Een model voor ademtraining ter vermindering van chronische pijn

Chronische wijdverbreide pijn (CWP) is een van de moeilijkste aandoeningen om te behandelen. Dit komt vooral door de onbekende etiologie, een niet gestandaardiseerde definitie en een gebrek aan zowel reguliere als alternatieve behandelingen die tegemoetkomen aan het psychofysiologische profiel van de patiënten. Veel van de symptomen bij chronische wijdverbreide pijn overlappen met die van functionele somatische symptomen en medisch onverklaarde symptomen. Er zijn pathologisch onverklaarbare patronen van aanhoudende lichamelijke klachten aanwezig. Hieronder vallen pijn in verschillende locaties, functionele stoornissen in verschillende orgaansystemen en klachten rondom fysieke uitputting en mentale vermoeidheid.

Nervus vagus en ademhaling

Verschillende theorieën stellen dat de tonus van de nervus vagus (zoals parasympathische activiteit) belangrijk is voor zowel psychologisch als fysiologisch welzijn. Het neuroviscerale integratiemodel stelt dat een hoge vagale tonus leidt tot beter cognitief en emotioneel functioneren en regulatie van de gezondheid (Thayer, Hansen, Saus-Rose, & Johnsen, 2009). De polyvagaal theorie zegt dat dat een hoge vagale tonus ook leidt tot beter sociaal functioneren (Porges, 2009) (Kolacz & Porges, 2018). Het biologische gedragsmodel (Grossman and Taylor, 2007) ziet de vagale tonus als regulator van energieuitwisseling door de synchronisatie van respiratoire en cardiovasculaire processen tijdens veranderingen in metabolisme en gedrag (Grossman & Taylor, 2007). Dit model ziet een hoge vagale tonus als teken van adaptatie. Het RF-model is een theoretische onderbouwing om de vagale tonus te kunnen verhogen via de ademhaling (Lehrer, 2013). Ademhalen met een laag tempo kan volgens dit model de vagale tonus verhogen. Het psychofysiologische coherentiemodel gaat daarin nog een stap verder door te stellen dat een langzame ademhaling samen met positieve emoties de persoonlijke, sociale en zelf de gezondheid wereldwijd kan verbeteren (McCraty & Childre, 2010).

Motivational Nondirective Resonance Model

In dit artikel dat we hier samenvatten beschrijven Paccione en Jacobsen een nieuwe theoretische benadering: het motivationele nondirectieve resonantiemodel (Paccione & Jacobsen, 2019). Dit model combineert de voorgaande theorieën en beschrijft een adem-interventie voor het behandelen van chronische wijdverbreide pijn: motiviational non-directive (ND) resonance breathing.
Een van de meest gebruikte aanvullende therapieën voor de behandeling van rug-, nek- en gewrichtspijn (symptomen die ook veel voorkomen bij chronische wijdverbreide pijn) is ademhalingstherapie. Het beïnvloeden van de ademhalingsmechanismen lijkt een veelbelovende aanpak (Shariat et al., 2019).

Ademhaling en pijn

Eerdere onderzoeken tonen een sterke bidirectionele relatie tussen pijn en ademhaling (Jafari, Courtois, Van den Bergh, Vlaeyen, & Van Diest, 2017). Pijn kan de oorzaak zijn van een verstoorde ademhaling, zoals hyperventilatie of het vasthouden van de adem. Dit heeft een sterke associatie met chronische lage rugpijn. Diepe ademhalingstechnieken hebben volgens sommige klinische studies een positief effect op de behandeling van acute pijn. Voor chronische pijn is dit nog niet goed vastgesteld.
In het artikel dat we hier bespreken stellen de auteurs ademhaling via vier mechanismen effect heeft op chronische pijn:

1. Cardiovasculaire en autonome mediatoren: baroreceptor sensitiviteit (BRS) en heart rate variability (HRV) vormen de link vormen tussen ademhaling en chronische wijdverbreide pijn.
2. Het fysiologische mechanisme om pijn te verminderen bij mensen met chronische wijdverbreide pijn is een diafragmale ademhaling (DB).
3. Het centrale mechanisme dat verantwoordelijk is voor het produceren van respiratoire hypoalgesie is de stimulatie van de nervus vagus.
4. Cognitief psychologische mechanisme: non-directieve aandacht.
5. Affectieve psychologische mechanisme: positieve verwachtingen en motivatie.

De auteurs gaan er vanuit dat diafragmale ademhaling op iemands resonantie frequentie (resonance frequency; RF) het potentieel heeft om de baroreceptor sensitiviteit (BRS) en heart rate variability (HRV) te vergroten door de nervus vagus te stimuleren. Als diafragmale RF-ademhaling wordt uitgevoerd met een non-directieve kwaliteit van aandacht, verwachten de auteurs dat dit het ideale middel kan zijn voor het moduleren van specifieke hersenactiviteit en zo de relatie tussen chronische wijdverbreide pijn en emotie. Verder kan het motiveren van chronische wijdverbreide pijn-patiënten om dagelijks non-directieve diafragmatische RF-ademhaling te oefenen in combinatie met een positieve verwachting van de behandeling helpen om de immuungemedieerde parameter van chronische wijdverbreide pijn te beïnvloeden.
De auteurs veronderstellen dat motiverende nondirectieve -resonantie-ademhaling (MNRB) een psychofysiologische interventie is voor het endogeen behandelen van de pijnintensiteit en beperkingen bij mensen met chronische wijdverbreide pijn.

1. Cardiovasculaire en autonome mediatoren: baroreceptor sensitiviteit en heart rate variability

Baroreceptor sensitiviteit (BSR) en heart rate variability (HRV) zijn twee van de belangrijkste factoren wanneer we kijken naar gezondheid en de functionaliteit van de cardiovasculaire en autonome systemen bij mensen met chronische pijn.
De baroreceptor sensitiviteit is een maat van de baroreflex; het primaire homeostatische systeem dat belangrijk is voor het behouden van een stabiele gezonde bloeddruk. Veranderingen in de baroreceptor sensitiviteit zijn mogelijk betrokken bij de activiteit van het endogene pijnsysteem. Daarnaast blijkt uit recent onderzoek dat de baroreceptor sensitiviteit een sleutelrol speelt in de relatie tussen cardiovasculaire activiteit, respiratoire activiteit en pijndemping.
Heart rate variability (HRV) is de variatie in de tijdsintervallen tussen opvolgende hartslagen en wordt gebruikt als een maat voor de cardiale vagale tonus (de bijdrage van het parasympatische zenuwstelsel op cardiale regulatie). De belangrijkste parameters voor de cardiale vagale tonus zijn de standaarddeviatie van de NN-intervallen (SDNN), het percentage van opeenvolgende RR-intervallen die meer dan 50 ms verschillen, de hoogfrequentie kracht (hfHRV) en de vierkantswortel van opeenvolgende RR-interval-verschillen (RMSSD). Vanwege de sterke correlatie en de invloed op de cognitieve, emotionele, sociale en gezondheidsniveaus, worden RMSSD en hfHRV als belangrijkste parameters beschouwd.
De grootste studie tot nu toe van Bruehl, e.a. heeft aangetoond dat naast de invloed van leeftijd, geslacht en BMI mensen met chronische pijn een lagere baroreceptor sensitiviteit (BRS) en lagere heart rate variability (HVR) hebben, in zowel het domein tijd (SDNN en rMSSD) als het domein frequentie (hfHRV) vergeleken met mensen zonder pijn (Bruehl et al., 2018). Aanhoudende stress, pijngedrag en klassieke en operante conditioneringsmechanismen kunnen allemaal bijdragen aan het verminderen van de baroreceptor sensitiviteit bij mensen met chronische pijn. Daarnaast is de omgekeerde relatie die er is tussen de bloeddruk in rust en pijnsensitiviteit bij gezonde mensen, verminderd bij mensen met chronische pijn. In plaats van centrale sensitisatie te verminderen en pijninhibitie te verbeteren, zorgen een hogere bloeddruk in rust bij mensen met chronische pijn juist voor een toename in centrale sensitisatie en een zwakkere pijninhibitie. Zo kan de pijnintensiteit toenemen.
Ook is aangetoond dat er een sterke associatie is tussen een hoge pijnintensiteit en een lage parasympatische tonus bij mensen met chronische pijn. Omdat een lage parasympatische tonus niet geassocieerd is met de aanwezigheid van chronische pijn, maar geassocieerd is meteen hoge pijnintensiteit, lijkt de ervaring van intense pijn een chronische stressor is die de parasympatische activiteit verstoort.
De eerste onderzoeken op het gebied van respiratoire hypoalgesie laten zien dat een diafragmale ademhaling met een hoog respiratoir volume en een lage frequentie het anti-nociceptieve effect van baroreceptor sensitiviteit kan activeren en de daarmee gepaard gaande toenames in hfHRV. Dit sluit aan bij het huidige bewijs dat geen directe causale associatie vindt tussen diafragmaal ademhalen en pijnreductie, maar wel sterk suggereert dat er een indirect verband is via autonome en cardiovasculaire veranderingen. De auteurs zijn er van overtuigd dat veranderingen in heart rate variability (autonoom) en baroreceptor sensitiviteit (cardiovasculair) de meest effectieve en plausibele manieren zijn waarop diafragmale ademhaling de pijnintensiteit en beperkingen voor mensen met chronische pijn kunnen verminderen.

2. Fysiologisch mechanisme: diaphragmatic resonance frequency breathing (DRFB)

Diafragmale ademhaling (DB) wordt meestal uitgevoerd in ruglig of zit. De patiënt krijgt de instructie om tijdens het ademen een langzame diepe beweging van de buik uit te voeren. Factoren die de fysiologische respons van deze ademhaling op pijn bepalen zijn de frequentie en het volume.
De normale ademfrequentie voor een volwassene in rust is zo’n 12-20 per minuut. Bij diafragmale ademhaling loopt dit uiteen van 5 tot 8. Wat de beste frequentie bij de behandeling van chronische pijn is nog niet goed bekend. Door de significante relatie tussen lagere heart rate variability en hoge pijnintensiteit bij chronische pijn, is een frequentie gewenst die het grootste effect heeft op hfHRV. Bij gezonde mensen is hiervoor een frequentie van 6 optimaal. Een frequentie van 6 ademhalingen per minuut veroorzaakt spontane veranderingen in de bloeddruk, wat weer kan leiden tot een synchronisatie van de hartslag en de ademhaling, wat bekend staat als RF-breathing. De meest voorkomende frequentie van RF-ademhaling is 5,5 of 6 ademhalingen per minuut. Over het algemeen geldt, hoe dichter bij de RF-ademhaling, hoe hoger de niveaus van heart rate variability.
De efferente parasympatische activiteit naar het hart (zoals de cardiale vagale tonus) verhoogt tijdens de uitademing. Een verlengde duur van de uitademingsfase tijdens diafragmale ademhaling zorgt ervoor dat de cardiale vagale tonus verhoogt samen met de hfHRV tijdens de gehele ademhalingscyclus. Mensen met fibromyalgie die op de helft van hun normale frequentie ademen zijn in staat om pijn en depressieve gevoelens te verminderen ten opzichte van een normale frequentie van ademhalen. Dit ondersteunt het idee dat de nervus vagus een primaire target is bij het zoeken naar een centraal mechanisme dat verantwoordelijk is voor respiratoire hypoalgesie bij chronische pijn.

3. Het centrale mechanisme: nervus vagus

De nervus vagus is de tiende hersenzenuw. Ze bestaat voor zo’n 80% uit afferente vezels en 20% uit efferente vezels. Vanwege de centrale rol in de bidirectionele overdracht van sensorische informatie tussen het brein en het lichaam, lijkt deze zenuw een veelbelovend route om de pathofysiologie van chronische pijn te behandelen. Stimulatie van de nervus vagus leidt bij dieren tot een vermindering van pro-inflammatoire cytokinen en bij mensen vermindert het de sympatische tonus door invloed uit te oefenen op de serotonergische en noradrenergische neuronen, vermindert het markers van oxidatieve stress, reduceert activiteit van de amygdala en de hippocampus, versterkt de activiteit van de insulaire cortex en de linker prefrontale cortex, en drijft het antinociceptieve effect van pijnstillers.
De nervus vagus kan transcutaan gestimuleerd worden (tVNS). Hierbij kunnen lichte bijwerkingen optreden als lichte pijn, brandend of prikkelend gevoel of jeuk rondom te plekken van de elektroden. Voor de behandeling van pijn is nog geen wetenschappelijk consensus over de frequentie en kracht van de stimulatie. Een andere factor om mee te nemen is dat de n. vagus geen uniforme structuur is. Het bestaat uit verschillende types neuronen, waardoor rekening gehouden moet worden met de celstructuren om ongewenste bijwerkingen te voorkomen. Ook kan chronische stimulatie zorgen voor een verlies van effect en moeten risico’s, kosten en voordelen naast elkaar gezet worden. Daarom is het een betere optie om via diafragmale ademhaling endogeen de n. vagus te stimuleren.
Verschillende vormen van slow paced breathing hebben effect op de breinactiviteit, wat mogelijk gemedieerd wordt door de n. vagus via het diafragma. Deze cardiorespiratoire stimulatie van de n. vagus kan sommige positieve emotionele en cognitieve voordelen van diafragmale ademhaling verklaren. Diafragmale ademhaling kan mogelijk de pathofysiologische processen verminderen die betrokken zijn bij centrale sensitisatie, en zo pijn verminderen. Onder de neurontypes in de n. vagus zijn er vezels die specifiek de longen en luchtwegen innerveren en die vitaal zijn voor diafragmale ademhaling. Diafragmale ademhaling kan via verschillende hersenstructeren een belangrijk component zijn in de antinociceptieve effecten van vagale stimulatie. Omdat stimulatie van de vagus, bijvoorbeeld via de ademhaling, ook affectieve en cognitieve netwerken beïnvloed die geassocieerd zij met pijn is een psychologisch route ook aannemelijk.
Psychologisch gezien kan pijn ervaren worden als (a) zintuigelijk-sensorisch (bv brandend, stekend) of (b) affectief (onprettig, verstorend). Combinaties zijn hier mogelijk. De sensorische aandacht voor de pijn heeft mogelijk vooral effect op de pijn intensiteit, terwijl de affectieve component vooral het onaangename van de pijn beïnvloed. Hoewel de pijnintensiteit vaak wordt gezien als primaire indicator voor chronische pijn, is dit mogelijk niet de beste maat voor succes van de behandeling van chronische pijn. Pijn die eerst alleen als sensorisch wordt beschouwd, is latere ook geassocieerd met breinregio’s die zijn betrokken bij beloning en emoties. In de loop van de tijd wordt pijnintensiteit minder gelinkt met nociceptieve en meer met emotionele en psychosociale factoren. De positieve effecten van stimulatie van de nervus vagus op verschillende cognitieve en affectieve processen zijn een aanwijzing dat psychologische factoren moeten worden meegenomen in studies en behandelingen die vagale pijnmodulatie onderzoeken.

4. Cognitief psychologisch mechanisme: non-directieve meditatie

Meditatie kan grofweg opgedeeld worden in 3 types:

• Focused attention, waarbij de aandacht wordt gericht op een gekozen object of stimulus, meestal de ademhaling.
• Open monitoring, waarbij ervaringen van binnen en van buiten relatief ongericht en non-reactief worden geobserveerd.
• Non-directieve meditatie (ND); eigenlijk een combinatie van de twee bovenstaande waarbij spontane opkomende gedachten of gevoelens worden geaccepteerd zonder er direct de aandacht op te richten of weg te halen. Iemand die ND uitoefent richt de aandacht op een mentaal of hoorbaar geluid of sensatie, zoals bijvoorbeeld de ademhaling, waarbij de aandacht deels verschoven mag worden naar spontaan opkomende gedachten of gevoelens.

Mensen met chronische pijn hebben soms moeite om taak-relevante aandacht vast te houden en dat zorgt voor pijngerelateerde angst, overgevoeligheid voor pijn, pijncatastroferen en cognitieve onrust. Het verschuiven van de aandacht vermindert deze gevolgen juist. Open Monitoring meditatie met diafragmale ademhaling blijkt betere resultaten te geven op het gebied van pijn dan Focused Attention met diafragmale ademhaling bij gezonde mensen. Welke vorm van meditatie wordt gekozen hangt vooral af van de patiënt zelf, om niet alleen cognitief functioneren en pijn te behandelen, maar ook om het affectieve functioneren van de patiënt te verbeteren.
Deze verplaatsing van pijn van een sensorisch, cognitief en nociceptieve status naar een meer emotionele last is neurologisch te zien in het default mode network (DMN) bij mensen met chronische pijn. Het default mode network speelt een rol bij het episodische geheugen, bij interne gebeurtenissen en affectieve processen. Tijdens het chronisch worden van de pijn koppelt het default mode network steeds meer tussen pijngerelateerde regio’s en affectieve regio’s. Abnormale koppeling en communicatie van het default mode network en andere affectieve breinregio’s kan tot stand komen door overmatige negatieve aandacht voor de pijn in het dagelijks leven. Een meditatie vorm die aandacht voor pijn moduleert richting minder emotionele reactiviteit is ND-meditatie. Daarbij is er zoals gezegd een focus op de ademhaling, maar tegelijkertijd mag een ander deel van de aandacht ongericht ‘dwalen’. Dat laatst moet men niet gelijk stellen aan piekeren. Juist het afdwalen van de gedachten inspireert of ondersteund de introspectieve en adaptieve functies. Op deze wijze kunnen mensen tijdens ND-meditatie mogelijk hun default mode network connecties opnieuw formuleren naar minder ‘catastrofaal’ bijvoorbeeld. Zo kan na verloop van tijd de stress door de negatieve aandacht voor de pijn verminderen en de acceptatie van de pijn toenemen. ND-meditatie kan mensen met chronische pijn leren om hun aanhoudende pijn te accepteren en tolereren.
De functionele connectiviteit tussen het default mode network en de breinregio’s geassocieerd met emotieregulatie bij mensen met depressieve stoornissen kan ook verminderen na transcutane stimulatie van de n. vagus. Door stimulatie van de n. vagus via diafragmale ademhaling in combinatie met non-directieve meditatie zijn mogelijk ook deze psychogedragsmatige veranderingen mogelijk bij mensen met chronische pijn. Dit is aangetoond in een studie door Mehling et al, waarbij mensen met chronische lage rugpijn ND-meditatie kregen of gebruikelijke fysiotherapie (Mehling, 2005). Hoe kalmer de ademgerichte therapie was, hoe beter de emotionele resultaten volgens de dagboeken van de deelnemers.

5. Affectief psychologisch mechanisme: motivatie

Negatieve emoties verergeren over het algemeen de pijn bij mensen met chronische pijnklachten, en positieve emoties kunnen het welzijn en herstel juist stimuleren en kunnen ook veelbelovend zijn in de behandeling van de inflammatoire etiologie bij chronische pijn. Systemische laaggradige ontstekingen zijn geassocieerd met chronische pijn. Motivatie en een positieve verwachting van de behandeling kunnen een belangrijke factor zijn om te overwegen in de behandeling. Mensen met chronische pijn laten significante maladaptieve anatomische en functionele veranderingen zien in het belonings-/motivatiecircuit die emotionele en affectieve pijnmechanismes versterken. Deze veranderingen zijn interessant in de behandeling. Pijn kan gezien worden als een homeostatische emotie waarbij een interne disbalans en aversieve emoties vragen om een gedragsmatige actie, zoals ook bij honger, dorst of slaap. Pijn kan evolutionair gezien een sterke motivatie veroorzaken om eraan te ontsnappen of verlichting te zoeken. Maar hier vanuit negatieve emoties overmatig op gericht zijn kan uiteindelijk leiden tot een verminderde kwaliteit van leven. Onderzoek laat zien dat positieve gevoelens leiden tot lagere pijnniveaus. Optimisme gaat samen met het gebruik van actieve copingstrategieën terwijl pessimisme gepaard gaat met negatieve copingstijlen. Actieve coping is geassocieerd met lagere niveaus van pijn, depressie, angsten beperkingen, terwijl bij passieve coping het tegenovergestelde het geval is. Positieve (optimisme-oproepende) verwachtingen van een behandeling blijken immuunreacties op te roepen die direct en positief invloed hebben op de gezondheid en behandeluitkomsten bij chronische pijn. Motivatie en verwachtingen spelen dus een grote rol bij de behandeluitkomsten en pijnperceptie. In fMRI’s is te zien dat de verwachting van pijnverlichting direct het nociceptieve proces in de dorsale hoorn vermindert, waarschijnlijk via intrinsieke descenderende inhibatoire mechanismes. Uit onderzoeken blijkt daarnaast dat een hoger niveau van optimisme leidt tot een afname van markers van de laaggradige ontstekingen. De signalen van systemische inflammatie worden doorgegeven via neurale paden, vooral via de n. vagus.
Een chronische staat van inflammatie zoals gezien wordt bij chronische pijn beïnvloedt emotie door een gecoördineerde set van motivationele veranderingen die worden benoemd als ‘ziektegedrag’. De interoceptieve ervaring die wordt gegenereerd tijdens ND-meditatie en diafragmale ademhaling kan mensen met chronische pijn helpen om meer hoopvolle verwachtingen en voorspellingen te doen. Bijvoorbeeld door te beleven dat er naast chronische pijn sensaties er ook ruimte en mogelijkheden zijn voor andere gevoelens, belevingen, behoeften en wensen en men ruimte ervaart om dit vorm te gaan geven.

Bron: Paccione, C. E. and H. B. Jacobsen (2019). “Motivational Non-directive Resonance Breathing as a Treatment for Chronic Widespread Pain.” Front Psychol 10: 1207.

Foto bij artikel door Hiraman / iStock