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Fisiologia e dinamica della respirazione modulata, come metodo clinico, base delle tecniche di meditazione e rilassamento, strumento di performance, e modulatore dei livelli di stress ossidativo

Alcuni dati pubblicati, suggeriscono che la respirazione oltre a fornire ossigeno al cervello e al corpo, può anche organizzare l’attività di popolazioni di cellule all’interno di più regioni cerebrali per aiutare a organizzare comportamenti complessi. Inoltre, la respirazione diaframmatica è rilassante e terapeutica, riduce lo stress ed è una procedura fondamentale del pranayama yoga, dello zen, della meditazione trascendentale e di altre pratiche di meditazione.

Autore

Dott. Vittorio Catalano – MD Clinical Psychiatry EDT, Neuroscience, Wellness Coaching Psychology, Cagliari.


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ediamente un adulto compie circa 21000 atti respiratori al giorno, più di 7.5 milioni in un anno intero.

La corretta dinamica respiratoria non è importante solo per la salute e la qualità di vita della persona comune, ma anche per le performance della pratica sportiva, della musica, della meditazione, delle arti marziali. L’atto respiratorio si compone di due fasi, l’inspirazione per introduzione di ossigeno dall’ambiente esterno all’interno del corpo e l’espirazione per liberare anidride carbonica dall’interno del corpo all’esterno. Coinvolge cinque muscoli: il diaframma, i muscoli intercostali esterni, i muscoli scaleni, il muscolo sternocleidomastoideo e il muscolo trapezio. Possiamo inoltre suddividere l’atto respiratorio in tre tipologie:

– Respirazione alta: avviene mediante l’innalzamento di coste, clavicole e spalle e la contrazione dell’addome cui consegue l’abbassamento del diaframma.

– Respirazione media: avviene mediante la parziale espansione toracica; si verifica un lieve innalzamento delle coste. La contrazione addominale abbassa il diaframma.

– Respirazione bassa: anche conosciuta come respirazione addominale, profonda o diaframmatica. Si ha una leggera sporgenza della parete addominale conseguente all’effettiva entrata in funzione del diaframma che, abbassandosi, dà maggiore spazio ai polmoni consentendone una migliore ossigenazione.

L’ossigeno inspirato all’interno dei polmoni è introdotto nel sangue tramite gli alveoli e trasportato dai globuli rossi in tutte le cellule del corpo umano e, attraverso i mitocondri, è totalmente utilizzato per produrre energia (ATP) dal glucosio (cibo). L’anidride carbonica risultante dal processo è espirata dal corpo seguendo il percorso inverso. I dati pubblicati nel Journal of Neuroscience, suggeriscono che la respirazione non fornisce semplicemente ossigeno al cervello e al corpo, ma può anche organizzare l’attività di popolazioni di cellule all’interno di più regioni cerebrali per aiutare a orchestrare comportamenti complessi.

Secondo un nuovo studio condotto da ricercatori della Northwestern University, il ritmo della respirazione coordina l’attività elettrica attraverso una rete di regioni cerebrali associate all’olfatto, alla memoria e alle emozioni e può migliorarne il loro funzionamento.

Il Dr C. Zelano ha registrato l’attività elettrica direttamente sulla superficie del cervello di sette pazienti sottoposti a intervento chirurgico per trattare l’epilessia del lobo temporale concentrandosi su tre regioni cerebrali: la corteccia piriforme che elabora le informazioni dai bulbi olfattivi, l’ippocampo, fondamentale per la formazione della memoria, e l’amigdala, che svolge un ruolo importante nell’elaborazione emotiva.

Allo stesso tempo, ha monitorato le frequenze respiratorie dei pazienti con dei sensori di pressione scoprendo che le oscillazioni lente dell’encefalo cerebrale nella corteccia piriforme e le onde cerebrali a frequenza più alta nell’ippocampo e nell’amigdala erano sincronizzate con la frequenza della respirazione spontanea naturale.

In esperimenti successivi è stato evidenziato come la respirazione abbia la capacità di modulare il riconoscimento emotivo e il ricordo della memoria; entrambi i processi sono più accurati durante inspirazione per via nasale rispetto all’espirazione.

Le pratiche di respirazione lenta hanno guadagnato popolarità nel mondo occidentale per via dei presunti benefici che avrebbero per la salute. Le indagini scientifiche sugli effetti fisiologici della respirazione lenta hanno rivelato effetti significativi sul sistema nervoso respiratorio, cardiovascolare, cardiorespiratorio e autonomo. I risultati principali includono effetti sull’attività dei muscoli respiratori, efficienza della ventilazione, sensibilità dei baroriflessi, variabilità della frequenza cardiaca, dinamica del flusso sanguigno, aritmia sinusale respiratoria, coordinamento cardiorespiratorio e equilibrio del simpatovagale.

La respirazione controllata e lenta sembrano dunque essere un mezzo efficace per massimizzare l’HRV (risposta della frequenza cardiaca) e preservare la funzione autonomica; sono entrambe associate a una diminuzione della mortalità negli stati patologici e alla longevità nella popolazione generale.

Usando un disegno controllato randomizzato, il presente studio ha esaminato come in otto settimane di allenamento respiratorio diaframmatico intensivo – componente fondamentale delle pratiche mente-corpo – potrebbero influenzare la cognizione, le emozioni e le risposte fisiologiche allo stress negli adulti sani. I miglioramenti emotivi sono stati segnalati come il beneficio più evidente degli interventi mente-corpo (Stromberg et al., 2015).

Inoltre, è stato suggerito che gli effetti dannosi dello stress e delle emozioni negative potrebbero essere contrastati da diverse forme di tecniche di respirazione, meditazione e rilassamento (Jerath et al., 2015), nonché da yoga e TCC (Benson, 1996; Telles et al., 2000; Oakley and Evans, 2014). Tali ricerche hanno confermato l’efficacia della respirazione diaframmatica in condizioni cliniche ma il suo beneficio, è stato evidente anche per gli individui sani. Studi precedenti hanno riportato che una migliore tecnica di respirazione era associata a maggiori riduzioni nell’ansia (Sherlin et al., 2010).

La concentrazione è fondamentale per il mantenimento delle prestazioni nel tempo. I deficit di concentrazione sono i principali sintomi di diversi disturbi mentali (Winterer et al., 2000). In soggetti normali sani, l’affaticamento, il burnout del lavoro e la difficoltà del compito, portano alla diminuzione di concentrazione prolungata (Aston-Jones et al., 1999). È inoltre emerso che il miglioramento dell’attenzione è stato ottenuto dopo 15 minuti di respirazione diaframmatica (Tang et al., 2007). Neurologicamente si evince che l’aggiustamento degli squilibri nel sistema nervoso autonomo è il contributo unico fornito dall’intervento respiratorio diaframmatico.

Questo indica un equilibrio di attività tra i sistemi simpatico e parasimpatico (Wei et al., 2016). È pertanto ragionevole dedurre che la respirazione diaframmatica potrebbe modulare le prestazioni cognitive, esercitando prevalentemente la sua influenza sul sistema nervoso autonomo.

La respirazione diaframmatica è rilassante e terapeutica, riduce lo stress ed è una procedura fondamentale del pranayama yoga, dello zen, della meditazione trascendentale e di altre pratiche di meditazione. L’analisi dei livelli di stress ossidativo nelle persone che lo praticano ha indicato che la meditazione è correlata a livelli di stress ossidativo più bassi, a livelli di cortisolo più bassi e a livelli più elevati di melatonina.

È noto che il cortisolo inibisce gli enzimi responsabili dell’attività antiossidante delle cellule e che la melatonina è un potente antiossidante. Nel primo studio che ha esplorato l’effetto di DB sullo stress causato dall’attività fisica esaustiva (Martarelli D. et all 2011) è dimostrato che la DB riduce lo stress ossidativo indotto dall’esercizio intenso. È affermato che il cortisolo inibisce gli enzimi responsabili dell’attività antiossidante delle cellule e che la melatonina è un potente antiossidante.

Dopo l’esercizio di allenamento, gli atleti sottoposti a DB presentavano livelli più alti di BAP, congruenti con i livelli ridotti di cortisolo e ROM e con l’aumento dei livelli di melatonina notturna. Questi risultati suggeriscono anche che i livelli di cortisolo e melatonina potrebbero influenzare la modulazione delle difese antiossidanti e sono rilevanti nel determinare il livello finale dello stress ossidativo. La diminuzione delle concentrazioni di ROS in soggetti con DB potrebbe essere attribuita alla ridotta risposta neuroendocrina indotta dal rilassamento.

I telomeri, le sequenze ripetitive che proteggono le estremità dei cromosomi, aiutano a mantenere l’integrità genomica e sono di fondamentale importanza per la salute umana. I telomeri si riducono progressivamente per tutta la vita e numerosi studi hanno dimostrato che la lunghezza dei telomeri più breve è associata a disturbi dello stile di vita.

Precedenti studi indicano anche che lo yoga e l’intervento focalizzato sullo stile di vita hanno un ruolo significativo sul danno del DNA ossidativo e sull’invecchiamento cellulare. Tuttavia, pochissime pubblicazioni studiano la stabilità dei telomeri e le sue implicazioni dal punto di vista di asana, pranayama e meditazione. In una revisione della letteratura scientifica attinente, sono stati esplorati i possibili meccanismi di come l’asana, il pranayama e la meditazione potrebbero influenzare la lunghezza dei telomeri e la telomerasi (Rathore et all 2018).

I risultati hanno mostrato che l’asana (posture) e il pranayama (tecniche respiratorie) aumentano il flusso di ossigeno alle cellule e la meditazione riduce il livello di stress modulando l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene. Concludendo, possiamo asserire che le pratiche di meditazione possono aiutare a mantenere l’integrità genomica mostrandosi di fondamentale importanza per la salute umana e i disturbi dello stile di vita.

Biografia

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Marc A. Russo, Danielle M. Santarelli, Dean O’Rourke

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Rathore, Mrithunjay and Jessy Abraham. “Implication of Asana, Pranayama and Meditation on Telomere Stability” International journal of yoga vol. 11,3 (2018): 186-193. www.wikipedia.it

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Bellotti, Il diaframma e la respirazione diaframmatica https://www.youtube.com/watch?v=jLPYUdf6Njg