DAY5.体育考研运动生理学段锐版课后习题推送!

深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更有效是因为能够增加肺泡通气效率，其生理本质是由于生理无效腔的存在。生理无效腔＝解剖无效腔+肺泡无效腔。

解剖无效腔：指的是人体吸入的气体部分潴留在鼻咽喉、气管、支气管等地方，因这些地方没有与气体发生交换的功能，所以将呼吸道的容积称之为解剖无效腔。肺泡无效腔：指的是进入肺泡的气体，因血流在肺部分布不均，部分气体未能与血流交换，这部分未发生气体交换的肺泡容量，称为肺泡无效腔。

潮气量：人正常呼吸时每次吸入或呼出的气量，一般为 500 毫升每次。肺泡通气量：指每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。肺泡通气量 =（潮气量-生理无效腔）× 呼吸频率

1.设潮气量 500 毫升，解剖无效腔容积 150 毫升，呼吸频率为 16 次/分。肺泡通气量为(500-150)×16=5600。

2.现将潮气量减倍为 250 毫升，解剖无效腔容积不变，呼吸频率加倍为 32次/分。肺泡通气量为(250-150)×32=3200。

3.现将潮气量加倍为 1000 毫升，解剖无效腔容积不变，呼吸频率减倍为 8次/分。肺泡通气量为(1000-150)×8=6800。

因为 6800＞5600＞3200，所以在一定范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高。因此，在运动时，当感觉难受时，比如四肢乏力，呼吸困难等，进行深而慢的呼吸，比浅而慢的呼吸效果好，这可以提高肺泡通气效率，使流经肺泡的血液携带更多的氧，从而为肌肉运动提供更多的能量供应，提高身体运动的能力；此外，深而慢的呼吸可减少呼吸肌做功，节省能量消耗，从而缓解运动性疲劳的发生。

深呼吸确实能有效缓解紧张情绪，其作用机制主要与自主神经系统的调节有关。当我们深呼吸（尤其是腹式呼吸）时，会激活副交感神经系统，促使身体从应激状态切换到休息放松模式。这种生理变化会降低心率、血压和皮质醇水平，同时增加α脑波活动，从而产生镇静效果。

研究显示，有意识地放慢呼吸频率至每分钟 4-6 次（吸气 4 秒-屏息 2 秒-呼气 6 秒），能显著降低焦虑水平。这种简单易行的技巧之所以有效，是因为它同时作用于生理和心理两个层面，既缓解了身体的应激反应，又通过注意力转移缓解了焦虑。

原因一：由于上肢、及肩带都有一定重量，相对呼吸肌做功，这些负重属于累赘。双手扶膝可以使胸部和上臂的肌肉远固定，有利于呼吸肌的发力，能协调呼吸，使在比赛中重复使用和处于紧张状态的肋间肌和膈肌解除紧张，缓解疲劳，增大胸廓幅度，使呼吸更顺畅。

原因二：上体前倾的姿势使血液循环阻力减小，增加了循环血液的气体交换能力，有利于代谢产物（如乳酸）的清除，有利于机体能力的快速恢复。

所以运动员多采用双手叉腰、或者微曲腰部，双手支撑膝关节的动作，都是达到减小上肢及肩带对呼吸肌的负荷，从而有利于更轻松的进行深呼吸，增加氧气的摄入，缓解呼吸肌疲劳和加快机体恢复。

呼吸系统会限制运动表现，尤其是在高强度或长时间运动中。其主要原因在于氧气供应和二氧化碳排出的效率。运动时，肌肉对氧气的需求急剧增加，而呼吸系统的通气量（每分钟吸入的空气量）存在生理上限。当运动强度超过有氧代谢能力时，呼吸系统可能无法及时输送足够的氧气，导致无氧代谢占比增加，引发乳酸堆积和疲劳。此外，呼吸肌（如膈肌和肋间肌）在剧烈运动中也会消耗能量，可能间接影响其他肌肉的供能。

另一方面，呼吸系统的限制还与个体差异有关。未经训练者的肺活量和通气效率通常较低，可能更快达到呼吸极限。而经过训练者通过增强呼吸肌力量、提高肺活量和气体交换效率，可以延缓疲劳，从而提升运动表现。因此，呼吸系统的适应能力是影响运动耐力的关键因素之一。

耐力训练对个人的呼吸机能和意志品质均有显著影响。

从生理层面看，长期耐力训练能显著提升呼吸系统功能，表现为肺活量增加、肺通气效率提高、呼吸肌力量增强以及氧气利用效率提高，这是因为持续的有氧运动促使肺泡扩张、毛细血管密度增加，从而改善气体交换能力。

心理层面而言，耐力训练通过反复突破身体极限的过程，能有效培养坚韧不拔的意志品质，训练者在面对疲劳和不适时学会坚持与自我调控，这种抗压能力的提升会迁移至日常生活和工作中。

两者之间存在双向促进作用：呼吸机能的改善使个体能够承受更长时间的运动负荷，为意志品质的培养提供生理基础；而坚强的意志品质又能激励个体持续进行训练，进一步优化呼吸功能。

运动训练引发的骨骼肌适应（如毛细血管密度增加、线粒体功能增强等）虽能显著提升肌肉利用氧的效率，但当前研究普遍认为这些外周适应对提高最大摄氧量（VO2max）作用有限。

VO2max 主要受制于心血管中枢的氧运输能力，包括心输出量、血容量和红细胞总量等指标，而健康个体的骨骼肌氧利用能力通常是氧运输能力的 2 倍，因此长期训练导致的外周适应更侧重于改善次最大强度运动时的代谢效率（如脂肪氧化比例提升、乳酸堆积减少），而非直接提高 VO2max 的峰值。

值得注意的是，对于高水平运动员而言，当心肺功能达到极限时，肺气体交换效率可能成为次要限制因素，但这种情况在普通人群中极为罕见。当前学界更强调通过高强度间歇训练（HIIT）等针对性方案直接刺激心血管系统，而非依赖骨骼肌适应来突破 VO2max 的生理瓶颈。

经过长期的运动训练后，人体深吸气量、补呼气量和肺活量可得到明显提高。

耐力训练会减少亚极量运动期间的通气量。这种训练效果可能是由于骨骼肌的有氧能力提高，导致 H +的产生减少，并减少来自工作肌刺激呼吸的传入反馈造成的。

无氧阈（AT）产生的真正原因并非缺氧，而是肌细胞有氧供能能力达到极限时，无氧代谢开始占据主导地位的生理转折点。研究表明，在亚极限运动强度下，肌肉组织产生乳酸的过程中并不存在缺氧现象，而是因为线粒体氧化磷酸化效率无法满足能量需求，导致糖酵解途径被激活。这一机制表现为血乳酸浓度从稳定状态（约 2mmol/L）突然上升至 4mmol/L 以上的临界点。

现代运动生理学认为，无氧阈本质上是机体从有氧代谢向无氧代谢过渡的代谢转换点，其发生与呼吸系统氧摄取无关，而是由肌肉组织对氧的利用能力决定。

因此，运动训练可通过提高线粒体密度和酶活性来提升无氧阈强度，从而延缓乳酸堆积。

武术中的"气沉丹田"是指通过特定呼吸方式与意识引导，将气息下沉至脐下三寸的丹田区域（小腹部位），以增强身体稳定性和发力效率的技法。其本质是运用逆腹式呼吸使横膈膜下沉，配合形体调控（含胸拔背、沉肩坠肘等）形成的内气运行方式，在生理上表现为植物神经系统调节与气血循环改善。现代运动生理学认为，这实质是通过呼吸肌协调收缩引发腹腔压力变化，进而优化核心稳定性的生物力学过程。

实现"气沉丹田"需分三步训练：首先采用自然桩站立放松全身，掌握基础腹式呼吸；继而过渡到逆腹式呼吸，吸气时收腹提肛使横膈膜上升，呼气时小腹外凸使内脏下沉；最终结合动作练习，保持虚领顶劲、松腰落胯的身法要求，通过腰脊旋转带动气机下沉。该技法能显著提升运动中的呼吸效率，其科学机理在于通过膈肌-盆底肌协同收缩增强腹内压，从而优化躯干刚性与能量传导。

正念冥想时建议采用腹式呼吸，主要因其与浅层的胸式呼吸相比能更有效地激活副交感神经系统，从而帮助练习者快速进入放松状态。腹式呼吸通过缓慢、深长的吸气使横膈膜下沉，充分扩张肺部下叶，这种呼吸模式能直接刺激迷走神经，降低心率与血压，为冥想创造理想的生理基础。研究显示，持续练习腹式呼吸还能增加前额叶皮层α波活动，显著提升专注力和情绪调节能力。

图文｜小林学姐

撰稿｜小周学长 小郑学哥

排版｜小许学长

一审一校｜小唐学长

二审二校｜小周学长

终审定稿｜体育考研学哥