浅谈呼吸训练在体育运动中的相关研究与进展

李超凡 李超成

摘  要：呼吸训练（respiratory training）是一种新兴的训练手段，最初来源于康复治疗领域，属于人体脊柱的解剖学和生理学范畴，在20世纪90年代初期，欧美的一些康复治疗专家发现呼吸训练对维持人体躯干肌群力量和身体平衡稳定等方面具有较大的影响，便把有关呼吸肌群训练的康复治疗的手段逐渐推广到了体育运动领域。随着身体功能性训练的不断发展，如今核心训练作为身体功能性训练的重要组成部分也被诸多学者所追捧，然而作为核心训练的关键环节呼吸训练却少有学者研究。近年来，随着神经肌肉系统训练、本体感受性训练以及运动链理论的提出，许多人发现呼吸训练与核心力量训练之间具有很强关联性，在进行核心训练同时配合相应呼吸训练，运动员的身体姿势、脊柱的稳定及运动能力也会大大增强。通过概述呼吸训练的相关理论和研究进展，为丰富身体功能训练理论及运动训练学研究提供新的思路与参考。

关键词：呼吸训练  身体功能训练  核心训练  运动损伤  动作表现

中图分类号：G808                                  文献标识码：A                        文章编号：2095-2813（2020）03（a）-0016-03

1  呼吸训练的起源与发展

呼吸训练起初只在临床医学和康复领域进行研究，主要通过呼吸改善患者呼吸道和肺功能障碍以及脑部疾病的医学应用和研究。近年来随着运动医学和身体功能训练的不断发展，相关学者发现呼吸训练在改善患者身体姿势，保持躯干稳定，预防运动损伤方面具有重要意义，于是逐步在运动康复和体能训练中推广开来。呼吸表示着人们生命的起点与终点，是一种基本的生理过程。呼吸如何产生，怎样反应与运动，在不同负荷强度下呼吸将会产生怎样的变化，这些问题依然值得去深究。许多人觉得呼吸的作用仅仅只是提供氧气，但呼吸不单单只是为了氧气的供应，特别是在高强度运动中，呼吸可能对运动表现产生不同程度的影响。近年来核心训练做为体育领域一个重要研究热点，从以往研究來看核心训练过多放在运动员核心力量和核心稳定性训练的训练手段上，例如简单的核心表层肌肉力量训练和通过不稳定的悬吊训练刺激神经系统的训练等。而呼吸功能训练却少有研究。作为核心训练的重要调节子系统，呼吸训练在核心训练中扮演着重要角色，事实上在高强度训练中，由于神经肌肉的疲劳，中枢神经系统的反应延迟，同时呼吸也愈发变得困难。在大强度的训练和比赛中氧气的供应显然已成为呼吸的一个次要目标，而此时呼吸的重点会转移为抑制训练代谢产物，即二氧化碳的产生。呼吸的这种作用在高强度训练和比赛中对于延缓疲劳至关重要。因此呼吸训练不仅在临床医学和运动康复中具有重要影响，同时在运动训练和身体功能训练中也扮演着十分重要的角色。

2  呼吸训练相关肌肉的功能概述

呼吸肌肉是环绕脊柱、胸廓周围的浅层与深层的骨骼肌组合。我们平常肉眼可见的腹肌、胸锁乳突肌等都是呼吸肌;依据肌肉作用方式的不同我们把它分为呼气肌和吸气肌2种。扩张胸廓的肌肉为吸气肌，主要有膈肌、肋间肌、斜角肌和胸锁乳突肌等诱导吸气运动;压缩胸腔的肌肉为呼气肌，其中人们了解最多且最明显的“六块腹肌”即腹直肌、腹横肌、腹内斜肌和腹外斜肌等诱导呼气运动。这些肌肉与其他所有骨骼肌基本结构都完全相同，它们相互协调，促使胸廓扩张或收缩。从呼吸模式上看，呼吸主要表现在肺部空气的吸入与排出，其中根据胸腹区域扩张情况可以将呼吸模式分为胸腔呼吸、腹腔呼吸和胸腔与腹腔混合呼吸3种呼吸方式。3种不同的呼吸模式都将分别应用到日常生活、训练和比赛中，人体会根据运动强度和环境适当调整呼吸的模式。膈肌作为主要的吸气肌，它是分隔胸腔和腹腔的一层圆顶状肌肉。当膈肌收缩时能同时使下侧肋骨向上，向前运动，从而增大胸腔容量，另外当膈肌向下运动进入腹腔时，它能增加腹内压，并辅助腰腹部肌肉稳定脊柱。颈部和躯干部位的肌肉如一些吸气肋间肌和斜角肌、胸锁乳突肌等这些肌肉不仅具有稳定肋骨轮廓、使其更加坚硬以外还可以产生躯干的扭转运动。而位于躯干表层的腹部肌群和脊柱稳定肌如腹直肌、腹外斜肌、腹内斜肌和多裂肌等它们使腹壁呈现肌肉外形的骨骼肌是主要的呼气肌，这些肌肉在实际体育运动中扮演着重要角色，当它们收缩时会向下拉低肋骨的边缘，同时压缩腹腔间隔并增强腹内压，压力增长使膈肌向上推动进入胸腔，产生呼气。呼吸肌作为人体重要的骨骼肌，其肌纤维结构与人体四肢肌基本无异，运动时呼吸的深度，频率都会影响运动员在赛场上表现，研究了解呼吸肌基本功能及原理有利于今后训练更加系统和科学。

3  呼吸训练与核心训练的关系

关于核心区的概念，目前世界上还未形成统一的认识，但观点都基本相似。国外学者把“核心”定位于“腰椎—骨盆—髋关节”周围，国内学者大多认为核心存在于人体的重心周围，如我国传统武术中所谓的“丹田”，但大多数研究基本上都将核心区域概括为膈肌以下和盆底肌以上的中间区域，具体包括腰椎、骨盆、髋关节周围形成的整体结构以及周围包含的神经、肌肉、肌腱、骨骼和呼吸系统。核心是一个笼统的概念，从训练学角度出发，核心训练包括核心力量训练和核心稳定性训练2个部分。核心力量训练主要是通过多种训练手段强化核心区域的肌肉的力量，是肌肉组织通过收缩力和腹内压力产生力的能力。而核心稳定性训练则是通过控制躯干在骨盆上的位置和运动，以便在综合体育活动中实现最佳生产，转移和控制力量和运动到终端部分的能力。核心力量和核心稳定性是2个不同的概念，但两者并不矛盾，足够的力量和稳定性在日常和运动中是重要的，它可以使身体发挥最佳功能，且具有足够的稳定性和力量可以增强运动表现。已有研究表明在高强度训练中当运动员的疲劳程度增加时，中枢神经的控制和反映会减慢，呼吸也会变得愈加困难，此时核心区域对整个人体姿势的控制和力的传递将大大减弱，运动员在赛场上的运动表现也会受到极大影响。高强度训练比赛中，呼吸是影响运动员超长发挥的重要限制性因素。随着训练强度增加，呼吸也将变得急促，此时过多的吸气会导致膈肌的疲劳，同时将使身体末端的血液循环集中到呼吸肌上导致整个躯干部呼吸肌的疲劳感增加最终影响躯干的姿势稳定。呼吸训练主要是通过调节运动过程中呼吸的节奏和膈肌收缩的频率来增加腹腔的压力保证脊柱和骨盆的稳定从而达到控制核心稳定的效果。本质上讲呼吸训练与核心训练紧密相连，核心的稳定、力的传导依赖于脊柱的刚性，而脊柱的刚性又与腹腔内压密切相关。腹腔内压的形成主要与核心区整体结构有关，在整个核心区中膈肌作为盖板在核心区的顶部，前后分别由腹部、背部和臀髋部肌群围成“缸壁”而底部由盆底肌作为缸底，如此使整个核心区形成一个封闭的“气缸”。在整个稳定结构中膈肌扮演着至关重要的角色，如果膈肌异常整个核心区的稳定结构也将受到影响。因此膈肌收缩的频率和膈肌的力量水平又与运动时呼吸的强度和呼吸的频率有关，如何有效在运动中保持高效率的呼吸节奏和呼吸频率，是呼吸训练在运动训练中重要的研究方向，也是核心训练的重要内容。

4  呼吸訓练与运动损伤的关联性研究

在运动过程中，躯干部位的肌肉组织能帮助我们维持身体基本姿态，而呼吸肌是保证人体维持姿势和脊柱稳定的重要结构。如果整个核心区域稳定结构缺失，人体躯干部的整个脊柱、骨盆也将发生偏移，损伤也就随之发生。核心区作为一个密闭的刚性结构，上下分别为膈肌和盆底肌，前后是背肌和臀髋部肌肉。作为唯一能在运动中随着呼吸而产生位移的肌肉，膈肌的收缩力量和疲劳程度将大大影响着核心区域的稳定。而膈肌收缩力量和疲劳程度将在一定程度上影响着整个腹内压系统，因为腹内压是保持身体脊柱稳定的重要因子。如果腹内压失衡，人体在整个脊柱阶段的排列顺序和骨盆的位置必将发生改变。

人体在运动过程中，重心会随着运动的节奏发生变化，此时大脑会命令中枢神经系统先下达身体稳定的指令，当动作发生后，再透过感受器提供更多讯息来修正姿势。姿势的调整与前馈机制密切相关，但身体对前馈肌肉的控制能力，可能会因疼痛或长时间姿势不良而大大降低。前馈机制的执行受腹内压影响，当腹内压系统失调，就会造成身体各处肌肉神经系统、肌肉张力、关节压力等失衡，前馈机制的效应也将受到影响。相关研究表明慢性下背痛的发生与前馈机制有很大的关联，在整个呼吸环节中，膈肌作为重要的呼吸肌，它会优先于腹部其他肌肉进行收缩，当膈肌功能活化不足甚至出现异常时，会造成腹部其他肌肉的收缩失调使深层核心肌群，如腹内斜肌、腹横肌肌张力减小，最终影响整个腹内压的调节，导致脊柱刚性的降低。当脊柱稳定性失去控制，骨盆的位置会发生变化;引发骨盆的前倾和后倾，从而增加两侧腰方肌的代偿，最终导致下背部的紧张和疼痛。

5  呼吸训练对提升运动表现影响的相关研究

呼吸训练一直以来都是在康复和医学领域广泛研究，近几年来随着功能训练的盛行，呼吸训练在体育领域才逐渐引起越来越多的关注。呼吸训练对运动员运动表现影响主要集中在2个方面因素上：第一个方面是呼吸时的自我感觉，第二方面是吸气肌代谢反射激活对运动表现的影响。前者是当运动强度增大时呼吸肌疲劳所导致的运动费力感增加，从而造成运动员本身呼吸频率加快和费力感的提高;后者则是当吸气肌代谢加快减少了肢体的血液流动，加速四肢疲劳并加重四肢与整个身体的费力感。国外研究表明在诸如马拉松、铁人三项等项目运动中，呼吸肌会出现疲劳现象，呼吸肌功能受损可能会影响运动能力[1]。另外在国外学者相关研究中已经证实，呼吸训练后运动能力在不同程度上提高了25%～50%左右[2]尽管在呼吸训练对提高运动表现的机制还不明确，但呼吸训练后运动能力较之前相比有不同幅度增长，这说明呼吸训练对运动表现的发展是有影响的，这其中主要原因可能是：通过呼吸训练能阻止或延迟运动中呼吸肌的疲劳和呼吸频率，从而有效减少呼吸肌募集，提高呼吸肌的工作效率，使运动中呼吸肌的血流量减少。另外通过呼吸训练能使呼吸肌做工频率降低，减轻吸气肌（膈肌）与下肢运动肌之间的血流竞争，使下肢肌血流量增加，延迟下肢的疲劳[3]。最后呼吸训练还能使膈肌更加有效地利用运动中产生的乳酸作为能源物质，从而减少乳酸堆积，减缓运动疲劳，提高运动表现[4]。呼吸训练不仅可以提高呼吸肌功能，保持脊柱段的稳定，同时还可以改变呼吸通气效率，降低通气量以及运动中呼吸困难感降低，从而增强运动能力[5]。虽然目前对于呼吸训练对特定运动项目的影响还有待研究，由于呼吸训练方式的不同它对呼吸肌的功能影响也就会有差异，即使当训练过程中采用相同的训练方式，但是因不同项目的特点，呼吸训练的强度、持续时间、频率的不同也会影响运动表现。因此，尽管这些研究中呼吸训练后运动能力有所提高但很难判定这种提高是因为呼吸训练而引起的运动成绩和水平的增长。呼吸训练是否对提升运动表现和特定运动项目机能还需要在今后的研究中不断进行验证和考察，但有一点是可以肯定的就是呼吸训练可以提高呼吸肌能力。这也为今后身体功能训练研究提供了一个新的研究方向。

6  结语

作为身体功能训练的重要内容，呼吸训练对提高运动员身体核心区的力量与稳定性具有重要作用，虽然呼吸训练在运动表现中的作用机制还尚不明确，但这也为今后身体功能训练的研究提供了一个全新的研究方向。

参考文献

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[2] Gething AD， Willians M， Davies B.Inspiratory resistive loading improvescycling capacity： a placebo controlled trail[J].Br J Sports Med，2004（38）：730-736.

[3] Edwards AM， Wells C， Butterly R.Concurrent inspiratory muscle andcardiovascular training differentially improves both perceptions of effort and5000 m running performance compared with cardiovascular training alone[J].Br J Sports Med，2008，42（10）：523-527.

[4] Fleck S.Detraining： its effects on endurance and strength[J].NationalStrength and conditioning Journal，1994，16（1）：22-28.

[5] Gething AD， Willians M， Davies B.Inspiratory resistive loading improvescycling capacity： a placebo controlled trail[J].Br J Sports Med，2004（38）：730-736.