Frecuencia cardíaca y respiración. Conexión cerebro y cuerpo – NeuroQuotient®

La frecuencia cardíaca, el ritmo de los latidos del corazón, tiene relación con la respiración. Saber cómo funciona nos ayuda a entender mejor la neurociencia de la conducta y a tener más recursos para mejorar nuestro bienestar. Veremos como el cerebro y el cuerpo están conectados por el sistema nervioso autónomo y daremos nuestra opinión sobre unos artículos de neurociencia.

Unos resúmenes que hemos leído en Neuroscience News, nos sirven de punto de partida para escribir este artículo. En él indagaremos en la conexión entre el cerebro y el cuerpo. Concretamente, en la relación entre el cerebro, la frecuencia cardíaca y la respiración. Recordemos, que el propósito de NeuroQuotient® es tener más opciones para el bienestar a partir del conocimiento de la neurociencia de la conducta.

El post es bastante largo. Para una lectura más rápida, podemos  seguir los subtítulos en negrita.

Empezaremos por ver de que tratan los resúmenes de Neuroscience News.

Respiración y Miedo

‘Al inspirar por la nariz se activa la amígdala, centro cerebral del miedo’.

El primer resumen es de Diciembre de 2016. Su título: ‘El Ritmo de la Respiración Afecta a la Memoria y el Miedo’ (Rhythm of Breathing Affects Memory and Fear). Está basado en una publicación original de Christina Zelano et al. en The Journal of NeuroScience: La respiración nasal atrapa las oscilaciones límbicas humanas y modula la función cognitiva (Nasal Respiration Entrains Human Limbic Oscillations and Modulates Cognitive Function)

Los participantes en el estudio identificaron mucho más rápidamente una cara con expresión de miedo si se les presentaba mientras inhalaban que cuando exhalaban. Además, eran mucho más capaces de recordar un objeto si cuando les había sido presentado estaban inhalando. Esto sucedía siempre al respirar por la nariz, si respiraban por la boca el efecto desaparecía.

Encontraron una marcada diferencia en la actividad de la amígdala (centro límbico del miedo) y del hipocampo (centro de la memoria) entre la inhalación y la exhalación. La actividad de amígdala e hipocampo era mayor al inhalar.

Vemos pues, que la respiración, y de modo diferente al inhalar y al exhalar, influye en el cerebro y la conducta humana.

Dejémoslo aquí de momento y veamos el otro artículo.

Ritmo cardíaco y depresión.

‘Con depresión, la frecuencia cardíaca es más alta y por la noche desciende menos de lo habitual’.

El otro resumen es más reciente, Septiembre 2020. El título: ‘El riesgo de depresión detectado midiendo los cambios en el ritmo cardíaco’ (Depression Risk Detected by Measuring Heart Rate Changes).

La fuente original es una entrevista a la Dra. Carmen Schiweck (Goethe University, Frankfurt), comentando un estudio que iba a ser presentado al congreso virtual del European College of Neuropsychopharmacology.

Se estudiaron 2 grupos de 16 participantes. Uno formado por personas con depresión y un grupo de control con personas sanas. Se midieron sus ritmos cardíacos durante 4 días y 3 noches. Luego, a los participantes con depresión se les administró ketamina o un placebo.

Encontraron que los participantes con depresión tenían una frecuencia cardíaca más alta (10 a 15 latidos por minuto) y con menor variabilidad, tal como indicaban investigaciones anteriores. Normalmente, el ritmo cardíaco es más alto durante el día y más bajo por la noche; con depresión parece que esta disminución nocturna del ritmo cardíaco es más complicada.

Después del tratamiento con ketamina encontraron que tanto el ritmo cardíaco como su variabilidad de los pacientes previamente con depresión se acercaba mucho más a los valores del grupo de control.

No vamos a entrar en si la ketamina puede ser o no un buen tratamiento para la depresión. Nos quedaremos simplemente con que el ritmo de los latidos del corazón tiene una estrecha relación con la depresión. Lógicamente también lo tendrá con las neuro conductas asociadas.

Conexión cerebro y cuerpo

‘El sistema nervioso autónomo, y el sistema nervioso somático, conectan el cerebro y el cuerpo’.

Para poder comprender lo comentado hasta ahora es necesario que veamos la conexión entre el cerebro y el cuerpo.

El cerebro (encéfalo y médula espinal) se conectan con el cuerpo a través del sistema nervioso periférico (SNP) que consta de dos componentes el sistema nervioso somático (SNS) y el sistema nervioso autónomo o vegetativo (SNA). El SN somático recibe información de los órganos sensoriales y controla los movimientos de los músculos esqueléticos

Para lo que estamos tratando, la relación entre cerebro y la frecuencia cardíaca teniendo en cuenta la respiración, nos quedaremos con el SNA (sistema nervioso autónomo). La función del SNA es mantener el equilibrio del medio interno (homeostasis) mediante la regulación, de manera automática, de los mecanismos cardiovasculares, respiratorios, digestivos, excretores y termorreguladores.

El SNA (sistema nervioso autónomo) tiene dos ramas, la simpática y la parasimpática

‘La rama simpática está involucrada en el gasto de energía y el estrés. La rama parasimpática participa en la recuperación de la energía y el descanso’.

La rama simpática está relacionada principalmente con actividades asociadas con el gasto de las reservas energéticas almacenadas en el organismo. Así, los efectos de la actividad simpática son más evidentes en situaciones de estrés, excitación o miedo, produciendo, entre otros cambios, un aumento del flujo sanguíneo hacia los músculos esqueléticos, la estimulación de la secreción de adrenalina y, con ello, un aumento de la frecuencia cardíaca y un aumento de los niveles de azúcar en sangre.

La rama parasimpática está relacionada con actividades involucradas en el incremento de la energía almacenada en el cuerpo, como es la actividad del sistema digestivo.

En la Tabla 1, tenemos algunas de las actuaciones de las ramas simpática y para simpática del SNA. Vemos que mientras que el SNA simpático acelera el ritmo cardíaco y dilata los bronquios, el SN parasimpático tiene un efecto contrario (ralentiza el ritmo cardíaco y dificulta la ventilación). Viendo el conjunto de la Tabla 1 podemos entender que el SNA simpático esté más involucrado en el estrés y gasto de energía y el parasimpático en la recuperación y ahorro de energía.

Órgano Rama simpática Rama parasimpática
pupilas dilatación contracción
saliva inhibición estimulación
pulmones relajación de la ventilación dificulta la ventilación
corazón acelera ritmo cardíaco desacelera el ritmo cardíaco
estómago inhibe digestión estimula digestión
Tabla 1. Algunas actuaciones sobre el organismo de las ramas simpática y parasimpática del SNA.

 

Ciclos de respiración completa

Para que podamos entender mejor lo que comentaremos a continuación es importante que recordemos como hacer ciclos de respiración completa.

Tanto en la práctica de yoga, como de la meditación, como al practicar técnicas de relajación, nos enseñan a hacer ciclos de respiración completa.

Los ciclos de respiración completa consisten en lo siguiente (la Fig 1 nos sirve de guía):

Después de expulsar a fondo el aire de los pulmones,

  1. Inspiramos lenta y profundamente, tomando el aire por la nariz y llevándolo hacia la parte baja de los pulmones. Notamos como el abdomen se va hinchando.
  2. Continuamos inspirando, llevando aire a la parte superior de los pulmones. Notamos como se hincha el pecho.
  3. Empezamos a exhalar, ahora en orden inverso, sacando primero el aire de la parte superior de los pulmones.
  4. Continuamos sacando el aire de la parte abdominal de los pulmones.
  5. Empezamos otro ciclo: inhalando (abdomen, pecho), exhalando (pecho, abdomen).

Dejémoslo aquí de momento, luego volveremos a ello.

respiración completa
Figura 1. Ciclo de respiración completa. Llenando la parte inferior de los pulmones (1), la superior (2), dejando salir el aire de la parte superior (3) y de la inferior (4).
La variabilidad del ritmo cardíaco es continua, no solo entre el día y la noche.

‘Al inspirar el corazón se acelera y al exhalar se ralentiza’.

En el segundo resumen que citábamos al inicio (depresión y ritmo cardíaco), nos decían que en las personas con depresión la frecuencia cardíaca era más alta. Además, por la noche el ritmo de los latidos del corazón tiende a bajar y en las personas con depresión lo hace en menor medida.

¡Pero, es que la frecuencia cardíaca no es constante, oscila continuamente! Al tomarnos el pulso para medir el ritmo cardíaco contamos el número de pulsaciones en un minuto. ¡Pero, de este modo, estamos midiendo un valor promedio! Realmente, el intervalo de tiempo entre pulsaciones consecutivas no se mantiene constante.

Sucede que al inspirar el corazón se acelera y al exhalar el ritmo cardíaco se ralentiza. Podemos probarlo haciendo un par de ciclos de respiración completa mientras nos tomamos el pulso con el pulgar sobre la muñeca. Veremos que a medida que inspiramos el intervalo de tiempo entre pulsaciones consecutivas se va acortando. Por el contrario, al soltar el aire las pulsaciones se van espaciando.

Una comprobación más precisa de como varia el ritmo cardíaco con la respiración

Que la frecuencia cardíaca va oscilando con la respiración lo podemos comprobar con la aplicación Freeze-Framer de HeartMath de Doc Childre que venimos utilizando desde 2005. (En HeartMath encontrarás ahora aplicaciones más actuales para smartphones).

Freeze-Framer detecta el pulso cardíaco con un sensor colocado en un dedo (o en el lóbulo de la oreja). La aplicación del ordenador calcula la frecuencia cardíaca instantánea a partir del intervalo de tiempo entre cada dos latidos consecutivos.

Hemos medido el ritmo cardíaco instantáneo durante casi 4 min mientras realizábamos ciclos de respiración completa. En la Fig 2, vemos que el ritmo cardíaco ha ido siguiendo una curva casi sinusoidal. En cada ciclo, la frecuencia ha aumentado al inspirar y ha ido disminuyendo al ir exhalando.

ritmo cardíaco instantáneo
igura 2. Frecuencia cardíaca con ciclos de respiración completa consecutivos. Al inspirar aumenta el ritmo de los latidos del corazón y al exhalar disminuye.

Durante el tiempo de la prueba, el promedio de las crestas de las curvas ha estado en 77 latidos por segundo y los valles en 65. La frecuencia cardíaca media, ha sido de 71 pulsaciones por segundo. Es decir, si hubiéramos dividido el total de pulsaciones por el tiempo en minutos, el resultado habría sido de 71 pulsaciones/segundo.

Ha habido un máximo en 83 y un mínimo en 61. En estos dos puntos extremos el intervalo de tiempo entre dos latidos consecutivos habrá sido de 60/83= 0,72 sec   60/61= 0.98 sec.

El ritmo del corazón y el sistema nervioso autónomo

‘Al inspirar, la rama simpática del SNA acelera la frecuencia de los latidos del corazón y, al exhalar, la rama parasimpática los frena’.

Pero hay algo todavía más interesante. Volvamos a Heartmath y a Doc Childre et al. Concretamente al libro The Hearthmath Solution (HarperCollins Publishers, 2000).

Nos cuentan que cuando tenemos una curva de ritmo cardíaco de tipo casi sinusoidal como la de la Figura 2, es debido a que las ramas simpática y parasimpática del SNA están en equilibrio. Actuando la rama simpática para acelerar la frecuencia de los latidos y la parasimpática para frenarla. Una después de la otra, y así sucesivamente.

No podemos dejar de introducir el principio de la técnica de The HeartMarth Solutions. Nos explican que la variabilidad del ritmo cardíaco casi sinusoidal (coherencia cardíaca) la conseguimos cuando estamos en emociones positivas como el aprecio, el amor y el cuidado de los demás. Cuando sentimos emociones cómo la frustración, el enfado, etc. el ritmo cardíaco va subiendo y bajando de modo irregular, y se registra una línea quebrada.

Además, para HeartMath la coherencia cardíaca y estar en la zona, son sinónimos. En NeuroQuotient® hablábamos en otro post de estar en la Zona y Flow cómo términos similares.

Pero, para el presente artículo, lo más importante es que podemos alcanzar y entrenar la coherencia cardíaca practicando, también, la respiración completa consciente.

Un resumen de lo visto,

Antes de entrar en las conclusiones y de ver cómo podemos aprovechar las ideas para mejorar nuestra satisfacción y bienestar, es conveniente que recojamos un resumen de lo tratado hasta ahora. Solo como titulares:

  1. Al inspirar por la nariz se activa la amígdala, centro cerebral del miedo.
  2. Con depresión la frecuencia cardíaca es más alta y por la noche desciende menos de lo habitual.
  3. El sistema nervioso autónomo, junto al sistema nervioso somático, conecta el cerebro y el cuerpo.
  4. La rama simpática del sistema nervioso autónomo está involucrada en el gasto de energía y el estrés.
  5. La rama parasimpática participa en la recuperación de la energía y el descanso.
  6. La frecuencia cardíaca aumenta al inspirar y disminuye al exhalar.
  7. Al inhalar está más activa la rama simpática del SNA y al exhalar la parasimpática.
Conclusiones

La comprensión sencilla de la neurociencia que nos proporciona NeuroQuotient® nos permite comentar lo siguiente:

En anteriores posts (acerca del estrés o relación entre memoria y conducta) decíamos que cuando nuestro cerebro percibe una señal de amenaza se activa la amígdala y a continuación la vía rápida del estrés (SNA simpático). De este modo estamos listos para hacer frente a la amenaza (lucha) o salir corriendo (huida).

Ahora vemos (punto 1, apartado anterior) que también sucede a la inversa. Al inspirar se activa la amígdala … porque ponemos en marcha el SNA simpático.

Otra cosa. Visto lo visto, hemos de pensar que el SNA simpático está más activo durante el día y el parasimpático durante la noche. Yendo al punto 2 anterior, no es aventurado pensar que, con depresión (y más aun con ansiedad) el ritmo cardíaco sea más alto y disminuya menos por la noche debido a una falta de eficiencia del SNA parasimpático. Y, si, también a que el SNA simpático está más activo de lo que sería conveniente.

¿Cómo podemos aprovechar lo aprendido?

Lo más importante, es que vemos que no solo el cerebro inconsciente influye sobre el cuerpo, sino qué dirigiendo la respiración, podemos influir sobre la frecuencia cardíaca y sobre nuestro estado emocional.

Con la respiración completa podemos entrenar, por ejemplo, el equilibrio entre el SNA simpático y SNA parasimpático y la coherencia cardíaca. Este equilibrio entre ambos debería ser algo natural, pero, por desgracia, acostumbra a estar más decantado hacia el SNA simpático.

Finalmente, hay algo más en lo que no hemos entrado, pero que nos va a ayudar. Hemos visto que el ritmo cardíaco se acelera más al inspirar y en la segunda etapa de la respiración completa (al llenar de aire la parte superior de los pulmones). Esto nos recuerda que cuando la respiramos es solo pectoral, acostumbramos a hacerlo más deprisa,  el SNA simpático está más activo y el ritmo cardíaco es más alto.  Por esto, para relajarnos, es importante practicar la respiración abdominal.

Al respirar de modo consciente podemos, por ejemplo, empezar con unas respiraciones completas y luego centrarnos en que el aire entre y salga principalmente de la zona baja de los pulmones. Es decir, practicar la respiración abdominal.