Bezprostřední vliv Jacobsonovy progresivní relaxace na autonomní nervový systém hodnocený ukazateli spektrální a časové analýzy variability srdeční frekvence

Souhrn

Článek je zaměřen na hodnocení efektu Jacobsonovy progresivní relaxace na kardiální autonomní nervový systém pomocí ukazatelů variability srdeční frekvence u zdravých probandů. Z výsledků studie plyne, že došlo ke staticky významnému zvýšení časového ukazatele variability srdeční frekvence „R–R intervaly“ po aplikaci Jacobsonovy progresivní svalové relaxace. To naznačuje počínající relaxační efekt Jacobsonovy progresivní svalové relaxace na autonomní nervový systém.

Klíčová slova:

autonomní nervový systém – variabilita srdeční frekvence – spektrální analýza – Jacobsonova progresivní svalová relaxace

Úvod

Při relaxaci dochází k přeladění autonomního nervového systému (ANS) a aktivuje se jeho parasympatický subsystém. Jednou z nejčastěji užívaných relaxačních technik, nejen ve fyzioterapeutické praxi, je Jacobsonova progresivní svalová relaxace. Spočívá v provedení izometrické kontrakce určité skupiny svalů, po které následuje relaxace, kterou si pacient v kontrastu s fází aktivační musí uvědomit. Slovo progresivní znamená, že se procvičují jednotlivé svalové skupiny postupně. Techniku progresivní svalové relaxace vytvořil psycholog Edmund Jacobson, který působil na katedře fyziologie na Chicagské univerzitě. Ke zjištění svalového tonu využíval elektromyograf (EMG). Zjistil, že i pouhá myšlenka na pohyb určité končetiny způsobí změnu na EMG. Jde o účinnou a univerzálně aplikovatelnou metodu, v níž jde o vypěstování schopnosti vnímat a rozlišit jemné rozdíly napětí vlastního svalstva, a tím i schopnosti úmyslně uvolňovat svalové (a spolu s tím i psychické) napětí [1]. Studie navazuje na předchozí výzkumy, které posuzovaly relaxační vliv canisterapie a audiovizuální stimulace na ANS [2,3] s využitím metody spektrální analýzy variability srdeční frekvence (SAVSF). Tato metoda umožňuje neinvazivně kvantifikovat stav ANS, resp. nepřímo monitorovat sympaticko-parasympatickou modulaci srdeční frekvence.

Metodika

V této charakterem komparativní studii bylo vyšetřeno celkem 20 zdravých probandů, z toho 14 žen a 6 mužů s věkovým průměrem 24,08 ± 1,94 let, s body mass indexem (BMI) 24,08 ± 1,94 kg/m².

Výzkumný i kontrolní soubor byl tvořen stejnou skupinou probandů, měření bylo v obou případech ve stejných pozicích. U kontrolní skupiny, tj. bez aplikace Jacobsonovy progresivní svalové relaxace [4], měli probandi pouze nasazena sluchátka, bez aplikace nahrávky relaxace.

Mezi kontrolním a výzkumným měřením byl rozestup týden, přičemž o pořadí měření rozhodl los. Nahrávku si probandi v rámci eliminace naivních subjektů 5x před měřením v průběhu 3 týdnů vyzkoušeli.

Vyšetření metodou SAVSF probandů probíhalo standardně v dopoledních hodinách. Všichni probandi splnili podmínky pro standardizaci měření metodou SAVSF, dechová frekvence nešla pod 9 dechů/min [5]. Měřenými pozicemi byl adaptační leh (leh 1), který byl následován lehem 2, stojem a lehem 3. Následně byla v pozici lehu aplikována přes sluchátka nahrávka Jacobsonovy progresivní svalové relaxace v délce 15 min. Dále byla realizována poslední měřená pozice, a to leh 4.

Variabilita srdeční frekvence (VSF) byla hodnocena ve frekvenční i časové oblasti [6]. Pro měření byl použit diagnostický systém VarCor PF7 [7], který umožňuje přenášet naměřená data do PC pomocí USB portu. Elektrokardiografický signál byl snímán pomocí pásu s elektrodami (systém POLAR) umístěnými na hrudníku. Signál ze snímacího pásu byl transformován do UHF přijímače, následně zpracován v PC s využitím speciálního softwaru pro tento diagnostický systém. Pro výpočet spektrálních ukazatelů ve frekvenční oblasti byla využita rychlá Fourierova transformace s částečně upravenými procedurami CGSA (coarse graining spectral analysis) [6,7]. Vyšetření byla prováděna v krátkodobých záznamech v jednotlivých polohách, vždy přibližně 300 tepů (resp. 5 min) / pozice.

Metoda SAVSF byla zvolena pro hodnocení regulací ANS z důvodu její citlivosti a neinvazivity. Oblasti kmitočtového spektra, které tato metoda využívá, se dělí v krátkodobých záznamech do tří hlavních komponent:

1. komponenta VLF (velmi nízká frekvence, 20–50 mHz), jejíž regulační mechanizmy nejsou dosud jednoznačně objasněny;

2. komponenta LF (nízká frekvence, 50–150 mHz) je interpretována především jako odraz arteriální baroreceptorové sympatické aktivity, zvyšující se ve stoji;

3. komponenta HF (vysoká frekvence, 150–400 mHz) představuje vagovou aktivitu spojenou s dýcháním [8].

Z ukazatelů v časové oblasti (doméně) byly použity ukazatele R-R intervaly a průměrná hodnota mocniny rozdílu po sobě následujících R-R intervalů (MSSD – mean square successive differences).

Z ukazatelů ve frekvenční oblasti (doméně) byly v naší studii sledovány a hodnoceny ukazatele Power VLF (výkon velmi nízkofrekvenční složky v ms²), Power LF (výkon nízkofrekvenční složky v ms²), Power HF (výkon vysokofrekvenční složky v ms²), celkový spektrální výkon (Total Power) – součet spektrálních výkonů VLF, LF a HF složek v ms² – a relativní poměry zastoupení komponent LF a HF (Rel. LF a Rel. HF) a poměr LF/HF.

Ukazatele frekvenční a časové domény VSF byly mezi sebou vzájemně porovnány u výzkumné skupiny v pozici lehu 2 s pozicí lehu 4 a stejně tak u skupiny kontrolní. Výzkum byl u probandů doplněn dotazníkem na autonomní funkce (DAF). DAF podává orientační informace o vyváženosti poměru odpovědí na projevy sympatiku a parasympatiku. Celkem obsahuje 16 otázek. Vyhodnocuje se podle počtu odpovědí, které jsou rozděleny do skupiny sympatiku, parasympatiku a indiferentní. Vyšší četnost odpovědí ze sloupce sympatikus představuje relativní převahu sympatiku. Pro zdravé osoby byl zjištěn poměr odpovědí pro projevy funkce sympatiku (A) a parasympatiku (B) 5,41 (± 1,97) : 6,05 (± 2,01) [9].

Pro porovnání zjištěných hodnot ukazatelů VSF ve vybraných pozicích byl použit Wilcoxonův párový neparametrický test. Za statisticky významné jsme považovali změny sledovaných hodnot ukazatelů p < 0,05 (hladina statistické významnosti byla stanovena na úrovni 0,05) (obr. 1).

Výsledky

Výsledný poměr DAF byl 5,95 (± 1,79) : 6,35 (± 1,53). Tento výsledek svědčí o vstupní vyváženosti projevů funkcí sympatiku a parasympatiku u zkoumaných probandů, s mírnou převahou parasympatiku.

Porovnání hodnot sledovaných ukazatelů před aplikací Jacobsonovy progresivní svalové relaxace a po ní

Statisticky významná vzestupná tendence se projevila u časového ukazatele R-R intervaly.

Statisticky nevýznamná vzestupná tendence se projevila u následujících ukazatelů VSF: Power VLF, Power HF, Rel. HF, MSSD a Total Power.

Statisticky nevýznamná sestupná tendence se projevila u ukazatelů VSF: Power LF, poměr LF/HF a Rel. LF.

Statisticky významná sestupná tendence se neprojevila u žádného ze sledovaných ukazatelů VSF (tab. 1).

Porovnání hodnot sledovaných ukazatelů před aplikací sluchátek a po ní, tj. bez použití metody Jacobsonovy progresivní svalové relaxace.

Statisticky významná vzestupná tendence se projevila u těchto spektrálních a časových ukazatelů VSF: Power VLF, Power HF, R-R intervaly a MSSD.

Statisticky nevýznamná vzestupná tendence se projevila u spektrálních ukazatelů VSF: Rel. HF a Total Power.

Statisticky nevýznamná sestupná tendence se projevila u spektrálních ukazatelů VSF Power LF, poměr LF/HF a Rel. LF.

Statisticky významná sestupná tendence se neprojevila u žádného ze sledovaných ukazatelů VSF (tab. 2).

Výsledky naznačují počínající relaxační efekt Jacobsonovy progresivní svalové relaxace. V porovnání s pozicí prostého lehu bez aplikace Jacobsonovy progresivní svalové relaxace bylo bezprostředně po aplikaci Jacobsonovy progresivní svalové relaxace nalezeno méně ukazatelů projevu parasympatiku (vagu).

Diskuze

V této studii byla využita metoda SAVSF pro posouzení bezprostředního vlivu Jacobsonovy progresivní svalové relaxace na ANS. Jacobsonova progresivní svalová relaxace je založena na systematickém uvolňování kosterního svalstva prostřednictvím rozvoje schopnosti uvědomovat si rozdíly mezi jeho napětím a uvolněním.

Leonaitė et al. [10] provedli studii, která zkoumala účinek tří relaxačních technik na VSF – Mindfulness Body Scan Meditation (dále jen MBSM), Heart Lock-in Technique a Jacobsonovu progresivní svalovou relaxaci. MBSM je v podstatě řízeným scanováním těla. Probandi byli požádáni, aby věnovali pozornost různým částem těla a tyto oblasti pozorovali a nechali ostatní myšlenky volně plynout. Druhá metoda, Heart Lock-in technique, se zaměřuje na budování kapacity k udržení upřímných pozitivních emocí a soudržnosti. Probandi byli požádáni, aby se zaměřili na pozitivní pocity lásky a vděčnosti. Studie se zúčastnilo 17 zdravých mužů (ve věku 44,17 ± 13,46 let), kteří prostřednictvím sluchátek poslouchali zvukové instrukce z nahrávky. Na prvním sezení poslouchali Jacobsonovu progresivní svalovou relaxaci, na druhém MBSM a na třetím sezení probandi prováděli Heart Lock-in Technique. Při porovnání Power HF před prováděním relaxačních technik a bezprostředně po něm došlo ke statisticky nevýznamnému zvýšení tohoto parametru (stejně tak v prezentované studii). Total Power se zvýšil statisticky významně (v prezentované studii statisticky nevýznamně). Ve stejném roce Leonaitė et al. [11] provedli další studii, která zkoumala okamžitý účinek dvou relaxačních technik (Jacobsonova progresivní svalová relaxace a MBSM) na VSF u pacientů po infarktu myokardu. Studie se zúčastnilo 25 hospitalizovaných mužů (průměrný věk 59 ± 8,06 let) 2–3 dny po zavedení stentu po infarktu myokardu. Probandi se celkem zúčastnili dvou laboratorních sezení, na nichž praktikovali MBSM a Jacobsonovu progresivní svalovou relaxaci. Power LF se signifikantně zvýšil po MBSM, po Jacobsonově progresivní svalové relaxaci se naopak signifikantně snížil (v prezentované studii nesignifikantní snížení). V této studii chybělo porovnání s kontrolní skupinou, stejně jako u předchozí studie.

Dolbier et al. [12] zkoumali okamžité účinky jednorázové Jacobsonovy progresivní svalové relaxace mezi vysokoškoláky s vysokým skóre na stupnici vnímaného stresu (Perceived Stress Scale). Účastníci byli převážně ženy a měli v průměru 19 ± 1,6 let. Experimentální skupinu tvořilo 66 probandů a kontrolní 62 probandů. Jacobsonova progresivní svalová relaxace trvala 20 min a měření VSF probíhalo 5 min před intervencí a 5 min po ní. Kontrolní skupina pouze v klidu 20 min ležela. U parametru Power HF se u experimentální skupiny projevilo statisticky významné zvýšení (v prezentované studii pouze nevýznamně) ve srovnání před Jacobsonovou progresivní svalovou relaxací a po ní a taktéž zde byl zaznamenán statisticky významný pokles parametru poměr LF/HF (v prezentované studii pouze nevýznamně).

Korejská studie Je-Hyok et al. [13] se taktéž zabývala vlivem Jacobsonovy progresivní svalové relaxace na VSF. Studie se účastnilo 38 dospělých probandů – 31 mužů a 7 žen v různých věkových kategoriích: 18 probandů bylo ve věkové skupině 20–29 let, 18 probandů ve věkové skupině 30–39 let, 1 proband ve věkové skupině 40–49 let a 1 proband ve věkové skupině 50–59 let. Probandi byli měřeni před Jacobsonovou progresivní svalovou relaxací, poté jim byla puštěna 15min nahrávka s instrukcemi k Jacobsonově progresivní svalové relaxaci a poté byla znovu měřena VSF. Zjistili, že došlo ke statisticky významnému snížení tepové frekvence a zvýšení VSF.

Studii zabývající se Jacobsonovou progresivní svalovou relaxací z dlouhodobého hlediska provedli Malátová et al. [14]. Zkoumali vliv Jacobsonovy progresivní svalové relaxace a Schultzova autogenního tréninku na změnu srdeční frekvence během 8týdenní intervence. Studie se zúčastnili pouze dva probandi – zápasníci smíšených bojových umění (MMA – mixed martial arts) ve věku 21 a 24 let. První proband (24 let; BMI 24,8 kg/m²) prováděl Jacobsonovu progresivní svalovou relaxaci každé pondělí v 17 hod. Relaxace byla čtena dle Drotárové et al. [1]. Proband si lehl na lehátko v tiché, klidné místnosti a srdeční frekvence se začala zaznamenávat po dobu 10 min sporttesterem Polar. Během Jacobsonovy progresivní svalové relaxace se každých 5 min zaznamenávala srdeční frekvence do připraveného archu. Druhý proband (21 let; BMI 22,2 kg/m²) prováděl Schultzův autogenní trénink. Instrukce mu byly předčítány. Charakter měření byl stejný jako u prvního probanda. U probanda, který prováděl Jacobsonovu progresivní svalovou relaxaci, došlo po 8týdenní intervenci ke snížení srdeční frekvence v průběhu procedury v průměru o 10,5 tepů/min. U druhého probanda, pravidelně provádějícího Schultzův autogenní trénink, došlo po 8 týdnech ke snížení srdeční frekvence o 13 tepů/min. Jacobsonova progresivní svalová relaxace trvala 20 min a autogenní trénink pouze 15 min.

Limitem prezentované studie je, že byla prováděna na relativně malém vzorku a výsledná data byla interpretována bez ohledu na pohlaví účastníků studie. Metaanalýzou Koeniga et al. [15] bylo zjištěno, že ženy mají vyšší průměrnou tepovou frekvenci. To je dáno tím, že mají kratší průměrný R-R interval, oproti umužům mají také nižší směrodatnou odchylku R-R intervalů. Výkonová spektrální hustota VSF je u žen charakterizována výrazně nižším celkovým výkonem, který obsahuje výrazně vyšší Power HF a nižší Power LF. Tím pádem je poměr LF/ /HF u žen nižší. Tyto nálezy naznačují, že autonomní kontrola srdce ženy je charakterizována relativní dominancí parasympatické aktivity navzdory vyšší průměrné tepové frekvenci, zatímco srdce muže je charakterizováno relativní dominancí sympatiku navzdory nižší průměrné tepové frekvenci.

Při cvičení o nízké intenzitě dochází ke kardioakceleraci, která je způsobena inhibicí parasympatiku. Kardioakcelerace při cvičení o střední intenzitě je způsobena jak inhibicí parasympatiku, tak aktivací sympatiku. Exponenciální pokles srdeční frekvence po cvičení je dán vnitřní vlastností intaktní cirkulace, která je nezávislá na autonomní kontrole [8]. Olschewski [16] hovoří o Jacobsonově progresivní svalové relaxaci jako o cvičení a zdůrazňuje, že při Jacobsonově progresivní svalové relaxaci je třeba nejprve vědomě vnímat napětí ve svalech, přičemž jednotlivé svalové skupiny záměrně uvedeme do pokud možno nejintenzivnějšího stavu napětí, následně je nechat zcela ochabnout a úplně je uvolnit. Prezentovaná studie prokázala statisticky významné zvýšení ukazatele R-R intervaly u experimentální skupiny, z čehož lze usuzovat, že došlo ke snížení srdeční frekvence bezprostředně po aplikaci Jacobsonovy progresivní svalové relaxace. Na druhou stranu v kontrolní skupině došlo i ke statisticky významnému zvýšení ukazatelů vagu Power HF a MSSD. Stejskal et al. [6] uvádějí, že v prvních minutách po ukončení poměrně lehké práce přetrvává redukce spektra, která byla indukována zátěží. Kardiální vagová reaktivace začíná, dle této studie, cca po 5 min po zátěži. Vzhledem k těmto poznatkům a výsledkům prezentované studie je pravděpodobné, že pro plné projevení parasympatiku (vagu) by bylo vhodné použít delší dobu měření SAVSF po aplikaci Jacobsonovy progresivní svalové relaxace. Otázkou zůstává, za jak dlouho a v jaké výši dochází k signifikantnímu nárůstu dalších spektrálních a časových ukazatelů parasympatiku (vagu) a jak dlouho tato aktivace potrvá. To by mohlo být předmětem zkoumání studií návazných s potenciálním větším počtem probandů.

Závěr

V klinické praxi je SAVSF snadno použitelnou vyšetřovací metodou, kterou lze citlivě a neinvazivně provádět hodnocení autonomních regulací. Aplikace Jacobsonovy progresivní relaxace vyvolala bezprostřední signifikantní zvýšení časového ukazatele R-R intervaly. Ve skupině kontrolní, kde byl místo aplikace Jacobsonovy progresivní relaxace pouze prostý leh se sluchátky, došlo navíc k signifikantnímu zvýšení ukazatelů Power HF a MSSD, na rozdíl od skupiny experimentální, kde byly nalezeny pouze tendence ke zvýšení těchto ukazatelů. S tímto nálezem může souviset i zapojení vybraných kosterních svalů při provedení Jacobsonovy progresivní relaxace jako určitá forma zátěže a svalové práce.

Vzhledem k dosaženým výsledkům je pravděpodobné, že k plnému projevu parasympatiku (vagu) je nutný delší časový úsek po aplikaci Jacobsonovy progresivní relaxace.

Doručeno/Submitted: 15. 1. 2022

Přijato/Accepted: 30. 3. 2022

Korespondenční autor:

PhDr. Petr Uhlíř, Ph.D.

Katedra fyzioterapie FTK UP v Olomouci

Třída Míru 117

771 11 Olomouc

e-mail: petr.uhlir@upol.cz