Ovlivnění ventilačních plicních parametrů koaktivací bránice s ostatními svaly trupu

Souhrn

Uvedený příspěvek se zabývá propojením dechových a posturálních funkcí v rámci určité patologie respiračního systému. Studie probíhala na souboru probandů, kteří byli vybráni na základě spirometrického vyšetření. Vybraní jedinci měli některé spirometrické parametry na hranici normy nebo mimo normu referenčních hodnot. Patologie měla charakter obstrukčního typu respirační insuficience. Vyšetření plicních funkcí bylo korelováno s klinickým vyšetřením fyzioterapeutem. Jedna skupina podstoupila čtyřměsíční intervenci, druhá skupina byla kontrolní. Při terapii jsme vycházeli z předpokladu, že se nejedná o respirační insuficienci z důvodu patologie plicních funkcí, ale z důvodu porušené harmonizace dechové a posturální funkce. Terapie byla zaměřena právě na harmonizaci dechově-posturální funkce. Výsledky studie poukazují na souvislost mezi dechovou a posturální funkcí.

Klíčová slova:
bránice, dechově-posturální funkce, plicní funkce, zóna apozice, svalová koordinace

ÚVOD

Dechová funkce je úzce spjata s funkcí posturální. Hlavním dechovým svalem je bránice, která má významný podíl na stabilizační funkci páteře, zejména v bederní oblasti (4, 6, 11). Je-li porušena stabilizační funkce bránice, můžeme očekávat, že nebude optimální ani její hlavní – dechová funkce.

U pacientů s obstrukčním respiračním onemocněním je hrudník v nádechovém postavení, bránice je ve zkráceném, dolním postavení a je zmenšena zóna apozice (1, 17). Zóna apozice je definovaná jako vertikální část bránice, která odděluje dolní žebra od obsahu břišní dutiny a je zásadní pro inspirační činnost bránice. Při kontrakci bránice během nádechu ztrácí zóna apozice kontakt s hrudníkem, zmenšuje se a snižuje, čímž stlačuje obsah břišní dutiny a zvyšuje nitrobřišní tlak. Vedle aktivity bránice a mezižeberních svalů přispívá k laterolaterálnímu rozšíření hrudníku právě zvýšený nitrobřišní tlak. Ten se prostřednictvím zóny apozice přenese na dolní žebra a ty se pohybují laterokraniálně, což je typický inspirační fenomén. Současně dochází ke snížení nitrohrudního tlaku (2).

Existuje lineární vztah mezi velikostí bránice a velikostí zóny apozice na úrovni celkové plicní kapacity a na úrovni reziduálního objemu, kdy na úrovni reziduálního objemu zóna apozice prakticky zmizí (17). Zóna apozice je více než postavením bránice ovlivněna postavením hrudníku a žeber. U pacientů s nádechovým postavením hrudníku, které je typické pro pacienty s obstrukčním plicním onemocněním, ale také pro některé pacienty s chronickými vertebrogenními obtížemi, je zóna apozice v důsledku těchto změn zmenšena. Postavení hrudníku a žeber je ovlivněno mj. funkcí břišních svalů, které během nádechu pracují excentricky, čímž fixují hrudník a zajišťují změnu punctum fixum bránice během nádechu. Na začátku nádechu je punctum fixum na úponech bránice a centrum tendineum se pohybuje kaudálně, což zvětšuje objem hrudní dutiny. Současně dochází ke zvyšování nitrobřišního tlaku (vlivem aktivity bránice, břišních svalů, pánevního dna), čímž dojde k zastavení kaudálního posunu bránice a nastává další fáze dechové aktivity. Punctum fixum se vytváří v oblasti centrum tendineum a dochází laterokraniálně k pohybu žeber (9). Zvýšení nitrobřišního tlaku v důsledku této svalové souhry zajišťuje přední stabilizaci páteře, jejíž insuficience je nejčastější příčinou vertebrogenních obtíží (10). Souhra svalů, zajišťující postavení hrudníku, je jeden z hlavních faktorů, který ovlivňuje bránici v její dechové a posturální funkci.

METODIKA

Charakteristika výzkumného souboru

Výzkumný soubor tvořily sportující děti, které byly vyšetřeny v rámci preventivní sportovní prohlídky na Klinice rehabilitace a tělovýchovného lékařství FNM. Součástí prohlídky bylo spirometrické a spiroergometrické vyšetření v zátěžové laboratoři. Každý jedinec pravidelně sportuje v rámci tréninkové přípravy. Jedinci měli dušnost v zátěži a některé parametry spirometrického vyšetření byly mimo hranici referenčních norem. Patologie byla obstrukčního charakteru. Skupinu, která byla zařazena do terapie, tvořilo 9 chlapců a 3 dívky, průměrný věk 15 let, SD 1,29. Kontrolní skupinu tvořilo 6 chlapců a 3 dívky, průměrný věk 14 let, SD 2,29.

Klinické vyšetření

Byly provedeny jednotlivé funkční testy pro vyšetření hluboké stabilizace páteře (brániční test, test flexe trupu, extenční test, test náklon) tak, jak je popisuje Kolář (10).

Spirometrické vyšetření

Spirometrické vyšetření (spirometr MedGraphics-Cardiorespiratory Diagnostic System^®) bylo provedeno před zátěžovým vyšetřením a po zátěžovém vyšetření. Byly hodnoceny následující parametry: FVC, FEV1, FEV1/FVC, FEF Max, FIV.

Statistická analýza

Pro statistickou analýzu parametrů spirometrického vyšetření byl použit program SPSS 12,0 pro Windows, párový T-test pro srovnání vstupních a výstupních parametrů v rámci jedné skupiny. Hodnota významnosti p<0,05 byla považována za statisticky signifikantní. Hodnocení testů hluboké stabilizace páteře (HSSP) bylo popsáno deskriptivní statistikou.

Použité metodiky k ovlivnění dechově-posturální funkce

Cílem fyzioterapie byla aktivace bránice během pohybu, ať už volního, nebo vyvolaného reflexně tak, aby došlo k harmonizaci její dechové a posturální funkce a obnovení antagonisticko-synergického vztahu bránice a břišních svalů.

Probandi, kteří byli zařazeni do terapie, v průběhu 4 měsíců docházeli na individuální fyzioterapii, frekvence návštěv byla uzpůsobena individuálním potřebám každého jedince. Terapie vycházela z neurofyziologických aspektů vývojové kineziologie. Během individuální terapie jsme se věnovali ovlivnění mobility hrudníku a páteře technikami manuální medicíny, relaxaci auxilárních dechových svalů a dechově-posturální funkci bránice. Při kaudálním postavení hrudníku a žeber se zvětšuje zóna apozice, čímž dojde k protažení vláken bránice, a tím ke zlepšení schopnosti svalové kontrakce. Pro facilitaci dechově-posturální funkce bránice bylo pracováno se změnou aferentního vstupu nastavením osového orgánu a klíčových kloubů do funkčně centrovaného postavení. Dále byla využívána práce s oporou a odporem proti pohybu v jednotlivých polohách při cvičení. Po vybavení fyziologického vzoru dýchání a stabilizace byla snaha přenést tuto aktivitu pod volní kontrolu. Fyziologický vzor dechové a posturální funkce byl vybaven nastavením klíčových kloubů a osového orgánu do funkčně centrovaného postavení a kladením odporu proti pohybu ve směru plánované lokomoce podle vzorů z vývojové kineziologie, případně reflexní lokomoce. Do terapie byla zahrnuta práce s eidetickou představou pohybu. Jednotlivcům byly doporučeny cviky, kterým se měli pravidelně věnovat během domácího cvičení, popř. během tréninkového procesu. Obsahem domácího cvičení byly cviky na rozvolnění hrudníku a páteře, dále nácvik harmonizace dechové a stabilizační funkce podle výše zmíněných principů. V indikovaných případech byla věnována pozornost funkci nohy. Každému probandovi byl jednoduše vysvětlen princip dechově-posturální funkce a jeho podstata v rámci ADL a tréninkového procesu.

VÝSLEDKY

Výsledky spirometrického vyšetření u skupiny zařazené do terapie

Došlo k statisticky významnému zlepšení: FVC před zátěží se zvýšilo průměrně o 0,4 L (p - 0,006 a SD 0,35), FVC po zátěži se zlepšilo průměrně o 0,3 L (p – 0,027, SD 0,36), FEV1 po zátěži o 0,2 L (p – 0,020, SD 0,28). Dále došlo k statisticky významnému zlepšení FEF Max před zátěží průměrně o 0,8 L/sec (p - 0,003, SD 0,70), FEF Max po zátěži průměrně o 0,8 L/s (p - 0,048, SD 1,22), FIVC před zátěží se při výstupním vyšetření oproti vstupnímu vyšetření zvýšilo průměrně o 0,3 L (p – 0,031 SD 0,44). Zvýšení FEV1 před zátěží o 0,2 L neprokazuje statistickou významnost (p – 0,078 SD 0,34), stejně tak zvýšení FIVC po zátěži o 0,2 L (p – 0,115, SD 0,41). Statisticky nevýznamné zhoršení nastalo proti vstupnímu vyšetření u parametrů FEV1/FVC před zátěží o 2,2 procentních bodů (p – 0,079, SD 3,8) a FEV1/FVC po zátěži o 0,8 procentních bodů (p – 0,724, SD 7,17). Toto zhoršení připisujeme změně poměru mezi FVC a FEV1, kdy se parametr FVC výrazně zvýšil, čímž se snížil poměr FEV1/FVC. Tento poměr FEV1/FVC však byl i nadále u všech jedinců v rámci referenčních norem (tab. 1, tab. 2).

Výsledky spirometrického vyšetření u kontrolní skupiny

Při výstupním vyšetření došlo k statisticky významnému zlepšení FVC o 0,1 L (p – 0,025 SD 0,11) proti vstupnímu vyšetření. Zvýšení FEV1 před zátěží o 0,1 L neprokazuje statistickou významnost (p - 0,371, SD 0,25), stejně jako parametr FIVC po zátěži, který se zvýšil při výstupním vyšetření oproti vstupnímu vyšetření o 0,1 L (p – 0,589, SD 0,34). Statisticky nevýznamné zhoršení výstupního vyšetření oproti vstupnímu vyšetření je u parametru FEV1/FVC před zátěží, průměrně o 0,3 procentních bodů (p – 0,911, SD 1,78) a u stejného parametru po zátěži průměrně o 2,1 procentních bodů (p – 0,240, SD 4,99). (tab. 3, tab. 4)

Výsledky testů hodnotících funkci HSSP

Při hodnocení funkce hlubokého stabilizačního systému páteře měli jedinci nejčastěji insuficienci při testu flexe trupu a při extenčním testu, kdy ve skupině zařazené do terapie prokazovalo insuficienci 11 z 12 jedinců u obou testů, v kontrolní skupině 6 z 9 jedinců.

Extenční test se ukázal také jako nejméně ovlivněný během čtyřměsíční fyzioterapeutické intervence u skupiny zařazené do terapie. Optimální provedení při výstupním vyšetření jsme mohli pozorovat pouze u 3 z původně 11 jedinců s insuficientním provedením. Nejlepší výsledky při testování HSSP byly zhodnoceny u obou skupin při bráničním testu, což ukazuje na schopnost těchto jedinců změnit dechový stereotyp, navzdory tomu, že volně využívaný dechový stereotyp neodpovídá optimálnímu provedení. Ve skupině zařazené do terapie došlo ke zlepšení u všech jedinců s původním dysfunkčním provedením bráničního testu (graf 1, graf 2).

DISKUSE

Skupina, ve které probíhala studie, byla vybrána na základě spirometrického vyšetření, kdy daní jedinci měli některé spirometrické parametry mimo normu referenčních hodnot. Součástí klinického vyšetření bylo hodnocení stabilizačních funkcí v oblasti trupu.

Při hodnocení těchto testů vycházíme z kineziologie posturální ontogeneze 1. roku života, kdy sledujeme charakteristické odchylky ve stabilizační funkci ve srovnání s vývojovým vzorem či vzorem, který můžeme mimovolně vyvolat při reflexní lokomoci podle Vojty. Sledujeme zapojení svalů v konkrétní situaci pomocí testů, které hodnotí kvalitu způsobu náboru svalů během stabilizace (10). Při hodnocení testů HSSP musíme brát na vědomí problém objektivizace funkčního vyšetření. Vzhledem k tomu, že se jedná o hodnocení svalové koordinace, tedy funkce řídící, je obtížné tyto testy přesněji objektivizovat. Vlastní hodnocení je závislé na aktuálním stavu vyšetřovaného jedince, kdy se svalová koordinace může snižovat např. s únavou či aktuálním psychickým stavem. V neposlední řadě je hodnocení funkčních testů závislé na schopnostech a zkušenostech terapeuta.

Ve skupině zařazené do terapie došlo k zlepšení u všech jedinců s původně dysfunkčním provedením bráničního testu. Při hodnocení funkce hlubokého stabilizačního systému páteře měli jedinci nejčastěji insuficienci při testu flexe trupu a při extenčním testu. Extenční test se ukázal také jako nejméně ovlivněný během čtyřměsíční fyzioterapeutické intervence u skupiny zařazené do terapie. Tento výsledek svědčí o náročnosti dané funkce, kdy při insuficienci HSSP dochází nejčastěji k přetížení oblasti bederní a křížové vlivem převahy aktivity extenzorů i s jejími důsledky na strukturu. Insuficience při testu flexe trupu u vyšetřovaných skupin byla ve velké části způsobená porušenou koordinací, kdy aktivita přímého břišního svalu předbíhala aktivitu ostatních svalů, které se při optimální situaci mají podílet na dané funkci. Není možné odfiltrovat jedince, kteří prodělali neideální vývoj během prvního roku života, ale neméně závažný faktor této porušené koordinace vidíme v tréninku jednotlivců, kdy je kladen důraz na analytické posílení přímého břišního svalu. U jedinců, u kterých se porušená koaktivace ventrodorzální muskulatury projevuje ve smyslu hyperaktivity přímého břišního svalu, dochází k nekoordinované aktivitě celé břišní muskulatury, kdy přímý břišní sval předbíhá aktivitou ostatní svaly účastnící se na dechové a posturální funkci. Svou hyperaktivitou stahuje oblast dolních žeber a neumožňuje tak bránici uplatnit její funkci v celém rozsahu. Současně je patrna hyperaktivita horních částí mm. obliqui abdomini externi při insuficienci mm. obliqui abdominui internii a specifických částí m. transversus abdominis, které tuto dysfunkci v koordinaci svalů celé trupové oblasti ještě zvýrazňují. Tento typ insuficience se vyskytoval u 10 z 12 probandů skupiny zařazené do terapie a u 6 z 9 probandů kontrolní skupiny. V druhém případě je tato koordinace porušená tak, že chybí jakákoli aktivita ventrální muskulatury. Spatřujeme typickou vývojovou absenci ventrodorzální svalové koordinace na osovém orgánu, kdy bránici chybí punctum fixum pro vykonávání dechové a posturální funkce. Respirační a posturální funkce nejsou v souladu, dochází k pohybu sterna kraniokaudálním směrem a k následné nadměrné aktivitě auxilárních dechových svalů a extenzorů páteře, které kompenzují tuto koordinační poruchu bránice tak, jak to popisuje Kolář (11). Paralelu tohoto motorického vzoru můžeme najít u dítěte v novorozeneckém období, kdy ještě není ve funkci koaktivace ventrální a dorzální muskulatury, což se projeví také na dechovém vzoru. Hrudník je v nádechovém postavení, bránice plní pouze funkci dechovou. Tuto insuficienci jsme vyšetřili u 2 z 12 probandů skupiny zařazené do terapie a u 3 z 9 probandů kontrolní skupiny. V obou případech dochází k nesouladu mezi respirační a stabilizační funkcí, což se projeví jak na funkci HSSP, tak na parametrech respiračních funkcí.

Výsledky klinického vyšetření, kdy se u skupiny zařazené do terapie všechny testy posunuly směrem k optimálnímu provedení se statistickou významností, korelují s výsledky spirometrického vyšetření. Výsledky naší studie rovněž potvrzují to, co uvádějí ve svých publikacích Hagberg a spol. (5) a McArdle a spol. (16), tedy že výkonnost a fyzický trénink nemají vliv na parametry plicních funkcí. Jak skupina zařazená do terapie tak kontrolní skupina se skládaly z aktivních sportovců trénujících 4x a více týdně. Na to, že změna parametrů plicních funkcí nebyla ovlivněna sportovním tréninkem, poukazují studie výše zmíněných autorů a s tímto tvrzením korelují i výsledky spirometrického vyšetření skupiny zařazené do terapie a kontrolní skupiny. Mezi frekvencí tréninků u obou skupin nebyly významné rozdíly. Z těchto výsledků můžeme usuzovat na efekt terapie, která byla zaměřena na koordinaci bránice s ostatními svaly trupu. Terapie zaměřená na zlepšení stabilizační funkce se současně projevila na funkci dechové, to dokazuje propojení těchto funkcí.

Souvislostmi mezi respiračním a posturálním systémem se zabývají práce věnující se konkrétní patologii v oblasti deformit osového orgánu (14, 18). Na významnost harmonizace dechové a posturální funkce poukazuje ve svých pracích Kolář (10, 11, 12, 13), Čápová (3), Hodges a spol. (7, 8) a Krobot (15). Kolář (12) ve své práci poukázal na korelaci mezi pohybem bránice, resp. jeho rozsahem, při dechové a posturální funkci a spirometrickými parametry u zdravých jedinců. Unal a spol. (21) prokázali u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí významné korelace mezi parametry exkurze bránice (získané pomoci MR fluoroskopie) a ukazatelem funkce plic FEV1. Na souvislost mezi posturální a dechovou funkcí se zaměřili ve své studii Smith a spol. (20), kdy dokázali, že dechové obtíže a inkontinence souvisí více s výskytem bolestí zad než s obezitou a nízkou pohybovou aktivitou. Stejně jako my vidí příčinu v porušené koordinaci svalů thorakoabdominální oblasti, která participuje na posturální a respirační funkci a současně, prostřednictvím ovlivňováním nitrobřišního tlaku, také na kontingenci.

Studie zabývající se efektem rehabilitačních programů na parametry plicních funkcí nejsou průkazné. Na druhou stranu Niederman a spol. (19) došli k závěru, že fyziologické a psychologické benefity, které přináší respirační fyzioterapie pacientům s respiračním onemocněním, nejsou příliš závislé na parametrech plicních funkcí a respirační fyzioterapie je tedy nedílnou součástí terapeutické péče všech pacientů s respiračním onemocněním nebo plicní dysfunkcí.

Vědecké práce (EBM – evidence based medicine), zabývající se souvislostmi mezi posturální a dechovou motorikou a jejich vlivem na plicní funkce, prakticky neexistují. Respirační fyzioterapie, tak jak je pojímána ve většině studií, se nevěnuje přímým souvislostem mezi těmito dvěma funkcemi. Dle našeho názoru je důležité dívat se na tyto funkce v rámci jejich propojení a z tohoto pohledu přistupovat také k diagnostice a terapii.

ZÁVĚR

Výsledky studie prokázaly souvislost mezi posturálním a dechovým systémem. U skupiny zařazené do terapie došlo k statisticky významnému zlepšení jak v testech při klinickém vyšetření, tak u šesti parametrů spirometrického vyšetření (FVC před i po zátěži, FEV1 po zátěži, FEFmax před i po zátěži a FIVC před zátěží). U kontrolní skupiny došlo k statisticky významné změně jen u parametru FVC (usilovné výdechové kapacity), ostatní parametry a klinické vyšetření zůstaly beze změny.

Studie byla prováděna na jedincích s mírnou patologií plicních funkcí, kterou však nemůžeme označit za onemocnění s primární či sekundární respirační insuficiencí. Otázkou zůstává, do jaké míry lze tímto přístupem ovlivnit parametry plicních funkcí u onemocnění s respirační insuficiencí. Práce nabízí jeden z přístupů, kterým lze hypoteticky respirační funkce ovlivnit.

Poděkování: Na tomto místě bychom chtěly poděkovat MUDr. Matoušovi a Jitce Hanzlíkové, bez jejichž spolupráce by studie nemohla být realizována.

Lenka Hellebrandová

Katedra kinantropologie FTVS UK

J. Martího 32

162 52 Praha 6

e-mail: lenka.hellebrandova@gmail.com