מאת:-

השפעת דיבור על תגובות פיזיולוגיות במהלך פעילות גופנית

מאת: יואב מקל, אריה רוטשטיין ועמרי ענבר

מכללת זינמן, מכון וינגייט

במהלך אוורור הריאות מועבר אוויר בין האטמוספרה לגוף על מנת לאפשר שיחלוף גזים בין בועיות הריאה לבין מחזור הדם הריאתי. בנוסף, משמש האיוורור הריאתי למימוש פעילויות כגון: שיעול, בכי, שירה והחשוב מכל – דיבור. המשותף לתופעות אלה הוא האפשרות להשמעת קול כתוצאה מזרימת האוויר בקנה הנשימה. ביצוע פעולות אלה מתאפשר תוך תיאום עם מרכזי שליטה ובקרה אשר מכתיבים את דפוסי הנשימה הקבועים של האדם.

התגובות הפיזיולוגיות של האדם לדיבור נחקרו ותוארו בעיקר במצבי מנוחה והתמקדו בדרך ובאופי הנשימות כאשר האדם נדרש לדיבור. נמצא, למשל, כי בעת דיבור, השמעת הקול אפשרית רק בזמן הוצאת האוויר (נשיפה), כאשר הוא נע לאורך מיתרי הקול בדרכו אל מחוץ לגוף. כלומר, מאפייני הנשימה מושפעים ותלויים בצרכי השמעת הקול בזמן הדיבור. קשר זה תואר במחקרים קודמים בהם נצפו הבדלים בדפוסי הנשימה בהתאם לאופי הדיבור (אורך משפטים, קצב הדיבור, עוצמת הקול וכו') (ווינקורט ואח', 1994). ירידה במשך השאיפה ((Ti ועלייה במשך הנשיפה ((Te נצפו במהלך דיבור במנוחה ובפעילות גופנית (בויס ואח', 1966; הקסון, 1973). בנשימה רגילה במנוחה, ללא דיבור, משך הכנסת האוויר מהווה קרוב לחצי מזמן מעגל הנשימה הכולל ((Ttot. בזמן דיבור במנוחה היחס בין זמן הכנסת האוויר וזמן מעגל הנשימה הכולל ( (Ti/Ttot נמצא בטווחים שבין 0.19 ל 0.09. לכן, בשעת דיבור במנוחה, 90% – 80% מזמן מעגל נשימה בודד מוקדש לשלב הנשיפה המאפשר הפקת קול (לאודן, 1988). על מנת לבצע דיבור בצורה ברורה ונוחה יש לאפשר העברה מספקת ומותאמת של אוויר בכדי להפיק קול במיתרי הקול. זרימת אוויר בטווחים שבין 0.15 ל – 0.50 ליטר בשנייה (תלוי בעוצמת הקול ואורך המשפטים), מאפשר דיבור בזמן מנוחה. לכן בזמן דיבור במנוחה דרושה עלייה בנפח האוויר הננשף. ואכן, אוורור ריאות במצב זה עולה ב כ-25% לעומת נשימה רגילה במנוחה ללא דיבור (בון ומיד, 1971).

צרכי האוורור בזמן דיבור שונים בין מנוחה לפעילות גופנית עקב הדרישות המטבוליות השונות במצבים אלה. כאשר אנו נדרשים לדיבור בזמן מנוחה, אוורור הריאות עולה מעל לרמתו הרגילה על מנת להעביר כמות אוויר מספקת שתאפשר הפקת הקול. לעומת זאת בזמן פעילות גופנית הדרישות המטבוליות, ולכן גם האיוורוריות, עולות פי כמה (כתלות בעוצמת המאמץ) ויתכן "ניגוד אינטרסים" בין דרישות האיוורור הנובעות מהעלות האנרגטית לבין דרישות האוורור הנוספות בעטיו של הדיבור.

איור 1

מחקרים מעטים בלבד עסקו בתגובות מערכת הלב-ריאה והמערכות האנרגטיות התומכות בביצוע דיבור כאשר הוא משולב עם פעילות גופנית. מן המעט שפורסם בנושא זה בספרות ראוי לציין את מחקריהם של אוטיס וקלארק (1968) ושל וווטני (1972) אשר מצאו כי דיבור במהלך פעילות גופנית בעצימות תת-מרבית גרם לירידה באוורור הריאות. במחקר נוסף בדקו דוסט ופטריק (1981) את השפעת הדיבור בחמישה עומסי עבודה שונים ומצאו גם הם ירידה באוורור הריאות בשעת דיבור בזמן מאמץ גופני. הירידה המדווחת באוורור הריאות עשויה להשפיע על משתנים פיזיולוגיים כגון: יעילות הנשימה, צריכת החמצן, תדירות הדופק, לחץ הדם ורמת חומצת החלב בדם. נתונים על משתנים אלה כתגובה לדיבור בזמן פעילות לא נמצאים בספרות המדעית. זאת למרות שלשילוב שבין ביצוע פעילות גופנית עם דיבור (או שירה) יש השלכות יישומיות לאוכלוסיות שונות כגון: מדריכי ריקודים, מדריכי כושר גופני, מורים לחינוך גופני, אנשי צבא וחולים הסובלים ממחלות שונות ואשר נוהגים לדבר (לשוחח) בזמן שהם מבצעים פעילות גופנית במסגרת ספורטיבית או שיקומית. להשפעות הפיזיולוגיות של הדיבור עשויות, לכן, להיות השלכות משמעותיות על אוכלוסיות אלה. מכאן, שיש מקום לבדוק את השפעות הדיבור בזמן מאמץ גופני ולברר מהן ההשלכות הפיסיולוגיות והבריאותיות ההנובעות משילוב שכיח כזה.

על מנת לברר ולבחון נושא זה, בוצע לאחרונה, במעבדות המחקר במכללת זינמן שבמכון וינגייט, מחקר בו השתתפו 14 גברים בריאים. מטרת המחקר הייתה לבחון את ההשפעות הפיסיולוגיות הנגרמות כתוצאה משילוב של דיבור בשעת ביצוע מאמצים גופניים בעומסים שונים.

הנבדקים היו צעירים פעילים אך לא ספורטאים תחרותיים, אשר לא עשנו ולא נטלו תרופות רפואיות כלשהן לפחות שנה לפני תחילת המחקר.

כל אחד מן הנבדקים הגיע ל – 3 פגישות במעבדה במרווחים של כ 3 – 6 ימים בין פגישה אחת לשנייה. במהלך הפגישה הראשונה נבדקו תפקודי הנשימה של הנבדקים. באותה פגישה ביצעו הנבדקים מבחן מאמץ מדורג על מנת לבדוק את היכולת האירובית המרבית (צריכת החמצן המרבית – צח"מ) של כל נבדק.

בפגישה השנייה ביצע כל נבדק שלושה מאמצים תת-מרביים ברמות קושי של 65%, 75% ו- 85% מהיכולת האירובית המרבית. כל דרגת מאמץ נמשכה 6 ד' עם הפוגות של 20 ד' בין דרגות המאמץ השונות. נתונים של צריכת חמצן ((VO2, אוורור ריאות (VE), קצב נשימה ((Bf, עומק נשימה ((Vt, ריכוז דו- תחמוצת הפחמן באוויר הבועי (משקף את ריכוזו בדם העורקי) ((PETCO2, פליטת דו תחמוצת הפחמן ((VCO2, קצב הלב (,( HRלחץ הדם הסיסטולי (SBP) והדיאסטולי ,(DBP)ומנת נשימה ((RER, נמדדו במהלך הבדיקה. כמו כן אופיין הדפוס הייחודי של כל נשימה, עם ובלי דיבור, באמצעות מדידת זמן הנשיפה (Te) וזמן השאיפה (Ti) בתוך כל מעגל נשימה בודד ((Ttot. מעקב שוטף ורציף של הדופק התבצע באמצעות אלקטרו-קרדיוגרף. דגימת דם נימי לשם מדידת רמת חומצת החלב בדם נלקחה מאצבעות הידיים, 30, 60 ו-120 שניות לאחר סיום המאמץ הראשון, השני והשלישי, בהתאמה.

בפגישה השלישית התבצע הליך זהה לזה המתואר בפגישה השנייה אך הפעם התבקש כל נבדק להקריא קטע טקסט במהלך הפעילות. סדר הבדיקות (עם וללא הדיבור) נקבע באופן אקראי.
בפגישה בה נעשתה הפעילות עם דיבור התבקשו הנבדקים להקריא משפטים כתובים אשר הוקרנו בגובה העיניים על הקיר שניצב מול המסילה עליה ביצעו את הפעילות. הנבדקים התבקשו לקרוא את המשפטים בקצב נוח וקבוע (כ 60-70 מילים לדקה), בקול רם וברור. לשם שמירה על קצב דיבור קבוע הופעל מטרונום אשר לקול נקישותיו הותאם קצב הדיבור של הנבדק. הקראת קטע הטקסט תורגלה על ידי הניבדקים לפני הבדיקה, במצב מנוחה.

איור 1 מציג את השינויים (באחוזים) בתגובות הפיסיולוגיות שנצפו בעטיו של הדיבור בהשוואה לאותן תגובות במאמץ ללא דיבור. על פי התרשים ניתן לראות כי ריכוז חומצת החלב בדם ((La, לחץ הדם הסיסטולי (SBP), והלחץ החלקי של דו-תחמוצת הפחמן באוויר הבועי ( ,(PETCO2היו גבוהים יותר, במאמץ עם דיבור לעומת המאמץ ללא דיבור. לעומת זאת, נמצא שצריכת החמצן ואוורור הריאות, היו נמוכים יותר עם דיבור לעומת בלי דיבור. לא נצפו הבדלים מובהקים בקצב הלב ((HR ובלחץ הדם הדיאסטולי ((DBP בין פעילות גופנית עם דיבור וללא דיבור.

הממצא המרכזי והחשוב במחקר זה הוא הירידה הבולטת בצריכת החמצן (כ-13%) הנגרמת עקב דיבור בשעת ביצוע מאמץ גופני. הסיבה העיקרית לירידה בקצב צריכת האנרגיה האירובית (צריכת חמצן) בעת ביצוע המאמץ בתנאי דיבור, היא הירידה המשמעותית באוורור הריאות (כ- % 22). ירידה באוורור הריאות משמעותה ירידה בקצב אספקת החמצן לראות שתוצאותיה ירידה בקצב אספקת החמצן לשרירי ם וירידה נגזרת בקצב צריכתו. היות ועלותו האנרגטית הכוללת של מאמץ נתון אינה משתנה הרבה בגין תוספת מטלת הדיבור (סביר לצפות אפילו לעלייה קלה בעלות האנרגטית), נוצר צורך להיעזר במקורות אנרגיה חלופיים בדמותם של מסלולי האנרגיה האי-אווירניים (אנאירוביים). ואכן, איור 1 מצביע על עליה בולטת בריכוז חומצת החלב בדם המהווה אינדיקציה לשימוש גובר במסלולים האנאירוביים כפיצוי על הירידה בשימוש במסלול האנרגטי האירובי, כל זאת בתנאי דיבור לעומת מאמץ ללא דיבור.

הירידה באוורור הריאות ( (VEבזמן הדיבור התרחשה תוך ירידה משמעותית בקצב הנשימות (Bf) בזמן הדיבור, בעוד שעומק הנשימות (Vt), נשאר ללא שינוי בכל דרגות המאמץ (איור 2). שינוי זה במבנה מחזורי הנשימה (יחסי עומק/קצב) בהשפעת הדיבור, מסביר גם את העלייה המובהקת שנצפתה בריכוז דו- תחמוצת הפחמן באוויר הבועי (PETCO2) (ובדם העורקי) (ירידה באוורור הריאות גורמת לצבירה של דו- תחמוצת הפחמן בריאות ובדם), כאשר נוסף הדיבור למאמץ (איור 1).

שינויים אלה מעידים על כך שדיבור בזמן פעילות גופנית מתאפשר בעזרת שינויים בדפוסי הנשימה, הגורמים לירידה ביעילות הליכי חלוף הגזים ובאופן הפקת האנרגיה הנדרשת לפעילות.

על פי ממצאי המחקר נראה כי המנגנונים הקובעים את מאפייני הנשימה בזמן דיבור במאמץ שונים מאשר בפעילות ללא דיבור. מכאן שהירידה באוורור הריאות בזמן פעילות עם דיבור מתרחשת אפילו במחיר של ירידה משמעותית בקצב אספקת האנרגיה במסלול האירובי תוך עלייה בתרומת המערכת האנאירובית לפעילות. ניראה לכן, כי בהתמודדות שבין צרכי האוורור כאמצעי להשמעת קול לבין הצרכים הפיזיולוגיים "הקלאסיים" של האוורור במאמץ (חילופי גזים והפקת אנרגיה במסלול האירובי), גוברים הראשונים על האחרונים. יחד עם זאת, במהלך פעילות עצימה, כאשר הדרישה לאנרגיה, ולכן לשחלוף גזים, היא גבוהה מאוד, יגבר מאוד איוורור הריאות ותשתבש היכולת לדבר בצורה ברורה ונינוחה.
תרומה נוספת לירידה בצריכת החמצן בזמן הדיבור קשורה בעליה בלחץ התוך- חזי הנגרם בשעת דיבור במאמץ (מעין תופעת וולסלווה מופחתת) (פרקינס, 1986). עליה בלחץ התוך חזי גורמת להגברת התנגודת לזרימת הדם הוורידי אל הלב, שתוצאותיה ירידה בנפח הפעימה ובתפוקת הלב (איור 2). ירידה בתפוקת הלב עשויה להביא לירידה בצריכת החמצן ולעליה בריכוז חומצת החלב בדם. חיזוק לאפשרות זאת היא העובדה שלמרות הירידה שחלה בצריכת החמצן בשעת דיבור במאמץ, הדופק נשאר ללא שינוי (איור 2).
מחקרים קודמים דיווחו על תגובות הדופק ולחץ הדם, עם ובלי דיבור, אך במנוחה בלבד. תגובות אלה נבדקו בעיקר בקרב נבדקים הסובלים ממחלות לב שונות (פריד ואח', 1989). במחקרים אלה נמצאו עליות של 10% עד – 50% בלחץ הדם הסיסטולי והדיאסטולי ובקצב הלב במצב של דיבור במנוחה. עלייה משמעותית בלחץ הדם בעטיו של דיבור במנוחה נמצאה אף אצל בעלי לחץ דם גבוה, אשר נוטלים תרופות להורדת בלחץ הדם (תומס ופרידמן, 1990). העליות המדווחות בלחץ הדם בזמן דיבור במנוחה משקפות, קרוב לודאי, את ההגברה בפעילות הסימפתטית הנגרמת בעטיו של הדיבור במנוחה. היציבות היחסית שנצפתה בלחץ הדם הדיאסטולי בזמן דיבור במאמץ עשויה להיות מוסברת על ידי הפעלת מנגנוני הרחבה של כלי דם האופיינית לפעילות גופנית. כפי שנראה גם בתוצאות המחקר הנוכחי, השפעת הדיבור על לחץ הדם הדיאסטולי וקצב הלב בשעת דיבור במאמץ, מתבטלת נוכח השפעתם של מנגנוני השליטה המקומיים בזמן פעילות על משתנים אלה. לחץ הדם הסיסטולי, לעומת זאת, עולה בצורה משמעותית (כ- % 18) בזמן דיבור גם בעת פעילות גופנית (איור 1).

איור 2

לסיכום, מסתבר כי דיבור המשולב בפעילות גופנית עלול לגרום לשינויים פיסיולוגיים בולטים כגון: ירידה בצריכת החמצן, עלייה ברמת חומצת החלב ועלייה בלחץ הדם הסיסטולי והממוצע. לתגובות אלה עלולות להיות השלכות משמעותיות על אוכלוסיות הנוהגות לשלב דיבור עם פעילות גופנית. בעיקר, אך לא רק, אמורים הדברים לגבי חולי לב וכלי דם הנחשפים לפעילות גופנית בזוגות או בקבוצות בתהליך השיקום ו/או תחזוקת הגוף, החיוניים לבריאותם. חולים אלה נוהגים ונהנים לשוחח תוך כדי פעילותם השיקומית, וזאת ללא מודעות להשלכות הפיסיולוגיות אשר הדיבור עלול לגרום להם (עליות בריכוז חומצת החלב ובלחץ הדם, ללא שינוי בתדירות הדופק).
גם פרטים בריאים המשמשים כמורים לחנוך גופני, מדריכי ריקודים, מאמני כושר או מפקדי צבא, הנוהגים או נדרשים לדבר בשעת ביצוע פעילות גופנית, מן הדין שיהיו מודעים להשפעות ולהשלכות הפיסיולוגיות הנגזרות מהשילוב של דיבור עם פעילות גופנית. להשפעות אלה עלולות או עשויות להיות השלכות משמעותיות על האופי,הקושי, ומכאן גם על ההשפעות הפיסיולוגיות של הפעילות אותה הם מבצעים כאשר היא משולבת עם דיבור.

* למעוניינים, המחקר המדווח התפרסם בכתב העת הפיסיולוגי ""Medicine & Science in Sports & Exercise בספטמבר, 2002.

* שאר המקורות שמורים במערכת.

קרא לאיורים
איור 1 – השפעת הדיבור במאמץ על מדדים פיסיולוגיים (השינוי ב-% מ-ללא דיבור)
איור 2 – השתלשלות התגובות הפיסיולוגיות בעטיו של הדיבור במאמץ

באדיבות מגזין עולם הריצה – גיליון 110