גם במדע קיימת התייחסות נרחבת לתהליך הנשימה. המנגנון הפיזיולוגי של מערכת הנשימה ידוע ומאופיין, ובנוסף למנגנון עצמו, בדקו מחקרים רבים כיצד שינויים באופן הנשימה משפיעים על המצב הגופני והנפשי של האדם.
תפקידה של מערכת הנשימה הוא לספק חמצן לגוף ולפנות
ממנו פחמן דו חמצני. תהליך זה מתבצע באמצעות מערכת הנשימה, הכוללת מספר איברים. האוויר נכנס אל הגוף דרך האף, שבו נמצאות מערות האף המפותלות המכוסות
שכבה רירית, וכן שערות שתפקידן להגן על הגוף מכניסת מזהמים שונים. מערות האף
מתחברות לקנה הנשימה, המתפצל לשתי סימפונות הריאה המגיעות לריאות. גם הסרעפת, הממוקמת
מתחת לריאות, נכללת במערכת הנשימה. מהריאות עובר החמצן הנמצא באוויר לכל תאי הגוף באמצעות
זרם הדם.בתאי הגוף מתרחש תהליך הנקרא נשימה תאית, שבו חמצן וסוכר מתרכבים, ומתקבלת אנרגיה. אנרגיה זו משמשת לכל תהליכי החיים, ולא יתכנו חיים בלעדיה. בתהליך זה נוצר תוצר לוואי - פחמן דו חמצני, שהוא רעיל לגוף ויש לסלקו החוצה. הפחמן הדו חמצני עובר בזרם הדם עד לריאות ומשם מתפנה מהגוף. כלומר, בשאיפה נכנס חמצן לגוף, ובנשיפה יוצא פחמן דו חמצני אל מחוץ לגוף.
התהליכים שתוארו לעיל הם קריטיים לשמירה על מערכות הגוף במצב מאוזן, ומכאן ניתן להבין כי נשימה תקינה היא הכרחית לשמירה על בריאות הגוף.
מאמרים מדעיים רבים עוסקים באופני נשימה והשפעותיהם על הגוף. להלן מובאים מספר מאמרים העוסקים בנושא:
השפעות הנשימה על הפיזיולוגיה
יתר לחץ-דם נחשב לגורם סיכון קריטי בהתפתחות מחלות לב וכלי דם. הטיפול התרופתי המקובל עלול ליצור תופעות לוואי שונות, ולכן, מציאת דרכים חלופיות לטיפול ביתר לחץ-דם היא משמעותית ביותר עבור החולים.
מחקרים רבים מצביעים על כך שתרגול נשימות איטיות מוריד לחץ דם. מחקר[1] שנערך בישראל בשנת 2001 ופורסם בכתב העת Journal of Human Hypertension, בדק את השפעת תרגול נשימות איטיות על חולים ביתר לחץ דם. החולים התבקשו לבצע נשימות איטיות במשך עשר דקות ביום, לאורך שמונה שבועות. לחץ הדם נמדד לאחר ארבעה שבועות, ושוב לאחר שמונה שבועות. במחקר השתתפו שתי קבוצות:
- קבוצת ניסוי, ובה מטופלים שהקשיבו למוסיקה ותרגלו נשימות איטיות במהלכה.
- קבוצת ביקורת, שבה המטופלים רק הקשיבו למוסיקה.
תוצאות המחקר הראו ירידה של 7.5 mm Hg (יחידות בהן נמדד לחץ דם) בלחץ הדם בקבוצת הניסוי, לעומת ירידה של 2.5 mm Hg בלבד בקבוצת הביקורת. כלומר, בקבוצת הניסוי שתרגלה נשימות איטיות, הירידה בלחץ הדם היתה גדולה בכמעט 40% מירידת לחץ הדם בקבוצת הביקורת, שלא תרגלה נשימות איטיות, וזאת לאחר חודשיים של תרגול. יש לציין, כי כבר לאחר חודש נצפתה ירידה מסוימת בלחץ הדם בקבוצת הניסוי, אם כי קטנה מזו שנצפתה לאחר חודשיים.
מסקנת המחקר: תרגול קבוע של נשימות איטיות במשך 10 דקות ביום מביא לירידה בלחץ הדם.
חיזוק נוסף ליתרונות הבריאותיים של תרגול הנשימה מגיע ממחקרים שנערכו במכון קאיווליאדהאמה (Kaivalyadhama) שבהודו. מכון קאיווליאדהאמה הוא אחד ממכוני המחקר ליוגה הוותיקים בעולם. המכון הוקם בשנת 1924 בפונה שבהודו, על-ידי סוואמי קווליאננדה (Swami Kuvalayananda), ומאז חוקר ומפרסם מחקרים מדעיים העוסקים בהשפעות היוגה על בריאות האדם. המחקרים מבוססים היטב מדעית ועומדים ברמת המחקר הבינלאומית.
אחד המחקרים[2] בדק השפעות של תרגילי נשימה ומדיטציה יוגית על תלמידי
בית ספר. 30 תלמידי בית ספר בגילאי 12-15 שנים התנדבו מרצונם החופשי, ללא כל לחץ,
להשתתף במחקר. הם חולקו לשתי קבוצות:
- קבוצת ניסוי, שכללה 15 תלמידים שתרגלו פראניאמה ומדיטציה בבוקר ובערב
במשך 12 שבועות
- קבוצת ביקורת, ובה 15 תלמידים שלא תרגלו כלל.
החוקרים בדקו מספר מדדים פיזיולוגיים בקרב
משתתפי המחקר - לפני תקופת התרגול ואחריה. תוצאות המחקר הראו שינוי ניכר לטובה שחל
בקבוצת בני הנוער שתרגלו יוגה, לעומת קבוצת הביקורת שלא תרגלה כלל, במדדים הבאים:
דופק, קצב נשימות, משך היכולת לעצור נשימה וגמישות גופנית. השינוי נבדק גם מבחינה סטטיסטית
ונמצא מובהק, כלומר אמיתי. בשני מדדים נוספים שנבדקו - לחץ דם סיסטולי
ודיאסטולי, לא נצפו הבדלים ניכרים בין שתי הקבוצות.
תוצאות מחקר זה, יחד עם תוצאות מחקרים
קודמים שהתבצעו במכון המחקר קאיוואלידהאמה מראים, שתרגול יוגה הכולל אסאנות, פראניאמה
ומדיטציה, תורם באופן משמעותי להטבות במדדים פיזיולוגיים, כגון לחץ דם, דופק, קצב
נשימתי, משך היכולת לעצור נשימה וגמישות גופנית.
בהינתן כי היתרונות הפיזיולוגיים של
תרגילי נשימה נבדקו והוכחו במחקרים רבים, עולות בעקבותיהם השאלות: מהו המנגנון
המולקולרי העומד בבסיס ההשפעה המיטיבה של תרגול הפראניאמה? אילו גנים מעורבים
בתהליכים? ואילו מנגנונים תוך תאיים מופעלים?
לפני כשנה פורסם מאמר השופך אור על שאלות אלו:
המנגנון המולקולרי של הנשימה האיטית
נשאלת השאלה: מדוע הדבר קורה? למה נשימה איטית משפיעה כך על גופנו? תשובה לשאלה זו עשויה לתרום להבנת המנגנון הביולוגי ולפיתוח דרכי טיפול קונבנציונליות, וכן לחיזוק ההכרה בנשימה האיטית כדרך טיפול יעילה במחלות וכדרך לאורח חיים בריא ומאוזן.
בשנת 1991 פורסם מאמר[3] בכתב
העת היוקרתי Science על-ידי פרופסור ג'ק פלדמן, ובו דווח על קבוצה קטנה
של 3000 תאי עצב, נוירונים, הנמצאים בגזע המוח ומעורבים בקביעת סוג הנשימה. פרופסור
ג'ק פלדמן קרא להם 'קוצב הנשימה במוח'. בדומה לקוצב הלב הנמצא בלב וקובע את קצב
הלב, כך תאים אלו מעורבים בקביעת סוג הנשימה בכל רגע נתון.
תגלית זו העלתה שאלות רבות: כיצד תאי העצב בקוצב הנשימה במוח משפיעים
על סוג הנשימה? האם כל תא או קבוצת תאים במבנה זה אחראים על סוג נשימה מסוים? והאם
ניתן יהיה לשפוך אור על העובדה שנשימה איטית משרה רוגע, ולהבין, בעצם, כיצד הנשימה
קשורה למצב נפשי?
מחקר המשך (4), שפורסם בשנת 2017 בכתב
העת Science על-ידי פרופסור מארק קראסנו בשיתוף עם פרופסור ג'ק פלדמן, עונה על שאלות אלו. החוקרים בדקו את תפקיד קוצב
הנשימה בעכברי מעבדה. העכברים הינם מודל המחקר הקרוב ביותר לאדם, ולמרות השוני הרב
במראה, האדם והעכבר חולקים כ-99% גנים משותפים, בעלי אותה פעילות. חלקים נרחבים
בגנום העכבר זהים לחלקים בגנום האדם. תרופות למחלות רבות, שהיו חשוכות מרפא קודם
לכן, פותחו באמצעות מחקר המתבסס על עכברים כמודל.
לעכברים ישנו קוצב נשימה במוח, שהוא בעל תפקיד דומה לקוצב הנשימה באדם.
החוקרים בדקו את תפקידן של קבוצות קטנות של תאי עצב בקוצב הנשימה, וגילו שני
ממצאים עיקריים:
1. קבוצה אחת של תאי עצב בקוצב הנשימה התגלתה כאחראית על סוג נשימה, הנקרא אנחה. בדיקת קבוצת תאים זו בעכברים גילתה עכברים שלא נאנחים! כל שאר סוגי הנשימה נשארו ללא שינוי, מלבד סוג אחד - אנחה. ממצא זה מחזק את ההשערה, שכל קבוצת תאים זעירה בקוצב, אחראית על סוג נשימה מסוים, וזו הסיבה לכך שמצבים שונים מאופיינים בסוגי נשימה ייחודיים כגון רגיעה, התרגשות, חרדה ועוד.
2. קבוצת תאי עצב נוספת שנבדקה - 175 תאים בקוצב הנשימה - הביאה לגילוי הקשר בין אופן הנשימה למצב הנפשי. על מנת לבדוק מהו תפקידם, ייצרו החוקרים עכברים החסרים את 175 תאי העצב הללו בקוצב הנשימה, ובדקו כיצד השתנה אופן נשימתם. השינוי באופן הנשימה נובע ישירות מחוסר בפעילות של קבוצת תאי העצב החסרים, ומגלה מהו תפקידם. התוצאות שהתקבלו מהמחקר הן:
כל סוגי הנשימה נשארו ללא שינוי, אולם האחוז היחסי של סוגי הנשימה השתנה. העכברים החסרים את קבוצת תאי העצב הנ"ל, נשמו רוב הזמן נשימות איטיות, ופחות נשימות מהירות. בנוסף, התברר כי חל שינוי בהתנהגותם של העכברים. התנהגות אקטיבית של עכברים, הכוללת רחרוח ובדיקת הסביבה, קשורה למצבי לחץ, בעוד שישיבה במקום וטיפוח עצמי קשורים למצבי רוגע. עכברים אלו נראו רגועים להפליא. רוב הזמן הם ישבו במקומם ועסקו בטיפוח עצמי. התנהגות העכברים השתנתה, מהתנהגות שכללה מצבים משתנים ובהם מצבי לחץ ומתח, להתנהגות רגועה. העכברים הפכו להיות רגועים כמעט כל הזמן. כלומר, שינוי בקבוצה של 175 תאי עצב בקוצב הנשימה במוח, גרם לעכברים לנשום יותר נשימות איטיות, ולהתנהגותם- להיות רגועה.
בהמשך המחקר הראו החוקרים, שתאים אלו מעבירים מסר עצבי לתאי עצב אחרים
במוח, הנקראים תאי עצב נוראנדרגנים. תאים אלו הם תאי עצב האחראים על העברת מסר
עצבי למוח הנוגע למצב עוררות בגוף, וגורמים למערכות הגוף להגיב למצב זה בהעלאת
דופק, בנשימה מהירה ועוד.
על בסיס ממצאים אלו הציעו החוקרים מודל:
קבוצת תאי העצב בקוצב הנשימה חשה בשינוי נשימתי שבו הנשימה הופכת מהירה.
השינוי יכול להיווצר כתגובה למצבי עקה
ולחץ. השינוי הנשימתי מצריך שינוי התנהגותי - להתנהגות דרוכה ויכולת תגובה מהירה. קבוצת
תאי העצב מעבירה מסר לתאי העצב הנוראנדרגנים, ואלו מעבירים לשאר המוח מסר, המביא
להיווצרות מצב עוררות בגוף. קצב הלב ולחץ הדם עולים, וקצב הנשימה מוגבר אף יותר. בעת נשימה איטית נוצר מצב מנוגד - המסר העצבי לתאי העצב הנוראנדרגנים
לא מועבר, והגוף חווה מצב רגיעה.
בשעת סכנה מנגנון העוררות הוא הכרחי לתפקוד. אולם אורח חיינו גורם במקרים
רבים להפעלת המנגנון שלא צורך, ואף מביא למצב של הפעלה תמידית, העלולה לפגוע
בבריאות הגוף, ולהוביל למצבי מתח וחרדה מתמשכים.
מכאן ניתן ללמוד כיצד נשימה איטית משפיעה על העברת מסרים עצביים במוח
ועל היכולת האישית להביא למצב רגיעה. ניתן לאמץ שיטה פשוטה ויעילה כל כך, כמו אופן
הנשימה שלנו, על מנת להביא את עצמנו באופן נשלט למצב של רגיעה.
ממחקרים אלו ניתן לראות כי המדע תומך בראייה היוגית, שלפיה תרגול נשימות איטיות מביא להשפעות מרגיעות ומיטיבות לגוף. המדע מתאר אלו מנגנונים בגופנו מושפעים מכך - החל בתהליכים פיזיולוגיים כדוגמת לחץ דם תקין, וכלה בתהליכים תוך תאיים, מולקולריים, כדוגמת ההשפעה של נשימות איטיות על הפרשת הורמונים והעברת מסרים עצביים התורמים לתחושת רוגע. מכאן, שהיוגה תומכת בממצאי המדע, וממצאי המדע מחזקים את חשיבות השפעתם של תרגולי היוגה על בריאות הגוף.
ביבליוגרפיה
[1] Breathing-control lowers blood pressure. E Grossman1, A Grossman1, MH Schein2, R Zimlichman3 and B Gavish4
Internal
Medicine D, The Chaim Sheba Medical Center, Tel-Hashomer, Israel; 2Family
Medicine Unit,Hadassah University Hospital, Jerusalem; 3Internal Medicine F
Wolfson Hospital Holon; 4InterCure Ltd, Neve Ilan, Israel. Journal of Human
Hypertension (2001)
[2] Effect of yogic pranayama and meditation on selected physical and physiological variables in adolescent. Ramesh V. * and Subramaniam, P. K. ** yoga mimamsa October 2010
[3] PreBötzinger Complex: A brain region that may generate respiratory rhthm in mammals. Smith JC, Ellenberger HH, Ballanyi K, Richter DW, Feldman JL, Science, 1991; 254: 726-729
[4] Breathing control center neurons that promote arousal in mice.
Yackle K1, Schwarz LA2, Kam K3,4, Sorokin JM5, Huguenard JR5, Feldman JL3, Luo L2, Krasnow MA6. Science (2017)
