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揭秘呼吸频率与运动表现的“隐形”关联 | MDPI Sports |
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论文标题:Sports Performance and Breathing Rate: What Is the Connection? A Narrative Review on Breathing Strategies
论文链接:https://www.mdpi.com/2075-4663/11/5/103
期刊名:Sports
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/sports
呼吸,这一人类最自然、最本能的生理过程,往往在竞技体育的高强度训练中被视作理所当然而被忽视。然而,呼吸不仅仅是气体交换的物理过程,它更是连接生理机能与心理状态的桥梁。在分秒必争的赛场上,呼吸频率的微小变化究竟能否成为决定胜负的关键?
来自意大利 Sport Science Lab 的 Gian Mario Migliaccio 博士和来自Università Telematica degli Studi IUL的 Luca Russo 博士及其团队在 MDPI Sports 期刊发表了题为“Sports Performance and Breathing Rate: What Is the Connection? A Narrative Review on Breathing Strategies”的文章。该研究通过对大量文献的系统性叙述回顾,深入探讨了不同呼吸策略(慢速呼吸与快速呼吸)对运动员生理及心理层面的双重影响,为竞技体育中的呼吸训练提供了重要的理论依据和实践指导。
研究背景
在人体中,呼吸能够调节交感神经的血管收缩活动。尽管各种呼吸技巧在体育场景中被广泛使用,但关于呼吸频率与运动表现之间直接关联的科学研究却相对匮乏。通常情况下,人体在静息状态下的呼吸频率为每分钟 12 到 20 次(0.2-0.33 Hz)。但在高强度运动中,为了维持血气稳态,肺泡通气量通常需要增加至静息水平的 20 倍以上。这种巨大的生理负荷不仅增加了呼吸肌的做功,还可能因横膈膜疲劳而限制运动表现。作者团队敏锐地指出,目前的训练体系中存在一个模糊地带:即不同的呼吸深度和频率如何在生理和心理上双向影响运动员的表现。
核心机制
作者在文中将非自主性呼吸之外的“自愿呼吸控制”分为两类进行深入剖析:自愿慢速呼吸(VSB)和自愿快速呼吸(VFB)。
1. 自愿慢速呼吸(VSB):身心的“镇静剂”
研究定义 VSB 为每分钟呼吸 4 到 10 次(0.07-0.16 Hz)。
生理效应: VSB 通过激活迷走神经(副交感神经系统的主要神经),已被证明能有效降低基础心率和血压,并增强心率变异性(HRV)。在高海拔缺氧环境中,它甚至能降低交感神经活动,提高血氧饱和度。
心理效应:VSB 展现出了卓越的抗压能力。它能显著减轻焦虑和唤醒水平,增强心理韧性,并改善执行功能(如注意力、工作记忆)。对于需要高度专注和冷静的运动项目,VSB 是调节赛前心理状态的有效工具。
2. 自愿快速呼吸(VFB):双刃剑般的“兴奋剂”
研究定义 VFB 为每分钟呼吸超过 20 次(>0.33 Hz)。
潜在风险:非自愿的快速呼吸(如过度换气)会导致体内二氧化碳水平过低,引发呼吸性碱中毒,导致肌肉痉挛、头晕、恐慌甚至组织缺氧,从而损害耐力表现。
竞技价值:然而,受控的“自愿快速呼吸”并非一无是处。研究表明,VFB 能够激活交感神经系统,增加肌肉的氧气输送,从而在短时间内提升力量、速度、反应时间以及腹部肌肉张力 17。对于需要爆发力的瞬间,这可能是一种战术性的生理激活手段。
实践应用
基于对生理和心理机制的分析,作者为教练员和运动员提出了一套分阶段的呼吸策略建议:
赛前(Before Exercise):如果目标是放松与专注(如射击、射箭),推荐采用膈肌呼吸(慢速深呼吸),以增加氧合水平、降低焦虑并改善姿态。如果目标是生理激活(如短跑、举重),则可适度采用快速呼吸,以激活交感神经系统,提高心率,引发受控的“战斗或逃跑”反应。
赛中(During Exercise):建议采用节律性呼吸(Rhythmic Breathing),即呼吸与运动节奏同步(例如跑步时三步一吸、两步一呼),或控制呼吸。这有助于调节体内氧气与二氧化碳的平衡,确保持续的能量供应 。
赛后(After Exercise):此时的目标是恢复。强烈建议进行慢速深呼吸,这有助于副交感神经“接管”身体,降低心率,加速乳酸等代谢废物的排出,并从心理上缓解比赛带来的压力。
总结与展望
本文系统性地揭示了呼吸频率与运动表现之间错综复杂的联系。作者总结指出,虽然目前仍缺乏针对特定运动项目的绝对定定量数据,但证据表明,慢速呼吸在改善心血管健康、减轻压力和维持注意力方面具有显著优势。该研究有力地支持了将呼吸训练纳入常规运动训练体系的必要性。尽管不同个体和运动项目存在差异,但通过科学地控制呼吸频率(VSB 或 VFB),运动员不仅能优化生理机能,更能掌握心理调控的主动权,从而在激烈的竞技中获得那至关重要的“边缘优势”。
Sports 期刊介绍
主编: Dr. Eling Douwe de Bruin, Karolinska Institutet, Sweden
主要刊载运动科学、运动医学、公共卫生和体育活动等领域的原创性研究、综述和评论。作为一个国际性的、经过同行评审的开放获取期刊,Sports 致力于快速发表高质量的研究成果,促进学术交流。
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2024 Impact Factor
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2.9
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2024 CiteScore
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4.1
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Time to First Decision
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18.7 Days
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Acceptance to Publication
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3.7 Days
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