Vliv dechu na činnost svalů pánevního dna v závislosti na poloze těla

Overview

Cílem této práce bylo analyzovat aktivitu svalů pánevního dna prostřednictvím intravaginální perineometrie. Zaměřujeme se na nárůst způsobený fázickou svalovou činností, která krátkodobě vystupuje nad bazální aktivitu tonickou.

Funkční spojitosti posturální a respirační funkce potvrzuje řada studií. Proto nás v první řadě zajímal rozdíl mezi hodnotami tlaku při klidovém spontánním dechu měřené osoby a hodnotami nárůstu tlaku při vůlí prohloubenému dechu. Potvrdili jsme při různé intenzitě dýchání ve stejné poloze (leh, stoj) statisticky významné zvýšení aktivity svalů pánevního dna při hlubokém dýchání oproti klidovému dýchání. Naše měření také ukázala, že fázická aktivita svalů pánevního dna je při hlubokém dýchání statisticky významně vyšší než ta, která byla naměřena po minutovém běhu na běhátku.

Důsledky pro fyzioterapeutickou praxi a pro volbu cvičebních postupů může mít zjištěná tendence, že reakce svalů pánevního dna na spontánní nebo reflexní dýchací činnost je jiná, než na vůlív řízené dýchání. Specifickou situací je kašel, jehož krátkodobé zvýšení aktivity svalů pánevního dna převyšuje jednoznačně všechny jiné sledované situace.

klíčová slova

pánevní dno, dýchání, poloha těla, perineometrie

1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY

Pánevní dno se funkčně podílí na zajištění stability trupu (25). Řada autorů hovoří o komplexu nejen strukturálně vymezeném břišními svaly, bránicí a pánevním dnem, ale i o vazbách neurofyziologických (11). Pánevní dno poskytuje jak mechanickou podporu pánevním a břišním orgánům, tak také plní funkci močové a defekační kontinence (20).

V roce 1948 Dr. Kegel (10) vyvinul intravaginální přístroj, perineometr, pro hodnocení síly svalů pánevního dna. Pro měření intravaginálního tlaku (v mmHg) vyvolaného kontrakcí svalů pánevního dna se vyvíjely tlakové sondy různých tvarů a technických vlastností (3, 8). Vzhledem k tomu, že se inkontinence projeví zejména ve vzpřímených polohách, a tudíž vyšetření v těchto polohách nám podá hodnotnější informace, považujeme ve shodě s Frawley (8) manometrické měření za vhodné, protože dovoluje měření důsledků svalové kontrakce jak v lehu, tak ve stoji.

Pánevní dno vykonává dva druhy činnosti - tonickou a fázickou (22, 23), což pomocí EMG metody potvrzuje i studie Deindla (5). Ukazuje se, že manometrické měření tlaku fázického stisku svalů pánevního dna vykazuje dobrou spolehlivost ICC 0,91 až 0,95 ve všech polohách těla (8).

1.2. Posturologicko – respirační aspekt funkce svalů pánevního dna – teoretická východiska

Správná funkce svalů pánevního dna je nutnou podmínkou pro vytvoření dostatečného nitrobřišního tlaku (IAP), který je významný pro posturalní stabilitu celého axiálního systému. Svaly pánevního dna jsou přitom součástí funkčního celku se svaly břišními a s bránicí. Těmito shodnými strukturálními i funkčními prvky dochází zároveň k plnění životně nezbytné respirační funkce. Tato funkční a strukturální spojitost se projevuje v metodologických postupech detekce činnosti tohoto funkčního celku, kdy je možné současně sledovat aspekty respirace, intraabdominálního tlaku (IAP) a polohy těla (stoj/leh), spolu s EMG aktivitou svalů (pánevní dno a břicho). Vzhledem k tomu, že jedna složka ovlivňuje druhou, není snadné tyto funkční mechanismy odděleně popsat.

Neumann (21) zkoumal souvislosti mezi činností svalů břišní stěny a svalů pánevního dna (měřil EMG) a zároveň nárůstem intraabdominálního tlaku (intravaginární sonda). Měřena byla fázická složka činnosti svalů, situace v poloze vleže na zádech a ve stoji, při maximální volní kontrakci svalů pánevního dna, nebo při spontánní činnosti jako je kašel nebo dýchání. Tato studie ukazuje, že izolované, vůlí kontrolované kontrakce svalů pánevního dna, prováděné na pokyn experimentátora, nevedly k významnému zvýšení intraabdominálního tlaku. Zvýšení IAP bylo největší během kašlání (průměr 46 mm Hg) a při usilovném výdechu, oproti nárůstu o pouze 10 mm Hg během volní maximální kontrakce pánevního dna v poloze na zádech.

Pro fyzioterapeutickou praxi jsou zajímavé výsledky studií (6), které potvrzují koaktivaci svalů pánevního dna a břišních svalů. Pokusy o udržení uvolněné břišní stěny během PFM (pelvic floor muscle) kontrakce byly neúspěšné a přinesly pouze 25% maximální volní kontrakci svalů pánevního dna (21). Ve shodě s Bø a Stein (4) doporučují, aby břišní cvičení bylo součástí terapie, kdy chceme posílit PFM u normálních subjektů. Také nejedna RTG studie potvrzuje, že souhra činnosti svalů pánevního dna a m. transversus abdominis brání poklesu hrdla dělohy při vyšších hodnotách intraabdominálního tlaku (13). Součástí rehabilitačního cvičení zaměřeného na posturální funkce je doporučováno neopomíjet svaly pánevního dna (např. 1).

2. CÍL PRÁCE

Úkolem tohoto výzkumu bylo popsat vliv dechu na aktivitu svalů pánevního dna. Zajímal nás, v první řadě, rozdíl mezi hodnotami tlaku při klidovém spontánním dechu měřené osoby a hodnotami nárůstu tlaku při vůlí prohloubenému dechu. V našem výzkumu se zaměřujeme na nárůst způsobený fázickou svalovou činností. Ptáme se také, zda je tento nárůst rozdílný v pozici vyšetřované osoby v lehu nebo ve stoji.

Jako další zajímavý fenomén se jeví svalová činnost při kašli a navíc jsme testovali vliv prohloubeného dechu po fyzické zátěži testované osoby na hodnoty tlaku svalů pánevního dna.

3. METODIKA

Studie byla provedena na oddělení rehabilitační a fyzikální medicíny Nemocnice Na Homolce v Praze. Probandkami bylo 10 žen – fyzioterapeutek, ve věku 25 - 47 let bez dřívějšího ani současného onemocnění břicha, dýchacího ústrojí a páteře. Žádná probandka v době testování nebyla těhotná. Základní charakteristiky sledovaného souboru, tedy počet porodů, věk a BMI probandek znázorňuje graf 1.

Každá žena byla seznámena se záměry a provedením experimentu, poté podepsala informovaný souhlas. Výzkum byl schválen Etickou komisí UK FTVS č.j. 45/2015. Jako první bylo u žen vyšetřeno postavení pánve a typ dýchání v rámci krátkého kineziologického rozboru. Pro zhodnocení funkčního stavu svalů pánevního dna jsme použili vaginální tlakové sondy přístrojem GYMNA MYO 200 (http://www.gymna.com/en).

3.1. Průběh experimentu

Během vlastního měření se osoba uložila na vyšetřovací lůžko do polohy s pokrčenými dolními končetinami s opřenými chodidly a byla zavedena sonda perionometru chráněná prezervativem. Následně vyškolená terapeutka dávala slovní pokyny a kontrolovala časový sled provedení zadaných instrukcí. Pro zajištění všech požadovaných podmínek a standardnosti vyšetření byla, jak doporučuje Bø (2), při testování přítomna druhá odborná terapeutka.

V tomto experimentálním měření jsme sledovali dva fenomény. Jednak jak ovlivní změna polohy těla funkci svalů pánevního dna. Proto osoba byla měřena při stejné činnosti jak v lehu na vyšetřovacím lehátku, tak ve stoji.

Druhým sledovaným fenoménem byl vliv res­pirace, každé vyšetření trvalo jednu minutu. Porovnávali jsme aktivitu svalů pánevního dna při klidném a prohloubeném dýchání. Nejprve probandka dostala instrukci, aby dýchala klidně, jak je jí to příjemné. Při prohloubeném dýchání dostala probandka instrukci provést několik hlubších nádechů a výdechů, s nádechem na 3 doby (3 s) a výdechem na 6 dob (6 s). Nádech byl proveden nosem, výdech ústy pomocí hlásky „Š“ vyslovované po celou dobu výdechu. Rytmus dýchání udávala terapeutka, která zároveň kontrolovala pohledem případné nežádoucí souhyby. Poté probandka plynule přešla na běžecký trenažér značky KETTLER TRACK 3 i se zavedenou sondou a minutu běžela na tomto páse se sklonem 0 %, tzn. po rovině a s rychlostí 5 km/hod. Následně jsme sledovali změny tlaků svalů pánevního dna při spontánním dýchání po minutovém běhu na běžícím pásu. Nakonec je osoba vyzvána k zakašlání, které opakuje třikrát. Přehled provedených vyšetřovacích manévrů udává tab. 1. Při měření tlaku v čase (graf 2) jsou na křivce detekovatelné jednak nižší bazální hodnoty, které odpovídají klidové a dlouhotrvající činnosti svalů (tzv. tonická činnost) a dále nárůsty tlaku nad tuto bazální hodnotu, způsobené aktivní kontrakcí svalů. Tento nárůst může vyvolat osoba např. podle pokynů terapeuta při vědomé kontrakci svalů. Zaznamenáváme ale podobný nárůst také v důsledku spontánní svalové aktivace při dýchání nebo kašli. Nárůst tohoto tlaku nad hladinu klidového tonického tlaku označujeme jako fázický tlak. Souvislosti mezi měřenými veličinami jsme ověřovali pomocí Pearsonova korelačního koeficientu, rozdíly podle t-testu pro párové hodnoty.

4. VÝSLEDKY

4.1. Shrnutí výsledků předchozí studie

Naše předchozí studie (26) byla zaměřená na porovnávání rozdílné aktivity svalů pánevního dna dle pokynů terapeuta: 10krát opakované maximální kontrakce a relaxace s frekvencí 1 a 5 sekund, 3x zakašlání a snaha udržet maximální kontrakci po dobu 10s, vše jak v lehu, tak i ve stoji. Výsledky prokázaly statisticky významné rozdíly v tonické činnosti svalů pánevního dna v lehu a ve stoji. Zároveň jsme ale v prvotní studii zjistili, že vůlí vyvolané, tedy fázické svalové kontrakce svalů pánevního dna, nejsou rozdílné při porovnání měření provedeného ve stoji nebo v lehu. Jinými slovy, zvýšení amplitudy (hodnota krátkodobého nárůstu tlaku na grafu 2 označená jako fázická činnost) bylo přibližně stejně velké pro leh i stoj, pouze v lehu byla menší hladina tonické kontrakce než ve stoji (hodnota setrvalé tonické činnosti).

Pouze při reflexní svalové činnosti (tedy simulace zakašlání) byly detekovány rozdíly nejen v tonické činnosti svalů, ale i ve fázické (hladina významnosti 0,025). Lze tedy tvrdit, že při této spontánní reakci systému na kašel se zachovává tendence k vyšším amplitudám jak v lehu, tak ve stoji.

4.2. Vliv dýchání na aktivitu svalů pánevního dna

Protože v tomto výzkumu jsme se zaměřili na vliv dechu na aktivitu svalů pánevního dna, probandky nedostaly žádný pokyn, který by se týkal ovlivňování činnosti svalů pánevního dna vůlí. Jediným parametrem, který se měnil, bylo dýchání.

Porovnávali jsme hodnoty tlaku svalů pánevního dna při klidovém dýchání měřené osoby s hodnotami nárůstu tlaku při vůlí prohloubenému dechu. Každé vyšetření v dané poloze a typu dýchání trvalo shodně jednu minutu.

4.2.1. Vliv polohy leh – stoj

V této části experimentu se nám potvrdil výsledek předchozího měření: pro všechny porovnávané situa­ce byl také potvrzen statisticky významný rozdíl mezi hodnotami tonické svalové kontrakce ve stoji a lehu (tab. 2). Na rozdíl od předchozí studie jsme pomocí matematické statistiky zjistili, že velikost fázické činnosti svalů (amplitud) pánevního dna při sledovaném typu dýchání v lehu a stoji je také rozdílná. Námi zjištěné hodnoty vedou k závěru, že zatímco na instrukci experimentátora k aktivaci svalů pánevního dna probandky reagovaly přibližně stejnou hodnotou fázické kontrakce v lehu a ve stoji (26), pokyn k prohloubenému dýchání vedl k rozdílnému zvýšení fázické svalové aktivity těchto svalů podle zaujímané polohy těla. Tento výsledek, který považujeme za významný, jsme shrnuli do tabulky 3.

4.2.2. Rozdíl mezi třemi intenzitami dýchání

Protože jsme zkoumali souvislost mezi dýcháním a činností svalů pánevního dna, zajímalo nás především, zda najdeme rozdíly mezi fázickou nebo tonickou činností svalů při různé intenzitě dýchání ve stejné poloze (leh, stoj). Podle očekávání se rozdíly v tonické činnosti svalů neprojevily, ale rozdíly ve velikostech amplitud byly značné, a to pro všechny sledované situace. Jelikož u jedné osoby byla zjištěna nestandardní hodnota amplitudy při hlubokém dýchání, museli jsme tuto osobu ze statistických zpracování vyloučit. Soubor tedy tvořilo pouze 9 osob. Statistické zpracování ukazuje tabulka 4.

První tři řádky tabulky 4 hovoří o poměrně očekávaném statisticky významném zvýšení aktivity svalů pánevního dna při hlubokém dýchání. Za velmi zajímavý výsledek lze považovat poslední řádek, tedy porovnání této aktivity při vědomě navozeném hlubokém dýchání ve stoji se spontánním dýcháním způsobeným předchozím během. Fázická aktivita svalů pánevního dna je při hlubokém dýchání statisticky významně vyšší než ta, která byla naměřena při prohloubeném dechu po fyzické zátěži testované osoby minutovým během na běžeckém trenažéru. Jak bylo řečeno výše v textu, u hodnot bazálního svalového tonu jsme nezjistili žádné významnější rozdíly. Porovnání naměřených hodnot je ilustrováno v grafu 3.

4.2.3. Důsledky kašle pro činnost pánevního dna

Ze statistického porovnání (tabulky 2 a 5) plyne, že nárůst fázického tlaku svalů pánevního dna v důsledku kašle se velice významně odlišuje ve všech testovaných situacích, tedy je rozdílný v závislosti na poloze (leh, stoj) i vůči třem typům dýchání (klidné, hluboké, po běhu) (tab. 5).

Sledujeme-li variabilitu zjištěných hodnot v rámci měřené skupiny, vidíme, že opět se situace při kašli výrazně liší od všech ostatních dýchacích manévrů. Za zajímavý považujeme výsledek, že zatímco u hlubokého dýchání nalézáme velké rozptyly hodnot, u spontánního dechu po minutovém běhu jsou hodnoty rozptýleny minimálně, podobně jako u klidného dechu v obou sledovaných polohách (tab. 4).

5. DISKUSE

Záměrem naší práce bylo posoudit, jak se mění míra funkčního zapojení pánevního dna při dýchání sledované osoby v závislosti na poloze těla ve vzpřímené pozici nebo v lehu. Funkční spojitosti posturální a respirační funkce potvrzuje řada studií. Lewit uvádí, že pouze u člověka se bránice a pánevní dno stávají posturálními svaly. Výlučně u člověka ve stoji probíhá bránice a pánevní dno horizontálně (15, 17).

Helena Talasz (28) v roce 2010 publikovala svou pilotní studii, jejímž cílem bylo prokázat fyzio­logické pohyby svalových stěn obklopujících břišní dutinu v průběhu dýchání a kašlání pomocí magnetické rezonance na zdravých ženách, které ještě nebyly těhotné. Výsledkem této práce bylo prokázání, že při nádechu dochází ke kaudálnímu posunu bránice i pánevního dna a při výdechu je posun jak bránice, tak pánevního dna směrem kraniálním.

Dýchací pohyby jsou ovlivněny i polohou těla. Ve vertikální poloze dochází k aktivaci břišních svalů a nádech probíhá proti mírnému odporu. V horizontální poloze je tento odpor menší (29). Při lehu na zádech se hrudník vlivem napřímení páteře posouvá do nádechového postavení, bránice je tažena výš a břišní svaly jsou napnuté. V této poloze je ztížen výdech v důsledku nutnosti překonání nádechového postavení hrudníku, břišní svaly musejí vyvinout větší aktivitu (12).

To by potvrzovaly i naše výsledky, kdy jsme potvrdili statisticky významné rozdíly v tonické činnosti svalů pánevního dna v lehu a ve stoji. Ty odpovídají reakci na posturální situaci ve shodě např. s Hodges (10). Naše měření ukazuje, že velikost fázické činnosti svalů (amplitud) pánevního dna při sledovaném typu dýchání v lehu a ve stoji je také rozdílná podle zaujímané polohy těla. Tyto amplitudy jsou reakcí či přímo aktivním tvůrcem dechového cyklu. Pro terapeutické účely tedy můžeme využít zjištění, že ve stoji jsou tlakové změny ovlivněné dechem vyšší než v lehu.

Véle (29) upozorňuje na fakt, že dýchací funkce je sice řízena autonomním nervovým systémem dle okamžité potřeby organismu, ale je možné ho řídit i vůlí. Vůli řízeného dechu využíváme při řeči, zpěvu nebo hře na hudební nástroj, kdy plynule regulujeme výdech. Volní dýchání je řízeno z mozkové kůry (27). Díky volnímu dýchání můžeme na omezenou dobu zadržet dech, měnit frekvenci dýchání a jeho hloubku.

V naší studii byly probandky vyzvány k vůlí řízenému prohloubení dechu. Potvrdili jsme při různé intenzitě dýchání ve stejné poloze (leh, stoj) statisticky významné zvýšení aktivity svalů pánevního dna při hlubokém dýchání oproti klidovému dýchání. Ve snaze hlouběji pochopit výše popsané morfologicko-funkční provázanosti a chování systému při vůlí vyvolaných a reflexních (či spontánních) změnách, jsme rozšířili testované funkční situace. Zajímalo nás, jaká bude funkční odezva na prohloubené dýchání, které ale vyvoláme ne na pokyny terapeuta, ale spontánně. Byla zvolena krátkodobá anaerobní zátěž trvající několik desítek vteřin, při které získává sval energii převážně cestou anaerobní glykolýzy. Námi zvolená pohybová zátěž – minutový běh – vyvolala změnu metabolických potřeb. Zvýšená intenzita metabolismu vyžaduje zvýšenou výměnu plynů, což je zajištěno dostatečnou dodávkou kyslíku tkáním, ale i odstraněním oxidu uhličitého z organismu (7).

Naše měření ukázala, že fázická aktivita svalů pánevního dna je při hlubokém dýchání statisticky významně vyšší než ta, která byla naměřena po minutovém běhu na běhátku. To nás překvapilo, protože jsme očekávali, podobně jako u kašle, že bude spontánní aktivita pánevního dna vyšší než vůlí vyvolaná. Jak popisuje Havlíčková (9), v rámci dechové automatiky během pohybové činnosti se mění také mechanika dýchání. Při stupňované zátěži se popisuje přesun dýchání do inspirační polohy. Dýchání probíhá tak jako v klidových podmínkách s minimálními energetickými požadavky, kdy vdech je aktivní a výdech pasivní. Platnost Boyle-Mariottův zákona, říkajícího, že součin tlaku a objemu je konstantní, vysvětluje fakt, že se při výdechu nemusí aktivovat dýchací svaly, ale pasivní elasticita tkání plně dostačuje k realizaci výdechu. Po dosažení vyššího stupně intenzity se dechový objem musí zvyšovat a vydechnout se musí v kratší době. Do činnosti se tak musí zapojit i výdechové svalstvo (vnitřní mezižeberní svaly a svaly břišní), což vyžaduje větší spotřebu energie (9).

V našem experimentu jsme sledovali zvýšení frek­vence amplitud, ale pravděpodobně nebylo dosaženo tak vysoké zátěže, aby také nárůst jejich velikosti byl srovnatelný se situací vůlí vyvolaného hlubokého dechu. Kašel je provázen prudkým kolísáním nitrohrudního tlaku, které je přenášeno do oběhového systému a dalších struktur (16). Je významným diagnostickým manévrem při posuzování funkce svalů pánevního dna (18, 19). Kašel patří mezi ochranné a obranné reflexní mechanismy dýchání. Kašel začíná hlubokým vdechem, pak při uzavřené glottis se aktivací výdechových svalů zvyšuje tlak v hrudníku. Vysoký alveolární tlak po otevření glottis vede k vysoké proudové rychlosti vzduchu vydechnutého při kašli, a tím ke stržení a vykašlání obsahu dýchacích cest. Ve výsledcích našeho experimentu vidíme, že nárůst fázického tlaku svalů pánevního dna v důsledku kašle se velice významně odlišuje ve všech testovaných situacích, tedy je rozdílný v závislosti na poloze (leh, stoj) i vůči třem typům dýchání (klidné, hluboké, po běhu).

6. ZÁVĚR

Důsledky pro fyzioterapeutickou praxi a pro volbu cvičebních postupů může mít zjištěná tendence, že reakce svalů pánevního dna na spontánní nebo reflexní dýchací činnost je jiná, než na vůlí řízené dýchání. Zjišťujeme také, při porovnání situací ve stejné pozici těla (leh, stoj), očekávané statisticky významné zvýšení aktivity svalů pánevního dna při hlubokém dýchání oproti klidovému dýchání i při dýchání po minutovém běhu. V rozporu s tím je ale zjištění, že vůlí (na pokyn terapeuta) vyvolané fázické svalové kontrakce svalů pánevního dna nejsou rozdílné při porovnání měření provedeného ve stoji nebo v lehu.

Pro volbu vhodné terapie je přínosná i zjištěná závislost na poloze vleže, nebo ve vzpřímené pozici. Naše měření potvrzuje náročnost vzpřímené pozice, jak pro bazální tlak, tak pro jeho fázický krátkodobější nárůst při všech testovaných dechových režimech – klidný dech, hluboký dech i kašel.

Studie vznikla za podpory SVV 2017-2019-260346 a PROGRES Q41.

Adresa ke korespondenci:

Doc. Ing. Monika Šorfová, Ph.D.

Fakulta tělesné výchovy a sportu Univerzity Karlovy

J. Martího 269/31

162 52 Praha 6

e-mail: sorfova@seznam.cz