張 娟,王航平,王新旭,宋雨昕,王相茹
冠狀病毒(CoV)病原體是一個相當大的病毒家族,導致機體從普通感冒到更嚴重的疾病,如中東呼吸系統綜合征(MERS-CoV)和嚴重急性呼吸系統綜合征(SARS),2019年末,新型冠狀病毒在我國迅速蔓延,被稱為嚴重急性呼吸系統綜合征2(SARS-CoV-2),目前為止感染超過2億多例,累計死亡病例400多萬例。
為控制和預防COVID-19疫情,已經采取了若干控制感染的措施,例如社會隔離、隔離或隔離整個社區,迄今為止,還沒有治療COVDI-19的有效藥物,而經常使用的輔助藥物與方法有神經氨基酶抑制劑、抗病毒藥物與疫苗、療養血漿療法以及免疫治療等。最重要和最有效的辦法是在人-病原體界面之前制定預防性干預戰略,體育鍛煉已被證明是治療慢性疾病的有效方法,主要是增加機體的免疫能力。
瑜伽作為一種古老的身心技術,旨在通過對心靈的改變,實現身心層面的平衡,是一種有利于改善身體、心理、精神狀況的運動。對于傳染病、結核病以及人類免疫缺陷病毒(HIV)感染有一定的作用,其中免疫系統狀況是決定疾病進程的重要因素。目前很多的研究表明瑜伽可以改善機體對病毒的免疫力、抗病毒、免疫調節功能,并可用作預防病毒或其他病原體介質感染的措施。
鑒于此,瑜伽對COVID-19病毒的內在機制到底如何,本文章綜述了瑜伽對COVID-19防控潛在的生物學機制,為瑜伽有利COVID-19疫情防控提供理論依據。
SARS-CoV-2屬于高致病性CoV,是有包膜的單鏈、直徑60-140nm具有冠狀外觀的RNA病毒。其病毒與SARSCoV有85%的同源性,其二者有著共同的受體——血管緊張素轉換酶2(ACE2)。在2003年的SARS-CoV由于S蛋白受體結合領域(RBD)的突變,加強與ACE2受體的親和力,增加了其致病性,但研究分析表明,SARS-CoV-2比SARS-CoV毒株與ACE2結合性更強,被認為是SARS-CoV-2的重要細胞入口點。SARS-CoV-2表面的糖蛋白與位于宿主細胞質膜上的ACE2受體蛋白結合,加快對宿主細胞的侵略,受體介導的病毒進入宿主細胞后,宿主細胞產生的絲氨酸蛋白酶TMPRSS211釋放病毒基因組(單鏈陽性RNA),并且利用宿主核糖體轉化為病毒多聚蛋白,病毒蛋白酶3CLpro和PLpro將病毒多聚蛋白切割成效應蛋白,然而RNA依賴RNA聚合酶合成全長負鏈RNA模板,通過基因組復制更多的RNA病毒組,通過一定的轉錄與翻譯生成四種主要結構蛋白即刺突(S)表面糖蛋白、膜(M)蛋白、包膜(E)9蛋白和核衣殼(N)蛋白,其中N蛋白與基因組結合RNA,而M、S、E蛋白進入內質網視膜(ER)的膜中,形成ERGIC——內質網-高爾基體中間區室(也稱為囊泡-管狀簇),帶有螺旋狀的RNA,將N蛋白送進ER腔內,其后代通過ERGIC運輸到宿主細胞的質膜,通過胞吐作用的釋放,如圖一。

圖一 冠狀病毒復制周期圖[6]
COVID-19主要傳播方式是通過接觸含有病毒顆粒的液滴,潛伏期通常從2天到14天不等。SARS-CoV-2可通過ACE2感染多個臟器細胞,引發一系列免疫反應,調節宿主免疫監測能力,降低免疫能力。主要的癥狀包括早期的發燒、肌肉疼痛、咽痛、呼吸急促、心律失常、神經性頭暈頭痛意識障礙、惡心嘔吐等如圖二,肺炎約占感染新型冠狀病毒的患者的20%,大多數患者表現為輕微癥狀,但都有肺部體征,如胸部X光片上玻璃肺不透明,并且沒有表現出任何嚴重的癥狀或并發癥。5%的患者會出現呼吸衰竭、嚴重急性呼吸系統綜合征、腎衰竭、敗血癥休克和多器官衰竭。如果出現肺外系統功能障礙,如血液系統和消化系統紊亂,則發生敗血癥和敗血性休克的風險會很大,導致病死率大幅增加。在兒童中,與成人相比,感染通常表現出更溫和的臨床癥狀,甚至無癥狀,而老年人在患有高血壓、糖尿病、心臟病、呼吸系統疾病、腦血管疾病、內分泌系統疾病、消化系統疾病和癌癥等慢性病史的患者中,50%的COVID-19患者死亡率有所上升。在大多數情況下,呼吸衰竭、并發癥、敗血性休克或多個器官衰竭是主要死因。

圖二 2019年冠狀病毒傳染病臨床癥狀(COVID-19)
目前,瑜伽的最新定義為綜合的協同過程工具,通過中樞神經系統(CNS)與來自內感受過程的傳入和再傳入、輸入之間的整合,幫助雙向反饋和調節自主神經系統輸出。通過結合了身體姿勢、呼吸控制和冥想,可以促進機體、心靈以及靈魂的融合,通過改善心理平衡,影響神經-心理免疫能力,降低精神壓力,增強對疾病的免疫力,從而對健康產生促進作用,有助于增強對的SARS-CoV-2病毒抵抗力。
SARS-CoV-2通過呼吸道、氣道和肺泡上皮細胞進入宿主,血管內皮細胞和肺泡巨噬細胞是病毒進入的首要目標。維護健康的呼吸系統是預防與SARS-CoV-2病毒感染相關的發病率和死亡率的重要策略。瑜伽是結合某些呼吸技術的組合性動作,通過增加呼吸通氣量,從而增加呼吸肌肉的力量,有利于肺部炎癥降低或者減少從輕度到重度的發展。
Pranayama呼吸練習的四個重要方面,Pūraka(吸氣)、Recaka(呼氣)、Antahkumbhaka(內部呼吸保持)和Bahihkumbhaka(外部呼吸保持),它是一種瑜伽呼吸藝術,強調對呼吸過程的改變,例如快速橫膈膜呼吸、緩慢深呼吸、交替鼻孔呼吸和屏氣,提高或改善肺功能,尤其是對患有呼吸道疾病的患者,通過糾正異常的呼吸模式以及降低呼吸肌的肌張力,提高呼吸肌的力量,例如,“Bhastrika”Pranayama呼吸,一次快速有力地呼吸,同時鍛煉吸氣和呼氣肌肉。此外,像Kapalbhati這樣利用腹部和膈肌的呼吸練習訓練,受試者在呼吸中充分利用膈肌和腹部肌肉,這也可能有助于清除支氣管和肺泡中的分泌物,為更多空氣騰出空間。此外某些調息技術中緩慢而溫和的呼吸可減少摩擦應力,從而減少氣道炎癥和氣道阻塞,深吸氣、滯氣、緩慢呼氣使肺的整體容量增加,肺功能逐漸改善。目前隨著針對COVID-19病毒的治療手段的加強,研究顯示,隨著臨床癥狀的消失,部分COVID-19緩解期患者仍存在呼吸、免疫、消化、心血管等系統功能的損傷,彭平等對47例COVID-19恢復期患者肺功能研究發現,肺功能障礙者為61.7%,其中彌散功能障礙者較多,因此恢復期的COVID-19患者采用Pranayama技術,一定程度上可以改善肺部功能。
一氧化氮(NO)是一種自由基,在免疫系統中起著重要的作用。Bhramari Pranayama(蜂鳴式呼吸),是Pranayama的一種,并且結合了Pranayama的許多好處,對人體有積極的影響,緩慢吸入,長時間的呼氣,同時發出嗡嗡聲。人的鼻旁竇連續產生大量NO,蜂鳴式呼吸嗡嗡聲振動產生空氣振蕩,從而增加鼻竇和鼻腔之間的空氣交換,由于NO的表達增加及其對氧氣吸收的影響,有助于非特異性宿主防御細菌、病毒、真菌和寄生蟲感染。最近的研究結果表明,在COVID-19中,NO具有以下四種潛在機制:血管吸附、抗凝血、抗炎癥和抗病毒。NO作為免疫調節劑的影響包括:作為一種抗炎分子,通過早期非特異性免疫防止過度炎癥,以及以后調節血管炎癥和免疫細胞增殖,并作為抗病毒作用劑,抑制SARS-CoV-1或者SARSCoV-2的復制周期。在人體感染SARS-CoV-2病毒,進而會感染人體的內皮細胞,而NO則由內皮細胞產生,當內皮細胞功能障礙時,就會減少NO的產生,進而導致機體處于高凝血狀態,而最近的研究表明高凝血狀態是COVID-19的主要病理事件之一。畸形血栓并發癥是COVID-19患者高死亡率的一個重要原因,增加內皮NO的產量一定程度上可以緩解機體血液凝固的狀態,因此,通過Bhramari Pranayama促進NO在COVID-19的預防和管理中發揮重要作用。
防御素在人體先天免疫系統中發揮重要作用。人類β-防御素2(HBD-2)是一種動態多功能肽,是口腔黏膜、皮膚和呼吸道局部上皮防御系統的重要組成部分,在保護人體表面免受感染方面發揮著重要作用,HBD-2在口腔和呼吸道的上皮細胞中表達防御素,通過破壞微生物脂質雙層的疏水核心發揮抗菌作用。一項研究采用是SudarshanKriya(SKP),瑜伽伸展90min,包括,參與者按摩他們的腿,并在指壓點上施加壓力20分鐘。其次,他們保持瑜伽姿勢(例如戰士姿勢、延伸三角形姿勢和下犬式)65分鐘。最后,以仰臥姿勢躺了5分鐘。在該研究中,收集了男性和女性的全唾液,結果發現在瑜伽伸展運動后唾液HBD-2濃度和表達率顯著增加,增加黏膜免疫功能。由此可見SKP實踐已有效顯著提高唾液HBD-2的水平,從而有助于其抗炎活性,提高從COVID-19患者人機體先天免疫能力,可作為這一種輔助性防御手段。
干咳和呼吸困難是COVID-19患者的主要和最常見的癥狀。在一些感染SARS-CoV-2的患者中,此病毒會誘導過度和延長的細胞因子/趨化因子反應,稱為細胞因子風暴,會導致急性呼吸窘迫癥或多器官功能障礙,從而導致生理惡化和死亡,通過機體免疫調節和細胞因子拮抗劑等手段及時控制早期細胞因子風暴,減少肺炎細胞滲透。瑜伽呼吸練習具有顯著的免疫調節作用,促進機體內防御素以及NO產生,并伴有免疫球蛋白的產量,激活噬菌細胞功能,增強體液和細胞介導的免疫力,進而提高機體的先天免疫能力與適應性免疫能力。因此對于一些COVID-19患者,進行相關的瑜伽練習,一定程度上會緩解癥狀,提高治療成功率和降低死亡率。
在高心理壓力的背景下,機體的壓力與免疫能力呈負相關,有顯著的免疫功能障礙,導致機體內產生一定的炎癥。而瑜伽可能會影響慢性炎癥狀態,并可能優化壓力誘發條件下受損的免疫功能,目前已有研究表明瑜伽冥想可以將降低促炎標記物,如白細胞介素、腫瘤壞死因子等水平。冥想練習對有促進抗炎和降低促炎細胞因子活性的作用,包括自然殺傷(NK)細胞活性以及NK和T細胞因子的產生。例如,Bower等人研究表明,每天20分鐘的正念冥想6周導致19個轉錄組的促炎基因和一個促炎轉錄因子核因子κB(NF-κB)的活性顯著降低。同時,他們觀察到抗炎性糖皮質激素受體活性增加和I型干擾素信號增加,這是一種與SARS-CoV-2治療相關的轉錄因子。對于COVID-19患者中,由于細胞因子水平增高以及淋巴細胞減少導致細胞因子風暴,通過冥想干預,會顯著影響其炎癥標記,從而提高免疫能力,在一定程度上有治療SARSCoV-2作用。此外還發現冥想能夠顯著增加迷走神經張力,有效對抗基于心理壓力的問題。
根據災難心理健康理論和風險認知理論,突發的公共衛生事件會讓人引發產生負面的情緒。在COVID-19的大流行期間,疾病的不可預測性、不確定性、嚴重性、錯誤信息和社會孤立是造成壓力和精神發病率高的重要原因。
人體的免疫機能是一個系統作用的產物,心理與精神健康在調節免疫反應和平衡有一定的聯系。Rajkumar等人報告說,28%的公眾和醫療保健專業人員訴說有一定的壓力、焦慮和抑郁癥狀,而慢性壓力會降低宿主的細胞介導和體液免疫力,當下丘腦-垂體腎上腺(HPA)軸過度使用,人體內皮質醇的增加,表明是具有一定的壓力。而瑜伽或冥想可以緩解壓力或者焦慮。一項基于正念減壓療法(MBSR)的研究表明,8周的MBSR可以增加血漿脫氫-氫固醇硫酸鹽(DHEAS),這是人類腎上腺的主要產品,是一種緩沖壓力的相關激素。瑜伽的正念冥想是身心自我調節的一種方式,目前已經被證明是對精神和身體狀態產生有益的影響,促進幸福與情感平衡,減少壓力反應與焦慮與抑郁等負面情緒。長期的冥想可以調節HPA軸,對誘導精神平靜和平衡有用,并促進調節自主神經系統功能的平衡,提高伽瑪氨基丁酸(GABA)水平,刺激迷走神經,導致副交感神經占優勢并優化適當的免疫反應,降低皮質醇(壓力激素)和兒茶酚胺,水平隨著機體免疫功能的改善,從而減少壓力、焦慮和抑郁。
在COVID-19大流行期間,特殊人員(如囚犯與孕婦等)心理與精神壓力大。一項研究采用SKP實踐,讓囚犯進行以下四種呼吸練習:包括以下四種呼吸技術:三階段Ujjayi(“勝利呼吸”),一種具有特定比例的吸入、呼氣和呼吸保持的緩慢深呼吸技術;Bhastrika呼吸,涉及1分鐘回合更快更有力的呼吸,然后是幾分鐘的正常呼吸;“Om”被念誦三遍,呼聲很長;蘇達爾山克里雅(“愈合呼吸”),一個先進周期性呼吸,運動慢,中,快率連續。受試人員是在閉著眼睛的坐姿下進行的:特定的手臂位置或動作用于增強呼吸。其研究結果表明可以改其功能、焦慮、抑郁情緒、積極幸福感、總體健康、非精神病性精神障礙囚犯的自我控制、活力和總體幸福感。孕婦在COVID-19背景下需要著重關注,產前抑郁和焦慮會影響胎兒的大腦發育,此外皮質醇激素會降低,導致機體的免疫能力,增加感染的風險;壓力也會觸發促炎細胞因子,進而會導致流產。有研究進行產前哈塔瑜伽,練習的內容包括60min體式、10min伸展運動以及5-10min的放松,主要強調深蹲姿勢、開胸、開髖以及平衡姿勢,其結果表明孕婦的平均皮質醇的水平降低,增強免疫球蛋白的水平,緩解壓力與焦慮的癥狀。PTSD是創傷后應激障礙,是一種常見的焦慮癥,通常與機體的自主神經系統(ANS)劇烈變化有關,主要特點是交感神經興奮,副交感神經系統活動降低,參與執行控制、解決問題和情緒調節的網絡活動減少;以及與獎勵有關的大腦回路的缺陷。一項研究選取患有PTSD的女護士,基于瑜伽伸展和平衡運動結合有意識調節呼吸和專注,其結果表明,血清皮質醇的增加67%,并且由于有意識的調節呼吸減少交感神經的興奮性,從而增加副交感神經的興奮性,減少焦慮,降低了PTSD癥狀的嚴重程度。坐姿冥想、呼吸練習和瑜伽體式練習的一些細胞因子相關影響與交感神經系統激活的減少有關。因此在大流行期間,進行一些瑜伽呼吸或者體式,可以快速地改善大流行期間的心理與精神不佳等相關癥狀。
COVID-19病毒主要是對人呼吸機制產生一定的損傷,在動物模型中褪黑素對呼吸機引起的肺損傷具有保護作用,因此有研究人員指出,褪黑激素可能治療COVID-19。機體內炎癥和氧化應激都與COVID-19發病機制有關,而現在有研究表明褪黑素降低呼吸道合胞病毒(RSV)感染的巨噬細胞的基因表達,增加抗炎和抗氧化功能,此外,褪黑素在改善睡眠質量、緩解壓力與焦慮方面有著一定的作用。褪黑激素由淋巴系統產生,對人體的免疫能力有一定的調節作用,它促進細胞介導的免疫和體液免疫,促進巨噬細胞和粒細胞、NK細胞和T輔助細胞,特別是CD4+細胞的祖細胞的合成,從而有利于增加COVID-19患者機體的免疫能力。瑜伽或者冥想與褪黑激素水平高低有一定關系,Solberg等人報告說,與年齡、性別和體能水平匹配的參考組(3.1pg/mL)相比,經驗更豐富的冥想者休息時的褪黑激素水平(4.9pg/mL)高150%。目前也有研究表明,因此進行一定的冥想活動可以增加褪黑激素的水平,進而及增加機體抗炎與抗氧化的機能,提高其免疫能力。
在疫情爆發初期,大多數COVID-19患者患有合并癥,其中最常見的是糖尿病、心血管疾病和高血壓。
糖尿病患者COVID-19感染的發病率和嚴重程度較高,一方面可歸因于免疫功能受損、T細胞反應降低、中性粒細胞功能降低和體液免疫障礙,另一方面糖尿病患者本身高血糖的環境,會增加病毒的毒性,減少白細胞介素的產生,導致機體炎癥反應的增加,損害免疫能力。糖尿病是一種慢性的代謝疾病,患者的心理壓力和消極情緒對糖尿病的控制有雙向影響,壓力通過刺激HPA和交感神經軸以及副交感神經撤退來增加糖尿病的風險和嚴重程度,此外,ACE2作為冠狀病毒的受體,它可以直接影響胰腺β細胞的功能,降低其分泌功能。瑜伽的腹部伸展可以提高胰腺β細胞對葡萄糖信號的敏感性,而胰島素敏感性的提高又可能是由于執行這些姿勢的累積效應,并且它直接刺激胰腺可以恢復其產生胰島素的能力,從而改善胰島素分泌,增加肌肉和肌肉放松的血液供應,從而改善葡萄糖吸收,降低血糖。一項研究選取瑜伽體式和呼吸法給2型糖尿病患者,其中主要的干預內容包括頸部滾動,肩部旋轉,手臂旋轉,肘部動作,手腕動作,手指動作,腰部 運動、膝關節旋轉、踝關節旋轉和腳趾運動,其結果表明參與者的糖化血紅蛋白指標得到一定的控制,進而加強對血糖控制,而減少全身高糖與炎癥的環境。
越來越多的證據表明,與健康人相比,高血壓患者更容易感染COVID-19,研究表明在1099名經證實的COVID-19患者中,173例重癥病例中高血壓合并癥發病率高23+7%,基于評估高血壓與COVID-19關聯的薈萃分析的系統評價顯示,高血壓患者患嚴重COVID-19的風險增加了近2.5倍。瑜伽中緩慢的深呼吸,會降低交感神經系統的活動,并增加高血壓患者的壓力反射敏感性,從而降低他們的血壓值。Bhavanani等人的一項研究,讓受試者進行三輪緩慢而深沉的瑜伽呼吸,分別在低胸、中胸以及高胸,然后再呼氣的階段分別發出Aaa、Uuuyi以及Mmm音,之后再進行三輪這樣的而呼吸,其研究結果是pranava pranayama的實踐可有效降低高血壓患者的心率以及血壓,這可能是由于迷走神經調節增加,交感神經活動減少和壓力反射敏感性改善以及內源性NO產生增加導致自主心血管節律正常化。”因此可以作為COVID-19高血壓患者的高血壓管理一種輔助性的手段。
心血管功能受神經因素以及溫度、激素等其他因素的控制,其中,神經因素主要涉及自主神經系統(ANS),其在維持和調節心臟功能方面起主要作用,例如收縮壓 血壓(SBP)、舒張壓(DBP)和心率(HR)。這些不平衡會導致心血管疾病,如高血壓、缺血、梗塞等。一項包括44000多名心血管系統疾病患者的研究表明,與最初健康的COVID-19患者相比,其死亡率增加了五倍,SARS-CoV-2通過ACE2侵入心臟中的心肌細胞,可能通過周細胞導致巨噬細胞浸潤增加、毛細血管內皮細胞功能障礙和ACE2表達降低,炎性細胞因子的持續增加可能最終導致心肌損傷和衰竭,細胞因子風暴和過度炎癥將進一步加劇上述反應。盡管瑜伽對心血管風險潛在積極影響的機制尚不清楚,但多數研究表明不同類型的Pranayama技術被證明會產生不同的效果,其中緩慢類型的瑜伽呼吸技術可以改善心血管和自主神經變量,這可能有助于預防和管理心血管疾病,主要的變化可能主要是以下兩種:首先,通過減少交感腎上腺系統和HPA軸的激活和反應并促進幸福感,減輕壓力的影響,促進對神經內分泌狀態、代謝功能和相關炎癥反應的多種積極影響;其次,通過直接刺激迷走神經瑜伽可以增強副交感神經的興奮,從而將自主神經系統的平衡從主要的交感神經轉變為副交感神經,從而導致心臟迷走神經功能、情緒和能量狀態以及相關神經內分泌、代謝和炎癥反應的積極變化。
隨著COVID-19的暴發和流行,全球人類健康面臨著巨大威脅,居家隔離與控制外出是限制病毒廣泛傳播最基本的疫情防控措施,然而長期的社交隔離會導致體力活動不足,降低人體器官的免疫機能,對呼吸、心血管、肌肉骨骼系統等以及心理層面造成損害。因此適當的體力活動對疫情防控具有重要作用。
無論是對于COVID-19患者,或是本身有基礎性疾病的COVID-19患者,又或是健康人群,瑜伽作為一種與呼吸技術、相關姿勢以及冥想相結合的運動方法,集心理學、生理學和哲學于一身,在機體抵御病毒的同時,對精神狀態也有一定的助推作用。一方面COVID-19患者通過瑜伽呼吸可以改善肺功能,增加機體免疫細胞,如NO、HBD-2等,還可以降低如白細胞介素、腫瘤壞死因子等水平,減輕炎癥,進而提高機體免疫能力,有效提高對病毒感染的能力;另一方面瑜伽對自主神經系統產生一定的影響,采用組合性動作降低交感神經興奮性,提高副交感神經的興奮性,緩解焦慮、抑郁等情緒波動,尤其是一些特殊人群如孕婦等,可以改善個人的心理健康狀態;其次褪黑素水平與機體免疫功能存在一定的關系,通過瑜伽冥想可以促進體內褪黑素的生成,也增加機體抗炎與抗氧化的能力,加強對COVID-19患者的肺機能有一定的保護;最后對于本身患有糖尿病、高血壓等的、并且無法進行中高強度運動的COVID-19患者,瑜伽作為一項柔和的身體活動,它可以加強對糖尿病患者的血糖控制,降低高血壓患者的血壓值,改善心血管與自主神經變量,有助于預防和管理心血管疾病,并且對機體免疫能力又有積極性影響,因此對于患有基礎性疾病的患者是一種良好的選擇,但對于其他伴有相關基礎性疾病的COVID-19患者并,其相關的影響機制還有待研究。
在疫情常態化的趨勢下,盡管國內現在已經普及新冠疫苗,但是疫苗只能幫助病情不發展成重癥,對于病毒的預防效果微乎其微,伴隨著境外病例不斷輸入,在這種情況下,學會與病毒“共同生存”尤為重要。目前,新冠的治療并沒有特效藥,并且研究表明新冠患者出院后,會出現相關后遺癥如肺功能不佳、機體存在無力感以及一些壓力等負面情緒的出現。因此增強自身免疫功能,降低患病可能性,制定人體預防性干預方法是有必要的。鑒于先前的大量瑜伽研究證據表明,在疾病預防、輔助治療慢性病和促進心理健康方面具有有益的作用,在大流行期間,健康人群選擇瑜伽是解決久坐行為、減少感染病毒風險和減輕社交隔離導致的不良心理影響的關鍵;對于無癥狀感染者,進行瑜伽可以將提高免疫力,盡可能恢復到感染前的健康狀態和維持良好的體適能;對于COVID-19臨床患者,病毒感染期間進行不建議進行瑜伽,盡量多休息,可以在恢復期進行瑜伽。瑜伽作為體力活動的一種,對心理及生理上都產生一定的積極影響,因此可以作為預防或輔助治療COVID-19的手段。