Relation between activity of core muscles and respiratory drive in healthy subjects

WSTĘP: Równowaga pomiędzy mięśniami stabilizującymi centrum tułowia, tj.: wielodzielnymi, dna miednicy, przeponą oraz poprzecznym brzucha zapewnia prawidłową stabilność posturalną. Przepona, jako główny mięsień wdechowy, pełni dualistyczną funkcję - wentylacyjną i posturalną. Dlatego proces oddychania jest skorelowany z stabilizacją tułowia. Zaburzenie napięcia w obrębie jednego z mięśni stabilizujących lub zaburzenia posturalne mogą wpływać na efektywność pracy przepony podczas cyklu oddechowego, a tym samym na zmienne napędu oddechowego.CEL: Celem pracy była ocena wpływu fizjoterapii aktywizującej mięśnie stabilizujące centrum tułowia na zmienne napędu oddechowego, takie jak: ciśnienie okluzji (P0.1), maksymalne ciśnienie okluzji (P0.1max), maksymalne ciśnienie wdechowe (PImax) oraz maksymalne ciśnienie wydechowe (PEmax).MATERIAŁ I METODY: Badanie zostało przeprowadzone w Zakładzie Rehabilitacji w Chorobach Wewnętrznych w Szpitalu Uniwersyteckim od 15 listopada 2017 roku do 30 kwietnia 2018 roku. Do badania zakwalifikowano 56 kolejnych, młodych i zdrowych osób. W badaniu losowo wyodrębniono grupę eksperymentalną, do której włączono 30 osób, w tym 23 kobiety (76,7 %) i 7 mężczyzn (23,33 %), natomiast grupę kontrolną stanowiło 20 kobiet (80 %) i 5 mężczyzn (20 %). Każdy uczestnik wypełniał ankietę osobową i Globalny Kwestionariusz Aktywności Fizycznej. Pomiar napędu oddechowego wykonano u wszystkich badanych przy zastosowaniu spirometru MasterScope firmy Jaeger. Grupa eksperymentalna została poddana interwencji fizjoterapeutycznej przed drugim pomiarem napędu oddechowego, natomiast grupie kontrolnej między pomiarami zalecono odpoczynek. Wyniki poddano analizie wykorzystując program Statistica 10.WYNIKI: Grupa eksperymentalna i kontrolna były homogeniczne pod względem wieku, płci i BMI oraz badanych zmiennych zależnych napędu oddechowego (p > 0,05). W wyniku zastosowanej interwencji fizjoterapeutycznej w grupie eksperymentalnej, ciśnienie okluzji (P0.1) uległo podwyższeniu (p= 0,04), czego nie zaobserwowano w grupie kontrolnej (p> 0,05). Wykonana interwencja nie wpłynęła istotnie (p > 0,05) na zmianę maksymalnego ciśnienia okluzji (P0.1max). Nie stwierdzono różnic (p > 0,05) pomiędzy pomiarami przed i po interwencji w zakresie maksymalnego ciśnienia okluzji (PImax). Zaobserwowano, że mięśniowa stabilizacja tułowia i ustawienie klatki piersiowej w pozycji wydechowej, ograniczającej jej ruchomość, co wpływa na zmniejszenie wartości maksymalnego ciśnienia wydechowego (PEmax) w trakcie natężonego wydechu (p= 0,02).WNIOSKI: Stabilność posturalna, dynamiczna równowaga pomiędzy mięśniami brzucha a przeponą w trakcie cyklu oddechowego i właściwe napięcie mięśni stabilizacji centralnej może wpływać na efektywność wdechową przepony, wyrażoną ciśnieniem okluzji (P0.1). Ustawienie klatki piersiowej w pozycji wydechowej i zaktywizowanie głębokich mięśni stabilizacji centralnej może ograniczać ruchomość klatki piersiowej podczas natężonego manewru wydechowego odzwierciedlającego maksymalne ciśnienie wydechowe (PEmax).

INTRODUCTION: Balance between the core muscles, i.e.: multifidus muscle, pelvic floor muscles, diaphragm and transversus abdominis provide postural stability. The diaphragm, as the main inspiratory muscle, has a dualistic function - ventilation and postural. Therefore, the breathing process is correlated with the core stability. Disturbed neromuscular tone one of the core muscles or postural control disturbances may affect the diaphragm efficiency during the respiratory cycle, and thus the variable respiratory drive.PURPOSE: The purpose of the study was to evaluate the effect of physiotherapy mobilizing core muscles on respiratory drive values, such as: occlusion pressure (P0.1), maximum occlusion pressure (P0.1max), maximum inspiratory pressure (PImax) and maximum expiratory pressure (PEmax).MATERIAL AND METHODS: The study was conducted at the Department of Rehabilitation in Internal Diseases at the University Hospital from November 15 of 2017 to April 30 of 2018. 56 young and healthy people were qualified for the study. The analysis randomly selected the experimental group of 30 people, including 23 women (76.7 %) and 7 men (23.33 %), the control group consisted of 20 women (80 %) and 5 men (20 %). Each participant filled out a personal questionnaire and the Global Physical Activity Questionnaire. Measurement of respiratory drive was performed in all subjects using the Jaeger MasterScope spirometer. In the experimental group, physiotherapeutic intervention was used before the second measurement of respiratory drive, while the control group was recommended to rest between measurements. The results were analyzed using the Statistica 10 program.RESULTS: The experimental and control group were homogeneous in terms of age, sex and BMI as well as the respiratory drive variables which was measured (p> 0.05). As a result of the applied physiotherapeutic intervention in the experimental group, the occlusion pressure (P0.1) increased (p = 0.04), which was not observed in the control group (p> 0.05). The intervention did not have a significant influence (p> 0.05) on the change in the maximum occlusion pressure (P0.1max). There were no differences (p> 0.05) between the measurements before and after intervention in the range of maximal occlusion pressure (PImax). It was observed that the muscular stabilization of the trunk and the position of the chest in the expiration position, which limits its mobility, influences on reduction of the maximum expiratory pressure (PEmax) during forced exhalation manouver (p = 0.02).CONCLUSIONS: Postural stability, dynamic balance between abdominal muscles and diaphragm during the respiratory cycle and proper tone of core muscle may affect the inspiratory efficiency of the diaphragm, expressed by occlusion pressure (P0.1). Adjustment the chest in the exhalation position and activating the deep core muscles may limit the mobility of the chest during a forced expiratory maneuver reflecting the value of maximum expiratory pressure (PEmax).