孟祥全 俞梦孙

(北京航空航天大学生物与医学工程学院，北京，100083)

近年来随着瑜伽的普及以及传统文化的影响，呼吸方式越来越得到人们的重视，但是正确呼吸方式的普及依然任重而道远。据我国呼吸专家统计，城市中一半以上的人呼吸方式不正确，短浅的呼吸不仅让许多人大脑缺氧，容易疲惫和失眠，而且容易诱发各种疾病。目前，深呼吸模式被广泛应用于睡眠、放松和压力管理，调节心理生理状态和改善器官功能[1]。

1 呼吸机制

人的呼吸有主动和被动2种呼吸模式。即通过意识控制的呼吸方式和呼吸中枢主导的被动呼吸。

1.1 呼吸的代谢控制模式 脑干中的呼吸中枢负责控制呼吸频率，它向呼吸肌发送信息，脑桥提供呼吸模式的进一步平滑。该控制是自动、无意识和连续的。呼吸中枢知道如何通过动脉血中二氧化碳、氧气和酸液的浓度来控制呼吸的速率和深度[2]。在主动脉弓和整个动脉中存在化学感受器，其发送信号到呼吸中心，以根据代谢量的增加或减少进行呼吸控制[3]。

1.2 呼吸的主动控制模式 与其他内脏功能比较，呼吸也可以主动进行调节。呼吸的主动控制位于大脑的皮质中，通过有意识的控制来调节，例如在剧烈运动之前或者演奏乐器时呼吸的调节。主动呼吸和代谢呼吸之间的区别是代谢呼吸不需要意识维持，而主动呼吸需要一定的关注[3]。Gallego及其同事同时也提到，尚未完全理解呼吸的主动和代谢控制之间是如何联系的。

2 深呼吸的历史分支

2.1 瑜伽调息法 瑜伽通常在冥想中对呼吸进行调节，这意味着对主动呼吸控制的训练，可以快速或缓慢进行的吸气、憋气和呼气。瑜伽调息已显示对于人体的免疫功能、高血压、哮喘、自主神经系统失衡和心理或压力相关的疾病具有积极的作用[4]。

2.2 气功调息法 气功作为传统医学的一个分支，也是结合了呼吸和姿势等等的一种锻炼方式，具有几千年的历史。

3 深呼吸的机制研究

许多临床研究发现主动呼吸有益健康，同时一些研究也表明快速呼吸可引起过度通气，从而可能会过度刺激交感神经系统，让身体更加焦虑[4]。因此对于某些疾病(例如哮喘)，一些主动呼吸技术是有禁忌的。Sovik等人建议最佳呼吸的要点是膈鼻同时呼吸，同时保持平滑的呼吸过程。

较慢的主动呼吸方式显示有生理上的实际好处，但其基本机制并没有完全在研究中搞清楚[4]。Jerath等人认为“缓慢的主动深呼吸能通过发送抑制信号和超极化来重置自主神经系统，可以同步心、肺、大脑边缘系统和皮质中的神经系统。同时调查表明，缓慢的呼吸调节技术可以激活副交感神经系统，从而减缓某些生理过程[4]。

3.1 肺功能是健康的重要标志 Framingham研究项目发现了健康长寿和呼吸方式之间令人信服的数据。该研究着重在长期生命力的预测以及最大呼气量对生命长度的标志作用[5]，研究人员能够通过测量呼吸时的强制呼气来预测人体的寿命。波士顿医学院William B等人发现，Framingham研究的预测能力非常准确。此结论后来也被英国Buffalo大学的研究者所证实。Schanemann等人也研究了多久之前的肺功能才是生命时长的典型标志[6]。该研究证实在所有被研究人群中都符合肺功能是生命时长的典型标志这一结论。

3.2 呼吸方式与疾病 Cherniack等人对于呼吸和系统紊乱之间的关系进行了全面的分析[7]，他们分析了睡眠呼吸暂停的数学模型及其在了解心血管和呼吸系统疾病中的有用性。数学模型显示，呼吸暂停是由多个因素的相互作用产生的“系统紊乱”。多种因素会导致充血性心力衰竭和脑血管疾病中呼吸暂停的发生。McConnell等人的研究则表明了吸气肌的作用以及在哮喘、慢性肺功能障碍和呼吸困难中对吸气肌锻炼的效果[8]。吸气肌锻炼(IMT)提供了一种治疗呼吸困难相对容易实施的方法，而且吸气肌训练提高了身体锻炼时的肺功能，同时提高了生命质量。McConnell建议进行呼吸阻力训练，包括膈膜和其他呼吸肌的训练。Thomas等人发现了与呼吸相关的失调症[9]。无论有无哮喘病，呼吸功能障碍在人群中都很普遍。与功能性呼吸障碍相关的症状在二级保健场所中很常见，并且占到社区中成年哮喘患者的29%。另据报道Nijmegen问卷对诊断功能障碍性呼吸有敏感性和特异性。

3.3 深呼吸有益健康 Bernardi等人建议缓慢呼吸，并给出了人们应该喜欢缓慢呼吸的一个原因[10]。缓慢呼吸可以减少化学反射感受器响应导致的缺氧和体内血碳酸过多症，并增加压力感受器的敏感性。Padula等人提出了吸气肌训练的综合观点[11]。他们提供了慢性肺功能障碍(COPD)中吸气肌训练(IMT)重要观点。该研究表明可以通过吸气阻力或吸气阈值训练来改善呼吸困难和吸气的力量。Downey等人也给出了我们喜欢5次/min呼吸而不是10～14次呼吸的另一个理由[12]。他们发现，在连续10例有单发PVC的患者中，如果采用6次/min的深呼吸，至少其中的5例中的PVC频率减少了50%。慢性呼吸障碍患者呼吸模式的重塑和训练研究[13]表明，短促的呼吸在短期内虽然可以节约能量，但是长期看来却会导致呼吸肌肉的疲劳和过度充气。针对COPD患者正确设计的呼吸模式重塑计划可以显著减少呼吸困难并提高气体的交换程度。

4 深呼吸的疾病治疗研究进展

世界各地的医疗工作者们对深呼吸对于疾病的治疗作用进行了大量的研究，在呼吸疾病、睡眠、心血管疾病等方面均有深入的研究。

4.1 睡眠 深呼吸有助于睡眠的说法由来已久。王传英等人通过对46例肿瘤放疗患者的研究发现，深呼吸对于肿瘤放疗患者的睡眠质量具有显著性差异[14];Vera等人则发现瑜伽锻炼对于睡眠质量具有显著的提高[15]。Cherniack等人的研究也发现，深呼吸有助于睡眠呼吸暂停[7]。

4.2 呼吸系统疾病的治疗 研究表明，严重慢性阻塞型肺病作膈膜深呼吸训练后，动脉氧分压提高显著，二氧化碳分压降低明显，潮气量增加，呼吸频率降低。张黎明等对30名老年慢性呼吸系统疾病患者的呼吸训练表明[16]，1个月的训练后，呼吸困难等症状明显降低，身体状况显著改善。多伦多大学理疗部门的Jackie等人研究发现[17]，深呼吸和间歇正压呼吸训练对上腹部手术患者术后预防肺部感染的效果明显。

4.3 心血管疾病 呼吸锻炼对心血管系统的调节原理较为复杂，一般认为通过2方面起作用，一方面是通过对交感神经的调节起作用;另一方面是机械力学方面的影响。日本的Hisao等人对短期深呼吸对于血压和脉率的影响作了研究[18]，两者均出现了明显的变化。彭章平等人对体位和深呼吸对心律和心电图JT c和Q T c的研究[19]发现两者对体位和深呼吸敏感。杜维祺等人研究了深呼吸对糖尿病患者的心律变异性(HRV)的影响和意义。华盛顿大学的WT Cade等人[20]研究了瑜伽对有心脏病的艾滋病感染者血压的影响，结果显示瑜伽是一种针对有中等程度心脏病HIV感染者简单易行的降压锻炼方法。

4.4 深呼吸的其他功效研究 另外还有多种研究都发现了深呼吸的疗效，如顾琼等人对改良呼吸法与腹式深呼吸对分娩影响的比较研究[21]，发现改良呼吸法比普通深呼吸在孕产过程中可以明显缩短第二产程，提高自然分娩率。南伊利诺斯大学的Gina Paul等人研究了深呼吸冥想法用于缓解学生考试压力，结果表明深呼吸冥想可以显著降低学生们的考试压力[22]。杜克大学的F.Joseph等人研究了深呼吸对戒烟者烟瘾的影响[23]，发现深呼吸容易保持安静和抑制对香烟的渴望，跟对照组比较有显著性差异。

5 深呼吸的未来研究趋势与展望

深呼吸在各种疾病以及健康锻炼中都获得了广泛的研究，在许多研究领域均取得了明显地效果。深呼吸对身体的各种失调紊乱的缓解或调节已取得共识，但是其对人体积极作用的具体机制尚不够明确，尤其是单纯深呼吸和加以意念引导的呼吸方式。除了呼吸本身对于内脏器官的供氧、按摩以及对于交感神经节奏的调节，意念在其中的作用更也值得深入分析。

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