運動生理學網站　跑步時的呼吸調節

運動生理週訊(第二期)

跑步時的呼吸調節(April 16, 1999)

王順正

　　呼吸的主要目的，在提供人體的氧氣需求與排除體內多餘的廢氣。人體安靜休息時，每分鐘約呼吸10至12次，每次呼吸的量 (潮氣量) 約 500ml，也就是說，人體在安靜時的每分鐘呼吸交換量約5至6公升。儘管每分鐘吸入體內的氧氣多達1000至1200ml，但是70公斤成人每分鐘使用的氧氣則只有 300ml左右。人體最大運動時的換氣量可以達每分鐘 100公升 (約安靜時的20倍) ，但是人體的最大氧氣攝取量(maximal oxygen uptake) 則只有每分鐘3000ml。這種呼吸交換量增加，氧氣使用率反而降低的現象，似乎說明了呼吸並不是人體耐力運動表現的主要限制因素。

　　儘管呼吸的氧氣交換量(外呼吸)比身體組織的氧氣交換量(內呼吸)還多，但是對於呼吸循環系統而言，不管是肺部的氣體交換、心跳率、心臟每跳輸出量、人體的血流分佈或靜脈的回流等，都不是可以由意識控制的人體運動生理變項。唯有運動時的呼吸方式，才是可以由意識控制的運動生理反應，因此，適當瞭解跑步時的正確呼吸概念，也是相當有幫助的運動生理知識。

1.跑步速度與呼吸交換量

　　經常有人提出跑步時，隨著步伐「2吸1呼」、「2吸2呼」或其它節奏調整的呼吸頻率(次數)概念。這種不考慮呼吸交換量大小的原則性說詞，是相當錯誤的跑步呼吸調節概念。事實上，跑步的快慢與呼吸交換量成正比。人體在不同速度下跑步時，每分鐘的呼吸交換量可能相差達10倍以上，儘管跑步步伐的快慢也會改變呼吸的次數(頻率)，但是，絕對不要以為單一個呼吸節奏，就可以完全代表跑步的呼吸調節。人體跑步時的呼吸調節會受到跑步速度的顯著影響，儘管兩人以相同的速度一起跑步，兩人的最佳呼吸節奏(深度與次數)也會有所差異。

2.影響肺部氣體交換量的因素

　　人體肺部的氣體交換受到呼吸頻率(次數)、呼吸深度(潮氣量)與死腔大小的影響，因此，到底跑步時要增加呼吸的頻率或深度，做為運動時增加呼吸交換量的依據？這個問題的解釋與死腔大小有關。

　　所謂死腔代表人體口、鼻、咽喉、氣管與支氣管等氣體通路(約 150ml)，當吸入的空氣通過這些空間時，會保留下死腔大小的空氣量，不會進入肺部進行氣體交換，因此，儘管安靜休息時的每次呼吸量約 500ml，但是真正進入肺部進行氣體交換的空氣量只有 350ml，如果以每分鐘10次的呼吸次數計算，人體安靜休息時的真正肺部氣體交換只有3500ml。增加呼吸的深度(每次吸入的空氣量)，可以顯著降低死腔的影響，達成增加肺部氣體交換量的目的。特別是隨著跑步速度的增快，死腔也會顯著增加，如果只以呼吸頻率的改變來調節，那麼肺部的氣體交換效率就不會提昇，不利跑步時的氧氣增加需求。

3.以口或鼻呼吸

　　如何增加呼吸的深度？是進行跑步呼吸調節的重點。基本上來說，當跑步的速度不是很快，人體的氧氣需求量還不高時，以鼻吸氣、口吐氣的方式，可以獲得比較自然的換氣調節。此時跑者應盡可能增加鼻子的吸氣深度、降低呼吸的頻率，以便獲得較佳的肺部氣體交換效率。當跑步的速度加快後，吸氣的深度可以再增加，呼吸的頻率也會慢慢提昇，若以鼻子吸氣的節奏無法達成肺部氣體交換的需求 (感覺必須以口幫忙吸氣) 時，表示跑步的速度已經太快，此時放慢跑步的速度，顯然比調節呼吸深度或頻率還來的重要 (呼吸交換量急遽增加，代表無氧代謝增加) 。

4.胸式或腹式呼吸

　　以肋骨與胸骨上提擴張胸腔，達成氣體進入肺部的呼吸方式，稱為胸式呼吸。肋骨與胸骨不動，以橫隔膜下縮造成胸腔擴張 (腹部突起) ，達成氣體進入肺部的呼吸方式，稱為腹式呼吸。事實上，腹式呼吸就是所謂「氣入丹田 (下腹部) 」的呼吸調節方式，也是達成增加呼吸深度的有效手段。跑步時採用腹式呼吸的方式來調節，可以顯著提升肺部的氣體交換效率。