świadoma optymalna redukcja objętości wdychanego powietrza na minutę. Oprócz tego, różne urządzenia, takie jak urządzenia do biofeedback’u, są także stosowane do regulacji oddechu. Kompaktowe i dobrze zaprojektowane urządzenia Frolov’a może być skutecznie używane do takich ćwiczeń.
Ćwiczenia oddechowe z oporem oddechu
Pierwszą reakcją organizmu na opór przy wydechu wytworzony przez wodę w Urządzeniu jest optymalizacja wentylacji pęcherzyków oraz sprzężenie wentylacyjno-perfuzyjne. Polepszona wentylacja, wymiana gazowa oraz mikrokrążenie odnawiają mechanizmy regulujące ciało oraz metabolizm w wyrównanych tkankach i organach.
Ćwiczenia oddechowe z oporem oddechowym są istotne zarówno w sportowej jak i klinicznej medycynie. Ćwiczenia takie pomagają sportowcom zwiększyć siłę i wytrzymałość mięśni oddechowych i pozwalają na efektywne korzystanie z możliwości układu oddechowego. W medycynie takie ćwiczenia są wskazane u pacjentów cierpiących na duszności, pozwalają c im zmniejszyć negatywne skutki syndromu zmęczenia mięśni oddechowych. Ćwiczenia oddechowe z oporem są także polecane w szkoleniu osób używających urządzeń do ochrony narządów oddechowych: maski gazowe, kombinezony do nurkowania, skafandry kosmiczne, itd. Takie sesje treningowe wzmacniają siłę i wytrzymałość mięśni oddechowych, zapewniają dostosowanie się drzewa oskrzelowego i tkanki płucnej do oporu aerodynamicznego oraz masuje mięśnie gładkie drzewa oskrzelowego oraz tkankę płucną.
Podczas wydychania, opór oddechowy zapewnia polepszenie przewodnictwa oskrzeli, drenaż drzewa oskrzelowego oraz redukcję wydechowego zapada dania się oskrzeli. W ten sposób ćwiczenia oddechowe z oporem usprawniają proces oczyszczania płuc i oskrzeli. Ćwiczenia oddechowe z oporem skutkują wolniejszym oddychaniem i przedłużeniem trzymania oddechu. Pewne zmiany mają miejsce w metabolizmie gazu, wzroście CO2 w pęcherzykach płucnych i w wydychanym powietrzu ma pozytywny skutek na wentylację pęcherzyków oraz stosunek wentylacja-perfuzja, tzn. metabolizm gazu jest usprawniony na poziomie pęcherzyków płucnych.
Opór powietrza przy wydechu jest zazwyczaj definiowany jako sztuczna kontrola oddechu z oporem przy wydechu lub dodatkowy opór oddechowy (skróty ABC i ARR, odpowiednio). W kategoriach oporu oddechowego urządzenie do oddychania może być zdefiniowane jako dynamiczny opornik oddechu (DBR).
Oczywiście, opór wydechowy przede wszystkim indukuje wentylację pęcherzyków płucnych oraz optymalizuje stosunek wentylacja-perfuzja. Poprawa wentylacji natomiast wspomaga metabolizm gazu, mikrokrążenie, leczenie zaburzeń metaboli tycznych w tkankach i organach, kompensację oraz regenerację osłabionych funkcji i mechanizmów regulujących.
Ćwiczenia oddechowe wykorzystujące dodatkową powierzchnię oddechową
W czasie ćwiczeń, Urządzenie do Treningu oddechu Frolov’a wytwarza dodatkową pojemność oddechową u pacjenta. Jej objętość jest odpowiednia nawet dla dzieci w wieku przedszkolnym oraz pacjentów chorych na poważne choroby oskrzelowo-płucne.
Dodatkowa powierzchnia oddechowa (ABS)wykorzystywana w czasie gimnastyki oddechowej naturalnie stymuluje proces adaptacji do hiperkapnii, hipoksji oraz ćwiczy mięśnie oddechowe. Korzystanie z dodatkowej powierzchni oddechowej skutkuje lepszą wentylacją płuc, siłą i wytrzymałością mięśni oskrzelowych, odpornością na hipoksję i hiperkapnię, zmianami w środowisku wewnętrznym organizmu. Regularne oddychanie dodatkową powierzchnią oddechową zwiększa wydajność pracy fizycznej, odporność organizmu na zmiany ilości tlenu i dwutlenku węgla.
Podczas pracy z Urządzeniem dodatkowa powierzchnia oddechowa posiada parametry objętościowe odpowiadające parametrom ABS, są one bezpieczne nawet dla dzieci w wieku przedszkolnym i oraz pacjentów z poważnymi chorobami oskrzelowymi lub płucnymi.
Wnioski
Projekt Urządzenia oraz technika oddychania zapewniają powodzenie terapii oddechowej , która przynosi pozytywne efekty dla układu oddechowego oraz ogólnego stanu zdrowia. Leczy ono organizm dostarczając mu energii oraz zapewniając ogólne dobre samopoczucie.