
מחקרים מאומתים › פיזיולוגיה של הנשימה
Journal of Applied Physiology · 2010
מחקר הדמיה ב-15 מתנדבים בריאים מצא שנשימה דרך האף מסיטה כ-4% מזרימת הדם בריאות כלפי האזורים העליונים — ושהגורם הוא לא עצם הנשימה מהאף, אלא גז שהאף מייצר בעצמו.
הריאה אינה מקבלת דם באופן אחיד. כשאדם יושב או עומד, כוח הכובד מושך את זרימת הדם כלפי בסיס הריאות, והחלקים העליונים — הפסגות — מקבלים הרבה פחות. זו פיזיולוגיה בסיסית שמלמדים בכל ספר לימוד.
אבל, כותבים החוקרים, הצטברו עדויות לכך שפיזור הזילוח בריאה (perfusion — כמות הדם שמגיעה לכל אזור) נמצא גם תחת ויסות פעיל, ולא נקבע רק על ידי כוח הכובד. השאלה היא מה מווסת אותו.
ההשערה שנבדקה כאן מעניינת במיוחד: בדרכי האוויר של האף נוצר באופן טבעי גז בשם ניטריק אוקסיד (nitric oxide, NO). עם כל שאיפה דרך האף, האדם שואף את הגז הזה אל תוך הריאות שלו — תופעה שנקראת autoinhalation, שאיפה-עצמית. החוקרים שיערו שה-NO הזה הוא אחד הגורמים שמווסתים לאן הדם זורם בריאה בעמידה זקופה.
15 מתנדבים בריאים ישבו בתנוחה זקופה. פיזור זרימת הדם בריאות נמדד בטכניקת SPECT (single-photon emission computed tomography) — הדמיה תלת-ממדית שמאתרת קרינה חלשה מחומר סימון שהוזרק לדם.
חומר הסימון היה אלבומין מגובב (macroaggregated albumin): חלקיקי חלבון זעירים שנתקעים בנימי הדם של הריאה. ככל שיותר דם מגיע לאזור מסוים — כך יותר חלקיקים נתפסים שם. התוצאה היא מפה מדויקת של זרימת הדם בכל חלקי הריאה.
הטריק המתודולוגי היה שימוש בשני חומרי סימון שונים, 99mTc ו-113mIn, שניתן להבחין ביניהם בסריקה. כך אפשר היה ליצור שתי מפות זילוח נפרדות באותו אדם ובאותו מפגש, ולהשוות ביניהן בלי שההבדל ינבע מהבדלים בין אנשים.
המהלך היה כזה: תחילה כל נבדק נשם דרך הפה אוויר נטול NO, ואז הוזרק חומר הסימון הראשון — זו מפת הבסיס. לאחר מכן עברו הנבדקים לאחד משני מצבים: נשימה דרך האף, או נשימה דרך הפה עם תוספת של אוויר מועשר ב-NO חיצוני. ואז הוזרק חומר הסימון השני.
בישיבה זקופה כוח הכובד מושך את רוב זרימת הדם בריאות כלפי מטה. המחקר שאל אם יש בגוף מנגנון שמאזן את זה במקצת.
בהשוואה לנשימה דרך הפה, נשימה דרך האף גרמה לפיזור מחדש של כ-4% מהזילוח הריאתי הכולל. הכיוון היה עקבי בשני צירים: מלמטה כלפי מעלה (caudal לכיוון cranial), ומהגב כלפי החזה (dorsal לכיוון ventral).
עבור אזורים בריאה שמקבלים מעט דם מלכתחילה — כמו אזור הפסגה (apical region) — אותה כמות מוחלטת מהווה שינוי גדול הרבה יותר בערכים יחסיים: עלייה נטו של 24% בזרימת הדם.
חשוב להבין את היחס בין שני המספרים האלה, כי קל לטעות בו. 4% זה מתוך כל הריאה. 24% זה מתוך אזור קטן ומועט-זילוח. שני המספרים מתארים בערך את אותה כמות דם — פשוט ביחס לבסיס אחר. ה-24% אינו "פי שש יותר" משהו; הוא פשוט מדידה של אותו שינוי באזור שבו הוא בולט יותר.
כאן המחקר עושה משהו שראוי לומר אותו בפירוש, גם אם הוא לא נוח למי שרוצה לשווק "נשימה מהאף".
כאשר החוקרים הוסיפו NO חיצוני לאוויר של נבדקים שנשמו דרך הפה, התקבלו השפעות דומות. מסקנתם, בלשונם, היא שה-NO — ולא תנאי הנשימה — היה האחראי לפיזור מחדש של זרימת הדם.
במילים אחרות: המנגנון אינו הפעולה המכנית של נשימה דרך האף. המנגנון הוא מולקולה. האף חשוב כאן לא בגלל צורתו או בגלל התנגדות הזרימה שבו, אלא משום שהוא המקום שבו הגז הזה נוצר.
ההשלכה המעשית של זה עדינה: בתנאי מעבדה אפשר לעקוף את האף לגמרי ולהזרים NO דרך הפה. בחיים האמיתיים אין ברז כזה — מי שנושם דרך הפה פשוט לא מקבל את ה-NO שנוצר באף. אבל זה עדיין לא הופך את "נשימה מהאף" לגורם הפעיל; הגורם הפעיל הוא מה שהאף תורם לאוויר.
הריאה עובדת טוב כשיש התאמה בין שני דברים: כמה אוויר מגיע לאזור מסוים, וכמה דם מגיע לאותו אזור. הרעיון הזה נקרא התאמת אוורור-זילוח (ventilation-perfusion matching). כשהם לא תואמים — יש אזורים שמקבלים אוויר בלי מספיק דם, או להפך, ויעילות חילוף הגזים נפגעת.
בישיבה זקופה כוח הכובד יוצר בדיוק כזה חוסר איזון: הוא מושך את הדם למטה. אם ה-NO שמגיע מהאף מסיט חלק מהזרימה כלפי מעלה, הוא למעשה מרכך במקצת את השפעת הכובד — וזה בדיוק הניסוח של החוקרים במסקנה: שהשאיפה-העצמית של NO אנדוגני מדרכי האוויר של האף עשויה למתן את השפעת הכובד על פיזור זרימת הדם בריאות בתנוחה זקופה.
החוקרים מוסיפים תובנה רחבה יותר: NO אפי בכמויות כאלה קיים רק בבני אדם ובפרימטים גבוהים. הם מציעים שייתכן שזהו חלק מההסתגלות להליכה על שתיים — למצב שבו הריאה מבלה את רוב שעות היום בתנוחה זקופה, שבה הכובד עובד נגדה.
ראוי לומר בבירור: זו פרשנות של החוקרים, השערה אבולוציונית שנשענת על ההקשר. הניסוי עצמו לא בדק אותה ולא יכול היה לבדוק אותה.
מה שהמחקר כן מראה: לנתיב שדרכו נכנס האוויר יש משמעות פיזיולוגית מדידה, שאיננה רק עניין של נוחות או הרגל. אוויר שעובר דרך האף נושא איתו משהו שאוויר שנכנס דרך הפה לא נושא, ולזה יש ביטוי בתוך הריאה.
מה שהמחקר לא מראה: הוא לא בדק מדבקות אף ולא שום מוצר אחר. הוא לא מדד ביצועים גופניים, לא ריווי חמצן בדם, לא נחירות, לא איכות שינה ולא הרגשה סובייקטיבית. הוא מדד דבר אחד בלבד — מפה של פיזור זרימת הדם.
מדבקת אף פועלת במישור אחר לגמרי: היא מושכת את דפנות הנחיריים החוצה ומרחיבה מכנית את הפתח. היא אינה מייצרת NO ואינה מוסיפה אותו. הקשר היחיד בין המחקר הזה לבין מדבקות אף הוא עקיף: אם האף חסום והאדם עובר לנשום דרך הפה, הוא מוותר על הנתיב שדרכו ה-NO האפי מגיע לריאות. המחקר הזה לא בדק את הרצף הזה, וגם לא התיימר לבדוק אותו.
15 מתנדבים בריאים הם מדגם קטן, וגם מדגם נוח: אנשים בריאים, במנוחה, בישיבה זקופה, במעבדה. אין כאן ספורטאים במאמץ, אין אנשים עם אף חסום כרונית, ואין אף אחד שישן. המחקר מדד דבר אחד — מפת פיזור זרימת הדם בריאות — ולא מדד ביצועים גופניים, ריווי חמצן בדם, נחירות, איכות שינה או תחושה סובייקטיבית, ולכן אינו יכול לומר דבר על אף אחד מאלה. גודל האפקט צנוע: כ-4% מהזילוח הכולל. ה-24% נשמע דרמטי, אבל הוא אחוז מתוך אזור שמקבל מעט מאוד דם מלכתחילה בישיבה — עלייה יחסית באזור קטן, לא קפיצה בתפקוד הריאה כולה. הממצא שהשפעה דומה התקבלה גם עם NO חיצוני דרך הפה מלמד שהמנגנון הוא הגז ולא נתיב הנשימה — נקודה שמצמצמת, ולא מרחיבה, את מה שאפשר לטעון על \"נשימה מהאף\" כשלעצמה. ההסבר האבולוציוני בדבר הליכה על שתיים הוא פרשנות של החוקרים ולא ממצא שנבדק בניסוי. וחשוב מכל: המחקר עסק בפיזיולוגיה של האף והריאה, לא בדק שום מוצר, לא בדק מדבקות אף, ואינו מיועד לאבחון, לטיפול או למניעה של מצב רפואי כלשהו.
לא זה מה שנמדד. המחקר לא מדד כמות חמצן, לא ריווי חמצן בדם ולא נפח אוויר. הוא מדד מפה של פיזור זרימת הדם בתוך הריאה — כלומר לאן הדם הולך, לא כמה חמצן נכנס. יש היגיון תיאורטי בכך שהתאמה טובה יותר בין אוויר לדם משפרת את יעילות חילוף הגזים, אבל המחקר הזה לא מדד את זה, ולכן אי אפשר לטעון זאת בשמו.
לא. ה-NO נוצר בדרכי האוויר של האף עצמו, לא במדבקה. מדבקת אף היא רכיב מכני בלבד — היא מושכת את דפנות הנחיריים החוצה. המחקר השווה נשימה דרך האף מול נשימה דרך הפה, ולא בדק שום מוצר, מדבקה או התקן.
שאלה טובה, וזו בדיוק הנקודה העדינה במחקר. בניסוי החוקרים הזרימו NO חיצוני דרך הפה כדי לבודד את הגורם — ואכן קיבלו השפעה דומה. בחיי היומיום אין ברז NO: האף הוא המקור הטבעי היחיד לגז הזה, ומי שנושם דרך הפה לא מקבל אותו. אבל צריך לומר את זה בבירור — המחקר מראה שהמנגנון הוא המולקולה, לא עצם הפעולה של נשימה דרך האף.
Sánchez Crespo A, Hallberg J, Lundberg JO, et al. Nasal nitric oxide and regulation of human pulmonary blood flow in the upright position. J Appl Physiol. 2010;108(1):181–188.
המחקר עוסק במרחיבי אף חיצוניים כקטגוריה — המנגנון שעליו מבוססים מוצרי Protella — ולא במוצר מסוים בשמו. תוצאות משתנות בין אנשים. המוצרים אינם מכשיר רפואי ואינם מיועדים לאבחן, לטפל או למנוע מחלה. לתסמינים מתמשכים יש לפנות לרופא.
המנגנון שנחקר — פתיחה מכנית של נתיב האף — הוא בדיוק מה שהמדבקות שלנו עושות.