Опубликовано в журнале "Адаптивная физическая культура", №2 (10), 2002, с. 22-27, а также в журнале "Физиология человека", 2004, том 30, №4, с. 88-92 под названием "Постуральные влияния на уровень гормонов у здоровых людей. Сообщение I: Поза "кобры" и стероидные гормоны"

БХУДЖАНГАСАНА ИЗМЕНЯЕТ УРОВЕНЬ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ

Минвалеев Р.С., Ноздрачев А.Д., Кирьянова В.В.*, Иванов А.И.
Санкт-Петербургский государственный университет
*Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования

Изучено содержание кортизола, тестостерона, дегидроэпиандростерона и альдостерона в сыворотке крови здоровых людей при одной из ключевых поз хатха-йоги – позы "кобры" (бхуджангасаны). У 8 испытуемых (в возрасте от 22 до 50 лет), обученных практике йоги, осуществлялся забор крови до и после выполнения упражнения. Между первой и второй процедурами забора крови проходило не более 5 минут.
Новым методом (А.И.Иванова) оценки доверительных интервалов доказано, что у всех испытуемых содержание кортизола с надежностью 0.99 уменьшилось на 16%, уровень тестостерона с надежностью 0.95 возрос на 11%. Изменения концентрации дегидроэпиандростерона и альдостерона оказались разнонаправленными.
Выдвигается гипотеза о задействовании при выполнении изученной позы йоги нервнопроводниковых механизмов регуляции продукции стероидных гормонов в рамках представлений о моторновисцеральных взаимодействиях.

Физиологические и терапевтические эффекты постуральных воздействий изучаются на относительно ограниченном наборе условно стандартных позиций, за пределами которого остается недостаточно изученным все остальное многообразие возможных положений тела. В частности, интерес исследователей вызывают специфические положения тела, сопровождающиеся специфическим паттерном напряжения мышц, известные как асаны (позы) хатха-йоги [1-3]. Исследования постуральных влияний избранных асан хатха-йоги на системный [4] и внутриорганный кровоток в печени [5] и в почках [6] позволили обозначить комплексную проблему изучения возможных быстрых гормональных реакций в ответ на специфические позы тела у здоровых людей. В диссертации [7] доказано, что одна из важнейших поз хатха-йоги – бхуджангасана или поза кобры (рис.1) - оказывает специфическое влияние на внутриорганный кровоток в почках и, соответственно, в надпочечниках (качественное изменение характера венозного оттока), однако специальных исследований возможных гормональных эффектов специфических постуральных воздействий в виде асан хатха-йоги пока не проводилось. 

Настоящая работа имеет целью изложение результатов экспериментальной и статистической проверки гипотезы о влиянии бхуджангасаны (позы кобры) на уровень стероидных гормонов - кортизола, тестостерона, дегидроэпиандростерона (ДГЭА) и альдостерона сыворотки крови у здоровых людей.

Рис. 1. Бхуджангасана или поза кобры

Особенностью исследования является привлечение нового метода нахождения математических моделей законов распределения исследуемых случайных величин, который позволяет решать задачи о нахождении численных значений физиологических характеристик с использованием выборок малых объемов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Обследованы 7 практически здоровых мужчин и 1 женщина в возрасте от 22 до 50 лет, обученных выполнению специфического упражнения хатха-йоги - бхуджангасаны (позы кобры). Бхуджангасана выглядит как прогиб позвоночника из положения лежа на животе без опоры на руки. Согласно рекомендациям, опубликованным акад. Б.Л.Смирновым [8], ключевым условием правильности выполнения позы является приложение мышечных усилий, направленных на прогибание грудного (анатомически слабо прогибаемого) отдела позвоночника. Далее при продолжающихся мышечных усилиях на сохранение прогиба в торако-люмбальном отделе позвоночника осуществляется опускание подбородка так, чтобы произошло резкое усиление ощущения давления в области спины на линии субъективного восприятия расположения почек. Существенным элементом в технике выполнения этой позы является непрерывно возрастающее напряжение мышц, участвующих в поддержании позы. Только при таком выполнении можно говорить о корректной воспроизводимости найденных гормональных изменений в ответ на выполнение позы кобры (бхуджангасаны). 

Последовательность мероприятий при постановке каждого опыта была однотипной. После терапевтического осмотра у каждого из испытуемых в положении сидя осуществлялся первый забор крови из локтевой вены. Далее испытуемые в положении лежа на спине выполняли расслабление в течение 2 мин. Расслабление выполнялось в целях минимизации вызванных забором крови возмущений вегетативных характеристик (по оценке терапевта, регистрирующего сердечный (ЧСС) и дыхательный ритмы). Затем испытуемые самостоятельно в течение 2-3 мин выполняли позу кобры (бхуджангасану), после чего забор крови повторяли. Таким образом, между первым и вторым заборами крови проходило не более 5 мин. Конкретное время забора крови было постоянным и осуществлялось ровно в 16 часов (июль 2001 года). Сыворотку крови до проведения анализов хранили при -20^оС. 
Количественное определение кортизола и тестостерона в сыворотке крови осуществлялось методом твердофазного иммуноферментного анализа наборами реактивов "СтероидИФА-кортизол" и "СтероидИФА-тестостерон" соответственно. Концентрация дегидроэпиандростерона определялась с помощью набора реактивов "BCM diagnostic" (США), альдостерона – стандартным радиоиммунным методом. Сводные результаты измерений концентрации гормонов в сыворотке крови до и после выполнения бхуджангасаны напечатаны в таблице 1. По утверждению проводившей измерения уровня гормонов Клинико-диагностической лаборатории МАПО (Санкт-Петербург) коэффициент вариации k=8%, характеризующий точность результатов измерений, найден с учетом того, что анализ каждого из результатов измерений (см. табл. 1) выполнялся 10 раз.

ТАБЛИЦА 1

КОНЦЕНТРАЦИИ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ ДО И ПОСЛЕ ВЫПОЛНЕНИЯ БХУДЖАНГАСАНЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ

В целях ответа на вопрос о том, изменяет ли выполнение бхуджангасаны концентрацию гормонов в крови, выполним математическую обработку найденных результатов методом оценки доверительных интервалов. Требуется проверить гипотезу о том, что доверительные интервалы, с надежностью больше или равно 0.95 накрывающие математические ожидания исследуемых непрерывных случайных величин, не пересекаются. Известно, что если гипотеза принимается, то утверждение об изменении концентрации гормонов в крови считается статистически доказанным с уровнем значимости меньше или равно 0.05. 

Однако при применении общепринятых пакетов статистических программ, например, STATGRAPHICS, STADIA, STATISTICA и др., получаются результаты, противоречащие найденным экспериментальным результатам. А именно, тот факт, что численные значения концентрации кортизола, измеренные до опыта и напечатанные в столбце 2 таблицы 1 всегда больше, чем численные значения концентрации кортизола, измеренные сразу после опыта и напечатанные в столбце 3 таблицы 1, после общепринятой статистической обработки характеризуется как явление случайное. 
Аналогичное противоречие статистических расчетов найденным экспериментальным результатам обнаружилось и для численных значений концентрации тестостерона, измеренных до и после выполнения упражнения бхуджангасаны и напечатанных в столбцах 4 и 5 таблицы 1. Хотя увеличение концентрации тестостерона зафиксировано у всех испытуемых, общепринятая статистическая обработка результатов измерений показывает, что и это явление случайное. Одним из авторов настоящей работы (А.И.Ивановым) доказано, что для более точной обработки результатов измерений необходимо применение нового метода, опубликованного в приложении к книге В.И.Зубова [10] и в работах [11-14]. 

Применением нового метода математической обработки результатов измерений были вычислены границы доверительных интервалов математических ожиданий исследуемых численных значений кортизола с учетом указанного коэффициента вариации k = 8%. Пусть Х_с – численное значение математического ожидания концентрации кортизола до опыта, а Y_с – численное значение математического ожидания концентрации кортизола после опыта. Тогда численное значение концентрации кортизола в сыворотке крови до выполнения упражнения бхуджангасаны будет равно Х_с=394.5 и с надежностью γ=0.95 накрыто интервалом 371.9<X_c<417.1. Таким же расчетом доверительного интервала для численных значений концентрации кортизола в сыворотоке крови после выполнения упражнения будет равно Y_с=332.6 и с надежностью γ=0.95 накрыто интервалом 313.6<Y_c<351.6. Найденные доверительные интервалы не пересекаются. Выполнив расчет доверительных интервалов для надежности γ=0.99, находим, что для характеристики  Х_с=394.5 доверительный интервал 362.1≤Х_с≤426.9, а для характеристики  Y_с=332.6 доверительный интервал 305.3<Y_c<360. Найденные доверительные интервалы также не пересекаются. Теперь сформулируем заключение: с надежностью γ=0.99 можно утверждать, что в результате выполнения испытуемыми упражнения бхуджангасана концентрация кортизола в крови испытуемых уменьшилась в среднем на 16%. 

Применением нового метода (А.И.Иванова) математической обработки результатов измерений вычислены границы доверительных интервалов математических ожиданий исследуемых численных значений тестостерона с учетом указанного коэффициента вариации k = 8%. Пусть Х_t – численное значение математического ожидания концентрации тестостерона до опыта, а Y_t – численное значение математического ожидания концентрации тестостерона после опыта. Тогда численное значение концентрации тестостерона в сыворотке крови до выполнения упражнения бхуджангасаны будет равно Х_t= 15.97 и с надежностью γ=0.95 накрыто интервалом 15.0<X_t<16.88. Таким же расчетом доверительного интервала для численных значений концентрации тестостерона в сыворотке крови сразу после выполнения упражнения находим, что численное значение характеристики равно Y_t=18.0 и с надежностью γ=0.95 накрыто интервалом 16.98<Y_t<19.04. Найденные доверительные интервалы не пересекаются. Теперь сформулируем заключение: с надежностью γ=0.95 можно утверждать, что в результате выполнения испытуемыми упражнения концентрация тестостерона в их крови увеличилась в среднем на 11%.

Найденный результат - уменьшение уровня кортизола в среднем на 16% и увеличение концентрации тестостерона на 11% - отличается от результатов расчетов изменения значений средних арифметических вследствие того, что исследуемые случайные величины распределены не по нормальному закону. А именно, в нашем случае имеет место функция распределения  - смесь нормальных распределений [11,14].

Найденные результаты измерений концентрации андрогена коры надпочечников дегидроэпиандростерона (ДГЭА) (см. столбцы 6 и 7 таблицы 1) и основного минералокортикоида альдостерона (см. столбцы 8 и 9 таблицы 1) в ответ на выполнение упражнения бхуджангасаны оказались разнонаправленными. У 6 испытуемых концентрация ДГЭА возросла, а у двоих понизилась, причем у одного весьма значительно (с 20 до 9 нг/мл), что требует дополнительных исследований, прежде всего на большем числе обученных испытуемых. Аналогичное положение на момент настоящего исследования выявилось и для минералокортикоидной функции коры надпочечников (у 6 испытуемых концентрация альдостерона уменьшилась, а у двоих возросла, причем у одного значительно (с 11.1 до 35.5 пг/мл)). Применение метода интервальной оценки для математической обработки найденных результатов для такого рода выборок не представляется возможным. Поэтому далее мы будем обсуждать только найденные изменения в концентрациях кортизола (уменьшение с надежностью γ=0.99) и тестостерона (увеличение с надежностью γ=0.95).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В целях удобства обсуждение постуральных реакций в ответ на воздействие позы кобры (бхуджангасаны) будем проводить для каждого из изученных стероидных гормонов в отдельности. Как правило, разнообразные воздействия на организм человека, обозначаемые общим термином "стресс" (травма, боль, гипогликемия, физическая нагрузка, инфекция, эмоциональные потрясения и т.п.) повышают уровень кортизола в крови, что рассматривается как составная часть адаптивных реакций [15]. Особо следует выделить отмечаемое многими исследователями повышение эндогенной продукции кортизола в ответ на кратковременную экстремальную физическую нагрузку, сравнимую с рабочей нагрузкой при выполнении бхуджангасаны [16-18]. К числу факторов, повышающих уровень кортизола у здоровых людей относят и стандартные постуральные воздействия, например, вставание из положения лежа (ортостатическая проба) [19]. 

Мы оцениваем найденные в вышеупомянутых работах результаты (о повышении продукции кортизола при стандартных воздействиях) как контроль для наших измерений уровня стероидных гормонов под воздействием позы "кобры". Необходимо также отметить, что у всех испытуемых концентрации кортизола в крови в исходном состоянии приближались к верхней границе нормы взрослых практически здоровых людей, установленной для 16 часов дня (83-441 нмоль/л по [9]). Более того, у двоих испытуемых исходный уровень кортизола превышал верхний предел нормы (см. в табл.1 значения: 474 и 575 нмоль/л). По сведениям литературы [20, 21] непосредственное снижение уровня кортизола у человека наблюдается при различных вариантах произвольной мышечной релаксации (аутотренинг, медитация и т.п.). 

В наших опытах специфическое напряжение мышц, сопровождающееся принятием специфической позы тела - бхуджангасаны - статистически значимо (с надежностью 0.99) снизило уровень кортизола сыворотки крови у здоровых людей. Иными словами, мы нашли парадоксальный результат. Практика бхуджангасаны (позы кобры) снижала уровень кортизола у всех испытуемых, несмотря на комбинацию сопутствующих факторов, в норме повышающих уровень кортизола крови (экстремальная физическая нагрузка и боль при заборе крови из вены). Что же касается одновременного с понижением глюкокортикоидной функции коры надпочечников повышения уровня основного андрогена тестостерона, то здесь мы должны говорить о задействовании помимо коры надпочечников также и половых желез как единственно возможном источнике увеличения уровня тестостерона при выполнении бхуджангасаны. Пока мы можем только предполагать о механизмах столь разительных изменений в продукции стероидных гормонов, вызванных специфическим мышечным напряжением и положением тела, именуемом в хатха-йоге бхуджангасана (поза кобры). Во всяком случае, предварительно мы можем исключить влияния со стороны гипофиза, поскольку уменьшение кортизола, увеличение тестостерона и колебания ДГЭА и альдостерона произошли за период менее 5 минут, хотя этот вопрос еще нуждается в дополнительной проверке. Равным образом, согласно нашим предыдущим исследованиям этой же позы, артериальный приток крови от сердца к области почек и, соответственно, надпочечников также не изменялся [6], что в известной мере исключает влияния на продукцию стероидных гормонов со стороны колебаний кровоснабжения коры надпочечников. 

Более вероятными здесь представляются моторно-висцеральные рефлекторные влияния с участием афферентной и эфферентной иннервации коры надпочечников и половых желез, начиная с вегетативных центров спинного мозга. И если в отношении коры надпочечников вопрос о прямых нервных влияниях на секрецию кортикоидных гормонов остается в стадии обсуждения, то для семенников и яичников обильная симпатическая и парасимпатическая иннервация рассматривается как нервнопроводниковый путь передачи специфических импульсов от гипоталамуса к гонадам, дополняющий трансгипофизарный [22]. В этой связи представляют интерес дальнейшие исследования возможной прямой нервной регуляции секреторной функции ряда эндокринных желез через механизмы моторно-висцеральных рефлексов [23], на чем по нашему предположению могут основываться гормональные эффекты постуральных воздействий асан йоги.

ВЫВОДЫ

1. Йоговская поза кобры (бхуджангасана) как специфическое положение тела, сопровождающееся специфическим напряжением мышц, ведет к статистически значимому снижению кортизола (с уровнем значимости 0.01) и повышению тестостерона (с уровнем значимости 0.05) в сыворотке крови у здоровых людей.
2. Вследствие позы кобры (бхуджангасаны) изменяется также и содержание дегидроэпиандростерона и альдостерона, однако эти изменения оказались разнонаправленными.
3. Постуральные воздействия позы кобры (бхуджангасаны) благодаря механизмам моторно-висцеральных рефлексов распространяются помимо коры надпочечников, также и на половые железы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ebert D. Physiologische Aspekte des Yoga. - Leipzig:VEB Georg Tieme, 1986 - 150 S. (Имеется перевод: Эберт Д. Физиологические аспекты йоги. / Перевод с нем. Минвалеева Р.С. / Предисловие Ноздрачева А.Д. - СПб., 1999 - 159 с.)
2. Schell F.J., Allolio B., Schonecke O.W. Physiological and psychological effects of Hatha-Yoga exercise in healthy women // Int. J. Psychosom., 1994, vol.41, №4, p.46-52.
3. Konar D., Latha R., Bhuvaneswaran J.S. Cardiovascular responses to head-down-body-up postural exercise (Sarvangasana) // Indian J. Physiol. Pharmacol., 2000, vol.44, №4, p.392-400.
4. Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А., Ноздрачев А.Д., Лавинский Х.Ю. Особенности наполнения левого желудочка сердца при перевернутых позах человека // Физиология человека, 1996, т.22, №6, с.27-34.
5. Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А., Ноздрачев А.Д. Как влияет поза тела на кровоток в паренхиматозных органах? Сообщение I. Печень // Физиология человека, 1998, т.24, №4, с.101-107.
6. Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А., Ноздрачев А.Д. Как влияет поза тела на кровоток в паренхиматозных органах? Сообщение II. Почки // Физиология человека, 1999, т.25, №2, с. 92-98.
7. Минвалеев Р.С. Особенности внутрисердечного и внутриорганного кровотока при избранных позах человека (по данным допплерэхографии): Дисс… канд. биол. наук: 03.00.13 / Санкт-Петербургский государственный университет. - СПб., 1999 – 118 с., ил.
8. Смирнов Б.Л. Санкхья и йога // Бхагавадгита. Сер. "Философские тексты Махабхараты" 3-е изд., доп./Введение, пер. с санскр. и коммент. Б.Л.Смирнова. - СПб.: "А-cad", 1994. – с.395-396.
9. Князев Ю.А., Беспалова В.А. Гормонально-метаболические диагностические параметры. Справочник. Приложение к журналу "Врач". - М.: Изд. дом "Русский врач", 2000. - 96 с., ил.
10. Зубов В.И. Проблема устойчивости процессов управления. 2-е изд., испр. и доп.- СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 2001. - 354 с.
11. Иванов А.И. Приближение смесью нормальных распределений // Приложение к кн.: Зубов В.И. Проблема устойчивости процессов управления. / 2-ое изд., испр. и доп. СПб: НИИ Химии СПбГУ, 2001.С.336.  
12. Иванов А.И. Наборщиков В.Г. Развитие подхода В.И. Зубова в задачах аппроксимации // Процессы управления и устойчивость: Труды XXXII научно-практической конференции студентов и аспирантов факультета ПМ-ПУ - СПб: ООП НИИ Химии СПбГУ, 2001. - с. 185-188.
13. Иванов А.И. Новый метод математической обработки результатов измерений // Материалы научно-практической конференции, посвященной памяти В.И.Зубова. СПб., 12-13 января 2002 г. – СПб: 2002 - с.5-26.
14. Иванов А.И. Доверительный интервал математического ожидания случайной величины с функцией распределения смесь нормальных распределений // Материалы научно-практической конференции, посвященной памяти В.И.Зубова. СПб., 12-13 января 2002 г. – СПб: 2002 - с.27-29.
15. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс./Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. – 648 с.
16. Виру А.А. Функции коры надпочечников при мышечной деятельности. – М.: Медицина, 1977. – 176 с., ил.
17. Stupnicki R., Obminski Z. Glucocorticoid response to exercise as measured by serum and salivary cortisol // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol., 1992, vol. 65, №6, p.546-549.
18. O’Connor P.J., Corrigan D.L. Influence of short-term cycling on salivary cortisol levels //Med. Sci. Sports Exerc., 1987, vol.19, №3, p.224-228.
19. Hennig J., Friebe J., Ryl I. et al. Upright posture influences salivary cortisol //Psychoneuroendocrinology, 2000, vol.25, №1, p.69-83.
20. Jevning R., Wilson A.F., Davidson J.M. Adrenocortical activity during meditation // Horm. Behav., 1978, vol.10, №1, p.54-60.
21. Kamei T., Toriumi Y., Kimura H. et al. Decrease in serum cortisol during yoga exercise is correlated with alpha wave activation // Percept. Mot. Skills., 2000, vol.90, №3, Pt.1, p.1027-1032.
22. Ажипа Я.И. Нервы желез внутренней секреции и медиаторы в регуляции эндокринных функций. – М.: Наука, 1981 – 503с., ил.
23. Могендович М.Р. Лекции по физиологии моторно-висцеральной регуляции. - Пермь, 1972 - 256 с., ил.