Studie zur Wirksamkeit audiogesteuerter Tiefenatmung zur Verbesserung der Lebensqualität körperlich behinderter Gruppen

Hintergrund:

Die Zwerchfellatmung wird auch als tiefe Atmung bezeichnet, da der Atmungsprozess immer mit einer Ausdehnung des Bauches, einer Kontraktion des Zwerchfells und einem tiefen Ein- und Ausatmen verbunden ist, was im Gegensatz zum normalen Atemzyklus zu einer stärkeren Aufnahme von Blutgasen und einer verringerten Atemfrequenz führt. Einige der Studien zeigten das Potenzial der tiefen Atmung zur Verbesserung der sozialen Anpassung, des emotionalen Gleichgewichts, der Stressbewältigung und der physiologischen Stabilität. Auch in alten östlichen Religionen, darunter Yoga, Meditation und Tai Chi Chuan (TCC), wurde ausführlich über die Vorteile der tiefen Atmung berichtet. Die positiven Ergebnisse der Tiefenatmung haben wissenschaftliches Interesse an der Untersuchung des kausalen Zusammenhangs zwischen der Praxis der Tiefenatmung und physiologischem Verhalten geweckt. Da es sich bei der tiefen Atmung um eine willkürliche Atmung handelt, die im Gegensatz zur natürlichen Atmung steht, führt sie zwangsläufig zu gewissen physiologischen Veränderungen. Physiologische Veränderungen, einschließlich Atemzugvolumen, Herzfrequenzvariabilität, Elektroenzephalographie und Haarcortisolspiegel, wurden in früheren Literaturwerken berichtet.

Literaturische Rezension:

Auswirkung tiefer Atmung auf die Lungenfunktion

Um eine optimale Sauerstoffsättigung zu erreichen, sind Atemzugvolumen und Atemfrequenz die beiden Hauptkomponenten der Atemmessung, die für diesen Zweck verantwortlich sind. Das Atemzugvolumen ist die Menge an Luft, die bei jedem Atemzyklus eingefüllt wird. Unter entspannten Bedingungen ändern sich diese beiden Parameter abwechselnd, um die Sauerstoffaufnahme zu optimieren. Da es sich bei der tiefen Atmung um eine unwillkürliche Atmung handelt, führt sie unweigerlich zu Veränderungen der Lungenparameter. Einige Forscher fanden beispielsweise heraus, dass das Atemzugvolumen und andere Lungenparameter wie das forcierte Exspirationsvolumen und die forcierte Vitalkapazität nach zehn Minuten tiefer Atmung im Vergleich zur normalen Brustatmung anstiegen. Einige Autoren stimmten auch darin überein, dass die Technik der tiefen Atmung eine Verbesserung der Lungenfunktion bei einem gesunden Probanden zeigte.

Auswirkung tiefer Atmung auf die Herzfrequenzvariabilität

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) wird durch das autonome Nervensystem moduliert und weiter in zwei Zweige unterteilt: sympathische und parasympathische Bahnen. Das sympathische Nervensystem ist mit kritischen Ereignissen wie Atemversagen und Überlebensproblemen befasst, die zu einem Anstieg des Blutdrucks und der Herzfrequenz führen. Dies wird als „Kampf-oder-Flucht“-Reaktion bezeichnet. Im Gegensatz dazu konzentriert sich das parasympathische Nervensystem auf die Ruhe und Erhaltung von Energie, die im Gegensatz zum Sympathikus wirkt. Sie arbeiten dynamisch zusammen, wodurch die HRV entsteht und als messbarer Index der autonomen Kontrolle dient. Es wurde berichtet, dass die Atmung die Herz-Lungen-Funktion beeinflussen kann, die indirekt die HRV widerspiegelt. Ein- und Ausatmen verändern die Herzfrequenz, was als respiratorische Sinusarrhythmie (RSA) bezeichnet wird. Mit anderen Worten: Beim Einatmen werden die R-R-Intervalle im Elektrokardiogramm (EKG) reduziert und beim Ausatmen erhöht. Langsames und tiefes Atmen mit niedrigerer Atemfrequenz verbessert nachweislich die kardiorespiratorische Synchronisation und erhöht die HRV. Die meisten Studien berichteten, dass langsames und tiefes Atmen positive Auswirkungen auf die HRV haben kann, die mit Stress, Diabetes mellitus und rheumatoider Arthritis verbunden ist.

Die Analyse der HRV kann in Zeitbereichs- und Frequenzbereichsanalysen unterteilt werden. Bei der Frequenzbereichsanalyse gibt es ein Hochfrequenzspektrum (HF) (0,14 Hz – 0,40 Hz) und ein Niederfrequenzspektrum (LF) (0,04 Hz – 0,15 Hz), die sich auf parasympathische bzw. sympathische Aktivitäten beziehen. Andererseits werden bei der Zeitbereichsanalyse beispielsweise der quadratische Mittelwert der Variation im R-R-Intervall (RMSSD), die N-N-Intervall-Standardabweichung (SDNN) und die durchschnittliche R-R-Intervall-Standardabweichung (SDANN) als Einheiten gemessen.

Eine der Studien deutete darauf hin, dass LF nach fünf Minuten tiefer Atmung sofort anstieg, wohingegen SDNN- und RMSSD-Änderungen unbedeutend waren. Im Gegensatz dazu zeigte eine Pilotstudie über die Auswirkung unterschiedlicher Tiefenatmungsdauern, dass die normalisierte HF-Leistung kleiner ist als in der Kontrollgruppe ohne Tiefenatmung. Diese Studie legte nahe, dass der Depressionswert in den Gruppen mit tiefer Atmung und niedrigeren HF-Werten niedriger ist. Der Unterschied ist darauf zurückzuführen, dass die Aktivierung des Sympathikus beteiligt ist, wenn eine neuartige und kurze Übung durchgeführt wird, während sich bei längerem Training die Aktivierung des Parasympathikus verlagert. Eine andere Untersuchung deutete auch darauf hin, dass SDNN nach tiefem Atmen anstieg, was auf einen Stressabbau hindeutet.

Auswirkung tiefer Atmung auf die Elektroenzephalographie (EEG)

Die Elektroenzephalographie (EEG) ist eine bekannte Screening-Technik zur Erfassung des elektrischen Verhaltens des Gehirns auf der Kopfhaut. Die elektrische Aktivität ist ein Produkt der Neuronenaktivierung im Gehirn, die einen Stromfluss verursacht. Bei einer synaptischen Aktivierung in der Großhirnrinde wird der Stromfluss durch das EEG erfasst. Aufgrund seiner starken Fähigkeit, Neurofeedback vom Gehirn zu empfangen, wurden von früher bis heute zahlreiche Studien durchgeführt, um die Anwendung des EEG in neurologischen und neuropsychologischen Studien zu untersuchen.

Die Gehirnwellen werden hauptsächlich aufgrund der Amplituden- und Frequenzunterschiede in vier Kategorien eingeteilt. Alpha-Wellen (8–13 Hz) stehen im Zusammenhang mit der geistigen Aufgabe im Wach- oder Ruhezustand, die im parietookzipitalen Bereich aufgezeichnet wird. Als nächstes werden Beta-Wellen (14–30 Hz) bei geistiger Aktivität erfasst, die in ähnlicher Weise im parietalen oder frontalen Bereich auftreten, während Theta-Wellen (4–7 Hz) auftreten, wenn ein Erwachsener schläft oder schläfrig ist, sie aber auch auf Stress hinweisen, wenn dies der Fall ist Erwachsener ist aufgewacht. Bei der letzten Welle handelt es sich um Deltawellen (< 3,5 Hz), die darauf schließen lassen, dass sich ein Erwachsener im Tiefschlaf befindet, bzw. dass es sich bei einem wachen Erwachsenen um eine schwere Hirnschädigung handelt.

Diese Gehirnwellen korrelieren nachweislich mit tiefer Atmung. Die Alpha-Welle wird mit Entspannung und Stabilität in Verbindung gebracht, während die Beta-Welle ein gewisses Maß an Stress und Stimulation anzeigt. Beispielsweise wurde vermutet, dass langsames und tiefes Atmen das Verhältnis von Alpha zu einem hohen Beta-Verhältnis erhöht, was auf eine Verbesserung der mentalen Stabilität hinweist. Ebenso wurde in früheren Studien darauf hingewiesen, dass tiefes Atmen als wichtiges Element in der Mediation und Yoga-Praxis die Alpha-Kraft steigert. Andererseits zeigten einige Studien, dass die Beta-Aktivität nach langsamem und tiefem Atmen abnahm, einige Studien widersprechen diesen Ergebnissen jedoch. Frühere Forschungsprojekte haben dokumentiert, dass eine erhöhte frontale Theta-Kraft auch mit einer Verringerung der Angst verbunden ist.

Auswirkung tiefer Atmung auf den Cortisolspiegel

Im Falle der Stressreaktion kommt es zu einer Kaskadenreaktion von Hormonen an der Hypophyse, dem Hypothalamus und der Nebenniere. Glukokortikoide sind eine Verbindung, die aufgrund ihrer Stimulation eine wichtige Rolle bei der Stressbewältigung spielt und eine Reihe physiologischer Reaktionen wie Immunaktivierung, Entzündungsunterdrückung, Reduzierung der Fortpflanzungsphysiologie und Energiemobilisierung auslösen kann. Die Haar-Cortisol-Analyse ist im Vergleich zur Speichel- und Urin-Cortisol-Analyse eine relativ neue Technik. Obwohl der Mechanismus der Cortisolablagerung noch weiter untersucht werden muss, handelt es sich um eine vielversprechende Technik mit weiteren Vorteilen. Es ist nicht-invasiv, wird durch Probenahmeverfahren wahrscheinlich nicht beeinflusst, erfordert einen geringeren Lagerbedarf und die gemessene Cortisolproduktion erfolgt über einen längeren Zeitraum (Monate bis Jahre). Daher gilt es als guter Biomarker für chronischen Stress, der mehrere Studien vorangetrieben hat, beispielsweise zu vorgeburtlichem Stress, Entspannungsmaßnahmen, früher Kindheit und Neugeborenen.

Es hat sich gezeigt, dass tiefes Atmen den Cortisolspiegel senkt, über den bereits in früheren Studien berichtet wurde. Für die Beurteilung verwendeten sie jedoch jeweils Speichel und Plasma. In ähnlicher Weise haben einige Autoren Beweise für Interventionen vorgelegt, die mit tiefer Atmung einhergehen und Berichten zufolge auch den Cortisolspiegel senken. Es wurde beispielsweise vermutet, dass Lachyoga, das tiefes Atmen als eine der Komponenten beinhaltet, eine Senkung des Cortisolspiegels im Speichel gezeigt hat. Zur Beurteilung des Haarcortisols wurde diese Technik in einer Studie verwendet, bei der ein Stressreduzierungsprogramm mit Tiefenatmungskomponente bewies, dass der Cortisolspiegel gesenkt wurde. Der Zusammenhang zwischen Haarcortisol und Tiefenatmungsintervention wurde in früheren Studien selten analysiert. Ein genauerer Blick auf die Fachliteratur zu Interventionen, die mit einer Übung zum tiefen Atmen einhergehen, wirft jedoch die Frage auf, ob tiefes Atmen allein zur Reduzierung des Cortisolspiegels im Haar beitrug. Daher war dies eine wichtige Frage, um die Wirkung von Atemübungen selbst auf den Cortisolspiegel im Haar zu untersuchen.