呼吸的科学

介绍［|］

呼吸良好的机制［|］

简要解剖回顾［|］

为呼吸解剖的更多信息，点击在这里，但简单地说，呼吸传导区由以下部分组成:^[1]

• 鼻腔
• 咽
• ［2］^[3]喉部把空气输送到肺部。

  呼吸肌是:^［4］

  • [3]

    呼吸的生物力学如何影响其他系统和器官?［|］

    ［|］

    其他器官和系统也受到呼吸生物力学的影响，包括心脏。心脏被包裹在隔膜中，并与隔膜一起运动，隔膜影响心脏的音调。[3]同样，当隔膜下降和上升时，心脏本质上是“微按摩”，这影响了它的压力感受器。^[3]［5］压力感受器是一种机械感受器，它能使人获得有关［6］

    心率变异性(HRV)也受到呼吸的影响。^［7］HRV指的是心跳间隔时间的变化。^[8]心率变异是健康、情绪和适应能力的重要指标。许多生理系统影响心律。高HRV通常是生理功能良好的标志，而低HRV预示着发病率和死亡率。低HRV在患有糖尿病的人中也更常见[8]^[9]

    腹内和胸内压［|］

    横膈膜与腹壁前肌共同作用，增加腹内压力，促进肠道蠕动、排便、排尿和分娩等过程。[10]

    如上所述，隔膜作为一个重要的泵。^[3]在[10]同样，脑脊液在吸气时被泵入大脑，在呼气时被泵回大脑。^[11]

    自制和语音质量［|］

    自制和音质也受到影响，因为它们构成了罐子的底部和顶部。[3]

    the的缩写形式[12]盆底肌(PFMs)与腹前外侧肌一起工作，成为呼气肌，呼气时收缩，吸气时放松。^[13]

    在歌唱中，横膈膜与音质的关系研究最为广泛，但研究发现，在发声过程中，横膈膜的共同激活可能会影响音质。^{［１４］[15]}呼吸训练被认为是声乐训练的主要因素。这个训练的重点是用横膈膜呼吸和控制吸入。^[16]

    肌肉骨骼系统［|］

    呼吸机制影响[17]例如，一个显著的相关性[3]此外，在横膈膜和各种肌肉骨骼疾病之间已经发现了明确的联系。例如，Finta及其同事最近的一项研究发现，膈肌强化与其他训练相结合，可能对慢性非特异性腰痛的治疗有益。^[18]同样，慢性踝关节不稳定与横膈膜收缩性改变之间的联系也已确立。^[19]

    呼吸良好的生理学［|］

    呼吸的主要目的是维持体内平衡，这是通过吸入氧气和呼出二氧化碳(CO)来实现的₂)。人体的正常pH值范围是7.35-7.45，平均为7.4。[20]身体的每个器官系统都依赖于这种pH值平衡。pH值由呼吸系统和肾脏系统共同调节。^[20]

    当呼吸与身体所需的水平不匹配时，体内平衡就会被破坏。由于pH值保持稳定至关重要，CO的水平₂血液中的PaCO₂)将根据需求增加或减少。^[3]

    • 当评估[3]
    • 患者通常会报告有空气饥饿的感觉(即无法获得足够空气的感觉)。使用脉搏血氧仪可能是有用的，因为呼吸模式障碍患者的读数通常高于正常水平的96-98%饱和度。这一结果将有助于证明他们在休息时呼吸过度，而不需要更多的氧气。如果饱和度读数低(小于94%)，则必须考虑肺功能方面的其他原因^[3]

    帕科₂水平在我们的呼吸中起着关键作用。PaCO的正常静息水平₂是40毫克汞(mmHg)帕科₂是呼吸频率和深度的主要驱动因素。^[3]

    通常，PaCO会发生较大的变化₂由此产生的pH变化由氢离子缓冲系统控制。如果没有这个系统，即使是短暂的呼吸暂停也会因高碳酸血症(血液中高浓度的二氧化碳)而导致死亡。^[21]然而，呼吸中枢对一氧化碳更为敏感₂比氧含量高。如果pH值变酸(即PaCO)₂减少)，中枢和外周化学感受器会通过支气管扩张和缺氧血管收缩刺激呼吸驱动。这会增加CO₂清除和改善通气/灌注匹配。^[21]

    PaCO的增加之间有密切的关系₂肺泡通气。虽然存在个体差异，但PaCO每增加1 mmHg，分钟通气量大约增加1至4 L/min₂。^[21]然而，在高氧状态下，CO₂灵敏度会降低。相反，在缺氧期间(组织中缺乏氧气)，它会增加。因此，当我们呼吸过度(高氧)时，身体对高碳酸血症不那么敏感，只有中枢化学感受器会对增加通气做出反应。^[21]

    呼吸过度/换气过度会导致低碳酸血症(血液中二氧化碳减少)。当低碳酸血症是轻微的，它往往不会对健康人产生重大影响，但低碳酸血症的常见体征/症状包括:^[22]

    • 感觉异常
    • 心慌
    • 肌痛的痉挛
    • 癫痫发作

    然而，低碳酸血症确实有可能引起各种病理过程:^[3][22]

    • 大脑动脉收缩，导致头晕、脱离和思维清晰度下降等体征和症状。^[23]PaCO每降低1mmHg₂大脑血流量会减少2%。^[3]［24］降低5mmHG会导致血流量减少10%，这可能会产生重大影响。^[3]最初，血液流向负责计划、逻辑和思考的大脑皮层。之后，触发原始反射的区域将受到影响，包括杏仁核，它在恐惧反应和战斗或逃跑反应中起着关键作用。^[25][3]
    • 血红蛋白对氧气的吸收被改变。在最佳呼吸状态下，氧气和血红蛋白很容易附着和释放(称为玻尔效应)。请看下面的视频)。然而，在呼吸过度期间，当一氧化碳₂水平降低，氧气和血红蛋白附着，但不会轻易分离。^[26]这解释了呼吸模式功能障碍患者脉搏血氧仪显示的100%饱和度读数。
    • 氧对血红蛋白的亲和力增加导致外周组织(脑、心、肝、肾)的氧释放受损。^[26]它还会导致周围(即手、脚和嘴)的血流量减少，神经组织和神经突触的活动增加。^[3]

    ^[27]

    • PaCO的减少₂会导致钙和镁的失衡，这将增加痉挛和疲劳的可能性。^[3]
    • 同样，低水平的一氧化碳₂在血液中影响乳酸缓冲。这通常出现在患有肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征(ME/CFS)、慢性疲劳或病毒后疲劳的个体中。乳酸是运动的副产品，通常，由于碳酸氢盐缓冲系统，它很容易被去除。然而，在慢性过度通气综合征患者中，碳酸氢盐缓冲液耗尽。因此，它们会迅速积累乳酸，导致肌肉疼痛。因此，患有慢性疲劳或病毒后疲劳的患者应评估呼吸模式功能障碍，目的是恢复休息时的良好呼吸模式。^[3]

    低碳酸血症的所有这些症状对患者来说都是令人担忧的，会导致进一步的压力。

    慢性呼吸过度与相关的慢性一氧化碳消耗的影响₂,包括:^[3]

    • 呼吸困难与实际健康状况不成比例
    • 战斗或逃跑的状态，释放儿茶酚胺
    • 由于碳酸氢盐缓冲液的消耗而导致的乳酸积聚

    呼吸良好的心理生理学［|］

    自主神经系统［|］

    的[28]^［29］一般来说，SNS的激活会导致活动和注意力的增加(即战斗或逃跑反应)。[28]相比之下，PNS是休息和消化系统。它可以降低心率和血压，重新启动蠕动和消化。与SNS不同的是，SNS可以支配身体的大部分组织，包括肌肉骨骼系统，而PNS只支配头部、内脏和外生殖器。^[28]

    休息时良好的呼吸模式(即鼻子呼吸，低而慢的模式)会激活PNS。^[3]如果这种静息呼吸模式被打乱(即呼吸量增加，呼吸频率增加和调节失调)，SNS将占主导地位。

    PNS和SNS在全天的体内平衡中都起着关键作用，但由于呼吸过度而长时间保持SNS状态会产生负面影响，导致耗竭、疲惫和肾上腺衰竭。^[3]

    ［|］

    的[3]它是…的一部分[30]杏仁核有助于调节焦虑、攻击、恐惧条件反射、情绪记忆和社会认知。它对获取/巩固记忆也有调节作用，从而导致情绪反应。^[30]

    ^［31］

    当个体不能有效呼吸时，他们的杏仁核就会被激活，他们就会变得被动。重要的是要记住，当我们呼吸最佳时，大脑将被充分充氧，适当的血液流经[3]

    有意识地降低呼吸频率可以抵消这种影响，抑制杏仁核的活动，提高理性和逻辑思维。因此，当重新训练呼吸时，重点是延长呼吸结束时的停顿时间。扩大反应和响应之间的差距有时足以减缓系统的速度。这使额叶皮层能够重新参与并防止过度反应。因此，这种呼吸技术是帮助自我调节的一个重要工具，以及对抗压力、焦虑和增强理性决策。^[3]

    疼痛和呼吸［|］

    疼痛感知的改变与呼吸有关[32]而无效的呼吸可能会导致血压下降[3]慢性疼痛和慢性换气过度经常共存。^[33]这可能与疼痛的神经化学和生物力学有关。^[3]疼痛通常会导致呼吸频率加快。此外，腹部或盆腔疼痛的患者经常用夹板夹持腹肌，导致上胸部呼吸困难^[33]他们经常会感到肌肉紧张/紧绷。然而，呼吸顺畅的人往往表现出更大的灵活性。^[3]

    正常呼吸方式［|］

    休息时正常的呼吸方式是鼻/腹呼吸。一生中正常的静息呼吸速率变化:[3]

    • 婴儿每分钟呼吸35 - 58次
    • 幼儿每分钟15-22次
    • 青少年每分钟12-16次
    • 一旦肺部在22岁左右停止生长，成年人的呼吸频率为每分钟10-14次

    在评估呼吸模式时，评估常规运动也很重要。呼气应该比吸气稍长，呼气结束时应该有轻微的停顿。这种模式对维持体内平衡和ph至关重要。如果这个比例发生变化，SNS就会被触发。^[3]

    是什么导致了这种模式的改变?［|］

    导致呼吸模式失调的原因有很多。

    张口呼吸［|］

    口呼吸在呼吸模式障碍患者中很常见。众所周知，它会引起各种症状，包括:白天嗜睡、头痛、躁动和夜间遗尿、疲劳、食欲不振、磨牙、学校问题、学习缺陷和行为问题[34]，比如多动症，以及[35]

    如果你注意到病人用嘴呼吸，要考虑他们的鼻子是否被堵住了(例如鼻子断了吗?他们有慢性鼻炎吗?)还是一种习惯?

    如果幼儿用口呼吸，必须确定原因(例如扁桃体/腺样体引起阻塞)。^[3]这种模式会对幼儿的口筋膜结构产生重大影响。^[36][3]

    环境因素［|］

    考虑环境和生化触发因素。众所周知，长时间呆在炎热潮湿的房间里会改变呼吸。[3]同样，对湿热空气的过度换气已被证明会导致哮喘患者短暂性支气管收缩^[37]变应性鼻炎患者的咳嗽反应和喉咙刺激。^[38]

    荷尔蒙因素［|］

    女性的呼吸频率随着激素周期的变化而变化。黄体酮是一种呼吸兴奋剂，在排卵期后达到高峰。这可能导致PaCO减少₂的水平。这些水平在怀孕期间进一步下降。[33]

    发烧/病毒感染［|］

    人体热疗会引起各种热调节反应，包括出汗、皮肤血管舒张以及通气增加。这减少了动脉PaCO₂压力。[39]

    高度［|］

    高海拔也会导致失衡，导致呼吸过度。研究发现，损伤程度或症状与低碳酸血症程度的关系最为密切，而不是与缺氧程度的关系。[22]如果一个人已经有呼吸模式障碍，他们通常会在高海拔地区出现更多症状。^[3]当海拔升高时，空气密度、湿度和温度都会降低，这反过来可能导致气道反应性，以及人的通气和肺血流动力学的变化。^[40]

    咖啡因/药物［|］

    过度使用娱乐性药物或咖啡因会影响呼吸。这些物质是兴奋剂，也是引起恐慌的原，会引起恐慌发作和焦虑。体内的主要致病菌是一氧化碳₂还有乳酸。因此，即使在没有压力的情况下，CO的减少₂会引发恐慌。[3]

    笑声/谈话［|］

    如果一个人患有一氧化碳，笑也会引发症状和体征₂不宽容，如能说很多话。[3]

    压力、焦虑和疲劳［|］

    压力、焦虑和疲劳都可以通过自主神经途径加剧或加剧呼吸模式紊乱。同样，无聊、抑郁、习得性反应、错误归因、痛苦、虐待史和创伤史都可能产生重大影响，所以这些都是主观历史中需要考虑的重要问题。[3]

    预先存在的条件［|］

    器质性疾病也会导致呼吸模式紊乱，包括滴鼻液后、鼻炎、[41]^[33]因此，这些情况可能与呼吸模式障碍一起存在。此外，如果呼吸模式得到改善，患者可能会体验到生活质量的改善，并减轻其原始状况的一些症状。^[3]

    电子邮件呼吸暂停［|］

    有趣的是，目前有一种“电子邮件呼吸暂停”或“屏幕呼吸暂停”的趋势。当人们在阅读电子邮件或使用笔记本电脑/电脑/平板电脑时屏住呼吸就会发生这种情况。在一天的过程中，这会导致氧气水平降低，导致窒息发作。[3]

    重要的是要注意:在上面讨论的所有情况下，改变呼吸模式只需要24小时就能成为习惯。因此，一个人可能会从病毒中恢复过来，搬到不同的环境，减轻压力水平或咖啡因等，但呼吸模式功能障碍仍然存在。^[3]

    物理治疗师的关键管理方法［|］

    为了重新训练呼吸，有必要教育病人关于过度呼吸的影响。物理治疗师必须通过重新训练患者的呼吸模式(即以轻松的方式低鼻息和缓慢呼吸)来帮助患者打破功能失调的呼吸循环。

    二氧化碳恢复力［|］

    呼吸再训练的一个方面侧重于改善CO₂韧性使PaCO₂水平可以稍微增加/减少而不会引发症状[3]。例如，如果患有呼吸模式障碍的个体暴露于上述触发因素的组合(例如，炎热，潮湿的房间，海拔，需要大量交谈，摄入咖啡因)，她/他可能会出现与CO减少相关的症状₂水平(呼吸困难，大脑血流量减少，发麻，麻木，肌肉紧张等)。然而，如果这个人的大脑中有良好的缓冲或有弹性的二氧化碳受体，那么他/她出现症状需要更多的时间。^[3]

    关键是要让你的病人了解这些触发因素，以及与过度思考和情绪因素相关的触发因素，这样他们就能更好地注意到可能引起症状的原因。^[3]

    总结［|］

    呼吸良好会影响我们所有的身体系统。呼吸的科学可以分为三个主要领域:

    • 良好呼吸的力学(即生物力学)
    • 正常呼吸的生理学(即生物化学)
    • 呼吸良好的心理生理学(或心理学)

    所有区域都是相互联系的，如果恢复良好的呼吸模式，将会有许多积极的改善，包括:[3]

    • 增强细胞活动，新陈代谢和参考文献［|］
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