淺談呼吸效率,以及閉氣訓練法 - XTERRA Taiwan
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呼吸,是我們獲得「氧氣」的唯一途徑。
「吸氣」時,空氣由鼻子或嘴巴經由上下呼吸道來到肺部,在肺泡中與血液進行氣體交換,供應血液 ...
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淺談呼吸效率,以及閉氣訓練法
by江晏慶on01/18/2022
呼吸,聽起來是如此自然而然的事,對於許多運動員來說,在所熱愛的運動中,找到最佳的呼吸方式是非常重要的,我們期待這篇文章能幫助你找到想要的答案。
有生命就有呼吸,呼吸停止了,就意味著永遠的逝去。
聽起來理所當然的「呼吸」,當我們聚焦在細微的動作及生理變化時,會發現它其實因每個人成長背景和習慣的不同,而有「效率」上的差異。
既然生命與呼吸脫不了干係,那對於努力運動、認真生活的我們來說,學習好好呼吸豈不是一件極為重要的事情呢?讓我們來聊聊呼吸,以及如何透過簡單又有效的方式來提升呼吸的效能。
※本文分享的呼吸訓練法和邏輯,部分參考並節錄至愛爾蘭呼吸訓練專家-PatrickMcKeown「改變人生的最強呼吸法」一書。
簡述呼吸的生理呼吸,是我們獲得「氧氣」的唯一途徑。
「吸氣」時,空氣由鼻子或嘴巴經由上下呼吸道來到肺部,在肺泡中與血液進行氣體交換,供應血液新鮮的氧氣,並透過「呼氣」排出大部分的二氧化碳和少量的氧氣,這樣的過程我們稱為「外呼吸」。
在肺泡中釋放二氧化碳並獲得氧氣的血液,進入左心房來到左心室輸出到各個組織器官供應身體活動所需,同時組織代謝過程產生的二氧化碳也將由血液從靜脈帶回到右心房、右心室,再進入肺部重新獲得氧氣、開始下一趟輸送氧氣帶回二氧化碳的旅程,我們稱為「內呼吸」。
在大腦精密的監控下,呼與吸之間巧妙的錯開不會打結,如此循環維持生命所需。
我想大多數人都同意氧氣之於生命的重要性,而二氧化碳呢?難道它就只是組織代謝後產生的廢氣?1904年,丹麥生理學家ChristianBohr發現波爾效應(BohrEffect)提升了人們對於二氧化碳在體內作用的認知,這也是我們分享的閉氣訓練最重要的理論依據。
筆者直接以條列式說明二氧化碳在呼吸作用上扮演的角色,如下:1.二氧化碳是血紅素(紅血球裡負責攜帶氧氣和二氧化碳的一種蛋白質)釋放氧氣給組織器官使用的「鑰匙」,換言之,血液中若二氧化碳濃度過低,血紅素會巴著氧氣不放,使組織器官缺乏氧氣並可能造成「過度換氣」的惡性循環。
關於過度換氣,我們會陸續補充說明。
2.使呼吸道內壁和血管的平滑肌鬆弛。
相反的,過度的二氧化碳流失會造成血管收縮,DanielM.Gibbs博士在美國精神醫學期刊發表過一篇論文,評估過度換氣引起的動脈收縮情形,結果發現有人的血管直徑最多縮小一半,也就是血流量將降至正常值的1/4,這對於腦部和心臟的健康影響極大。
3.二氧化碳濃度能調節血液的酸鹼值。
這是觸發「呼吸」動作的關鍵!接下來就讓我們來聊聊這項重要的機制,關於大腦如何精密的調控呼吸。
呼吸運動的調節機制呼吸的動作分為「自主性」和「隨意性」,簡單來說,自主性呼吸就是我們無須關注和思考,身體自然會自主進行有節律的呼吸動作,例如休息睡覺、跑步跑到出神、講話聊天正開心的時候…我們沒在關注呼吸,但呼吸依然持續著;相反的,隨意性呼吸是指我們透過意識去調控的呼吸動作,例如閉氣、刻意深呼吸等等…自主呼吸由位於延腦的「呼吸中樞」控制,迷走神經在感知肺部擴張的張力變化後產生反射訊號,刺激呼吸中樞調控一呼一吸之間不會衝突打結,讀到這裡,不知道各位是否出現和筆者一樣的亮光,造物者所設計的人體實在太奧妙了!對啊!我們呼吸了幾十年,怎麼沒想過一個問題,為什麼我們無法同時吸跟吐氣呢?原來秘密就在迷走神經引起的反射。
呼吸中樞調控的機制還有一項稱之為「化學性管制」。
呼吸中樞嚴格監控著血液的酸鹼值在7.35~7.45的極小範圍內,其中調控的「優先順序」是血液中的二氧化碳濃度,其次才是氧氣濃度,當血液中二氧化碳分壓(PCO2)升高時,呼吸中樞會迅速的被刺激,進而加強呼吸。
舉例來說,經常大口呼吸或嘆氣的人,因過量的吐氣而流失過多的二氧化碳,此時血液的PH值會升高,偏鹼的血液會使血管緊收,血液中的血紅素因為缺乏二氧化碳,緊抓著氧氣分子,此時組織難以從血液中獲得足夠的氧氣就會缺氧,雖然血氧飽和度(SpO2)在95~99% 的正常值,但因為組織難以從血液中得足夠的氧氣,就會更加大呼吸的深度和頻率,變成惡性循環,嚴重一點的病理狀況就是「過度換氣」。
「急性過度換氣」常發生在人們恐慌緊張時,造成「低二氧化碳血症」而引發頭暈、甚至四肢抽筋等狀況,一般只要立即調整呼吸,將呼吸頻率刻意調慢(約10次/分鐘)、輕柔的小口呼吸,將過度流失的二氧化碳回填後即可緩解症狀。
相反的,如果我們戴上口罩跑步,攝入的二氧化碳濃度太高以致於血液PH下降(偏酸),大腦也會積極發出呼吸訊號,讓我們變喘,才能恢復血液正常的酸鹼值。
我們這裡延伸思考一個重要的問題,如果大腦不要對二氧化碳那麼敏感,是不是同樣運動強度下我們就比較不會喘了?且根據波爾效應,二氧化碳既然是血紅素釋出氧氣給組織的關鍵,那麼如果大腦能夠容忍更大一點的二氧化碳濃度,是不是肌肉含氧量就能變更多了呢?答案是:YES!恭喜獲得~史上最佳思考獎!藉由循序漸進、有系統邏輯的閉氣訓練,能夠提升大腦對於二氧化碳的耐受度,並有助於改善人體在低氧狀態下的運動能力。
世界上有一群人,致力於把這樣子的能力發揮到極致,他們是「自由潛水」運動員,頂尖的自潛運動員平均能夠水中閉氣超過8分鐘。
具備關於閉氣訓練的背景知識後,即便我們不是自潛運動員,也能夠透過閉氣訓練來提升專項運動的能力。
透過閉氣來訓練大腦對二氧化碳的耐受度,有助於改善人體在低氧狀態下的運動能力。
呼吸的動作模式與效率現在我們知道,呼吸是由延腦的呼吸中樞所調控,但要「執行」呼吸的動作還是需要「呼吸肌」的協同運作。
外肋間肌、以及位於肋骨下方的橫膈膜是主要吸氣肌,橫膈膜像是倒蓋的軟盤,吸氣時往下沉使胸腔產生負壓讓空氣自然流入;呼氣時往上升協助排氣。
胸肌、斜方肌、闊背肌、胸鎖乳突肌為輔助吸氣肌,呼氣肌則由內肋間肌以及腹部外層的肌群組成。
透過意識觀照和刻意訓練,能夠改變各呼吸肌的作用比例和主導性,衍生出我們常聽到的「胸式呼吸」、「腹式呼吸」、「口呼吸」或「鼻呼吸」等呼吸法。
那麼,什麼是有效率的健康呼吸法呢?由橫膈膜主導的鼻呼吸,是目前公認最理想的養身呼吸法。
透過腹式呼吸法的練習,能夠幫助我們更多的啟動橫膈膜,讓呼吸變得較輕鬆、不費力。
胸式呼吸會使用到較多的輔助呼吸肌,但這些肌肉往往在運動過程中還扮演著其他角色,再加上這些肌肉於呼吸動作上的幫助更多是為了舒張胸廓,呼吸會變得較淺,無法善加利用肺部廣大的氣體交換面積,也會使呼吸動作變得費力,甚至會使交感神經較為亢奮,情緒變得緊繃難以放鬆。
有關鼻子呼吸的好處、嘴巴呼吸的壞處,網路上的資料很多,這裡就不再多述,但作為運動者的您,應該會有疑問,我在跑步的時候已經這麼喘了,用鼻子呼吸根本吸不夠氣啊!筆者的經驗是,這是需要訓練的!在強度極高、非常喘的狀況之下,嘴巴會自然參與呼吸動作是合情合理的,但我們要練習最大限度的使用鼻吸鼻吐,您會發現自己的呼吸能力會有所提升,同樣強度下也比較不會喘。
1988年,FeridMurad博士發現了體內一氧化氮對心血管系統的諸多重要功效,因而獲頒諾貝爾生理學獎。
它能使血管放鬆擴張、降低膽固醇、預防血栓,可說是身體天然的防禦工事。
一氧化氮由血管內皮細胞製造,包括鼻腔週邊的副鼻竇,透過鼻子呼吸能將一氧化氮由鼻腔帶入肺部、進入血液,使組織器官獲得更多的氧氣,這樣子的效應被大量應用在提升運動員表現,包含飲用甜菜根汁(它裡頭的硝酸鹽成分會在體內產生一氧化氮),據說現任馬拉松世界紀錄保持人EulidKipchoge比賽前會以甜菜根汁作為營養調整的一部分。
看到這裡,是不是有點心動,想嘗試一點呼吸法的改變呢?從上述的許多理論中,我們還能得到一件顛覆大家舊有觀念的事實,就是「習慣深呼吸」,是不利於身體健康的。
曾經有研究提出這樣的「假設」,鼻子做為人類與生俱來最重要的呼吸器官,但其結構又如此複雜,空氣被吸入後要經過許多關卡阻力才能到達肺部,這其實說明,人在正常生活狀態下並不需要那麼多的空氣。
健康成人的呼吸量約4~6L/分鐘,氣喘患者休息時的呼吸量約是10~15L/分鐘,等於正常需求的2倍多,長久下來,大腦對於二氧化碳的耐受度低下,組織能夠有效利用的氧氣量降低,就容易造成慢性的疲勞和精神問題。
養身的呼吸法,要從平時練習輕柔緩慢的呼吸。
接下來,我們就來和大家分享幾種無須器材、幾乎不受空間限制就可以進行的呼吸訓練法。
養身的呼吸法,要從平時練習輕柔緩慢的呼吸。
B.O.L.T身體含氧量測試既然是「訓練」,就應該依照每個人的狀態不同有層次之分,越級打怪總是容易發生問題。
首先我們來做一項簡單的測驗-身體含氧量測試(BOLT),只須一個能夠計時的工具,如手錶、手機計時器…,就可以幫助各位了解自己的二氧化碳耐受度,以及呼吸的效率。
步驟如下:Step1:從鼻子正常呼吸,然後從鼻子正常吐氣,與平時呼吸的感覺一樣,沒有刻意感。
Step2:承上,鼻子正常吐氣後用手指捏住鼻子,避免空氣進入呼吸道和肺部,同時「按下碼錶」。
Step3:開始計時後,直到腦中第一次出現想呼吸的念頭,或是身體出現第一次想呼吸的徵兆,例如想吞口水,或是腹部或喉嚨的呼吸肌收縮,都是身體發出想呼吸的訊號。
特別留意的是,BOLT測驗不是要測我們能閉氣多久,而是身體花多久時間對缺乏空氣發出反應。
Step4:鬆開手指,停止計時。
恢復呼吸後應該是平順、與正常呼吸無異的,如果閉氣後的第一口呼吸需要大口換氣,表示閉氣過久了。
Step5:恢復正常呼吸。
BOLT測試成績落在10秒以內的朋友,代表您的呼吸方式有很大的進展空間,也意味著可能有慢性過度換氣、習慣嘆氣或口呼吸等狀況;成績落在10~20秒之間的朋友是普遍的正常值;成績在20~30秒之間的朋友,應該平時有規律運動的好習慣,且呼吸量剛好,頻率平穩適中;成績落在30~40秒之間的朋友,呼吸起來絲毫不費力,平穩輕柔,每次呼吸之間都有自然的停頓點,呼吸次數也比較少。
BOLT成績除了反映呼吸的技術和效率之外,也能看出身體對於缺氧的耐受度,透過提高BOLT成績,可改善許多因呼吸效率低下而產生的慢性疾病,更能提高運動表現。
下一步我們要介紹的閉氣訓練法,都是為了能夠進一步提升BOLT表現。
基礎練習:從輕慢呼吸到正確呼吸這是任何人都可以進行的「呼吸習慣」調整練習,筆者個人的練習體悟是,隨著您的呼吸效率提升,做這項練習會越加放鬆,甚至到「氣若游絲」的狀態都不會感覺到缺氧。
如果您是BOLT成績10秒以內的朋友,建議您可以一天練習2次,並從日常生活養成鼻子呼吸、靜謐冥想等讓身心放鬆的好習慣。
採站姿,感覺有一條細絲從頭頂偏後方的「百會穴」拉起,此時脊椎會自然拉長,這就是良好的站姿。
一隻手放胸部,另一隻手放在肚臍上方,幫助你順著呼吸去感覺動作起伏。
吸氣時,意念引導腹部輕輕往外擴張。
吐氣時,意念引導腹部輕輕往內收縮。
觀察自己的呼吸方式,注意每次呼吸的大小和深度。
雙手稍微施加壓力,抑制呼吸的動作(如此也能刺激呼吸肌作用)。
感覺就像抵著雙手吸吐。
慢慢減低每次呼吸的深度。
吸進的空氣要比你原本預期的少,或者吸氣時間縮短。
溫和放慢並放輕呼吸動作,身體盡量放鬆。
不要把身體繃緊、閉氣,或暫停呼吸。
繼續平順的呼吸,並「持續降低呼吸量」。
這項訓練的目標是製造中度缺乏呼吸。
每次練習盡量維持3~5分鐘,如果呼吸節奏亂掉,或呼吸肌開始收縮,就表示身體過度缺乏空氣。
這時先中斷練習,等到呼吸恢復正常再開始繼續練習。
中階練習:閉氣步行訓練如果您手邊有脈搏血氧濃度測定器,可以搭配此項訓練使用來量化強度和確定安全性。
閉氣訓練的成效有兩大主導因素:訓練時的血氧飽和度,以及處於低氧狀態下的時間。
您會發現在練習過程中血氧濃度會隨著時間強度增加而下降,剛開始練習可能下降幅度不明顯,耐心訓練幾天後就能開始看到血氧變化,人體對於缺氧的耐受度還會因個人意志力而有所不同,我們所操作的訓練要確定血氧濃度不可低於80%。
持續步行1分鐘,輕輕吐氣後捏住鼻子閉氣。
邊走路邊閉氣,直到中度或強度缺乏空氣。
請記得自己走的步數。
鬆開手,恢復吸氣,「短促呼吸」15秒,讓呼吸恢復正常。
繼續步行30秒,全程保持鼻呼吸,輕輕吐氣後捏住鼻子閉氣。
重複步驟2~4,8~10次。
操作這項練習有個重點,就是要以意念盡可能的放鬆肌肉,身體壓力減輕後能夠閉的更久。
藉由記著步行的次數,我們可以量化進步的成效,厲害的人一次可以走80~100步。
高階練習:模擬高地訓練先步行1分鐘左右。
輕輕吐氣後捏住鼻子閉氣,走40~60步,或是直到中度/強度缺乏空氣。
第一次閉氣結束後,接下來每次閉氣走5~10步,方式如下。
小小「吸」一口氣到肺部。
接著再閉氣走5~10步。
小小「吐」一口氣,然後閉氣再走5~10步。
繼續走路和小小吸、吐,吸進的空氣量大約是平常的1/10。
隨著缺乏空氣的程度漸強,呼吸肌的收縮也會變明顯,面對越來越想呼吸的衝動,請盡量放鬆身體。
如果缺乏空氣的程度過於激烈,或是血氧飽和度降到80%以下,請先休息,放鬆一下。
練習1~2分鐘。
除了上述的練習之外,好好觀照自己的呼吸、訓練閉氣,其實是可以無時無刻進行的。
透過呼吸練習,能提高人體對缺氧的耐受程度。
自從筆者讀完這本書後,每次騎機車停紅綠燈時,總會利用幾次時間練習閉氣,就如同日本傳奇武士宮本武藏的名言:「一切皆劍」對於訓練或目標信念的追求,原本就該融入生活、成為一種油然而生的態度。
劍道是如此,更何況是我們賴以維生的「呼吸」呢?期待這篇分享能夠帶給大家一點幫助,我們下次再見囉!
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